ORGANIZZATORE
ORGANIZZATORE
. Biologia. - Nello studio dei fenomeni di determinazione e di differenziamento che si verificano durante lo svilupparsi dell'uovo (v. embriologia, XIII, p. 868), così come nell'indagine delle sue potenze e della sua organizzazione (v. uovo, XXXIV, p. 757), s'è potuto dimostrare sperimentalmente, nei Vertebrati, l'esistenza di un centro localizzato, che influenza il divenire delle varie parti (più specialmente il differenziamento delle formazioni assili), centro che per la funzione direttiva che esplica nello sviluppo embrionale è stato designato da H. Spemann, che lo ha individuato, con la denominazione di centro organizzatore o più semplicemente di organizzatore.
Dai risultati di una larga serie di esperimenti di trapianti embrionali, di difetti, di costrizioni, di varie operazioni microchirurgiche compiute sull'uovo e sulle prime fasi dello sviluppo degli Anfibî, oggi estese anche a embrioni di altri gruppi animali, è sorta quella che è stata definita, da alcuni, la nuova "teoria degli organizzatori" che mette in luce certe facoltà induttrici estrinsecate da alcuni territorî del germe durante il suo sviluppo, e che ha permesso di porre su nuove basi le idee e i concetti di epigenesi e preformazione dello sviluppo embrionale.
Punto di partenza delle ricerche sugli "organizzatori" sono stati quegli studî di meccanica dello sviluppo dei Vertebrati, compiuti con esperimenti sulla struttura e sulle potenze dell'uovo illustrati alla voce embriologia: Embriologia sperimentale (v. XIII, p. 873). Tali esperimenti hanno portato a riconoscere in particolari regioni della blastula, i varî territorî "presuntivi" degli organi futuri, cioè quei territorî localizzati che col procedere dello sviluppo normale si evolvono negli organi medesimi. Con abili metodi di contrassegno mediante colori vitali (Vitalfarbmarkierungen), delle varie regioni della blastula, s'è riusciti a dare una "topografia" di tali localizzazioni, e a seguire lo spostamento di queste regioni (corrispondenti agli abbozzi dei differenti organi) negli stadî successivi dello sviluppo. Si è potuto in tal modo riconoscere (vogt, 1925-1929) la sede del territorio presuntivo dell'orecchio, dell'occhio, della lente, dell'epidermide della regione degli arti e di altre regioni, ecc, e ritrovare, contrassegnati, i materiali costituenti tali territorî in sede definitiva, differenziati secondo il loro destino.
Ancor prima che si conoscesse il piano topografico degli abbozzi nell'uovo degli Anfibî, lo Spemann cercò di stabilire con una serìe di indagini eseguite mediante trapianti, in quale periodo dell'ontogenesi le varie regioni presuntive divengono irrevocabilmente legate al loro avvenire, divengono cioè "determinate". Realizzò tale scopo con esperimenti diversi, condotti in varî stadî sull'uovo degli Anfibî (Urodeli: Triton), dei quali qui si riassumono quelli fondamentali che permisero di risalire al concetto generale di "organizzatore".
Il primo gruppo di esperimenti ebbe il fine di controllare la potenza dei territorî presuntivi corrispondenti alle differenti regioni dell'uovo, dallo stadio di blastula in poi, e diede come risultato che questi territorî si determinano fra l'inizio e il termine del processo di gastrulazione. Un pezzo di epidermide presuntiva, cioè un frammento di quel territorio la cui "potenza reale" è di dare nello sviluppo normale l'epidermide, trasferito, per es., allo stadio di gastrula iniziale, in sede di piastra midollare presuntiva, si differenzia secondo la nuova sede e non secondo la propria origine. Si manifesta cioè durante lo sviluppo dei differenti abbozzi, almeno per un certo periodo, una certa "plasticità" nel differenziamento, potendo, qualora trasferiti in altra sede, derogare dal loro destino originario. Ne deriva la necessità di indagare le possibili cause e i presunti fattori che possono avere influenzato il territorio trasferito a deviare dalla propria direzione di sviluppo.
