The Embryo Project Encyclopedia

admin 0 Comments Articles

The Embryo Project Encyclopedia

Vuonna 1931 alkiontutkija ja historioitsija Joseph Needham julkaisi hyvän vastaanoton saaneen kolmiosaisen tutkielman nimeltä Chemical Embryology. Teoksen neljä ensimmäistä lukua pidettiin Lontoon yliopistossa luentoina Spekulaatio, havainnointi ja kokeilu, kuvituksena embryologian historiasta (Speculation, Observation, and Experiment, as Illustrated by the History of Embryology). Samat luennot julkaistiin myöhemmin vuonna 1934 julkaistuna kirjana nimeltä A History of Embryology. Tämä monografia on yksi ensimmäisistä yleiskatsauksista alkiontieteen historiaan, ja siinä esitellään alkiontiede toisiinsa kietoutuneiden ajatusten historiana, joka on tunnetun biologian historioitsijan Jane Oppenheimerin kehittämä historiankirjoitustyyli. New Yorkissa toimivan Abelard and Schumanin vuonna 1959 julkaisemassa tarkistetussa painoksessa tarkastellaan alkiontieteen historiaa antiikista 1800-luvun puoliväliin. Needham mainitsee Cambridgen yliopiston anatomian lehtorin Arthur Hughesin antaneen teknistä apua uudessa versiossa.

A History of Embryology -teoksen toinen painos on jaettu neljään kronologisesti järjestettyyn lukuun, jotka kattavat embryologian antiikista 1700-luvun loppuun. Needham kiinnittää läpi tekstin huomiota kvantifioinnin ja kokeilujen kehittymiseen alkiontieteen alalla. Teoksessa on monia suoria lainauksia alkiontutkijoilta, jotka auttavat antamaan kontekstin niille ajanjaksoille, joilla alkiontutkijat työskentelivät. Erityisen hyödyllisiä alkiontieteen historioitsijoille ovat kaksi aikajanakuvitusta, joissa yksilöidään tunnetut ja vähemmän tunnetut alkiontieteilijät ja heidän elinaikansa.

Ensimmäisessä luvussa Needham tutkii, millaisia käsityksiä varhaisilla kansoilla oli vauvoista ja alkioista. Noin 1400 eaa. egyptiläiset viittasivat istukkaan ja sen merkitykseen ulkoisen sielun kotipaikkana. He eivät kuitenkaan pitäneet alkiota elävänä ennen vauvan syntymää. Varhaiset egyptiläiset havaitsivat myös, että kananmunat voitiin irrottaa pesistä ja hautoa niitä keinotekoisesti uunissa. Tämä tärkeä löydös mahdollisti kananpoikien alkioiden tarkkailun eri kehitysvaiheissa.

Ensimmäiset kirjalliset merkinnät alkiontutkimuksesta liitetään Hippokratekselle (460 eaa.-370 eaa.), joka kirjoitti synnytys- ja gynekologiasta. Tältä osin Needham julistaa, että Hippokrates, eikä Aristoteles, olisi tunnustettava ensimmäiseksi todelliseksi embryologiksi. Hippokrates uskoi, että alkio aloitti kehityksensä imemällä kosteutta ja henkeä äidistä, ja hän tunnisti joukon tiivistymiä ja paloja, jotka olivat vastuussa luiden, vatsan ja verenkierron kehittymisestä alkiossa ja sikiössä. Hän tuki myös näkemystä, jonka mukaan ihmisen sikiö sai ravintoa imemällä verta istukasta. Needham katsoo Hippokrateen olleen yksi ensimmäisistä, joka viittasi preformaationismin käsitteeseen kreikkalaisen lääkärin uskomuksella, jonka mukaan organismit olivat täysin muodostuneita pienoiskoossa itusolujen sisällä. Tämä uskomus auttoi synnyttämään teologisen embryologian eli ajatuksen siitä, että erilaiset sielut tulivat alkioon sen kasvaessa.

