законы фон Бэра (эмбриология)

В развития биологии законы эмбриологии фон Бэра (или законы развития ) — это четыре правила, предложенные Карлом Эрнстом фон Баером для объяснения наблюдаемой закономерности эмбрионального развития у разных видов . ^{[ 1 ]}

фон Бэр сформулировал законы в своей книге «Об истории развития животных» ( нем . Über Entwickelungsgeschichte der Thiere ), опубликованной в 1828 году, во время работы в Кенигсбергском университете . Он специально намеревался опровергнуть Иоганна Фридриха Меккеля 1808 года теорию перепросмотра . проходят последовательные стадии, которые представляют собой взрослые формы менее сложных организмов Согласно этой теории, эмбрионы в ходе развития , и это в конечном итоге отражает scala naturae ( великую цепь бытия ). ^{[ 2 ]} фон Бэр считал, что такое линейное развитие невозможно. Он предположил, что вместо линейного развития эмбрионы начинались с одной или нескольких основных форм, сходных у разных животных, а затем разветвлялись во все более разные организмы. Защищая свои идеи, он также выступал против Чарльза Дарвина 1859 года теории общего происхождения и происхождения с модификациями , и особенно против Эрнста Геккеля пересмотренной теории перепросмотра с ее лозунгом « онтогенез повторяет филогению ». ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]} Однако Дарвин в целом поддерживал точку зрения фон Бэра на взаимосвязь между эмбриологией и эволюцией.

Законы

Фон Бэр описал свои законы в своей книге «Об эволюции животных». «Наблюдение и размышление», опубликованное в 1828 году. ^{[ 5 ]} Это серия утверждений, которые обычно сводятся к четырем пунктам в переводе Томаса Генри Хаксли в его «Научных мемуарах» : ^{[ 6 ]}

Более общие признаки большой группы появляются у эмбриона раньше, чем более специальные признаки.
Из наиболее общих форм развиваются менее общие и так далее, пока, наконец, не возникнет наиболее специальная.
Каждый зародыш данной животной формы вместо того, чтобы проходить через другие формы, скорее отделяется от них.
Зародыш высшей формы никогда не похож ни на какую другую форму, а только на свой зародыш.

Описание

Фон Бэр открыл бластулу (раннюю стадию полого шара эмбриона) и развитие хорды ( стержня жесткости вдоль спины всех хордовых , который формируется после стадий бластулы и гаструлы ). Из своих наблюдений за этими стадиями у различных позвоночных он понял, что Иоганна Фридриха Меккеля, должно теория перепросмотра быть, ошибочна. Например, он заметил, что желточный мешок имеется у птиц , но не у лягушек . Согласно теории перепросмотра, такие структуры неизменно должны были присутствовать у лягушек, поскольку предполагалось, что они находятся на более низком уровне эволюционного древа. Фон Баер пришел к выводу, что, хотя такие структуры, как хорда, повторяются во время эмбриогенеза, целые организмы этого не делают. ^{[ 7 ]} Он утверждал, что (как переведено):

Эмбрион последовательно добавляет органы, характеризующие классы животных по восходящей шкале. Если, например, человеческий эмбрион представляет собой простой пузырек, то это инфузория; когда у него есть печень, это мидия; с появлением костной системы переходит в класс рыб; и так далее, пока он не станет млекопитающим, а затем и человеком. ^{[ 8 ]}

С точки зрения таксономической иерархии, согласно фон Баеру, признаки эмбриона формируются в последовательности сверху вниз: сначала из признаков самого крупного и старейшего таксона, типа , затем, в свою очередь, класса, отряда, семейства, рода и наконец виды. ^{[ 7 ]}

Прием

Законы получили неоднозначную оценку. Хотя их подробно критиковали, они легли в основу современной эмбриологии . ^{[ 1 ]}

Чарльз Дарвин

Наиболее важным сторонником законов фон Бэра был Чарльз Дарвин . Дарвин наткнулся на законы фон Бэра из работы Иоганна Петера Мюллера в 1842 году и понял, что это поддержка его собственной теории происхождения с модификациями . ^{[ 9 ]} Дарвин критиковал теорию перепросмотра и соглашался с фон Бэром в том, что взрослое животное не отражается в эмбрионе другого животного, и только эмбрионы разных животных кажутся похожими. ^{[ 10 ]} Он писал в своей книге «Происхождение видов» (первое издание, 1859 г.):