Il secondo gruppo di esperimenti dello Spemann, consistette nella separazione in due metà di una giovane gastrula secondo il piano equatoriale, ruotando poi l'emisfero animale intorno all'asse polare di 180°, su quello vegetativo e facendoli fondere insieme. Ne conseguiva che la regione presuntiva ventrale dell'embrione era portata in sede dorsale, e perciò che il territorio destinato ad evolversi in epidermide del ventre era trasferito in sede dell'abbozzo nervoso, cioè della piastra midollare presuntiva. La rotazione compiuta all'inizio della gastrulazione dava come risultato che l'epidermide presuntiva ventrale era indotta a differenziarsi in materiale midollare. Ciò suggeriva allo Spemann che tale deviazione potesse essere derivata da un'influenza esplicata dai nuovi territorî in prossimità dei quali il territorio trapiantato veniva a trovarsi. Risultati di analogo significato erano ottenuti fondendo due metà sinistre o destre di due giovani gastrule divise sagittalmente. Si veniva pertanto a individuare un'influenza del labbro dorsale del blastoporo (v. gastrula, XVI, p. 445; gastrulazione, XVI, p. 445) nella determinazione e nel differenziamento di alcuni abbozzi di organi. Proprio questo territorio dorsale al blastoporo, a differenza degli altri che, come si è detto, manifestano, per un certo periodo almeno, una certa plasticità o "indeterminazione", si dimostra invece sempre legato al proprio divenire, e, anche se trasferito, non modifica la sua potenza. Questo stesso territorio è inoltre capace di indurre i territorî adiacenti a differenziarsi diversamente dalla propria potenza reale. A questo risultato, ormai classico, giungeva lo Spemann con l'esperimento suggerito a Hilda Mangold (1924) di trapianto di una porzione del labbro dorsale del blastoporo di una gastrula (donatore) sul fianco di un'altra giovane gastrula (ospite) e la conseguente formazione di un embrione secondario più o meno perfetto, originato in parte dal materiale del medesimo labbro dorsale trapiantato, differenziatosi nella nuova sede, in parte indotto dal materiale dell'ospite. Il distretto blastoporale è perciò sede di un centro di organizzazione, in quanto riesce a organizzare un embrione (secondario), risultante di neurasse, corda, somiti, ecc., cioè delle principali formazioni assili che caratterizzano l'embrione di vertebrato. Per quanto riguarda quelle, di tali formazioni, come la corda, che derivano dal materiale trapiantato, risulta evidente che il differenziamento della regione blastoporale può attuarsi soltanto in una determinata e unica direzione.
L'induzione di un embrione secondario per opera di organizzatore del blastoporo trapiantato si dimostra verificarsi fra embrioni appartenenti a specie e generi differenti, nonché a famiglie e perfino a ordini e sottoclassi diversi.
Individuato l'organizzatore del blastoporo, una serie d'indagini dello Spemann e della sua scuola si diresse ad analizzare il funzionamento di tale centro. Fu possibile così dimostrare (Bautzmann, 1926) che il territorio del "centro" è localizzato in un'area semicircolare dorsale all'invaginazione del blastoporo, limitato dall'arco di 180° e che corrisponde a quella regione della blastula, che il Vogt aveva indicata come regione presuntiva cordo-mesodermica. Studiando gli stadî di sviluppo a ritroso, fu possibile stabilire anche che detta regione era corrispondente a quella dove appare la "semiluna grigia" nell'uovo insegmentato (v. embriologia, XIII, pagina 883, fig. 28).
Ed è appunto la regione cordo-mesodermica quella che dal processo di gastrulazione è condotta a invaginarsi all'interno del germe, venendo a costituire il tetto dell'intestino primitivo (archenteron), al tempo stesso rappresentando il substrato (Unterlage) sul quale dall'ectoderma soprastante insorgerà la piastra midollare. Questa regione d'invaginazione (organizzatore) possiede differenti potenzialità induttrici nei suoi differenti tratti (O. Mangold 1933), ciò che sta a significare la cosiddetta "regionalità" del centro.
