encyklopedie embryonálního projektu

v roce 1828, když pracoval na univerzitě v Königsbergu v německém Königsbergu, navrhl Karl Ernst von Baer čtyři zákony vývoje zvířat, které se nazývaly von Baerovy zákony embryologie. Těmito zákony von Baer popsal vývoj (ontogeny) zvířecích embryí a zároveň kritizoval populární teorie vývoje zvířat v té době. Von Baerovy zákony embryologie poskytly rámec pro výzkum vztahů a vzorců mezi vývojem různých tříd organismů a vzory mezi ontogenezí a diverzifikací druhů na Zemi (fylogeneze).

Von Baerovy zákony, publikované v roce 1828, reagovaly na rekapitulační teorii Johanna Friedricha Meckela. Meckel působil na univerzitě v Halle v německém Halle. V roce 1808 publikoval Meckel svou rekapitulační teorii v Beyträge zur vergleichenden Anatomie . Ve svém textu Meckel tvrdil, že během ontogeneze embrya procházejí po sobě jdoucími fázemi, které představují dospělé formy méně složitých organismů. Řekl, že složitější organismy prošly vývojovými fázemi, které chronologicky přehrávaly scala naturae, hierarchický systém klasifikace, který umisťuje nejméně složité organismy na dno klasifikace a složitější organismy na vrchol. Později byla Meckelova teorie nazvána Meckel-Serresův zákon, protože Antoine Étienne Reynaud Augustin Serres, lékař ve Francii, nezávisle publikoval podobnou teorii v roce 1821. Von Baer se snažil zdiskreditovat meckelovu a Serresovu teorii, protože tvrdil, že tato teorie vývoje je příliš lineární. Von Baer věřil, že místo toho, aby procházel lineárními stádii scala naturae, zvířecí embrya začala z jednoho, nebo několik, sdílené základní formy a poté se vyvinuly v rozvětveném vzoru do stále odlišněji vypadajících organismů.

Von Baer popsal své zákony embryologie v obou vydáních své knihy Über Entwickelungsgeschichte der Thiere, publikované v letech 1828 a 1837. V této práci von Baer přezkoumal stávající informace o vývoji obratlovců. Informace v tomto přehledu použil k extrapolaci svých zákonů. Tyto zákony, přeložené Thomasem Henrym Huxleym ve vědeckých pamětech, jsou doslovně následující:

1. obecnější znaky velké skupiny se objevují dříve v embryu než více zvláštních znaků.
2. z nejobecnějších forem se vyvíjejí méně obecné a tak dále, až nakonec vznikne nejvíce zvláštní.
3. každé embryo dané zvířecí formy se místo toho, aby procházelo jinými formami, spíše oddělí od nich.
4. v zásadě se tedy embryo vyšší formy nikdy nepodobá žádné jiné formě, ale pouze jejímu embryu.

Von Baerovy první dva zákony vysvětlily, jak se vyvíjejí zvířecí embrya a zda postupují z předem vytvořených struktur. Během sedmnáctého a osmnáctého století proběhla debata mezi dvěma skupinami výzkumníků v embryologii. Jedna skupina, epigenisisté, tvrdili, že organismy začínají z neformovaného materiálu a pomalu postupují, aby se staly složitějšími organismy. Druhá skupina, preformacionisté, tvrdil, že plně vytvořený organismus existuje od začátku ontogeneze, a pak jen roste, jak ontogeneze pokračuje. Von Baerův první zákon uvádí, že obecné znaky skupiny zvířat se objevují dříve v embryu než specializované postavy, což je v rozporu s preformacionistickými teoriemi.

Von Baerův druhý zákon uvádí, že embrya se vyvíjejí z jednotné a nekomplexní struktury do stále složitějšího a rozmanitějšího organismu. Například definující a obecnou charakteristikou obratlovců je páteř. Tato vlastnost se objevuje na počátku embryonálního vývoje obratlovců. V pozdějším vývojovém stádiu se však tvoří další rysy, které jsou specifičtější pro skupiny obratlovců, jako je srst na savcích nebo šupiny na plazech. Von Baer tvrdil, že tento důkaz podporuje epigenetický vývoj spíše než vývoj z předem vytvořených struktur. Z prvních dvou zákonů dospěl k závěru, že vývoj nastává epigenezí, kdy složitá forma zvířete vzniká postupně z neformovaného materiálu během vývoje.

