La biologia dello sviluppo è una branca della scienza che esplora il modo in cui gli organismi si sviluppano e progrediscono. Vengono studiati diversi livelli della biologia, dal livello molecolare e cellulare, ai livelli tissutali o sistemici dell’anatomia. Questo campo scientifico si sovrappone ad altri campi come la biochimica, la biologia molecolare, la biotecnologia, la biologia evolutiva e la genetica.
Tra le sue numerose aree di interesse, si dice che la biologia dello sviluppo abbia tre argomenti principali: crescita cellulare, differenziazione cellulare e morfogenesi. La crescita cellulare si riferisce al processo in cui si sviluppa la struttura cellulare di un organismo. Lo studio della crescita cellulare aiuta gli scienziati ad apprendere il processo di divisione cellulare, in cui una singola cellula si divide e crea due cellule, e le due cellule ripetono il processo. A parte la crescita stessa, gli scienziati possono anche osservare come le cellule controllano e terminano la loro crescita quando la popolazione cellulare è adeguata. Lo studio della crescita cellulare è una parte importante della ricerca sul cancro, poiché il cancro può essere causato dall’assenza di controllo della crescita nelle cellule.
Lo studio della differenziazione cellulare è importante anche nella biologia dello sviluppo perché aiuta gli scienziati a capire come le cellule si sviluppano in tipi specializzati. Una singola cellula divide e riproduce cellule figlie funzionalmente diverse dalla loro cellula madre, creando un organismo complesso che contiene una diversità di cellule. Mentre il processo può essere osservato, il modo in cui le cellule sono programmate per subire il processo non è ancora completamente determinato. Anche così, la differenziazione cellulare è un aspetto importante nella ricerca sulle cellule staminali, perché le cellule staminali hanno la capacità di riprodurre indefinitamente cellule specializzate e possibilmente curare molte malattie.
La biologia dello sviluppo approfondisce anche il processo della morfogenesi, che si riferisce a come un organismo prende forma dall’interno verso l’esterno. Dopo aver subito la differenziazione, le cellule si raggrupperebbero insieme ad altre cellule di tipo simile. Le cellule sono anche solitamente programmate per muoversi in una posizione limitata, in base alle loro associazioni con altre cellule. Anche i ricercatori sul cancro traggono vantaggio dallo studio della morfogenesi, perché il processo si applica anche alle cellule maligne che si comprimono insieme per formare un tumore.
Il campo della biologia dello sviluppo studia anche altri processi come lo sviluppo embrionale, la rigenerazione in rettili come salamandre e lucertole e la metamorfosi nei bruchi. Capire come può svilupparsi una cellula normale aiuterebbe quindi gli scienziati a capire il motivo per cui alcune cellule deviano dal normale processo e diventano cellule distruttive. La biologia dello sviluppo fa anche luce sulle occorrenze di mutazioni cromosomiche, come nella palatoschisi, nella sindrome di Down e nell’autismo. Tutta questa conoscenza, a sua volta, aiuterebbe gli scienziati a scoprire i trattamenti per molti disturbi.