[]Взрослое [животное] отличается от своего эмбриона вследствие вариаций, возникающих в не раннем возрасте и наследуемых в соответствующем возрасте. Этот процесс, оставляя зародыш почти неизменным, в течение последующих поколений постоянно добавляет все больше и больше различий к взрослой особи. Таким образом, эмбрион остается своего рода сохраненным природой изображением древнего и менее измененного состояния каждого животного. Эта точка зрения может быть верной, но, тем не менее, она никогда не сможет быть полностью доказана. ^{[ 11 ]}

Дарвин также сказал:

Уже было замечено вскользь, что некоторые органы индивидуума, которые в зрелом возрасте становятся совершенно разными и служат разным целям, у эмбриона совершенно одинаковы. Эмбрионы различных животных одного и того же класса часто поразительно схожи: лучшего доказательства этому нельзя дать, чем обстоятельство, упомянутое Агассисом, а именно, что, забыв зарегистрировать эмбрион какого-нибудь позвоночного животного, он не может теперь сказать, принадлежит ли это млекопитающему, птице или рептилии. ^{[ 12 ]}

Приписывание Дарвином Луи Агассису было ошибкой. ^{[ 13 ]} и был исправлен в третьем издании как фон Баер. ^{[ 14 ]} Далее он объяснил это в более поздних выпусках « Происхождения видов» (с третьего по шестое издания) и написал:

Можно было бы подумать, что количество изменений, которым подвергаются различные части и органы [позвоночных животных] в своем развитии от эмбриона до зрелости, будет достаточным в качестве стандарта для сравнения; но бывают случаи, как у некоторых паразитических ракообразных, у которых некоторые части строения становятся менее совершенными, так что половозрелое животное нельзя назвать выше его личинки. Стандарт фон Бэера кажется наиболее широко применимым и лучшим, а именно, степень дифференциации различных частей (во взрослом состоянии, как я склонен добавить) и их специализация для различных функций. ^{[ 15 ]}^{[ 16 ]}

Несмотря на это, фон Баер был ярым антидарвинистом, хотя и верил в общее происхождение видов. ^{[ 17 ]} Посвятив большую часть своих научных усилий критике естественного отбора, его критика достигла кульминации в его последней работе Über Darwins Lehre (« О доктрине Дарвина »), опубликованной в год его смерти в 1876 году. ^{[ 18 ]}

Позже биологи

Британский зоолог Адам Седжвик изучал развивающиеся эмбрионы акулы и курицы и в 1894 году отметил ряд различий, таких как зеленый желток у акулы и желтый желток у курицы, отсутствие эмбрионального обода у куриных эмбрионов, отсутствие бластопора у куриных эмбрионов. акула, а также различия в жаберных щелях и жаберных щелях. Он заключил:

Не существует такой стадии развития, на которой невооруженный глаз не смог бы с легкостью различить их... Слепой человек мог бы их различить. ^{[ 19 ]}

Современные биологи до сих пор спорят о справедливости этих законов. В одном из аргументов говорится, что, хотя каждая деталь закона фон Бэра может не работать, основное предположение о том, что ранние стадии развития животных высоко консервативны, является биологическим фактом. ^{[ 20 ]} Но оппозиция утверждает, что у эмбрионов существуют консервативные генетические условия, а не генетические события, управляющие развитием. ^{[ 21 ]} Одним из примеров проблемы закона фон Бэера является образование хорды перед сердцем. Это связано с тем, что сердце имеется у многих беспозвоночных, у которых хорды никогда не имеется. ^{[ 22 ]}

