Embriyonik indüksiyon: Gelişme sırasında hücre ve doku farklılaşmasının ana ilkesini embriyonik indüksiyon olayı oluşturur. Gelişmekte olan embriyoda, embriyonun bir bölgesi, başka bir bölgesini etkileyerek onun farklılaşmasını sağlar. Etkileyen embriyo bölgesine indüktör, bu olaya da embriyonik indüksiyon denir. Farklılaşma ile oluşan her embriyo bölgesi de indüktör görevi yapar ve bir seri farklılaşmalar sonunda embriyonun tüm doku ve organları meydana gelir. Gelişmeyi açıklamak için 19. yüzyılın son yarısında birçok biyolog tarafından çeşitli deneyler düzenlenmiştir.
Hans Spemann’ın Deneyleri
Hans Spemann’ın en önemli deneyleri, sinir sisteminin farklılaşmasıyla ilgili olanlarıdır. Sinir sistemi gelişmenin başlangıcında ektodermin farklılaşmasıyla oluşur. Spemann, bu farklılaşmanın mekanizmasını açıklamak üzere semender yumurtalarını kullanmıştır. Spemann’ın düzenlediği deneyler ve bu deneylerin sonuçları sırasıyla şöyledir:
Birinci Deney
Spemann bir semender embriyosunun üst tarafındaki ektodermi (sırt ektodermi) keserek çıkarttı. Sırt ektodermi olmayan semender embriyosunu ve sırt ektodermini ayrı ayrı gelişmeye bıraktı. Bir süre sonra,
- Sırt ektodermi olmayan embriyo gelişerek iribaş denilen larva haline geldiği halde, bu larvada sinir sistemi gelişmediğini gördü.
- Kesilen sırt ektodermi canlı kaldığı halde bunun sinir dokusu halinde farklılaşmadığını gördü.
Spemann bu deneyden şu sonucu çıkardı: Embriyonun ektoderm tabakasının farklılaşarak sinir dokusu oluşturması için embriyoya bağlı kalması gerekir. Öyleyse embriyonun başka bir parçası bu farklılaşmayı sağlamaktadır.
Spemann, bu deneyinden sonra şu hipotezi kurar : Embriyonun üst ektoderminin farklılaşarak sinir dokusunu oluşturmasında, sırt mezodermi etkilidir.
İkinci Deney
Spemann hipotezini kontrol etmek için, bir semender embriyosunun sırt ektoderminin altındaki mezodermini kesip çıkardı. Bir süre sonra,
- Sırt mezodermi olmayan embriyoda da sinir sistemi gelişmediğini gördü.
Spemann bu deneyinden şu sonucu çıkardı: Sırt mezodermi ektodermi etkileyerek, onun sinir dokusu halinde farklılaşmasını sağlar.
Spemann, bu deneyinden sonra şu tahmini yaptı : Sırt mezodermi ektodermi etkileyerek, onun sinir dokusu halinde farklılaşmasını sağlıyorsa, bu mezoderm embriyonun herhangi bir parçasındaki ektodermi de etkileyerek onun sinir dokusu halinde farklılaşmasını sağlamalıdır.
Üçüncü Deney
Spemann, bu tahminini kontrol etmek için iki embriyo kullandı. Birinci embriyonun sırt ektoderminin altında bulunan sırt mezodermini çıkarttı. İkinci embriyonun alt tarafındaki mezoderm (karın mezodermi) parçalarını çıkarttı.
Birinci embriyodan aldığı sırt mezodermini ikinci embriyonun alt tarafındaki mezodermin yerine koydu. Bir süre sonra, İkinci embriyonun gelişmesiyle biri sırt tarafında, diğeri karın tarafında olmak üzere iki tane sinir sistemi (beyin ve omurilik) oluştuğunu gördü.
Sinir sistemlerinden sırt tarafında olanı, bu embriyonun kendisine ait sırt mezoderminin etkisiyle sırt ektoderminden farklılaşmıştı. Diğeri ise birinci embriyodan alınan sırt mezoderminin etkisiyle karın ektoderminden farklılaşmıştı.
Bu sonuçlar Spemann’ın hipotezini doğruluyordu. Spemann, bu deneyleri sonunda, üst mezodermin, ektodermi etkileyerek, onun sinir dokusu halinde farklılaşmasını sağladığı kanıtlamıştır. Embriyonik indüksiyonun mekanizmasını açıklamak için çok sayıda deney düzenlenmiş fakat bu konu tam anlamıyla aydınlatılamamıştır. Bu deneylerden elde edilen iki önemli sonuç vardır. Bunlar,
- Embriyonik indüksiyonun olması için, indüktörün tepkime dokusuyla mutlaka doğrudan fiziksel temasta olması gerekmez.
- Embriyonik indüksiyon, indüktörden salgılanarak tepkime organını etkileyen, onu farklılaşması için uyaran özgül kimyasal maddelerle sağlanır.
Bu deneysel sonuçlar Niu ve Twitty tarafından açıklanmıştır. Bu bilim adamlarını bu sonuçlara ulaştıran deneyler şöyledir:
Niu ve Twitty, bir kurbağa embriyosunun ektoderm, mezoderm ve endoderm hücre gruplarını ayrı ayrı doku kültürlerinde büyüttüler. Bu deneyde, ektodermin yalnız başına sinir hücrelerine hiçbir şekilde farklılaşmadığını gösterdiler. Daha önceden içinde mezoderm hücreleri büyütülmüş bir ortama, ektoderm hücrelerini koydular. Bu
deneyde ektoderm hücrelerinin farklılaşarak sinir dokusuna dönüştüğünü gözlediler.
Bu ve buna benzer deneyler, mezoderm hücreleri gibi indüktör hücrelerin, uzak mesafede işleyebilen ve ektodermde farklılaşmayı sağlayan, difüzyon yapabilir maddeler taşıdığını ve bunları salgıladığını düşündürmektedir.
