Genlər Fizikanı Canlıların İnkişafına Necə Yönəltdi

Fiziki Qüvvələr Embrion İnkişafına Necə Yön Verir?

Bir qədəh şərab içərkən, mayenin qədəhin islanmış tərəfindən aşağı axdığını müşahidə edərsiniz. 1855-ci ildə Lord Kelvinsin qardaşı Ceyms Tomson bu “şərab göz yaşları” və ya “şərab ayaqları”nın spirt və su arasında səthi gərginlik fərqindən qaynaqlandığını açıqladı. Tomson yazırdı ki, “bu fakt bir sıra çox qəribə hərəkətlərə izahat verir”. O zaman bunun sonradan Marangoni effekti adlandırılan eyni təsirin embrion inkişafına da təsir edə biləcəyini təsəvvür etmirdi.

Bu ilin mart ayında Fransız biofiziklər qrupu bildirdi ki, Marangoni effekti vahid hüceyrə kütləsinin uzanaraq baş-quyruq oxu əmələ gətirməsi üçün həlledici anda məsuliyyət daşıyır – bu, gələcək orqanizmin ilk müəyyənedici xüsusiyyətləridir.

Bu kəşf biologiyadakı mövcud normaları pozan bir tendensiyanın parçasıdır. Tipik olaraq, bioloqlar böyümə, inkişaf və digər bioloji prosesləri genetik təlimatlarla tetiklənən kimyəvi siqnalların nəticəsi kimi xarakterizə etməyə çalışırlar. Lakin bu mənzərə tez-tez natamam görünürdü. Tədqiqatçılar indi biologiyada mexaniki qüvvələrin rolunu getdikcə daha çox qiymətləndirirlər: bu qüvvələr toxumaları material xüsusiyyətlərinə cavab olaraq itələyir və çəkir, böyümə və inkişafa genlərin edə bilməyəcəyi şəkildə yön verir.

Müasir görüntüləmə və ölçmə üsulları elm adamlarının gözünü bu qüvvələrə açaraq, sahəni mexaniki şərhlərə dəvət edən məlumatlarla doldurub. Bu yaxınlarda aparılan tədqiqatın müəlliflərindən olan Eks Marsel Universitetindən Pyer-Fransua Lenne deyir: “Son onilliklərdə dəyişən əsas odur ki, canlı şəkildə baş verənləri izləmək və hüceyrə hərəkəti, hüceyrə yenidən qurulması, toxuma böyüməsi baxımından mexanikanı görmək mümkün olub”.

Mexaniki izahatlara doğru bu keçid, biologiyanın genetikadan əvvəlki modellərinə marağı yenidən canlandırıb. Məsələn, 1917-ci ildə Şotlandiyalı bioloq, riyaziyyatçı və klassik tədqiqatçı D’Arsi Tompson “Böyümə və Forma Haqqında” adlı əsərini nəşr etdi. Bu əsərdə o, canlı orqanizmlərdə tapılan formalar ilə cansız maddələrdə ortaya çıxan formalar arasındakı oxşarlıqları vurğulamışdı. Tompson kitabı, hər şeyi Darvin təbii seçimi ilə izah etməyə həddən artıq meylli olmaq kimi gördüyünə qarşı bir antidot kimi yazmışdı. Onun tezi – fizikanın da bizi formalaşdırması – yenidən dəbə gəlir.

Kembric Universitetindən fizik və mühəndis Aleksandr Kabla deyir: “Fizika və mexanikanın toxuma səviyyəsində biologiyanı anlamamıza kömək edə biləcəyi fərziyyəsi irəli sürülür”. İndi qarşıda duran vəzifə, genlərin və fizikanın orqanizmləri heykəlləndirmək üçün necə əl-ələ verdiyini, səbəblərin qarşılıqlı təsirini anlamaqdır.

Mexaniki Qüvvələrin Embrion İnkişafına Təsiri

Embrion və toxuma böyüməsinin mexaniki modelləri yeni deyil, lakin bioloqlar uzun müddət bu fikirləri sınaqdan keçirmək üçün vasitələrdən məhrum idilər. Embrionları görmək özü çətindir; onlar kiçik və diffuzdurlar, işığı buzlu şüşə kimi hər tərəfə əks etdirirlər. Lakin yeni mikroskopiya və görüntü analizi üsulları embrion inkişafına daha aydın pəncərə açıb.

Lenne və həmkarları siçan gastruloidləri – böyüdükcə embrion inkişafının erkən mərhələlərini təqlid edən kök hüceyrə dəstələri içərisindəki hüceyrə hərəkətini müşahidə etmək üçün yeni texnikalardan istifadə etdilər. Müşahidələr Marangoni effektinin həlledici rolunu təsdiqlədi, beləliklə, mexaniki qüvvələrin bioloji formalaşmada genlərlə yanaşı nə qədər mühüm olduğunu bir daha sübut etdi.

24 saat