Co się dzieje w wyniku zapłodnienia? Dwie "połówki jądra" obecne w jaju i plemniku łączą się, odtwarzając normalne jądro cechujące zygotę. Chciałoby się powiedzieć: jakie to sensowne i oczywiste. Nikt jednak, że tak właśnie jest, nie wiedział, dopóki w 1883 roku Edouard van Beneden nie opublikował swoich obserwacji w Archives de Biologie.
Edouard był nie tylko wybitnym badaczem, lecz także sprawnym organizatorem. Z jego inicjatywy powstał w Leodium duży, klasycystyczny gmach Instytutu Zoologii nad rzeką Mozą, obecnie jedna z wizytówek miasta. W swoim laboratorium miał stale przynajmniej pięciu współpracowników, a wśród nich było dziewięciu późniejszych profesorów (w tym Albert Brachet, uważany za jednego z ojców współczesnej embriologii). Założył wreszcie, wraz z Charlesem van Bembeke, embriologiem z Gandawy (Ghent), międzynarodowy periodyk naukowy, wydawany jednocześnie w Leodium i Lipsku, Archives de Biologie. Pierwszy numer ukazał się w 1880 roku. To właśnie w artykułach publikowanych w tym czasopiśmie Edouard miał donosić o swoich najważniejszych odkryciach. Artykułów takich jak te – liczących po kilkaset stron, zawierających rysunki i bardzo skrupulatne opisy obserwacji, już się od dawna nie pisze.
Zazwyczaj mówi się, że to Oskar Hertwig (1846-1922), prowadząc badania na jeżowcach, wykazał, że zapłodnienie odbywa się w momencie, gdy plemnik dostanie się do wnętrza komórki jajowej. Jednak właściwie równocześnie podobne obserwacje, z tym że dla królików i nietoperzy, poczynił van Beneden junior (badał on również dalszy rozwój zapłodnionej komórki, po raz pierwszy opisując stadium zarodka tuż przed jego zagnieżdżeniem się w śluzówce macicy, zwane blastocystą). Proces zapłodnienia u jeżowców wyjątkowo dobrze nadawał się do obserwacji i w związku z tym prace Hertwiga były bardziej jednoznaczne i przekonujące, ale zawierały też jeden błędny szczegół. Hertwig twierdził, że przed zapłodnieniem jądro komórki jajowej zanika, zostaje samo jąderko (kolisty element, który można zaobserwować wewnątrz jądra – dziś wiemy, że jest to obszar, w którym dokonuje się m.in. synteza rRNA), które następnie łączy się z jądrem plemnika, by utworzyć jądro zygoty. Edouard wykazal, że jąderko zanika przed zapłodnieniem, więc nie może być tym, co komórka jajowa wnosi „w posagu” do jądra zygoty. Jednym z zadań, które postawił sobie za cel dalszego etapu badań było więc odkrycie w jaki sposób powstaje jądro zygoty. Że ten dalszy etap zakończył się sukcesem, było w dużej mierze możliwe, jak w bardzo wielu innych przypadkach w historii biologii, dzięki bardzo trafnemu wyborowi organizmu modelowego, na którym prowadzono obserwacje: glisty końskiej, Ascaris megalocephala. Plemniki tego pasożyta są wyjątkowo duże, a rozwój komórki jajowej i zygoty można stosunkowo łatwo śledzić, obserwując odpowiedni wycinek dróg płciowych – kolejne stadia w rozwoju odpowiadają kolejnym wycinkom. Dodatkowo glista ta posiada wyjątkowo małą liczbę chromosomów.
Początkowo obserwacje Edouarda nie były zbyt dokładne. Gdy jednak zostawił próbki w rozcieńczonym alkoholu i spojrzał na nie ponownie po kilku miesiącach, okazało się, że cały proces jest o wiele lepiej widoczny. Nie za bardzo rozumiem, na czym polegał zbawienny wpływ alkoholu na badane próbki. Bardzo długa inkubacja umożliwiła mu z pewnością przeniknięcie do dróg płciowych i oddziaływanie na komórki, być może – ale to tylko moja interpretacja – spowalniając cały proces i sprawiając, że kolejne etapy były wyraźniejsze. Grunt, że Edouardowi udało się wtedy poczynić przełomowe obserwacje. Dojrzała komórka jajowa powstaje w wyniku dwóch podziałów mejotycznych (właściwie van Beneden nie użył terminu „mejoza”– jako pierwszy użył go prawdopodobnie jakiś czas później Andrew Charles Moore). Pierwszy podział daje dwie komórki, potem każda komórka potomna dzieli się ponownie. Spośród czterech komórek-wnuczek jedna to komórka jajowa, pozostałe to tzw. ciałka kierunkowe, które nie spełniają żadnej ważnej roli, są produktami ubocznymi i wkrótce zanikają.
W zasadzie te podziały są analogiczne do zachodzących normalnie w ciele podziałów mejotycznych, które mniej więcej w czasie, gdy van Beneden prowadził swoje badania, opisał w książce „Zellsubstanz, Kern und Zelltheilung” („Podział substancji komórkowej, jądra i komórki”) Walther Flemming (1843-1905). Ale różnice pojawiają się przede wszystkim jeśli chodzi o podział jądra komórkowego: niby tak samo jak w mitozie dzieli się ono za każdym razem na pół, ale w pierwszym podziale dzieje się to według trochę innego mechanizmu (szczegóły nie są w tym momencie bardzo istotne), natomiast w drugim niby według takiego samego, ale, ponieważ nie jest podział ten poprzedzony replikacją materiału genetycznego, ostatecznie ilość chromosomów zmniejsza się o połowę. O „materiale genetycznym” jeszcze się wtedy nie mówiło, ale chromosomy i to, jaką ich liczbę dziedziczyły komórki w wyniku podziałów van Beneden dość dokładnie narysował i opisał. Wniosek van Benedena? Jądro komórki jajowej (podobnie zresztą jak jądro plemnika, które jest – jeśli chodzi o skład – w zasadzie identyczne) jest jak gdyby, przynajmniej jeśli chodzi o ilość chromosomów, połową jądra normalnej komórki organizmu. A co się dzieje w wyniku zapłodnienia? Dwie połówki łączą się, odtwarzając normalne jądro. Chciałoby się powiedzieć: jakie to wszystko sensowne i oczywiste. Nikt jednak, że tak właśnie jest, nie wiedział dopóki Edouard van Beneden nie opublikował swoich obserwacji w 1883 roku w Archives de Biologie.
Badania Edouarda w tym zakresie kontyuował później jego uczeń, Hans de Winiwarter (1875-1949), a także konkurent, który miał z czasem przyćmić pamięć van Benedena i jego uczniów (dziś jednak jest również raczej zapomniany), Theodor Boveri (1862-1915). Ale o tym wszystkim może kiedy indziej.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz