La morphogenèse est un processus important en biologie du développement dans lequel les organismes développent leurs formes caractéristiques. Cela inclut le développement des formes des tissus, des organes et de l’organisme dans son ensemble – cela ne se limite pas à la forme entière de l’organisme. Ce processus par lequel la forme est définie est contrôlé indirectement par la constitution génétique de la créature. Divers processus, tels que les signaux chimiques impliquant des hormones et les stress physiques imposés par les modèles de développement cellulaire, provoquent le développement des cellules d’une manière donnée qui conduit à la formation d’organes de forme spécifique. Alors que la morphogenèse est généralement examinée séparément de la croissance cellulaire, les deux sont essentiellement les mêmes dans le développement d’organismes unicellulaires, car la forme d’une telle créature est définie par la forme de sa cellule unique.
Il existe de nombreux éléments différents de la biologie du développement qui contribuent finalement à la morphogenèse. La différenciation cellulaire, le processus par lequel une cellule se divise pour en former plusieurs, est importante car de nombreuses formes d’organes qui conduisent à la forme globale de l’organisme sont déterminées en fonction des modèles de différenciation cellulaire. Au début du développement, par exemple, la première cellule se divise en deux, mais ces deux cellules ne se diviseront pas nécessairement de manière symétrique. Différentes cellules se divisent à des moments différents, provoquant ainsi un développement asymétrique qui, après de nombreuses divisions ultérieures, conduit à la forme. Ces asymétries sont généralement déclenchées par des instructions génétiques effectuées par des protéines ou d’autres éléments chimiques et spatiaux.
La croissance cellulaire est un autre aspect important de la biologie du développement qui contribue à la morphogenèse. La croissance cellulaire décrit la croissance d’une cellule en termes de contenu en organites et en cytoplasmes. Certaines cellules deviennent assez grandes tandis que d’autres restent plutôt petites. Différentes tailles de cellules jouent un rôle important dans la morphogenèse, car des cellules de différentes tailles peuvent se combiner de diverses manières pour produire des organes de formes différentes.
La morphogenèse est un processus relativement délicat qui peut être perturbé ou modifié de différentes manières. Les généticiens du développement étudient souvent la morphogenèse en désactivant des gènes ciblés spécifiques qui stockent des instructions génétiques pour certaines cellules afin de produire des signaux qui déclenchent ou arrêtent divers aspects de la croissance et de la différenciation cellulaires. Souvent, de telles expériences aboutissent à des organismes qui ne se développent pas suffisamment pour survivre au-delà du développement embryonnaire. Dans certains cas, certains organes importants ne se forment pas complètement tandis que dans d’autres, la différenciation peut ne pas se produire suffisamment pour que les formes des organes se développent. En étudiant la morphogenèse de cette manière, les scientifiques sont capables de connecter des gènes spécifiques à des fonctions de développement particulières.