La biología del desarrollo estudia los procesos mediante los cuales los organismos crecen y se desarrollan a través del control genético del crecimiento celular, la diferenciación celular y la morfogénesis. La biología del desarrollo busca responder preguntas fundamentales sobre cómo una célula se desarrolla en un organismo complejo, los mecanismos que guían este proceso en tres dimensiones y la relación entre la información genética y la complejidad fenotípica.

1. BIOLOGÍA
DEL
DASARROLLO

2. La biología del desarrollo estudia
la ontogenia, los procesos
mediante los cuales los
organismos crecen y se
desarrollan.
La biología del desarrollo actual
estudia los controles genéticos
del crecimiento celular, la
diferenciación celular y la
morfogénesis (el proceso que
origina los tejidos, órganos y la
anatomía).

3. • ¿A través de qué caminos una célula aparentemente
homogénea se desarrolla en un organismo
diferenciado?
• ¿Cuáles son los mecanismos que guían este
"despliegue" en tres dimensiones?
• ¿Cuáles son los objetos biológicamente relevantes
causalmente implicados en los procesos de desarrollo?
• ¿Cuál es la relación entre la información genética y la
complejidad fenotípica que resulta de los procesos de
desarrollo?
Laubichler &
Wagner
distinguen
cuatro preguntas
fundamentales a
las que hace
frente la biología
del desarrollo:

4. HISTORIA
En sus inicios la biología del desarrollo está ligada a las explicaciones filosóficas de
la época respecto a la naturaleza de la materia. En este sentido se encuentra
Hipócrates, quien explica el desarrollo en términos de calor, humedad y
solidificación.
Aproximadamente un siglo después Aristóteles plantea los primeros interrogantes
al desarrollo embriológico.
Sus soluciones como en muchos de los campos trabajados por este pensador
perdurarían hasta muy tarde en el pensamiento humano, cuando en el siglo XVII
sean revaluadas.
Aristóteles reconocido como el primer embriólogo plantea el problema de la
formación del embrión.
Conocimiento antiguo y medieval

5. Para ello responde con dos hipótesis.
1. La primera de ellas llamada comúnmente preformacionismo,
sostiene que las estructuras del embrión están preformadas desde el
principio y luego estas simplemente aumentan de tamaño.

6. 2.- La segunda hipótesis propone que las estructuras crecen progresivamente con el
tiempo, a esta se le denomina epigénesis (epi= sobre, génesis=inicio) la cual
Aristóteles favoreció correctamente.

7. Estas conjeturas fueron generadas luego de observar huevos de pollo
incubados, de los cuales también comprendió primariamente las funciones
de la placenta y el cordón umbilical.
Aristóteles realizó observaciones sobre los diferentes modos de nacimiento
en animales vivos (viviparidad), a partir de huevos (oviparidad) o mediante
huevos que se rompen en el interior de la madre (ovoviviparidad).
Además identificó los dos patrones principales de la división celular, la
segmentación holoblástica y la segmentación meroblástica.

8. Renacimiento - Barroco
A mediados del siglo
XVII, en 1651 William
Harvey concluyó que
los animales se
originan de huevos
(célula huevo).
La afirmación Ex ovo
omnia2​ (“Todos a partir
de huevo”) eliminó la
generación espontánea
de la vida en los
animales.
También lanzó una
hipótesis sobre la
función del líquido
amniótico como
“amortiguador de
impactos”.
Este médico inglés fue
el primero en observar
el blastodermo del
embrión de pollo e
indicar que en este,
antes de que el corazón
se forme, se
constituyen “islotes” de
células sanguíneas.

9. Luego de la
invención del
microscopio, la
embriología pudo
obtener
observaciones con
mayor resolución y
detalle.
En 1672 el
embriólogo italiano
Marcello Malpighi
publicó un primer
trabajo sobre el
desarrollo del pollo
visto con
microscopio.
En el desarrollo de
este trabajo se
observó por primera
vez el surco neural,
los somitas y la
primera circulación
de venas y arterias
hacia y desde el saco
vitelino.
A pesar de las
observaciones,
Malpighi apoyó la
hipótesis de la
preformación.