Ensimmäisen luvun loppuosassa tarkastellaan Aristoteleen (384 eKr.-322 eKr.) tunnettua havaintotiedettä ja hänen vastuutaan embryologian jatkuvasta kasvusta. Aristoteles tutki eri eliöiden alkioita avaamalla lintujen munia eri kehitysvaiheissa ja paloittelemalla nisäkkäiden ja kylmäveristen alkioita. Needham väittää, että Aristoteles saattoi jopa havainnoida ihmisen alkiota, mikä oli tuon ajan tiedemiehelle poikkeuksellinen saavutus, kun otetaan huomioon, että abortoituja alkioita ei ollut kovin helppo saada. Aristoteles väitti myös, että siemenneste antoi alkioille muodon tai hengityksen ja että äidit antoivat jonkinlaista ainetta, joka auttoi alkion kehitystä. Vaikka kuukautisveren roolia ei ymmärretty, Aristoteles piti sitä todennäköisimpänä aineena, josta alkio tehtiin. Needham ehdottaa, että Aristoteles käsitteli myös varhaista ajatusta rekapitulaatiosta (vaikkei hän käyttänytkään tätä sanaa) alkioiden avulla. Hän havaitsi, että eri lajien nuorilla alkioilla oli kaikilla yleispäteviä ominaisuuksia ja että alkioiden vanhetessa eriytyvät ominaisuudet syntyivät.

Toisessa luvussa tarkastellaan embryologiaa Galenos Pergamoslaisesta renessanssiin asti. Galenos kirjoitti pääasiassa vuodesta 150 jKr. vuoteen 180 jKr. ja niin tunnettu kuin Galenos onkin, Needham antaa hänelle vain muutaman sivun. Tämä kuvastaa epäilemättä sitä, miten vähän huomiota Galenos kiinnitti alkioon tänä ajanjaksona. Kirjoittaja pitää Galenista vitalistina (elämä syntyy aineettomasta elintärkeästä periaatteesta tai sisältää sen) ja teleologina (kaiken elämän ja kaiken toiminnan taustalla on perimmäinen tarkoitus), jonka tärkein panos alkiontutkimukseen oli hänen vankkumaton uskonsa siihen, että napanuora oli välttämätön hengitykselle. Galenin jälkeen Needham käsittelee lyhyesti arabien embryologiaa, mutta se on vain sivun mittainen. Needham vaatii, että arabimaailma saattoi menestyä optiikassa ja tähtitieteessä, mutta ei embryologiassa.

Needham kiittää Albertus Magnusta (joka tunnetaan myös nimellä Kölnin Albert) tieteellisen embryologian uudelleen heräämisestä. Ennen 1200-luvun alkua havainnollinen embryologia oli korvautunut teologialla ja spekulatiivisilla teorioilla, ja ala oli raatanut satoja vuosia näennäisesti kuolleessa tilassa. Albert muistutti Aristoteleen havainnointitekniikkaa ja yksityiskohtien tarkkaavaisuutta, ja hän käsitteli kirjoissaan usein embryologiaa. Albert uskoi, että naisilla oli siemeniä ja että naisten siemenet hyytyivät juustojen tapaan sen jälkeen, kun ne joutuivat kosketuksiin miesten siementen kanssa. Kun hyytynyt siemen joutui kosketuksiin kuukautisveren kanssa, siemenellä oli nyt asianmukaisen kehityksen edellyttämää ravintoa. Albert tutki myös kananpoikien ja kalojen alkioita ja kirjoitti laajasti kummankin organismin kehityksestä, mikä auttoi tuomaan alkiontutkimuksen takaisin havainnoinnin ja tieteellisyyden piiriin.

Kakkosluvun loppuosa on omistettu Leonardo da Vincin alkiontutkimuslöydöksille, jonka työt hallitsivat tiedettä 1400-luvun lopulla ja 1500-luvun alussa. Leonardo tunnetaan ihmisen sikiön paloittelusta ja alkion kasvua koskevista kvantitatiivisista mittauksista. Hän oli ensimmäinen, joka esitti todisteita siitä, että alkiot voidaan mitata kronologisesti ja että niiden paino, koko ja muoto muuttuvat ajan myötä. Kuudennellatoista vuosisadalla tunnustettiin myös gynekologian ala. Kliinisiä oppikirjoja julkaistiin, ja ne auttoivat ruokkimaan uutta kiinnostusta ihmisen kehitystä kohtaan. Kätilötyön kasvulla 1500-luvun lopulla on suora yhteys kuvitetun synnytyskirjallisuuden saatavuuteen, joka yleistyi tänä aikana.

