Эмбриология
Эмбриоло́гия (от греч. ἔμβρυον – зародыш и ...логия), наука об индивидуальном развитии организмов (онтогенезе).
Эмбриология животных и человека
Эмбриология животных и человека изучает предзародышевое развитие (образование половых клеток – гаметогенез), оплодотворение, зародышевое развитие, личиночный и постэмбриональный (постнатальный) периоды индивидуального развития. Эмбриологические исследования в Индии, Китае, Египте, Греции известны с 4 в. до н. э. Гиппократ (с последователями) и Аристотель изучали развитие зародышей многих животных, особенно кур, а также человека.
Существенный сдвиг в развитии эмбриологии наступил в середине 17 в. с появлением работы У. Гарвея «Исследования о зарождении животных» (1651). Важное значение для становления современной эмбриологии животных имела работа К. Ф. Вольфа «Теория зарождения» (1759), идеи которой были развиты в трудах Х. Г. Пандера (представление о зародышевых листках) и К. М. Бэра (открытие и описание яйца человека и млекопитающих, детальное описание основных этапов эмбриогенеза ряда позвоночных, выяснение последующей судьбы зародышевых листков и т. д.). А. О. Ковалевский и И. И. Мечников заложили основы сравнительной эмбриологии, на данных которой строится естественная классификация животных и обосновывается, в свою очередь, родство животных разных таксонов. Экспериментальная эмбриология (первоначально – механика развития) своим развитием обязана работам В. Ру, Х. Дриша, Х. Шпемана, российского эмбриолога Д. П. Филатова. В истории эмбриологии долгое время длилась борьба между сторонниками эпигенеза (У. Гарвей, К. Ф. Вольф, Х. Дриш и др.) и преформизма (М. Мальпиги, А. ван Левенгук, Ш. Бонне и др.).
В зависимости от задач и методов исследования различают общую, сравнительную, экспериментальную, популяционную и экологическую эмбриологию. На данных сравнительной эмбриологии в значительной степени строится естественная система животных, особенно в высших её разделах. Экспериментальная эмбриология с помощью удаления, пересадки и культивирования вне организма зачатков органов и тканей изучает причинные механизмы их возникновения и развития в онтогенезе. Данные эмбриологии имеют большое значение для медицины и сельского хозяйства. К середине 20 в. на стыке с цитологией, генетикой, физиологией и молекулярной биологией сформировался новый раздел биологии – биология развития, который изучает процессы реализации генетической информации в ходе индивидуального развития организма, что лежит в основе дифференцировки клеток, механизмов взаимодействия клеток и т. д.
Эмбриология растений
Эмбриология растений (фитоэмбриология) – частная дисциплина в рамках морфологии растений, изучающая образование и закономерности развития зародыша растений. В эмбриологии голо- и покрытосеменных растений рассматривают процессы онтогенеза, происходящие в семяпочке или цветке, изучают строение и развитие гаметофитов, половых клеток и зигот. Накопление сведений по эмбриологии растений началось в древности. В 16–18 вв. основное внимание было направлено на установление пола у цветковых растений, начатое в опытах по гибридизации (Й. Кёльрёйтер), перекрёстному опылению (немецкий ботаник К. Шпренгель) и завершённое раскрытием его значения (Ч. Дарвин). Первое микроскопическое описание яйцеклетки и зародышевого мешка у цветковых было предпринято М. Мальпиги (1675), а открытие эндосперма в семени принадлежит Н. Грю (1672). Как самостоятельная дисциплина эмбриология растений начала формироваться лишь в середине 19 в., что было связано в том числе с разработкой клеточной теории, с эволюционной теорией Дарвина и совершенствованием микроскопической техники. К началу 20 в. были сделаны фундаментальные открытия о закономерности развития мужского гаметофита у семенных растений (В. Гофмейстер, В. И. Беляев) и пыльцевой трубки (Дж. Амичи).
Беляевым описаны основные звенья мейоза в спорогенных клетках. Спорные вопросы макроспорогенеза и двойного оплодотворения у покрытосеменных были разрешены трудами немецкого ботаника Э. Страсбургера, И. Н. Горожанкина и С. Г. Навашина. В результате классических исследований сложилась проблематика в эмбриологии растений, включающая этапы онтогенеза – развитие пыльника, микроспорогенез, формирование из микроспор мужского гаметофита (пыльцевого зерна), образование пыльцевой трубки, макроспорогенез и образование из макроспоры зародышевого мешка – женского гаметофита, двойное оплодотворение, развитие эндосперма и зародыша. Помимо этих вопросов, большое значение для селекции имеет изучение причин стерильности гамет и зигот, апомиксиса, полиэмбрионии, партенокарпии. Вопросы развития генеративных органов и их функций у низших групп (водоросли, лишайники, грибы), не имеющих зародыша, длительное время не рассматривались в эмбриологии растений. Однако в последние десятилетия наблюдается большой интерес к изучению этих групп с позиций эмбриологии растений. Сравнительная эмбриология растений занимается как изучением и сравнением особенностей развития эмбриональных признаков у представителей различных таксонов, так и сопоставлением характера чередования поколений в цикле развития растений. Важное значение в решении спорных вопросов систематики растений и при построении филогенетических систем имеют данные молекулярной генетики.