the Embryo Project Encyclopedia

w 1828 roku, pracując na Uniwersytecie w Königsbergu, Karl Ernst von Baer zaproponował cztery prawa rozwoju zwierząt, które zaczęto nazywać prawami embriologii von Baera. Dzięki tym prawom von Baer opisał rozwój (ontogenezę) zarodków zwierzęcych, jednocześnie krytykując popularne w tym czasie teorie rozwoju zwierząt. Prawa embriologii Von Baera dostarczyły RAM do badania zależności i wzorców między rozwojem różnych klas organizmów oraz wzorców między ontogenezą a zróżnicowaniem gatunków na Ziemi (filogeny).

prawa Von Baera, opublikowane w 1828 roku, odpowiadały teorii rekapitulacji Johanna Friedricha Meckela. Meckel pracował na Uniwersytecie w Halle w Niemczech. W 1808 roku Meckel opublikował swoją teorię rekapitulacji w Beyträge zur vergleichenden Anatomie . W swoim tekście Meckel twierdził, że w ontogenezie zarodki przechodzą przez kolejne stadia, które reprezentują dorosłe formy mniej złożonych organizmów. Powiedział, że bardziej złożone organizmy przeszły przez etapy rozwojowe, które chronologicznie odtwarzały scala naturae, hierarchiczny system klasyfikacji, który umieszcza najmniej złożone organizmy na dole klasyfikacji, a bardziej złożone organizmy na górze. Później teoria Meckela została nazwana prawem Meckela-Serresa, ponieważ Antoine Étienne Reynaud Augustin Serres, lekarz we Francji, niezależnie opublikował podobną teorię w 1821 roku. Von Baer dążył do zdyskredytowania teorii Meckela i Serresa, ponieważ twierdził, że ta teoria rozwoju jest zbyt liniowa. Von Baer uważał, że zamiast przechodzenia przez liniowe stadia scala naturae, zarodki zwierzęce zaczynały się od jednej lub kilku wspólnych form podstawowych, a następnie rozwijały się w wzór rozgałęzień w coraz bardziej różne wyglądające organizmy.

Von Baer opisał swoje prawa embriologii w obu wydaniach swojej książki Über Entwickelungsgeschichte der Thiere , wydanej w 1828 i 1837 roku. W pracy tej von Baer dokonał przeglądu istniejących informacji na temat rozwoju kręgowców. Wykorzystał informacje zawarte w tym przeglądzie do ekstrapolacji swoich praw. Prawa te, przetłumaczone przez Thomasa Henry ’ ego Huxleya we wspomnieniach naukowych, są dosłowne w następujący sposób:

1. bardziej ogólne znaki z dużej grupy pojawiają się wcześniej w zarodku niż więcej znaków specjalnych.
2. z najbardziej ogólnych form rozwijają się mniej ogólne i tak dalej, aż w końcu powstaje najbardziej specjalny.
3. każdy zarodek danej formy zwierzęcej, zamiast przechodzić przez inne formy, raczej zostaje od nich oddzielony.
4. zasadniczo zatem zarodek wyższej formy nigdy nie przypomina żadnej innej formy, a jedynie jej zarodek.

pierwsze dwa prawa Von Baera wyjaśniały, jak rozwijają się zarodki zwierzęce i czy postępują z preformowanych struktur. W XVII i XVIII wieku doszło do debaty między dwiema grupami badaczy embriologii. Jedna z grup, epigenizyści, twierdziła, że organizmy zaczynają się od nieuformowanego materiału i powoli rozwijają się, aby stać się bardziej złożonymi organizmami. Druga grupa, preformacjoniści, twierdziła, że w pełni uformowany organizm istnieje od początku ontogenezy, a następnie tylko rośnie w miarę postępu ontogenezy. Pierwsze prawo Von Baera mówi, że ogólne postacie grupy zwierzęcej pojawiają się wcześniej w zarodku niż wyspecjalizowane postacie, co jest sprzeczne z teoriami preformacjonistycznymi.

drugie prawo Von Baera mówi, że zarodki rozwijają się z jednolitej i nieskomplikowanej struktury w coraz bardziej skomplikowany i zróżnicowany organizm. Na przykład, definiującą i ogólną cechą kręgowców jest kręgosłup. Cecha ta pojawia się na wczesnym etapie rozwoju zarodkowego kręgowców. Jednak inne cechy, które są bardziej specyficzne dla grup kręgowców, takie jak futro u ssaków lub łuski u gadów, tworzą się w późniejszym stadium rozwojowym. Von Baer argumentował, że dowody te wspierają rozwój epigenetyczny, a nie Rozwój z preformowanych struktur. Na podstawie dwóch pierwszych praw doszedł do wniosku, że rozwój następuje poprzez epigenezę, gdy złożona forma zwierzęcia powstaje stopniowo z nieuformowanego materiału podczas rozwoju.

