Embriologia – miracolul vietii inainte de nastere

Embriologia, ca stiinta care se ocupa cu formarea si dezvoltarea embrionului (din grecescul “embryon/embruon” – “fat”, “germene”), dateaza, cu ezitarile si erorile firesti oricarui inceput, inca din perioada grecilor antici.

Initial, aceasta a facut parte dintr-un domeniu al cunoasterii numit generic “producere”, care includea, la vremea respectiva, descoperirile si presupunerile referitoare la diferentierea si dezvoltarea organismelor, reproducere si ereditate. Ideea dominanta era ca organismele noi pot sa apara prin reproducerea sexuata, asexuata si prin intermediul unei generari spontane.

Hippocrate, celebrul medic grec din secolul al IV-lea i.Hr., considerat, astazi, “parintele medicinei”, este primul care formuleaza o teorie despre reproducere (acceptata pret de cateva secole), care afirma categoric rolul dominant al tatalui, considerandu-se ca toate caracteristicile viitoarei fiinte erau modelate din samanta masculina (inclusiv sufletul), mama avand doar rolul de a hrani si proteja embrionul.

Aristotel (384–322 i.Hr) a studiat si el, cu minutiozitate, organismele vii, observatiile sale fiind cuprinse atat in lucrarile filozofice, cat si in cele stiintifice (medicale). El a descris doua modele ale dezvoltarii – preformarea si epigeneza – ambele abordate ca parti ale embriologiei, asa cum era inteles domeniul in acea perioada.

Conform teoriei “preformarii”, un embrion preexista in ovulul matern sau in sperma paterna si va incepe sa creasca in momentul in care este stimulat corespunzator. Intr-o lume dominata de mituri si de superstitii, existau multi invatati (filozofi, medici) care erau convinsi ca toti embrionii erau deja formati prin vointa divina, inca de la momentul Genezei.

A doua teorie, cea epigenetica, se baza pe ideea ca embrionul incepe sa existe ca o masa nediferentiata, care, pe parcursul evolutiei, se transforma in noi parti. In conceptia lui Aristotel (comuna, pana la un punct, cu a lui Hippocrate), partea materna contribuia la formarea noului embrion doar prin intermediul unei materii neorganizate, pe care o hranea, si tatal era cel care adauga materiei forma sau sufletul care ghida dezvoltarea.

Filozoful grec, pentru a sustine teoria epigenetica (pe care o considera mai plauzibila), s-a folosit de parabola sculptorului, care, gratie ideii (inspiratiei), reuseste sa confere blocului de piatra (materiei brute), forma dorita. Intr-o urmatoare etapa – sustine filozoful – organele se formeaza succesiv, primul fiind inima. Teoria dezvoltarii epigenetice (postformarii), adica pornind de la un embrion, nu a avut niciun ecou in timpul lui Aristotel, fiind confirmata si fundamentata pe alte descoperiri abia in secolul al XIX-lea.

In secolul al XVII-lea, scrierile fiziologului englez William Harvey pun la indoiala toate convingerile de pana atunci. In studiile sale, acesta este inspirat de profesorul sau, Girolamo Fabrizi, considerat parintele studiilor embriologice moderne, prin lucrarile “Despre formarea fetusului”, “Dezvoltarea oului si a puiului de gaina”, “Dezvoltarea animalelor”. Fabrizi (anatomist italian cunoscut si cu numele latinizat Hieronymus Fabricius) a fost primul care a scris despre rolul placentei si al cordonului ombilical.

Harvey, la randul sau, incepe toate studiile pentru a demonstra teoria epigenetica intuita de Aristotel si aduce o serie de argumente majore referitoare la dezvoltarea organelor interne ale fatului. El considera ca embrionul se formeaza prin coagulare, la nivelul uterului, imediat dupa reproducere, cand principiile active masculine actionau asupra substantei materne.

