SINH HỌC PHÁT TRIỂN: LỊCH SỬ, NHỮNG GÌ NÓ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG - SINH HỌC - 2026

Các sinh học của sự phát triển là việc nghiên cứu quá trình tiến hóa liên quan đến sự hình thành của các sinh vật đa bào từ lúc thụ thai, sinh con, tăng trưởng, lão hóa và tử vong.

Những quá trình này được giới khoa học gọi là ontogeny, một thuật ngữ mô tả tất cả các bước mà một sinh vật phải trải qua từ nguồn gốc đến khi phát triển đầy đủ.

Nguồn: atlasdeanatomia.com

Tầm quan trọng của sinh học phát triển không chỉ nằm ở việc làm cho quá trình hình thành của sinh vật được biết đến một cách sâu sắc, mà còn dự đoán trong một số trường hợp có thể xuất hiện các dị tật di truyền, nhờ vào những tiến bộ khoa học đã xuất hiện trong lĩnh vực này.

Lịch sử phát triển sinh học

Câu hỏi lớn về nguồn gốc và sự tiến hóa của sự sống đã ám ảnh các nhà triết học và khoa học, những người trong cuộc tìm kiếm để hiểu các quá trình tiến hóa đã tạo ra các giả thuyết và khám phá quan trọng trong lĩnh vực sinh học phát triển, ngay cả trước khi nó được gọi là theo cách đó.

Thuyết tiền định dạng

Đó là một giả thuyết di truyền cũ đã đảm bảo rằng thực thể sống đã được hình thành hoàn chỉnh trong giai đoạn phút nhất của nó và sự phát triển của nó xảy ra thông qua sự lớn lên của sinh vật đó. Những người Hy Lạp Leucippus của Miletus (thế kỷ thứ 5 trước Công nguyên) và Democritus (thế kỷ thứ 5 trước Công nguyên) là tiền thân chính của nó.

Lý thuyết về thế hệ tự phát

Nhà triết học Hy Lạp Aristotle (384 TCN - 322 TCN), được coi là cha đẻ của sinh học, đã chỉ ra rằng sự sống xảy ra theo hai cách: thông qua sinh sản hữu tính, đáp ứng lại sự thiết kế của đấng tạo hóa; và thông qua thế hệ tự phát.

Lý thuyết về sự phát sinh tự phát, đề xuất rằng sự sống được tạo ra bởi một lực được hình thành bởi sự kết hợp của đất, không khí, nước và lửa. Ví dụ, Aristotle nghĩ rằng ruồi sinh ra từ thịt thối và một số côn trùng được sinh ra từ gỗ, lá hoặc da của động vật.

Và mặc dù ngày nay rất khó tin, nhưng lý thuyết này đã được chấp nhận nhiều nhất trong một thời gian dài, cho đến khi nhà khoa học Louis Pasteur (1822-1895) thiết lập cái mà ngày nay được gọi là quy luật phát sinh sinh học, nguyên tắc của nó đảm bảo rằng một sinh vật sự sống chỉ có thể đến từ một sinh vật sống khác.

Quả trứng và nguồn gốc của sự sống

Rất lâu trước sự đóng góp của Pasteur, bác sĩ người Anh William Harvey (1578-1657) đã nghiên cứu sự phát triển của trứng gà và kết luận rằng tất cả các sinh vật đều sinh sản theo một cách tương tự.

Ông đã công bố lý thuyết của mình trong tác phẩm Các bài tập về sự phát sinh của động vật (1651), trong đó lần đầu tiên người ta đề xuất rằng con người sinh sản thông qua thụ tinh của trứng. Từ đó, ông mở rộng nghiên cứu của mình sang phân tích các loài động vật có vú.

Những thay đổi trong quá trình tăng trưởng

Bác sĩ người Đức, Caspar Friedrich Wolff (1733-1794), được biết đến như là người sáng lập ra phôi thai học, đã đề xuất trong các công trình của ông Theoria Generationis (1759) và De formatione Intestinorum (1769) rằng sự phát triển của sinh vật bắt nguồn từ sự khác biệt sản xuất dần dần.

Lý thuyết của ông bác bỏ thuyết tiền định dạng, bằng cách giải thích rằng có những yếu tố ở giai đoạn trưởng thành không có trong giai đoạn phôi thai, đó là lý do tại sao ông kết luận rằng chúng được hình thành theo thời gian.

Mendel, một con nhím biển và một ống nghiệm

Một trong những đóng góp quan trọng nhất bắt nguồn từ các thí nghiệm thụ tinh được thực hiện vào cuối thế kỷ 19 trên nhím biển, vì người ta phát hiện ra rằng trứng thụ tinh chứa các nguyên tố từ cả bố và mẹ hợp nhất trong một hạt nhân.

