Регенерація та її значення
План
Лекція 27.
Тема: Механізми регенерації. Ріст організмів, його регуляція.
1. Механізми регенерації.
2. Ріст організмів, його регуляція.
3. Життєвий цикл у рослин і тварин.
4. Ембріотехнології. Химерні організми.
Регенерація(від латин. regeneratio — відродження, відновлення) — здатність організмів відновлювати втрачені або пошкоджені органи і тканини, а також відновлювати цілий організм із його частини. Хоча термін можна застосовувати практично до будь-якого процесу загоєння ран, зазвичай він означає значно складніший процес, за якого відновлюються втрачені органи або частини тіла, роз’єднані нервові зв’язки тощо.
Термін «регенерація» був запропонований у 1712 р. вченим Р. Реомюром, який вивчав регенерацію ніг річкового раку.
Регенерація спостерігається в природних умовах, а також може бути викликана експериментальним шляхом.
У багатьох безхребетних можлива регенерація цілого організму із шматочка тіла. У високоорганізованих тварин це неможливо — регенерують лише окремі органи або їх частини. Регенерація може відбуватися шляхом відновлення тканин на раневій поверхні, перебудови частини органу, що залишилася, на новий або шляхом росту залишку органу без зміни його форми. Уявлення про ослаблення здатності до регенерації у міру підвищення організації тварин є помилковим, оскільки процес регенерації залежить не тільки від рівня організації тварини, але й від багатьох інших чинників, і характеризується мінливістю. Неправильним є також твердження, що здатність до регенерації закономірно знижується із віком; вона може і підвищуватися в процесі онтогенезу, але в період старості зазвичай спостерігається її зниження.
Більшою мірою регенерація притаманна рослинам і безхребетним тваринам, меншою — хребетним.
У біологічному аспекті регенерація є пристосувальним процесом, сформованим у ході еволюції, який притаманний усьому живому і спрямований на відновлення структури та функції тканини. Значення регенерації полягає в матеріальному забезпеченні гомеостазу на різних рівнях структурної організації живої матерії.
Здатність до регенерації дуже сильно різниться у різних організмів і загалом менша у складних організмів та у тому самому організмі з віком. Залежно від подібності відновленої частини тіла до втраченої, регенерація може бути двох типів — гомоморфоз і гетероморфоз.
(поява пальців на кінцівці у тритона)
(поява у ракоподібних кінцівки замість вусика)
Розрізняють ще два види регенерації — фізіологічну і репаративну.
Фізіологічна регенерація — безперервне оновлення частин організму на клітинному (зміна клітин крові, епідермісу тощо) і внутрішньоклітинному (оновлення клітинних органел) рівнях, яке забезпечує функціонування органів і тканин.
Репаративна регенерація — процес ліквідації структурних пошкоджень організму після дії патогенних факторів.
Учені давно намагаються зрозуміти, яким чином земноводні — наприклад тритони і саламандри — регенерують відірвані хвости, кінцівки, щелепи. Більше того, у них відновлюються і пошкоджене серце, й очні тканини, і спинний мозок. Спосіб, який застосовується земноводними для «саморемонту», став зрозумілий, коли вчені порівняли регенерацію зрілих особин та ембріонів. Виявляється, на ранніх стадіях розвитку клітини незрілі, і їхня структура і функції цілком можуть змінитися.
У рослин регенерація може відбуватися на місці втраченої частини (реституція) або на іншому місці тіла (репродукція). Весняне відновлення листя замість опалого восени — природна регенерація типу реституції. Однак зазвичай під регенерацією розуміють лише відновлення частин, що відторгнуті насильно. При такій регенерації організм перш за все використовує основні шляхи нормального розвитку. Тому регенерація органів у рослин відбувається переважно шляхом репродукції: втрачені органи компенсуються розвитком існуючих або утворюються нові метамерні закладення. Так, при відрізанні верхівки рослини посилено розвиваються бічні пагони. Рослини або їх частини, що розвиваються не метамерно, легше регенерують шляхом реституції, подібно до ділянок тканин. Наприклад, поверхня поранення може покритися так званою раневою перидермою; рана на стовбурі чи гілці може зарубцюватися напливами (каллюсами). Розмноження рослин живцями — найпростіший випадок регенерації, коли з невеликої вегетативної частини відновлюється ціла рослина.