Явлении соматического эмбриогенеза - возможность формирования полноценных организмов не из половых, а из телесных (вегетативных) клеток. Как оказалось, при определенных условиях, создаваемых экспериментатором, даже клетки взрослого организма, причем практически любых его частей, тотипотентны, то есть могут играть роль полноценных зачатков. Гипотезу о тотипотентности любой живой клетки применительно к растениям первым выдвинул Г. Габерландт. То, что многие растения (бегония реке, бриофиллюм и др.) способны формировать новые организмы было известно давно. Сенсацией стало открытие такой способности у животных.
Была сформулирована концепция соматического эмбриогенеза - «размножения из бесконечно малого» (П. Мэтсон). Наиважнейшим, можно считать вывод, что изолированные клетки сомы в ходе соматического эмбриогенеза «растут и развиваются как зародыши, формирующиеся из оплодотворенных яйцеклеток; растения, выращенные из одной-единственной телесной клетки, во всех деталях копируют этапы роста, через которые проходит обычное растение» (Ф. Стюорд).
Именно благодаря работам в области соматического эмбриогенеза удалось окончательно подтвердить идею тотипотентности клеток организмов: «все клетки высшего организма содержат полный набор генов, характерных для данного организма» (П. Мэтсон). Известно, например, что у растений многие группы клеток по мере роста организма теряют способность к размножению. Не способны, например, размножаться клетки ксилемы, флоэмы, коры. Однако, обработав их некоторыми веществами, можно стимулировать их деление и даже вырастить из них целое растение. Бурный рост и размножение соматических клеток моркови вызывает добавка к среде «молока» кокосовых орехов или сока незрелых плодов конского каштана - обычного растения наших парков.
Важные результаты были получены и на животных. Так, если у земноводного аксолотля осторожно отпрепарировать седалищный нерв, идущий в заднюю конечность, и подвести его к ранке на коже, то происходит не простое заживление раны, а в этом месте образуется дополнительная конечность. В данном случае, как нетрудно понять, развитие у животного организма целого органа происходит не из половой, а из соматической зачатковой клетки.
Пока выяснены две важные закономерности соматического эмбриогенеза:
- Можно считать установленным, что соматический зачаток в своем развитии проходит ряд стадий, каждая из которых требует своего собственного по составу питательного «бульона».
- Соматическому эмбриогенезу предшествуют дезинтеграция телесных клеток, превращающихся в зачаток, изменение биохимических параметров самих клеток и взаимоотношений между клетками, формирующими зачаток.
В итоге, начиная уже со стадии глобулы (комплекса бластомеров в виде шарика), в развитии соматических и обычных репродуктивных зародышей наблюдается полная аналогия. Механизмы деспециализации клеток при соматическом эмбриогенезе еще предстоит детально изучить.