10. Modernidad
• La preformación tuvo un amplio apoyo entre la ciencia, religión
y filosofía del siglo XVIII.
• Pues en este periodo se creía que todo el individuo estaba
preestablecido desde la línea germinal (homúnculo) y por lo
tanto no era necesaria una fuerza externa para el desarrollo del
individuo.
• Esta teoría de corte conservador reforzaba la idea en la cual no
había cambios entre las generaciones de individuos.
• Posteriormente Caspar Friedrich Wolff demostró que las
regiones embrionarias del pollo se desarrollan a partir de tejidos
y para la obtención de nuevos individuos de cada generación,
fue necesario postular la existencia de una fuerza natural
desconocida hasta el momento nombrada vis essentialis “fuerza
esencial”, la cual organizaría el desarrollo de los embriones.

11. Christian Pander estudió el embrión de
pollo y en él descubrió las capas
germinales; ectodermo, mesodermo y
endodermo.
Además registró observaciones que
reforzaban la hipótesis epigenética, pues
encontró que las capas germinales no
formaban sus órganos
independientemente.
Esto significaba que aun cuando las capas
fueran tejidos diferentes, las tres
interactuaban colectivamente mediante
inducción.

12. Martin Heinrich Rathke, coterráneo y contemporáneo de
Pander, observó el desarrollo de peces, anfibios, reptiles y
mamíferos, enfatizando en la semejanza en el desarrollo de
estos grupos de vertebrados.
En este trabajo describió los arcos faríngeos, la formación
del cráneo, el origen del sistema reproductor, excretor y
respiratorio.
También estudió el desarrollo de invertebrados en especial
el del cangrejo.

13. La disputa sobre las hipótesis epigenéticas y preformistas, fueron finalmente zanjadas
con la teoría celular planteada por Matthias Jakob Schleiden y Theodor Schwann.
El impacto sobre la ciencia biológica fue enorme. En el caso del desarrollo, ésta indica
que si todos los organismos están originados de una célula, la cual debe multiplicarse
para generar otros tipos de células y con ellas el individuo completo.
De este modo el desarrollo de un individuo debe ser epigenético.
Otro argumento en contra del preformismo es propuesto por el biólogo alemán
August Weismann, el cual indica que el embrión o nuevo individuo no hereda sus
caracteres de todo el cuerpo de sus padres, sino solamente de las células germinales.
Implícitamente Weisman hizo la distinción entre las células somáticas y las células
germinales.

14. • A finales del siglo XIX en múltiples experimentos de
fertilización con el erizo de mar, se observó que el
huevo contenía contribuciones de ambos padres
fusionados en el núcleo, al cual se le atribuyó la
responsabilidad de la herencia.
• Se demostró que los cromosomas situados en el
núcleo de un huevo fertilizado (zigoto) derivan
equitativamente de los núcleos parentales de los
padres.
• Consecuentemente se estableció que los
cromosomas son la unidad física de transmisión de
los caracteres genéticos entre generaciones de
acuerdo con las leyes postuladas por Gregor
Mendel.
• Karl Ernst von Baer continuó con los estudios de
Pander sobre el embrión de pollo y descubrió la
notocorda, el gameto femenino.
• Como conclusiones de este trabajo von Baer definió
cuatro generalidades en el desarrollo, conocidas
comúnmente como: Los cuatro principios de von
Baer.

15. Contemporaneidad
• Hans Spemann y Hilde Mangold descubren en 1924 la inducción
embriónica mediante el trasplante del labio superior de la gástrula de
salamandra al lado opuesto del ectodermo.
• Este tratamiento indujo la formación de un individuo con dos cabezas.
El labio dorsal trasplantado lleva actualmente el nombre del
organizador de Spemann. Por este trabajo Spemann es galardonado
en 1935 con el premio Nobel pues Hilde Mangold muere
trágicamente en un incendio antes de la publicación del trabajo.

16. En 1978 se presenta el nacimiento del primer humano in vitro.
En 1986 se descubre la muerte celular programada autónoma conocida también
como apoptosis, la cual es necesaria para un desarrollo óptimo del individuo.
Este descubrimiento se realizó sobre Caenorhabditis elegans el cual inicialmente posee 1090
células, pero finalmente conserva 959 para el resto de su vida, lo cual indica que 131 células
desaparecen durante el desarrollo.
Las observaciones mostraron que siempre se eliminaban las mismas 131 células. Igualmente
descubrieron que este fenómeno y mecanismo molecular es conservado entre nematodos y
mamíferos desde un origen evolutivamente antiguo. Por este trabajo H.Robert Horvitz y Ellis
fueron premiados con el premio Nobel.