Біологія розвитку - Енциклопедія Сучасної України
Beta-версія
Біологія розвитку

БІОЛО́ГІЯ РО́ЗВИТКУ – біологічна дисципліна, що вивчає закономірності індивідуального розвитку живої системи. До завдань Б. р. належать дослідження сутності й причин запліднення, структурно-функціон. змін в організмі, генет. і молекуляр. подій, що їх контролюють; закономірностей детермінації, диференціації та регенерації клітин і тканин, дозрівання й старіння особин, пристосування їх до умов довкілля тощо. Початки знань про особливості індивід. розвитку тварин відомі ще зі Стародав. Єгипту, Вавилону, Індії, Китаю, Греції. Але перші узагальнення знань пов’язані з іменами Гіппократа (преформізм: у зародку заздалегідь утворені й визначені всі особливості майбутнього організму, відбувається лише його ріст без диференціації) та Аристотеля (епігенез: організм зароджується із безструктур. маси, з якої послідовно формуються нові частини зародка). Їхні натурфілософ. вчення повсюдно поширилися в епоху Відродження, коли винайдення й застосування мікроскопа (Л. Гук, А. Левенгук, 17 ст.) в наук. дослідженнях дало змогу відкрити й описати статеві клітини. У зв’язку з цим на позиціях креаціонізму в 17 ст. відродилася ідея преформації (А. Галлер, Ш. Бонне): зародки всіх поколінь у мініатюр. вигляді закладені в яєчниках першої самиці в момент створення. У 2-й пол. 18 ст. їй була протиставлена більш обґрунтована теорія епігенезу К. Вольфа (1759): кожний орган утворюється з неорганізованої субстанції й розвивається як новоутворення. Ця теорія, незважаючи на її примітивізм і механістичність, зумовила перехід до нового світогляду в біології.