Folosindu-se de observatiile pe caprioare, Harvey descopera ca, in uter, embrionul nu apare decat dupa sase sau sapte saptamani de la imperechere. Pe langa studiile pe caprioare, Harvey realizeaza observatii sistematice in legatura cu oul de gaina si dezvoltarea puiului (mergand pe drumul deschis de maestrul sau, Fabrizi), ajungand la concluzia ca epigeneza era cea care ducea la formarea partilor. Remarca sa celebra – “Omne vivum ex ovo” (“Orice fiinta isi are originea intr-un ou”) – a mai corectat opiniile despre rolul matern in reproducere, fara a le lamuri pe deplin.

Inventarea microscopului i-a ajutat foarte mult pe biologi, deoarece le permitea sa observe embrionul inca din cele mai timpurii stadii de dezvoltare. Se faceau inca multe greseli, dar, de exemplu, Marcello Malpighi (1628–1694) si Jan Swammerdam (1637–1680), doi pionieri ai microscopiei, au adus informatii noi pe aceasta directie, pornind de la insecte si amfibieni.

Mai tarziu, aparitia microscopului optic a facilitat progresul in embriologie si a facut ca cercetatorii care studiau sperma sa vizualizeze “mici animale” in componenta sa, de unde si concluzia (falsa) a unor naturalisti ca indivizii preformati erau prezenti in sperma. Printre oamenii de stiinta ai acelei perioade, care au sustinut teoria preformarii (demontata ulterior) se numara Albrecht von Haller, Charles Bonnet, Lazzaro Spallanzani si Rene Antoine Ferchault de Reaumur.

Studiile lui Bonnet despre patogeneza (aparitia bolilor) si afide (paduchii de plante) au avut, totusi, un rol semnificativ in cercetarea cauzelor diverselor maladii.

Alti biologi ai secolului al XVIII-lea resping teoria preformarii, unul dintre cei mai cunoscuti fiind Casper Friedrich Wolff, un fiziolog german, care publica un articol de referinta in istoria embriologiei – “Teoria formarii” – in anul 1759, prin care sustinea ca organele interne se formeaza din materia nediferentiata, urmand mai multe etape.

Descoperirea ovulului la mamifere, in secolul al XIX-lea, de catre biologul german, de origine rusa, Karl Ernst von Baer (Karl Maksimovici Baer), fondator al embriologiei, si, pe de alta parte, dezvoltarea embriologiei experimentale, de catre biologii Wilhelm Roux si Hans Driesch, au delimitat categoric argumentele filozofice despre natura dezvoltarii embriologice, de teoria moderna a evolutiei, fundamentata stiintific.

Incepand cu secolul al XIX-lea, analizele la nivel microscopic, teoria celulara, analiza cauzalitatii si studiul anatomiei umane, in general, au deschis noi perspective in embriologie.

S-a descoperit, de exemplu, ca ectodermul (invelisul) dorsal al embrionilor vertebratelor se compacteaza, intr-un anumit moment, intr-un tub primitiv, care va duce la aparitia sistemului nervos, iar despre aceasta transformare se presupunea ca este indusa de celulele mezodermice ale gastrulei (un stadiu al dezvoltarii embrionare), care semnalau ectodermului diferentierea.

La inceputul anilor 1900, americanul Thomas Hunt Morgan, laureat al Premiului Nobel, pentru descoperirile legate de rolul cromozomilor in ereditate, in incercarea de a intelege dezvoltarea embrionara la vertebrate, a conexat acest domeniu de cel al geneticii. Multe dintre experimentele sale au fost facute pe Drosofila melanogaster (musculita de otet).

In prezent, embriologia moleculara examineaza care sunt genele care controleaza diferentierea tisulara (a tesuturilor), dar si tipurile de celule ale organismelor in dezvoltare.

Unii embriologi sunt de parere ca intelegerea aparitiei anomaliilor (malformatiilor congenitale) va fi mult mai usor de realizat prin aprofundarea studiilor de formare si dezvoltare a embrionului uman, care este extraordinar de susceptibil la actiunea drogurilor, medicamentelor, radiatiilor si virusurilor, in primele cateva luni de dezvoltare intrauterina, moment in care sistemele critice de organe se formeaza si isi definitiveaza structura.