Luvussa kolme Needham tarkastelee embryologiaa 1600-luvulla ja esittelee William Harveyn (1578 jKr.-1667 jKr.) embryologiaan liittyvän työn. Jo vuonna 1652 Harvey leikkeli ja tutki peuran ja kanan alkioita pienitehoisten linssien avulla. Harvey määritteli paikan, jossa alkio syntyy munasolussa, niin sanotun valkoisen pisteen, ja kuvaili blastodermiä alkion elimistön ainutlaatuiseksi syntypaikaksi. Hän kirjoitti myös lapsiveden merkityksestä ja uskoi sen imeytyvän alkion ja myöhemmin sikiön vereen. Harvey antoi myös äänensä spontaanin sukupolven kumoamiselle kuvaamalla, kuinka jopa alimmat organismit syntyvät munasoluista.

Needham pitää italialaista biologia Marcello Malpighia (1628 jKr.-1694 jKr.) henkilönä, joka oli vastuussa preformationistisen opin noususta. Malpighi kuvasi alkionkehityksen yksinkertaiseksi jo pienoiskoossa olevan aikuisen organismin kehittymiseksi. Suunnilleen samaan aikaan myös Jan Swammerdam, tunnettu sammakkoembryologi, kannatti preformationismia nähtyään koteloissa taittuneita perhosia. Swammerdamille aikuiset perhoset olivat yksinkertaisesti naamioituneita (preformoituneita) toukkien sisällä.

Needham huomauttaa useista muista tärkeistä embryologisista havainnoista 1600-luvulla. Nicholas Stensen löysi nisäkkäiden munasarjojen follikkelit koirasta ja osoitti, että ihmisen naaraspuolinen munasarja oli homologinen aiemmin tutkittujen munasarjaeläinten munasarjojen kanssa. Stensen julisti, että ihmisen munasarjassa oli munasoluja, mutta kaikki läpimurrot eivät kuitenkaan pyörineet munien ympärillä. Kun alkeellisia mikroskooppeja tuli yhä enemmän saataville, lisääntyi myös siittiöiden havaintojen määrä, lähinnä eri kalalajeista. 1600-luvun lopulla alkiot, joilla oli vakavia synnynnäisiä epämuodostumia ja joita kutsuttiin tuolloin alkiohirviöiksi, alkoivat saada tieteellisiä kuvauksia. Tekstissä esitellään yksityiskohtainen vuoden 1686 piirros teratoomasta, jossa oli hyvin muodostuneet hampaat ja hiukset.

A History of Embryology -teoksen viimeisessä luvussa Needham kuvaa, miten 1700-luvun embryologit olivat edelleen ymmällään sikiön ravitsemuksesta. Kirjoittaja esittää kronologisen taulukon, jossa yksilöidään tutkijat ja heidän kilpailevat käsityksensä siitä, mitä sikiö teki kasvaakseen ja selviytyäkseen. Nämä käsitykset vaihtelevat sikiön suun kautta ottamasta lapsivedestä, napanuoran kautta kulkevasta ravinnosta, kuukautisveren mukana kiertävästä ravinnosta ja sikiön käyttöön annetusta harmittomasta nesteestä, jota kutsutaan kohdunmaidoksi. Jopa lapsiveden alkuperä aiheutti tänä aikana hämmennystä. Kaksi kilpailevaa käsitystä oli, että lapsivesi oli peräisin sikiön hiestä tai että se erittyi itkevän ja sylkevän sikiön silmistä ja suusta. Ilman kunnollisia kokeellisia tekniikoita nämä kysymykset jäivät ratkaisematta 1700-luvulla.