Năm 1865, Gregor Mendel (1822-1884) trình bày nghiên cứu của mình ngày nay được gọi là Định luật Mendel trên toàn thế giới, trong đó ông giải thích sự di truyền gen được truyền từ cha sang con.

Đến năm 1978, thế giới đã có con người đầu tiên được sinh ra trong ống nghiệm và ngày nay người ta hiểu rằng việc tạo ra một sinh vật cần sự kết hợp các yếu tố của hai cá thể cùng loài để tạo ra một cá thể khác có đặc điểm tương tự.

Về mặt khoa học, người ta cũng hiểu rằng các sinh vật được tạo thành từ các tế bào có nguồn gốc nhờ sự nhân lên của một tế bào gốc.

Các nghiên cứu và ứng dụng của sinh học phát triển

Do các nhà khoa học đã biết cách một sinh vật được tạo ra, sinh học phát triển hiện đang tập trung vào việc thực hiện các nghiên cứu về các quá trình phát triển trong quá trình hình thành và tăng trưởng.

Các chuyên gia về sinh học phát triển giải thích rằng có hai hình thức sinh sản: sinh sản hữu tính, có sự tham gia của hai cá thể khác giới; và vô tính trong đó một sinh vật đơn lẻ tạo ra một cá thể khác, tạo ra một bản sao mà không cần trao đổi vật chất di truyền.

Một ví dụ về kiểu sinh sản này xảy ra ở vi khuẩn Escherichia coli hoặc amip.

Sau hoạt động tình dục hoặc vô tính, sinh học phát triển bắt đầu công việc của mình bằng cách tập trung vào các đối tượng nghiên cứu sau:

Tăng trưởng tế bào

Quá trình này bắt đầu khi một tế bào gốc phân chia thành hai, tạo ra các tế bào con và từ đó bắt đầu giai đoạn nhân lên của tế bào nói trên.

Để đạt được điều này, các phân tử DNA cô đặc lại và hình thành các nhiễm sắc thể, được nhìn thấy qua kính hiển vi được coi là cấu trúc hình que với phần tử trung tâm chia chúng thành hai nhánh.

Biệt hóa tế bào

Trong quá trình biệt hóa tế bào, một tế bào không chuyên biệt, không phải là mẹ, tạo ra các loại tế bào khác sẽ là một phần của các yếu tố cụ thể của cơ thể sống.

Các loại tế bào này là myocytes (tế bào cơ), hepatocytes (tế bào gan), sterocytes (tế bào của ruột) hoặc neuron (tế bào của hệ thần kinh).

Sự biệt hóa tế bào cũng có tác động đến sự hình thành giới tính của cá thể, vì nó xảy ra trong các tế bào của các dòng mầm, dành cho các cơ quan sinh dục của sinh vật đang phát triển.

Các giao tử đực được tạo ra trong các dòng mầm này, một quá trình được gọi là quá trình sinh tinh; hoặc tế bào trứng trong trường hợp nữ, được gọi là quá trình sinh trứng.

Hình thái học

Quá trình này là quá trình cung cấp hình thức cho các cơ quan và cơ thể nói chung của sinh vật, thông qua việc tạo ra các mô trong quá trình phát triển phôi thai.

Những thách thức của sinh học phát triển

Sinh học phát triển liên tục thúc đẩy các nghiên cứu mới liên quan đến sự hình thành của các sinh vật sống, với mục đích tiến bộ trong việc ngăn ngừa bệnh tật và dị tật.

Các nhà khoa học nghiên cứu sự phát triển bất thường của tế bào bằng cách điều tra các bệnh như ung thư, các đặc điểm của chúng nằm chính xác ở sự nhân lên bất thường của các tế bào.

Vì lý do này, hiểu được các quá trình sẽ giải đáp nhiều ẩn số và có thể sẽ mang lại những khám phá về các yếu tố chưa được nêu ra trong sự phát triển phức tạp của một sinh vật.

Tăng trưởng tế bào bất thường
Nguồn: Wikimedia Commons

Người giới thiệu

1. Laura Castellano, Guadalupe Martínez, Juan López, Patricia Cuéllar, Jesús García. (2010). Các giao tử của nhím biển như một mô hình để nghiên cứu quá trình thụ tinh. Lấy từ pdfs.semanticscholar.org
2. Sinh học phát triển. (2015). Lấy từ web.uamex.mx
3. Sinh học phát triển. (2015). Lấy từ plato.stanford.edu
4. Andrea Prokop. (2018). Sinh học phát triển là gì và tại sao nó lại quan trọng? Lấy từ openaccessgoverment.org
5. Sinh học phát triển. (2019). Lấy từ nature.com
6. Conrad H. Waddington. (2019). Phát triển sinh học. Lấy từ britannica.com
7. Sinh học phát triển. (2019). Lấy từ atlasdeanatomia.com