The Embryo Project Encyclopedia

admin 0 Comments Articles

The Embryo Project Encyclopedia

W 1931 roku embriolog i historyk Joseph Needham opublikował dobrze przyjętą trzytomową rozprawę zatytułowaną Chemical Embryology. Pierwsze cztery rozdziały z tej pracy zostały wygłoszone jako wykłady Speculation, Observation, and Experiment, as Illustrated by the History of Embryology na Uniwersytecie Londyńskim. Te same wykłady zostały później wydane w formie książki opublikowanej w 1934 roku pod tytułem A History of Embryology. Monografia ta jest jednym z pierwszych ogólnych opisów historii embriologii i przedstawia embriologię jako historię splecionych ze sobą idei, w stylu pisarstwa historycznego rozwiniętym przez znaną historyk biologii Jane Oppenheimer. Poprawione wydanie tekstu z 1959 roku, opublikowane przez Abelard and Schuman w Nowym Jorku, analizuje historię embriologii od starożytności do połowy XIX wieku. Arthur Hughes, wykładowca anatomii na Uniwersytecie Cambridge, został uznany przez Needhama za pomoc techniczną przy nowej wersji.

Drugie wydanie A History of Embryology podzielone jest na cztery chronologicznie ułożone rozdziały, które obejmują embriologię od starożytności do końca XVIII wieku. W całym tekście Needham zwraca uwagę na rozwój kwantyfikacji i eksperymentów w dziedzinie embriologii. W tekście znajduje się wiele bezpośrednich cytatów z embriologów, które pomagają nadać kontekst okresom, w których embriolodzy pracowali. Szczególnie przydatne dla historyków embriologii są dwie linie czasu, które identyfikują znanych i mniej znanych embriologów oraz czas, w którym żyli.

W rozdziale pierwszym Needham bada, jakie idee wczesne ludy miały na temat dzieci i embrionów. Około 1400 roku p.n.e. Egipcjanie odnosili się do łożyska i jego znaczenia jako siedziby zewnętrznej duszy. Nie uważali jednak embrionu za żywy, dopóki dziecko się nie urodziło. Wcześni Egipcjanie odkryli również, że jaja kurcząt można wyjąć z gniazd i sztucznie inkubować w piecach. To ważne odkrycie pozwoliło na obserwację pisklęcych embrionów w różnych okresach rozwoju.

Pierwszą pisemną wzmiankę o badaniach embriologicznych przypisuje się Hipokratesowi (460 p.n.e.-370 p.n.e.), który pisał o położnictwie i ginekologii. W związku z tym Needham oświadcza, że to Hipokrates, a nie Arystoteles, powinien być uznany za pierwszego prawdziwego embriologa. Hipokrates wierzył, że embrion rozpoczął rozwój poprzez pobieranie wilgoci i oddechu od matki i zidentyfikował serię kondensacji i pożarów, które były odpowiedzialne za rozwój kości, brzucha i krążenia w embrionie i płodzie. Poparł również pogląd, że ludzki płód zdobywał pożywienie poprzez ssanie krwi z łożyska. Needham przypisuje Hipokratesowi, że był jednym z pierwszych, którzy nawiązali do koncepcji preformacjonizmu, ponieważ grecki lekarz wierzył, że organizmy są w pełni ukształtowane w miniaturze wewnątrz komórek zarodkowych. To przekonanie przyczyniło się do powstania embriologii teologicznej, czyli idei, że różne dusze wchodzą do embrionu, gdy ten rośnie.

Reszta pierwszego rozdziału analizuje dobrze znaną naukę obserwacyjną Arystotelesa (384 p.n.e.-322 p.n.e.) i jego odpowiedzialność za ciągły rozwój embriologii. Arystoteles badał embriony różnych organizmów, otwierając ptasie jaja na różnych etapach rozwoju i dokonując sekcji embrionów ssaków i zimnokrwistych. Needham twierdzi, że Arystoteles mógł nawet zaobserwować ludzki embrion – co było niezwykłym wyczynem dla ówczesnego naukowca, biorąc pod uwagę, że abortowane embriony nie były tak łatwe do zdobycia. Arystoteles twierdził również, że nasienie zapewniało embrionom formę lub oddech, a matki dostarczały pewnego rodzaju substancji wspomagających rozwój embrionu. Chociaż rola krwi menstruacyjnej nie była zrozumiała, Arystoteles uznał ją za najbardziej prawdopodobną substancję, z której powstał embrion. Needham sugeruje, że Arystoteles zajmował się również wczesną ideą rekapitulacji (choć nie było to słowo, którego używał), używając embrionów jako swojego przewodnika. Zauważył on, że młode embriony różnych gatunków posiadają uniwersalne cechy, a w miarę jak embriony się starzeją, pojawiają się cechy różnicujące.