Preformationismi oli vakiintunut 1700-luvun alkuun mennessä, ja Needham kiittää tästä Malpighin, Swammerdamin ja Charles Bonnet’n kirjoituksia sekä embryologeja, jotka julistivat näkevänsä sukusolujen sisällä pieniä ihmismuotoja. Näiden eläinkouluttajien keskuudessa syntyi jako niihin, jotka uskoivat, että munasoluissa oli valmiita organismeja (ovistit), ja niihin, jotka uskoivat, että siittiöissä oli pieniä aikuisia organismeja (spermistit). Nimekkäitä eläinkoululaisia olivat muun muassa Anton van Leeuwenhoek, Nicholas Hartsoecker ja Wilhelm Gottfried Leibniz. Tällä hetkellä preformationistit olivat enemmän kuin epigenetiikan kannattajat (ne, jotka uskoivat kehityksen etenevän asteittain järjestäytymättömästä aineesta), mutta edelleen oli paljon avoimia kysymyksiä. Epigeneetikot kysyivät, miten alkion hirviöt ja meritähden käsien uusiutuminen sopivat sellaisen Jumalan preformaatiosuunnitelmaan, joka oli varmistanut, että kaikki normaalit aikuisrakenteet olivat munasolussa tai siemennesteessä odottamassa kehittymistään. Needham kertoo yksityiskohtaisesti, miten preformaatio-epigeneesi-keskustelu kasvoi ja huipentui epigeneetikko Caspar Friedrich Wolffin ja preformaationisti Albrecht von Hallerin välisiin kiistoihin. Wolff julkaisi vuonna 1768 teoksen De Formatione Intestinorum ja osoitti, että poikasen suolisto muodostuu alkion ventraalipinnasta irtoavan kudoksen taittumisen kautta. Taitteet muuttuvat lopulta suljetuksi putkeksi. Wolff väitti, että tämä havainto todisti, että suolisto ei ollut valmiiksi muodostunut ja että elimet ilmestyivät vähitellen. Wolff tutki myös alkion hirviöitä ja julisti, että ne olivat luonnon muovaamia ja edustivat pikemminkin esimerkkejä epigeneesistä kuin preformaatiosta. Haller oli kuitenkin paljon tunnetumpi tiedemiesten keskuudessa kuin Wolff, ja Hallerin voimakas vaikutus vaikutti paljon siihen, että preformationismi säilyi 1700-luvun loppupuolella.

Needham katsoo Hermann Boerhaaven kirjoittaneen ensimmäisen yksityiskohtaisen selostuksen kemiallisesta embryologiasta vuonna 1724 julkaistussa kirjassaan Elementa Chemiae. Boerhaave erotti kananmunan valkuaisen keltuaisesta ja lisäsi siihen erilaisia happoja ja emäksiä, lämmitti, ravisteli ja keitti niitä nähdäkseen kunkin toimenpiteen kemialliset ja fysikaaliset vaikutukset albumiiniin. Tämäntyyppiset kokeet synnyttivät pian tekniikoiden tieteen ja tasoittivat tietä myöhemmälle kokeelliselle työlle, jota tekivät sellaiset embryologit kuin Jacques Loeb ja Hans Spemann.

Needham päättää neljännen luvun yksilöimällä useita tärkeitä embryologisia keksintöjä, jotka tapahtuivat ennen 1700-luvun loppua. Nisäkkään munasolu nähtiin ja tunnustettiin vihdoin yhdeksi soluksi, ajatus rekapitulaatioteoriasta alkoi hahmottua, ja skotlantilainen kirurgi John Hunter osoitti, että äidin ja sikiön verenkierto olivat erillisiä fysiologioita.

Needhamin loppuhuomautuksissa pohditaan, miksi embryologian historia on kääntynyt sellaiseksi kuin se on kääntynyt. Needham väittää, että alkiontieteen edistysaskeleet etenevät harvoin erillisinä peräkkäisinä neroina vaan pikemminkin alkiontieteilijöinä, jotka ovat perineet edellisten tutkijasukupolvien havainnot ja huomautukset. Hän väittää, että suuri osa varhaisesta embryologiasta oli luonteeltaan kuvailevaa, mikä johtui useista rajoittavista tekijöistä: yhteiskunnallisista ja poliittisista vallitsevista käsityksistä, tutkijoiden yhteistyöstä (tai yhteistyön puutteesta), kielimuurista ja teknologiasta (hänen esimerkkejään ovat kovettimien, erityisesti alkoholin, käyttöönotto ja mikroskoopin parannukset). Needhamin historiallisen katsauksen yleisenä painopisteenä on kuvata, miten spekulatiivisen ajattelun, tarkkojen havaintojen ja kontrolloitujen kokeiden yhteistyö antaa suuren johdonmukaisuuden embryologialle. Needham väittää, että kaikki tämän tasapainon muuttaminen toimii itse voimakkaana rajoittavana tekijänä.