胚胎学绪论
二、胚胎学发展简史
有关胚胎发育的记载始于公元前5世纪。
1.有机体发生的学说:希腊学者Hippocrates提出,他认为有机体的各个部分都能产生各种精液,幼体由各个精液凝合而成,所以子代与亲代相同。
2.胚胎学的奠基:公元前4世纪Aristotle曾对鸡胚的发育进行了观察,写出有关胚胎学的著作,故一致认为他是胚胎学的奠基者。
3.生命来自卵的学说:1651年英国学者Harvey用放大镜观察了鸡胚及血液循环,提出一切生命来自卵的学说。
4. “预成论”:直到17世纪有了显微镜之后,荷兰学者Leeuwenhoek和Graaf分别发现精子和卵泡。1675年Malpighi看到鸡胚的体节、神经管与卵黄血管,他们主张“预成论”,在精子和卵子内亦含有一个微型小人,胚胎发育就是逐渐长大的过程。
5.“渐成论”:1759年德国学者Wolff认为有机体是由性细胞生长与分化逐渐发展而成的,描述了消化管的形成过程,早期胚胎中没有预先存在的结构,奠定了“渐成论”的基础;
6.比较胚胎学:1828年Baer提出胚胎发育有共同的规律性,各种动物在胚胎发育过程中,必须经过胚层期,即胚层学说;创立了比较胚胎学。
7.“个体发生是种系发生的重演”的学说:1859年间,英国学者Darwin对胚胎学的发展也有一定的贡献,他指出在胚胎发育过程中出现了一些低等动物的特征,是动物在个体发育过程中反映其祖先发展历史的现象,指出不同动物发育早期的相似是证明起源的共同性,后期的相异则是由于各种动物所处环境不同而引起。19世纪初,德国学者Mailer(1897)和Haeckel(1919)进一步提出“个体发生是种系发生的重演”的学说。
8.“实验胚胎学”的建立:19世纪末,人们开始探讨胚胎发生的机制,于是建立起“实验胚胎学”。德国学者 Spemann和Mangoid(1924)应用头发结扎受精卵的著名实验,将受精卵结扎为有核与无核两部分,无核部分不分裂,有核部分进行分裂,达4、8、16个细胞时,把发丝放松,并放过一个细胞核进入无核部分,此时,原来无核部分就可以进行分裂并发育成为一个较小的胚胎,这个实验证明,此期卵裂球中的细胞核是全能的。Spemann最突出的工作是创立了诱导学说,他应用显微操作技术对两栖类动物的胚进行了分离、切割、移植、重组等实验,例如将蝾螈胚胎的背唇移植到另一胚胎后,则诱导产生了第二胚胎。以后,学者们不断证实诱导作用是动物胚胎发育过程中的一个普遍现象,例如脊索诱导神经管的形成、头部中胚层诱导嗅窝形成、眼泡诱导晶状体形成、晶状体诱导角膜形成、头部内胚层诱导心脏形成、前肾诱导中肾形成等。近年来的研究已证明诱导物质必须通过反应细胞的细胞核参与形成新的mRNA才能起到诱导作用。
9.化学胚胎学建立:20世纪30年代初期Needham首先创立化学胚胎学,并有专著。从此,许多学者不仅研究发育中形态结构的变化,而且应用化学分析方法测定胚胎发育时细胞中化学物质的变化、能量的变化与胚胎发育的关系。
10.分子胚胎学建立:50年代,随着分子生物学的建立,人们把个体发育的研究进入分子水平,建立起分子胚胎学,认为胚胎发育过程是一个有一定顺序、有规律的变化过程,这个过程是基因活动的结果,也就是说胚胎的细胞中有整套的发育信息,不同的信息只有在条件成熟时才表达出来;于是,胚胎发育按照遗传信息依次进行,直至发育成熟。
11.发育生物学:由分子胚胎学与实验胚学、细胞生物学、分子遗传学等学科的互相渗透,发展建立起发育生物学。
12.生殖工程尽建立和应用:60年代以来,胚胎学中生殖工程的兴起及其与临床应用相结合,英国学者Edwards及Steptoe应用人工授精、胚胎移植等技术,首先于1978年7月25日诞生了世界上第一例试管婴儿,开创了人类控制生育的新途径;1988年我国第一例试管婴儿也诞生。1997年爱尔兰科学家将绵羊体细胞的核处理后,移到另一个体的去核卵母细胞中,产生了第一例体细胞克隆羊;这一重大研究成果又进一步为进行核质关系、基因表达等胚胎学理论问题的研究及进行动物种群扩大的应用研究等提供了一个技术方法。
70年代末,生殖工程与遗传工程相结合产生的新技术一转基因技术已应用于畜牧业,该技术为改造生物品种展示了美好的前景。我国于80年代和90年代也开展了这项技术,已培育出转基因鱼、转基因鸡、转基因小鼠和转基因猪。
我国胚胎学研究始于20世纪20年代,老一辈胚胎学家在胚胎学的基础理论研究与应用方面做出了重要贡献。朱洗教授(1899—1962)研究了受精的机制,成功地获得了世界上第一只无父的雌蟾蜍,能产卵传代,发育出了没有外祖父的蟾蜍,成为世界创举;童第周教授(1902—1979)对胚胎轴性、胚层间相互作用及核质关系的研究都有新的创举;张汇泉教授(1899~1986)对畸形的研究做出了很大的贡献。我国新一代胚胎学工作者在胚胎学的理论和应用方面也都取得了很大的进展;从1984年以来,我国数百名胚胎学工作者经过8年多的艰苦努力完成了中国人胚胎发育的调查研究,对中国人胚胎主要器官的组织发生积累了宝贵的资料,并已成为我国第一部中国自己的胚胎发育时刻表。
试管婴儿、克隆动物及胚胎干细胞等成果,不仅具有重要的理论意义而且更具有重要的应用前景。
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