Von Baer použil třetí a čtvrtý zákon, aby čelil rekapitulačním teoriím Meckel a Serres, které se v Evropě staly stále populárnějšími v průběhu osmnáctého a devatenáctého století. Jak již bylo zmíněno, tyto teorie předpokládají, že jak ontogeneze zvířecího embrya postupuje, různé fáze vývoje embrya představují dospělé formy nižších zvířat. Například, podle teorie rekapitulace, raná lidská embrya mají struktury podobné žaberním štěrbinám, a tak toto rané stádium představuje formu dospělých ryb, které mají také žaberní štěrbiny.

Von Baerův třetí zákon uvádí, že zvířata z různých druhů začínají podobně a stávají se navzájem odlišnějšími, jak postupuje ontogeneze. Jako příklad, von Baer pojednává o embryích lidí, ryba, a kuřata, všechny vypadají navzájem podobně v raných fázích jejich vývoje. Jak rostou, nicméně, vypadají od sebe stále odlišněji. Embryo jednoho druhu se nikdy nepodobá dospělému jinému druhu. Místo rekapitulace dospělých forem jiných zvířat, von Baerův třetí zákon teoretizoval, že zvířecí embrya se liší od jedné nebo několika sdílených embryonálních forem. Čtvrtý zákon stanoví, že fáze vývoje u složitějších zvířat nikdy nepředstavují dospělá stadia méně složitých zvířat; připomínají pouze embrya méně složitých zvířat.

do roku 1866 konkurovaly von Baerovy zákony teorii profesora na univerzitě v Jeně v Německu. Ernst Haeckel navrhl teorii rekapitulace zvanou biogenetický zákon, který uvádí, že ontogeneze rekapituluje fylogenezi. Na rozdíl od interpretace rekapitulace Meckel Serres, haeckelova forma rekapitulace navrhla, aby embrya procházela chronologickými stádii evolučního původu svého druhu spíše než scala naturae. Haeckel řekl, že stadia během ontogeneze organismů opakují evoluční původ tohoto organismu. Popularizoval tuto teorii, když syntetizoval teorie ontogeneze s teorií evoluce druhů Charlese Darwina z roku 1859 přirozeným výběrem; více než třicet let poté, co von Baer navrhl své zákony embryologie. Vzhledem k tomu, že Haeckelova teorie byla lineárního vývoje, podobně jako Meckelova, von Baer nebyl Haeckelovou teorií přesvědčen o nic víc, než byl Meckelův. navíc von Baer nepřijal, že všechny druhy mají společného předka. Přes von Baerovy námitky proti haeckelovu biogenetickému zákonu a rekapitulaci obecně, biogenetický zákon přetrvával v biologii až do přelomu dvacátého století, kdy jej nové experimentální a srovnávací důkazy učinily neudržitelným.

ačkoli von Baer byl skeptický ke společnému původu a přirozenému výběru, zobrazení Charlese Darwina o vývoji v původu druhů bylo stejné jako von Baerovo: větvení a epigenetika. Darwin také poskytl stejné kritiky rekapitulace jako von Baer; Darwin řekl, že dospělé formy jednoho zvířete se nevykazují ve vývoji jiného zvířete a že pouze embrya vypadají navzájem podobně. Darwin také napsal, že embryologie poskytla nejsilnější třídu faktů na podporu jeho evoluční teorie.

historici dvacátého století jako Jane Oppenheimer a Stephen Jay Gould později uvedli, že von Baerovy zákony umožnily vývojovou biologii dvacátého století. Poznamenávají, že von Baer popsal vývojové procesy jako epigenetické a postupující větvením ve vztahu k různým organismům, stejně jako vývojoví biologové dvacátého století.