Основи класич. дослідж. в галузі ембріології в Київ. ун-ті заклав О. Ковалевський. Суттєвий вплив на розвиток ембріолог. досліджень у цьому Ун-ті справили О. Сєверцов та його учні І. Шмальгаузен, М. Воскобойников та ін. У Харків. ун-ті ембріолог. дослідж. проводили П. Степанов, О. Брандт, В. Рейнгард, М. Кащенко. Першу працю з ембріології в Україні опублікував 1845 О. Нордман. Вчені України зробили значний внесок в опис ембріонал. розвитку тварин різних таксоном. груп. Перші ретельні дослідж. розвитку губок виконав І. Мечников. Результати його дослідж. згодом дали підставу для виділення губок у самостійний тип багатоклітин. організмів і відіграли велику роль у розробленні теорії походження багатоклітинних. Основи вчення про ембріонал. розвиток представників різних класів кишковопорожнинних заклали О. Ковалевський, І. Мечников, О. Коротнєв, В. Заленський. Класичні дослідження ембріонал. розвитку плоских червів провели І. Мечников, В. Заленський, С. Переяславцева. 1892 С. Переяславцева дослідила процеси дроблення й утворення зародкових листків у турбелярій Чорного м. І. Мечников і В. Заленський поклали початок вивченню ембріонал. розвитку немертин. Харків. дослідник Г. Радкевич вивчав ембріогенез круглих червів (1871). Ембріонал. розвиток кільчастих червів в Україні вивчали І. Мечников, О. Ковалевський, В. Заленський, М. Бобрецький, В. Реп’яхов, П. Бучинський, О. Коротнєв та ін. У праці «Эмбриологические исследования червей и членистоногих» (1872) О. Ковалевський відкрив у олігохет телобластичний спосіб розвитку мезодерми і вперше встановив утворення у аннелід зародкових листків, гомологічних зародковим листкам хребетних. Велике значення у створенні основ порівнял. ембріології мали роботи О. Ковалевського, І. Мечникова, В. Заленського, В. Рейнгарда, В. Реп’яхова, О. Коротнєва, присвячені зародковому розвитку й перетворенню личинки моховаток. Проведено роботи з вивчення ембріології членистоногих (В. Рейнгард, Я. Лебединський, П. Бучинський та ін.), ембріонал. розвитку ракоподібних (І. Мечников, В. Рейнгард, С. Переяславцева, Я. Лебединський, П. Бучинський). Завдяки дослідженням різних ракоподібних встановлено широку амплітуду типів дроблення яєць і відмінності способів гаструляції. Наприкінці 19 ст. з’ясовано, що характеристики організму формуються поступово на підставі успадкованої інформації, яка міститься в хромосомах (у процесі формотворення здійснюється диференціація організму на підставі геномної інформації з появою якісно нових ознак і властивостей), але за браком фактичного матеріалу неможливо було визначити, як саме геном контролює розвиток. Видатний нім. ембріолог В. Ру вважав, що в хромосомах яйцеклітини лінійно представлені ознаки всього організму, які внаслідок клітин. поділів нерівномірно розподіляються в дочірніх клітинах. Г. Дріш встановив, що кожна клітина, яка походить із зиготи, зберігає потенційну можливість розвитку, а пізніше нім. ембріолог Т. Бовері довів, що нормал. розвиток залежить від нормал. розподілення хромосом під час поділу клітини. Класичні роботи Ґ. Менделя та Т. Морґана продемонстрували наявність у хромосомах генів і стали основою створення хромосом. теорії спадковості. У 1930-х рр. вчені Г. Шпеманн та Г. Мангольд відкрили «організаційні центри» в ембріонах. Ембріогенез стали тлумачити як поступову появу в зародку щоразу нових «індукторів» розвитку, які визначають і спрямовують розвиток тих чи ін. його зон. Було з’ясовано взаємозалежність та диференціацію частин ембріона, його інтеграцію на кожній стадії розвитку. Теорія ембріонал. індукції залишається й досі предметом щонайактивніших досліджень у Б. р. Революція в молекуляр. біології в серед. 20 ст. дала змогу поглибити вивчення молекуляр. та субклітин. основ індивід. розвитку. Сьогодні можливе дослідження ролі окремих генів, поведінки клітин і міжклітин. сигналізації у визначенні заг. плану будови тіла та особливостей диференціації клітин в ембріогенезі; складання карт презумптивних органів на ранніх етапах онтогенезу; з’ясування причин втрати тотипотентності клітин та можливість клонування як окремих клітин, так і цілих організмів. Нині Б. р. набуває швидкого розвитку, зумовленого винайденням нових дослід. технологій молекуляр., клітин. біології та генетики, які допомагають знаходити відповіді на проблемні питання.

У Б. р. великий внесок зробили М. Кольцов, І. Шмальгаузен, І. Філіпченко, Д. Філатов, М. Завадовський, праці яких заклали основи вивчення причинних механізмів індивід. розвитку вже в перші десятиріччя 20 ст. В довоєнні роки виникли школи й великі колективи наук. співробітників, які розробляли проблеми Б. р. Їхні праці були відомі в усьому світі. У воєнні та повоєнні роки, коли світ. наука досягла значних успіхів у галузі молекуляр. біології й молекуляр. генетики, а пізніше й у Б. р., відповідні дослідження в СРСР не набули розвитку з ідеолог. причин. У період хрущов. «відлиги» почався розвиток Б. р. в СРСР, зокрема акад. Б. Астауров багато зробив для відновлення досліджень індивід. розвитку й 1967 очолив у системі АН СРСР Ін-т біології розвитку, якому надано ім’я М. Кольцова. Програму сучас. курсу «Біологія розвитку» вперше розробили Б. Новиков і Т. Детлаф. В Україні Б. р. як синтетичну науку вивчають у різних н.-д. установах і викладають на біол. ф-тах ун-тів.

Літ.: Нейфах А. А., Тимофеева Н. В. Молекулярная биология процессов развития. Москва, 1977; Зуссман М. Биология развития / Пер. с англ. Москва, 1977; Светлов П. Г. Физиология (механика) развития. Ленинград, 1978; Развитие биологии на Украине. Т. 1. К., 1985; Гилберт С. Биология развития / Пер. с англ. Москва, 1995.

С. М. Гарматіна

Стаття оновлена: 2004