См. также

Эволюционная биология развития

Ссылки

^ Jump up to: ^а ^б Абжанов, Архат (2013). «Закон фон Бэра на века: утраченные и найденные принципы эволюции развития». Тенденции в генетике . 29 (12): 712–722. дои : 10.1016/j.tig.2013.09.004 . ПМИД 24120296 . S2CID 9158143 .
^ Опитц, Джон М.; Шультка, Рюдигер; Геббель, Луминита (2006). «Меккель о патологии развития». Американский журнал медицинской генетики, часть A. 140А (2): 115–128. дои : 10.1002/ajmg.a.31043 . ПМИД 16353245 . S2CID 30513424 .
^ Гарштанг, Уолтер (1922). «Теория перепросмотра: критическое переформулирование биогенетического закона» . Журнал Лондонского Линнеевского общества, Зоология . 35 (232): 81–101. дои : 10.1111/j.1096-3642.1922.tb00464.x .
^ Лёвтруп, Сорен (1978). «О фон Бэрианском и Геккелевском перепросмотре». Систематическая зоология . 27 (3): 348–352. дои : 10.2307/2412887 . JSTOR 2412887 .
^ Баер, Карл Эрнст фон (1828). К истории эволюции животных. Наблюдение и размышление . Кенигсберг: С братьями Борнтрегерами. дои : 10.5962/bhl.title.6303 .
^ Хаксли, Томас Генри (1853). Хенфри, Артур (ред.). Научные мемуары, отобранные из трудов зарубежных академий наук и из зарубежных журналов. Естественная история . Тейлор и Фрэнсис. дои : 10.5962/bhl.title.28029 .
^ Jump up to: ^а ^б Маттен, Мохан; Стивенс, Кристофер (2007). Философия биологии . Амстердам: Эльзевир. стр. 444–445. ISBN 978-0-080-47124-2 .
^ Осповат, Д. (1976). «Влияние эмбриологии Карла Эрнста фон Бэра, 1828–1859: переоценка в свете «Палеонтологического применения« закона фон Бэра »» Ричарда Оуэна и Уильяма Б. Карпентера». Журнал истории биологии . 9 (1): 1–28. дои : 10.1007/BF00129171 . ПМИД 11615631 . S2CID 40800347 .
^ Гилберт, Скотт Ф. (2000). Биология развития . Синауэр Ассошиэйтс. стр. Онлайн. ISBN 978-0878932436 .
^ Барнс, М. Элизабет (2014). «Законы эмбриологии Карла Эрнста фон Бэра» . Энциклопедия проекта «Эмбрион» . Проверено 04 октября 2020 г.
^ Дарвин, Чарльз (1859). О происхождении видов . Лондон: Джон Мюррей. п. 338.
^ Дарвин, Чарльз (1859). О происхождении видов . Лондон: Джон Мюррей. стр. 438–439.
^ Роджерс, Джеймс Аллен (1973). «Рецепция дарвиновского происхождения видов русскими учёными» . Исида . 64 (4): 484–503. дои : 10.1086/351177 . JSTOR 229645 . ПМИД 4593473 . S2CID 36129302 .
^ Дарвин, Чарльз (1861). Происхождение видов (3-е изд.). Лондон: Джон Мюррей. стр. 470–471.
^ Дарвин, Чарльз (1861). О происхождении видов . Джон Мюррей. п. 133.
^ Дарвин, Чарльз (1872). Происхождение видов (6-е изд.). Лондон: Джон Мюррей. п. 97.
^ Дагг, Иоахим Л.; Дерри, Дж. Ф. (2020). «Чарльз Дарвин не ввел в заблуждение Йозефа Хукера в своей переписке 1881 года о Леопольде фон Бухе и Карле Эрнсте фон Бэре» . Анналы науки . 77 (3): 349–365. дои : 10.1080/00033790.2020.1790659 . ПМИД 32755351 . S2CID 221016353 .
^ Вучинич, Александр (1988). Дарвин в русской мысли . Беркли: Издательство Калифорнийского университета. п. 93. ИСБН 978-0-52-006283-2 .
^ Седжвик, Адам (1894). «Мемуары: о законе развития, широко известном как закон фон Бэра; и о значении наследственных зачатков в эмбриональном развитии» . Журнал клеточной науки . с2-36 (141): 35–52. дои : 10.1242/jcs.s2-36.141.35 .
^ Гарфилд, Дэвид А.; Рэй, Грегори А. (2009). «Сравнительная эмбриология без микроскопа: использование геномных подходов для понимания эволюции развития» . Журнал биологии . 8 (7): 65. дои : 10.1186/jbiol161 . ПМЦ 2736668 . ПМИД 19664180 .
^ Калинка, Алекс Т.; Томанчак, Павел (2012). «Эволюция ранних эмбрионов животных: сохранение или дивергенция?» . Тенденции в экологии и эволюции . 27 (7): 385–393. Бибкод : 2012TEcoE..27..385K . дои : 10.1016/j.tree.2012.03.007 . ISSN 1872-8383 . ПМИД 22520868 .
^ Лёвтруп, Сорен (1987). «Филогенез, онтогенез и эволюция» . Итальянский журнал зоологии . 54 (3): 199–208. дои : 10.1080/11250008709355584 .

