Молекулярно-генетичні механізми онтогенезу в чому схожі у організмів різного філогенетичного рівня і грунтуються на фундаментальних процесах активації та репресії. Стартовим сигналом до багатьох процесів розвитку служить позиційна інформація яйцеклітини материнського організму.
У процесах детермінації і диференціації, що призводить до різноманіття клітин і тканин, ключовим фактором є диференціальна експресія генів. У еукаріотів вона носить багаторівневий характер. Гени, що регулюють розвиток, являють собою систему, організовану за ієрархічним принципом. Активація одних генів включає експресію інших, а регуляція експресії може відбуватися на будь-якому рівні. Така складна морфогенетична ланцюжок може бути запущена одним геном, який «включає» комплекс послідовних формообразовательних подій. Гени, що запускають такий «каскад», отримали в біології розвитку назва «гени-панове» (Master Genes), а структурні гени останнього рівня – «гени-раби» (Slaves Genes). Між ними розташовуються численні регуляторні гени, до яких належать і гомеозісние. Існують регуляторні гени, які контролюють гомеозісние гени, також як і гени, контрольовані ними. Диференціальна експресія забезпечується взаємодією багатьох регуляторних генів. Схематично це можна представити наступним чином:
Гени «материнського ефекту» → «Гени-панове» → Система регуляторних генів → Структурні гени
Молекулярно-генетичні механізми онтогенезу дуже складні, не всі деталі в даний час зрозумілі. Ці складності послужили причиною численних спекуляцій. У околонаучной середовищі віддавна широку популярність має поняття «біополе», що припускає зовнішній фактор розвитку організму невідомої фізичної природи. У колишні часи концепцію «біополя» поділяли і деякі вчені-ембріологи. «Біополе» різні автори приписують різні функції, але однією з основних є функція формоутворення.
Проте вивчення морфогенетичних закономірностей показує, що формообразовательние процеси обумовлені специфікою послідовностей експресії різних генів, що запускаються зазвичай одним геном. Це зайвий раз переконує в необгрунтованості теорії «біополя» як особливого чинника онтогенезу. Формообразовательние процеси залежать від молекулярно-генетичних процесів, так само як і інші онтогенетические процеси. Дуже наочно демонструють це гомеозісние мутації.
* * *
Таким чином, ми можемо бачити, що сучасна ембріологія настільки тісно пов’язана з генетикою, що фактично стала її розділом. Успіхи генетики формують сучасний вигляд біології розвитку. Однак не треба забувати і можливості інших наук.
Фундаментальні закони світобудови в даний час неминуче розглядаються в рамках системного підходу. Ймовірно, в природі існує єдиний спосіб побудови складних систем, що обумовлює всі формообразовательние процеси, від молекулярного до организменного рівня.
Біологію розвитку чекають революційні відкриття, які, можливо, радикально змінять наші уявлення про онтогенезі.