Di quale natura è l'induzione del centro organizzatore? A tale questione è stato possibile rispondere in seguito ad alcuni importanti risultati ottenuti da Spemann prima (1926), e da Spemann e Mangold dopo (1927): il fatto che, come l'organizzatore del blastoporo induce tra le altre formazioni la piastra midollare, così frammenti di piastra midollare introdotti nel blastocele di una giovane gastrula (Einstechmethode) possono indurre un'altra piastra midollare (induzione omeogena o assimilatrice), significa che una struttura indotta è capace di trattenere la capacità induttrice, acquistando funzioni di organizzatore. Secondo altri esperimenti lo stimolo all'induzione sarebbe trasmissibile per "contatto" da un territorio all'altro e infatti per contatto avviene l'induzione della piastra midollare da parte del tetto invaginato dell'archenteron, così come difetti in questo territorio si traducono in difetti corrispondenti nella piastra midollare.
L'ipotesi più attendibile sulla natura dell'induzione da organizzatori, avanzata fin dal 1924 da Spemann e Mangold, era favorevole ad ammettere che non fossero estranee alle azioni organizzatrici sostanze chimiche specifiche. Una serie di esperimenti derivati da quest'ipotesi e che precipuamente miravano all'isolamento del principio attivo dell'induzione organizzatrice, inteso come una particolare sostanza chimica, portarono il problema dell'organizzatore nel campo chimico-fisiologico. Fra i risultati più sorprendenti si noverano quelli delle induzioni ottenute da tessuti embrionali indifferenti uccisi con l'ebollizione e col disseccamento; le altre derivate dai più svariati tessuti di animali adulti, sia vertebrati sia invertebrati; le induzioni ottenute con diverse sostanze chimiche. Così estratti eterei di uova che manifestavano poteri organizzatori fecero pensare che il principio "induttore" fosse una sostanza solubile in etere; C. H. Waddington, J. Needham, ecc., sostennero che si dovesse trattare della frazione insaponificabile di un estratto etereo saponificato. Furono altresì ottenute induzioni con composti sintetici del gruppo del fenantrene. Per contro, da M. W. Woerdeman (1933) fu rilevato il fatto che un'intensa attività glicolitica caratterizza i fenomeni di induzione, e su questa base, avanzata l'ipotesi che il glicogeno non dovesse ritenersi estraneo al funzionamento degli organizzatori. Esperienze successive appurarono che le induzioni ottenute col glicogeno erano dovute, piuttosto che al glicogeno stesso, a impurità in esso contenute. Considerata la spiccata produzione di energia che caratterizza il territorio di invaginazione, l'analisi del funzionamento degli organizzatori fu da altri autori (C. M. Child, 1928-32) trasportata nel campo della teoria dei gradienti assiali, e l'azione organizzatrice fu spiegata in base alle differenze di metabolismo che si riscontrano fra organizzatore e regioni indotte.
Allo stato attuale delle nostre conoscenze, la spiegazione del funzionamento degli organizzatori, nella larga serie dei suggestivi risultati raggiunti, è ancora lungi dall'essere definitiva: è certo che sebbene induzioni possano ottenersi nei più svariati modi (organizzatori uccisi, estratti, ecc.), gli effetti nei varî casi sono diversi, e non v'ha dubbio che là dove si ha a che fare con organizzatori viventi, l'induzione risulta in genere specifica, dipendentemente dalla regionalità dell'organizzatore, ciò che non accade invece o non sembra accadere negli altri casi. Secondo C. H. Waddington (1934) la differenza sostanziale sta nel fatto che mentre gli svariati induttori sono capaci di attivare nel territorio di reazione un "campo di organizzazione", l'organizzatore vivente, oltre che attivare è capace di "organizzare" i materiali di tale territorio. In conclusione oggi lo Spemann è propenso a dare maggior valore ai "sistemi di reazione" che soggiacciono all'azione inducente degli organizzatori, e ad attribuire quindi maggior importanza al sistema reattivo piuttosto che a quello attivo.
Lo Spemann è infine contrario a formulare sulla base dei fatti, brillantemente appurati, una "dottrina degli organizzatori", ma nell'embriologia odierna è oramai acquisito che nella formulazione di una "teoria generale dei fenomeni dello sviluppo" gli organizzatori di Spemann hanno una parte preponderante e fondamentale.
Bibl.: P. Pasquini, Hans Spemann, premio Nobel 1935 per la medicina e fisiologia, e la sua dottrina degli organizzatori dello sviluppo, in Atti Soc. med.-chir. di Padova, XIV (1936); H. Spemann, Experimentelle Beiträge zu einer Theorie der Entwicklung, Berlino 1936.