Drugi rozdział analizuje embriologię od Galena z Pergamos do renesansu. Galen pisał głównie od 150 do 180 roku n.e. i choć jest on dobrze znany, Needham poświęcił mu zaledwie kilka stron. To bez wątpienia odzwierciedla brak uwagi poświęconej embrionowi przez Galena w tym okresie czasu. Autor przypisuje Galenowi rolę witalisty (życie powstaje z lub zawiera niematerialną zasadę witalną) i teleologa (wszelkie życie i działania są napędzane przez ostateczny cel), którego głównym wkładem do embriologii było jego niezłomne przekonanie, że pępowina jest niezbędna do oddychania. Po Galenie, Needham krótko omawia embriologię wśród Arabów, ale jest to zaledwie strona długości. Needham upiera się, że świat arabski mógł odnieść sukces w optyce i astronomii, ale nie w embriologii.

Needham przypisuje Albertusowi Magnusowi (znanemu również jako Albert z Kolonii) odrodzenie naukowej embriologii. Przed początkiem 1200 roku embriologia obserwacyjna została zastąpiona przez teologię i teorie spekulatywne, a dziedzina ta przez setki lat tkwiła w pozornie martwym okresie. Albert przypominał Arystotelesa w jego technikach obserwacyjnych i dbałości o szczegóły, a w swoich książkach często omawiał embriologię. Albert wierzył, że kobiety mają nasiona i że żeńskie nasiona koagulują, podobnie jak ser, po zetknięciu się z męskimi nasionami. Kiedy skoagulowane nasienie miało kontakt z krwią menstruacyjną, otrzymywało składniki odżywcze niezbędne do prawidłowego rozwoju. Albert badał również embriony kurcząt i ryb i pisał obszernie o rozwoju każdego organizmu, pomagając przywrócić embriologię do sfery obserwacyjnej i naukowej.

Pozostała część rozdziału drugiego poświęcona jest odkryciom embriologicznym Leonarda da Vinci, którego prace zdominowały naukę w późnych latach 1400 i wczesnych 1500. Leonardo jest znany ze swoich sekcji ludzkiego płodu i ilościowych pomiarów wzrostu embrionu. Jako pierwszy dostarczył dowodów na to, że embriony można mierzyć chronologicznie i że zmieniają one swoją wagę, rozmiar i kształt w czasie. Szesnasty wiek przyniósł również uznanie dla dziedziny ginekologii. Ukazały się podręczniki kliniczne, które przyczyniły się do wzrostu zainteresowania rozwojem człowieka. Rozwój położnictwa w późnych latach 1500 ma bezpośredni związek z dostępnością ilustrowanej literatury położniczej, która w tym czasie stała się bardziej popularna.

W rozdziale trzecim Needham analizuje embriologię w XVII wieku i przedstawia związaną z embriologią pracę Williama Harveya (1578 AD-1667 AD). Już w 1652 roku Harvey dokonał sekcji i badania embrionów jeleni i kurczaków za pomocą soczewek o małej mocy. Harvey określił miejsce, w którym powstaje zarodek w jaju, tzw. białą plamkę, i opisał blastodermę jako jedyne miejsce pochodzenia ciała zarodka. Pisał też o znaczeniu płynu owodniowego, uważając, że jest on wchłaniany do krwi zarodka, a później płodu. Harvey użyczył również swego głosu w obaleniu spontanicznej generacji, opisując jak nawet najniższe organizmy powstają z jaj.

Needham przypisuje włoskiemu biologowi Marcello Malpighiemu (1628 AD-1694 AD) jako osobie odpowiedzialnej za powstanie doktryny preformacjonistycznej. Malpighi opisał rozwój embrionu jako proste rozwinięcie już zminiaturyzowanego dorosłego organizmu. Mniej więcej w tym samym czasie Jan Swammerdam, znany embriolog żab, również poparł preformacjonizm po tym, jak zobaczył złożone motyle w chryzaliach. Dla Swammerdama, dorosłe motyle były po prostu zamaskowane (preformowane) wewnątrz gąsienic.

Needham wskazuje na kilka innych ważnych odkryć embriologicznych w XVII wieku. Nicholas Stensen odkrył pęcherzyki jajnika ssaków u psowatych i wykazał, że jajnik ludzkiej samicy jest homologiczny do jajników u poprzednio badanych zwierząt jajorodnych. Stensen ogłosił, że w ludzkim jajniku znajdują się jaja, jednak nie wszystkie przełomowe odkrycia dotyczyły jaj. W miarę jak podstawowe mikroskopy stawały się coraz bardziej dostępne, rosła też liczba obserwacji plemników, głównie pochodzących od różnych gatunków ryb. Pod koniec XVI wieku zaczęto naukowo opisywać embriony z poważnymi wadami wrodzonymi, nazywane wówczas potworami embrionalnymi. Szczegółowy rysunek teratoma z 1686 roku z dobrze uformowanymi zębami i włosami jest przedstawiony w tekście.

