Die Morphogenese ist ein wichtiger Prozess in der Entwicklungsbiologie, bei dem Organismen ihre charakteristischen Formen entwickeln. Dies schließt die Entwicklung der Formen von Geweben, Organen und des gesamten Organismus ein – es beschränkt sich nicht nur auf die gesamte Form des Organismus. Dieser Prozess, durch den die Form definiert wird, wird indirekt durch die genetische Ausstattung der Kreatur gesteuert. Verschiedene Prozesse, wie chemische Signale durch Hormone und physikalische Belastungen durch die Muster der Zellentwicklung, bewirken, dass sich Zellen in einer bestimmten Weise entwickeln, die zur Bildung von spezifisch geformten Organen führt. Während die Morphogenese normalerweise getrennt vom Zellwachstum untersucht wird, sind die beiden bei der Entwicklung einzelliger Organismen im Wesentlichen gleich, da die Form eines solchen Lebewesens durch die Form seiner einen Zelle definiert wird.
Es gibt viele verschiedene Elemente der Entwicklungsbiologie, die schließlich zur Morphogenese beitragen. Die Zelldifferenzierung, der Prozess, bei dem sich eine Zelle zu vielen teilt, ist wichtig, da viele der Formen von Organen, die zur Gesamtform des Organismus führen, auf der Grundlage von Zelldifferenzierungsmustern bestimmt werden. In der frühen Entwicklung teilt sich zum Beispiel die erste Zelle in zwei, aber diese beiden Zellen werden sich nicht unbedingt symmetrisch teilen. Verschiedene Zellen teilen sich zu unterschiedlichen Zeiten, wodurch eine asymmetrische Entwicklung verursacht wird, die nach vielen nachfolgenden Teilungen zur Form führt. Diese Asymmetrien werden im Allgemeinen durch genetische Anweisungen ausgelöst, die von Proteinen oder anderen chemischen und räumlichen Elementen ausgeführt werden.
Das Zellwachstum ist ein weiterer wichtiger Aspekt der Entwicklungsbiologie, der zur Morphogenese beiträgt. Das Zellwachstum beschreibt, wie stark eine Zelle in Bezug auf ihren Organellen- und Zytoplasmagehalt wächst. Einige Zellen werden ziemlich groß, während andere eher klein bleiben. Unterschiedliche Zellgrößen spielen bei der Morphogenese eine wichtige Rolle, da sich Zellen unterschiedlicher Größe auf vielfältige Weise zu Organen mit unterschiedlichen Formen verbinden können.
Die Morphogenese ist ein relativ heikler Prozess, der auf viele verschiedene Arten gestört oder verändert werden kann. Entwicklungsgenetiker untersuchen häufig Morphogenese, indem sie spezifische Zielgene deaktivieren, die genetische Anweisungen für bestimmte Zellen speichern, um Signale zu erzeugen, die verschiedene Aspekte des Zellwachstums und der Zelldifferenzierung auslösen oder stoppen. Oft führen solche Experimente zu Organismen, die sich nicht ausreichend entwickeln, um die Embryonalentwicklung zu überleben. In einigen Fällen bilden sich bestimmte wichtige Organe nicht vollständig aus, während in anderen Fällen die Differenzierung möglicherweise nicht ausreichend stattfindet, damit sich die Organformen überhaupt entwickeln können. Durch diese Untersuchung der Morphogenese können Wissenschaftler bestimmte Gene mit bestimmten Entwicklungsfunktionen in Verbindung bringen.