[abz-1] Jump up to: ^а ^б Абжанов, Архат (2013). «Закон фон Бэра на века: утраченные и найденные принципы эволюции развития». Тенденции в генетике . 29 (12): 712–722. дои : 10.1016/j.tig.2013.09.004 . ПМИД 24120296 . S2CID 9158143 .

[2] Опитц, Джон М.; Шультка, Рюдигер; Геббель, Луминита (2006). «Меккель о патологии развития». Американский журнал медицинской генетики, часть A. 140А (2): 115–128. дои : 10.1002/ajmg.a.31043 . ПМИД 16353245 . S2CID 30513424 .

[3] Гарштанг, Уолтер (1922). «Теория перепросмотра: критическое переформулирование биогенетического закона» . Журнал Лондонского Линнеевского общества, Зоология . 35 (232): 81–101. дои : 10.1111/j.1096-3642.1922.tb00464.x .

[4] Лёвтруп, Сорен (1978). «О фон Бэрианском и Геккелевском перепросмотре». Систематическая зоология . 27 (3): 348–352. дои : 10.2307/2412887 . JSTOR 2412887 .

[5] Баер, Карл Эрнст фон (1828). К истории эволюции животных. Наблюдение и размышление . Кенигсберг: С братьями Борнтрегерами. дои : 10.5962/bhl.title.6303 .

[6] Хаксли, Томас Генри (1853). Хенфри, Артур (ред.). Научные мемуары, отобранные из трудов зарубежных академий наук и из зарубежных журналов. Естественная история . Тейлор и Фрэнсис. дои : 10.5962/bhl.title.28029 .

[matthen-7] Jump up to: ^а ^б Маттен, Мохан; Стивенс, Кристофер (2007). Философия биологии . Амстердам: Эльзевир. стр. 444–445. ISBN 978-0-080-47124-2 .

[8] Осповат, Д. (1976). «Влияние эмбриологии Карла Эрнста фон Бэра, 1828–1859: переоценка в свете «Палеонтологического применения« закона фон Бэра »» Ричарда Оуэна и Уильяма Б. Карпентера». Журнал истории биологии . 9 (1): 1–28. дои : 10.1007/BF00129171 . ПМИД 11615631 . S2CID 40800347 .

[9] Гилберт, Скотт Ф. (2000). Биология развития . Синауэр Ассошиэйтс. стр. Онлайн. ISBN 978-0878932436 .

[10] Барнс, М. Элизабет (2014). «Законы эмбриологии Карла Эрнста фон Бэра» . Энциклопедия проекта «Эмбрион» . Проверено 04 октября 2020 г.

[11] Дарвин, Чарльз (1859). О происхождении видов . Лондон: Джон Мюррей. п. 338.

[12] Дарвин, Чарльз (1859). О происхождении видов . Лондон: Джон Мюррей. стр. 438–439.

[13] Роджерс, Джеймс Аллен (1973). «Рецепция дарвиновского происхождения видов русскими учёными» . Исида . 64 (4): 484–503. дои : 10.1086/351177 . JSTOR 229645 . ПМИД 4593473 . S2CID 36129302 .

[14] Дарвин, Чарльз (1861). Происхождение видов (3-е изд.). Лондон: Джон Мюррей. стр. 470–471.

[15] Дарвин, Чарльз (1861). О происхождении видов . Джон Мюррей. п. 133.

[16] Дарвин, Чарльз (1872). Происхождение видов (6-е изд.). Лондон: Джон Мюррей. п. 97.

[17] Дагг, Иоахим Л.; Дерри, Дж. Ф. (2020). «Чарльз Дарвин не ввел в заблуждение Йозефа Хукера в своей переписке 1881 года о Леопольде фон Бухе и Карле Эрнсте фон Бэре» . Анналы науки . 77 (3): 349–365. дои : 10.1080/00033790.2020.1790659 . ПМИД 32755351 . S2CID 221016353 .