Von Baer użył trzeciego i czwartego prawa, aby przeciwdziałać teoriom rekapitulacji Meckela i Serresa, które stały się coraz bardziej popularne w Europie w XVIII i XIX wieku. Jak wspomniano, teorie te zakładają, że wraz z rozwojem ontogenezy zarodka zwierzęcego, różne etapy rozwoju zarodka reprezentują niższe formy dorosłe zwierząt. Na przykład, zgodnie z teorią rekapitulacji, wczesne zarodki ludzkie mają struktury podobne do szczelin skrzelowych, a więc ten wczesny etap reprezentuje formę dorosłych ryb, które również mają szczeliny skrzelowe.

trzecie prawo Von Baera mówi, że zwierzęta z różnych gatunków zaczynają być podobne i stają się bardziej odmienne od siebie w miarę postępu ontogenezy. Jako przykład, von Baer omawia embriony ludzi, ryb i piskląt, z których wszystkie wyglądają podobnie do siebie we wczesnych stadiach rozwoju. Jednak w miarę ich wzrostu coraz bardziej różnią się od siebie. Zarodek jednego gatunku nigdy nie przypomina dorosłego innego gatunku. Zamiast rekapitulować dorosłe formy innych zwierząt, trzecie prawo von Baera teoretyzowało, że zarodki zwierzęce różnią się od jednej lub kilku wspólnych form embrionalnych. Czwarte prawo stanowi, że etapy rozwoju u bardziej złożonych zwierząt nigdy nie reprezentują stadiów dorosłych mniej złożonych zwierząt; przypominają tylko zarodki mniej złożonych zwierząt.

do 1866 roku prawo von Baera konkurowało z teorią profesora na Uniwersytecie w Jenie w Niemczech. Ernst Haeckel zaproponował teorię rekapitulacji zwaną prawem biogenetycznym, która stwierdza, że ontogeneza rekapituluje filogenezę. W przeciwieństwie do interpretacji Meckel Serres rekapitulacji, forma Haeckel rekapitulacji zaproponował, że embriony przechodzą przez etapy chronologiczne ewolucyjnego pochodzenia ich gatunku, a nie przez scala naturae. Haeckel powiedział, że etapy ontogenezy organizmów odtwarzają ewolucyjne pochodzenie tego organizmu. Spopularyzował tę teorię, gdy zsyntetyzował teorie ontogenezy z teorią ewolucji gatunków przez dobór naturalny Charlesa Darwina z 1859 roku; ponad trzydzieści lat po tym, jak von Baer zaproponował swoje prawa embriologii. Biorąc pod uwagę, że teoria Haeckela była rozwinięciem liniowym, podobnym do teorii Meckela, von Baer nie był bardziej przekonany do teorii Haeckela niż do teorii Meckela. ponadto von Baer nie akceptował, że wszystkie gatunki mają wspólnego przodka. Pomimo sprzeciwu von Baera wobec prawa biogenetycznego Haeckela i jego ogólnej rekapitulacji, prawo biogenetyczne przetrwało w biologii aż do przełomu XX wieku, kiedy to nowe eksperymentalne i porównawcze dowody uczyniły je nie do utrzymania.

chociaż von Baer był sceptyczny co do wspólnego pochodzenia i doboru naturalnego, Charles Darwin przedstawił rozwój w pochodzeniu gatunków tak samo jak von Baer: rozgałęzienia i epigenetyczne. Darwin przedstawił również taką samą krytykę rekapitulacji, jak von Baer; Darwin powiedział, że dorosłe formy jednego zwierzęcia nie wykazują się w rozwoju innego zwierzęcia, a jedynie zarodki wyglądają podobnie do siebie. Darwin napisał również, że embriologia dostarczyła najsilniejszej klasy faktów na poparcie jego teorii ewolucji.

historycy XX wieku, tacy jak Jane Oppenheimer i Stephen Jay Gould, stwierdzili później, że prawa von Baera umożliwiły XX-wieczną biologię rozwojową. Zauważają, że von Baer opisał procesy rozwojowe jako epigenetyczne i postępujące w sposób rozgałęziający w stosunku do różnych organizmów, tak jak XX-wieczni biolodzy rozwojowi.