Классические эксперименты на эмбриогенезе амфибий - кратко с точки зрения эмбриологии
А. Эксперименты по перетяжке гаструлы тритона. Б. Будущее значение и будущий потенциал. В. Организационные эксперименты Шпеманна
А. Эксперименты по перетяжке гаструлы. Если гаструлу перетянуть тонкой нитью на переднюю и заднюю половины (А1), то задняя половина разовьется в меньший по размеру отдельный эмбрион. В то же время передняя половина развивается, образуя лишь скопление энтодермы, покрытой эпидермальной эктодермой.
С другой стороны, медианный (по срединной плоскости) разрыв гаструлы (А2) приводит к образованию двух отдельных эмбрионов, которые могут развиться как близнецы в общей блестящей оболочке. Этот эксперимент показывает, что анимальный полюс может дать начало любым тканям тела, тогда как вегетативный полюс может сформировать только энтодерму.
Б. Будущие значение и потенциал. Используя натуральные красители, Vogt (1929) выявлял миграцию клеток в течение гаструляции. В этой технике кусочки агара, пропитанного нильским синим или нейтральным красным, наносились на определенные области бластулы.
Клетки в этих областях впитывали краску, позволяя затем проследить их последующую дифференцировку в нервную трубку, сомиты, нотохорду, кишку и т.д. Таким образом, зачатки органов, которые при нормальном развитии образуются из клеток бластулы, можно отследить до стадии гаструлы. По такой карте путей развития можно установить будущее значение (Б1) клеток.
Специфика «будущего значения» заключалась в выявлении того, в какую ткань обычно (в нормальных условиях) разовьются клетки. Термин будущий потенциал (Б2), напротив, представляет все возможные исходы развития, которые могут иметь место в ходе эксперимента в данной области тела.
Расчет будущего потенциала в ранней гаструле показывает, что потенциал ее клеток больше, чем их обычное будущее назначение в дифференцировке органов и тканей.
В течение дальнейшего развития будущий потенциал эмбриональных клеток ограничивается. Необратимую фиксацию клеток на пути развития называют детерминацией. Детерминация предшествует видимой дифференцировке клеток.
Если клетки бластулы изолированы и в дальнейшем искусственно выращены, они демонстрируют определенную способность к самодифференцировке (Б3), которая меньше их будущего назначения. Например, дорсальная эктодерма, которая обычно дифференцируется в нервную трубку, формирует только эпидермальную эктодерму.
В. Организационные эксперименты Шпеманна:
1. Трансплантация дорсальной губы бластопора. Часть ткани из дорсальной губы бластопора удалялась как раз перед началом гаструляции и помещалась в другую бластулу. В бластоцели эмбриона-хозяина (акцептора) трансплант располагался в области будущей передней стенки тела, где он вызывал формирование второй нервной пластинки.
Пересаженная ткань интегрируется в соответствующий комплекс нотохорда — мезодерма. Результат: эмбрион с двумя полными эмбриональными осевыми системами.
2. Индукция кишечно-мозговой и спинно-хвостовой структур. Химическая изоляция первичного фактора индукции показала, что этот фактор не имеет ни видового, ни органного происхождения и может быть выделен из разных тканей (эмбрионы цыпленка, костный мозг морской свинки). Чтобы проанализировать степень активности стимулирования, изолированные фракции были помещены в бластулу (см. В1).
Были выделены два белковых фактора: один, индуцирующий развитие головы (кишечно-мозговой индуктор), и другой, стимулирующий развитие хвоста (спинно-хвостовой индуктор). Общая ось тела, как полагают, была образована антагонистическими градиентами воздействия обоих факторов.
Биохимические субстраты для «организатора» Шпеманна, вероятно, являются повсеместными факторами роста, специфика воздействия которых зависит от их временных и пространственных моделей экспрессии (фаза специфичности).