[18] Вучинич, Александр (1988). Дарвин в русской мысли . Беркли: Издательство Калифорнийского университета. п. 93. ИСБН 978-0-52-006283-2 .

[19] Седжвик, Адам (1894). «Мемуары: о законе развития, широко известном как закон фон Бэра; и о значении наследственных зачатков в эмбриональном развитии» . Журнал клеточной науки . с2-36 (141): 35–52. дои : 10.1242/jcs.s2-36.141.35 .

[20] Гарфилд, Дэвид А.; Рэй, Грегори А. (2009). «Сравнительная эмбриология без микроскопа: использование геномных подходов для понимания эволюции развития» . Журнал биологии . 8 (7): 65. дои : 10.1186/jbiol161 . ПМЦ 2736668 . ПМИД 19664180 .

[21] Калинка, Алекс Т.; Томанчак, Павел (2012). «Эволюция ранних эмбрионов животных: сохранение или дивергенция?» . Тенденции в экологии и эволюции . 27 (7): 385–393. Бибкод : 2012TEcoE..27..385K . дои : 10.1016/j.tree.2012.03.007 . ISSN 1872-8383 . ПМИД 22520868 .

[22] Лёвтруп, Сорен (1987). «Филогенез, онтогенез и эволюция» . Итальянский журнал зоологии . 54 (3): 199–208. дои : 10.1080/11250008709355584 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

v т и Биологические правила
Правила	Правило Аллена. Более короткие придатки в более холодном климате. Правило Бейтсона Дополнительные конечности отражают своих соседей Правило Бергмана. Большие тела в более холодном климате. Правило Коупа: со временем тела становятся больше. Глубоководный гигантизм. Более крупные тела глубоководных животных. Закон Долло. Утрата сложных признаков необратима. Правило Эйхлера Паразиты изменяются вместе со своими хозяевами. Правило Эмери Социальные паразиты насекомых часто принадлежат к тому же роду, что и их хозяева. Правило Фаренгольца Филогении хозяина и паразита становятся конгруэнтными. Правило Фостера ( островной гигантизм , островная карликовость ) Мелкие виды становятся крупнее, крупные виды уменьшаются после колонизации островов. Закон Гаузе Полные конкуренты не могут сосуществовать Правило Глогера. Более светлая окраска в более холодном и сухом климате. Правило Холдейна. Гибридные полы, которые отсутствуют, редки или бесплодны, являются гетерогамными. Правило Харрисона. Паразиты различаются по размеру со своими хозяевами. Правило Гамильтона Частота генов увеличивается, когда родство реципиента с действующим лицом увеличивает выгоду для реципиента, превышающую репродуктивные затраты для действующего лица Закон Клейбера Скорость обмена веществ у животных уменьшается с увеличением их размеров. Правило прогрессии Хеннига . В кладистике наиболее примитивные виды встречаются в самой ранней, центральной части ареала группы. Принцип Джармана – Белла. Корреляция между размером животного и качеством его рациона; более крупные животные могут потреблять менее качественную пищу Правило Джордана Обратная зависимость между температурой воды и ее отсутствием. плавниковых лучей, позвонков Принцип Лэка: Птицы откладывают ровно столько яиц, сколько могут обеспечить пищей Правило Рапопорта. Широтный диапазон увеличивается с широтой. Правило Ренша. Половой диморфизм размеров увеличивается с размером, когда самцы крупнее, и уменьшается с размером, когда самки крупнее. Правило Розы. Группы эволюционируют от вариаций признаков у примитивных видов к фиксированному состоянию признаков у продвинутых видов. Закон Шмальгаузена. Популяция, находящаяся на пределе толерантности в одном аспекте, уязвима к небольшим различиям в любом другом аспекте. Закон Тэера: Верхняя часть тела животного темнее нижней. Правило Торсона Количество яиц донных морских беспозвоночных уменьшается с широтой. Закон Ван Валена Вероятность вымирания группы постоянна во времени. Законы фон Бэра Эмбрионы начинаются с общей формы и развиваются во все более специализированные формы. Закон Уиллистона Число частей организма сокращается и они специализированы по функциям.
Связанный	Контрградиентная вариация , когда генетика противостоит окружающей среде как фактору. Гигантотермия Крупным экзотермным животным легче поддерживать постоянную температуру тела.