W ostatnim rozdziale A History of Embryology Needham opisuje, jak osiemnastowieczni embriolodzy nadal byli zdezorientowani w kwestii odżywiania płodu. Autor przedstawia chronologiczną tabelę, która identyfikuje naukowców i ich konkurencyjnych pomysłów na temat tego, co płód zrobił, aby rosnąć i przetrwać. Pomysły te wahają się od płynu owodniowego podjęte przez usta płodu, odżywianie przechodzące przez pępowinę, odżywianie krążące z krwią menstruacyjną, i niewinny płyn udostępnione płodu zwanego mleka macicy. Nawet pochodzenie płynu owodniowego budziło w tym okresie wiele kontrowersji. Dwie konkurujące ze sobą koncepcje mówiły, że płyn owodniowy pochodzi z potu płodu lub że jest wydzielany z oczu i ust płaczącego i śliniącego się płodu. Bez solidnych technik eksperymentalnych pytania te pozostały nierozwiązane w XVIII wieku.

Preformacjonizm ugruntował się na początku XVII wieku, a Needham przypisuje to pismom Malpighiego, Swammerdama i Charlesa Bonneta oraz embriologom, którzy głosili, że widzą miniaturowe formy ludzkie wewnątrz gamet. Wśród tych animalistów powstał podział na tych, którzy uważali, że w jajach istnieją preformowane organizmy (ovists) i tych, którzy uważali, że w spermie istnieją małe dorosłe organizmy (spermists). Do wybitnych animalistów należeli Anton van Leeuwenhoek, Nicholas Hartsoecker i Wilhelm Gottfried Leibniz. W tym czasie preformacjoniści przewyższali liczebnie epigenetyków (tych, którzy uważali, że rozwój postępuje stopniowo od niezorganizowanej materii), ale nadal pozostawało wiele pytań bez odpowiedzi. Epigenetycy pytali, jak embrionalne potwory i regeneracja ramion rozgwiazdy pasują do planu preformacji Boga, który upewnił się, że wszystkie normalne dorosłe struktury znajdują się w jaju lub nasieniu, czekając na rozwinięcie. Needham szczegółowo opisuje, jak debata preformacja-epigeneza narastała i kulminowała w serii sporów między epigenetykiem Casparem Friedrichem Wolffem a preformacjonistą Albrechtem von Hallerem. Wolff opublikował De Formatione Intestinorum w 1768 roku i wykazał, że jelito pisklęcia tworzy się poprzez fałdowanie tkanki, która odrywa się od powierzchni brzusznej embrionu. Fałdy te przekształcają się w końcu w zamkniętą rurkę. Wolff argumentował, że ta obserwacja dowodzi, iż jelito nie jest wstępnie uformowane i że organy pojawiają się stopniowo. Wolff badał również embrionalne potwory, twierdząc, że zostały one uformowane przez naturę i stanowią raczej przykład epigenezy niż preformacjonizmu. Haller, jednakże, był znacznie lepiej znany naukowcom niż Wolff, a potężny wpływ Hallera zrobił wiele, by podtrzymać preformacjonizm do końca XVII wieku.

Needham przypisuje Hermannowi Boerhaave’owi napisanie pierwszego szczegółowego opisu embriologii chemicznej w jego książce Elementa Chemiae, opublikowanej w 1724 roku. Boerhaave oddzielił białko od żółtka i dodał do niego różne kwasy i zasady, podgrzał je, wstrząsnął i zagotował, aby zobaczyć chemiczne i fizyczne efekty, jakie każda procedura miała na albuminę. Ten rodzaj eksperymentów wkrótce dał początek nauce o technikach i utorował drogę późniejszym pracom eksperymentalnym takich embriologów, jak Jacques Loeb i Hans Spemann.

Needham kończy czwarty rozdział, identyfikując kilka ważnych odkryć embriologicznych, które miały miejsce przed zamknięciem XVIII wieku. Jajo ssaka zostało w końcu dostrzeżone i uznane za pojedynczą komórkę; idea teorii rekapitulacji zaczęła nabierać kształtów; a szkocki chirurg John Hunter wykazał, że krążenie matczyne i płodowe to odrębne fizjologie.

W końcowych uwagach Needham zastanawia się nad tym, dlaczego historia embriologii potoczyła się tak, a nie inaczej. Needham argumentuje, że postępy w embriologii rzadko następują w wyniku oddzielnych sukcesji geniuszy, ale raczej dzięki embriologom, którzy odziedziczyli obserwacje i uwagi poprzednich pokoleń naukowców. Twierdzi on, że większość wczesnej embriologii miała charakter opisowy ze względu na kilka czynników ograniczających: społeczne i polityczne idee rządzące, współpracę (lub jej brak) uczonych, bariery językowe i technologię (jako przykłady podaje wprowadzenie środków utwardzających, zwłaszcza alkoholu, oraz ulepszenia w mikroskopii). Nadrzędnym celem historycznego przeglądu Needhama jest opisanie, w jaki sposób współpraca myśli spekulatywnej, dokładnych obserwacji i kontrolowanych eksperymentów nadała embriologii wielką spójność. Needham argumentuje, że każda modyfikacja tej równowagi działa jak potężny czynnik ograniczający.

.