Индивидуальное развитие организма представляет для биологов волнующее явление.
Достаточно вспомнить, что из яйцеклетки человека, имеющей диаметр всего 130—140 мк и вес около 0,0015 мг после оплодотворения развивается ребенок весом примерно 3 кг. Проходят дни, месяцы, годы, и человек становится способным анализировать окружающий мир и преобразовывать его. Это является самой удивительной загадкой природы, заставляющей биолога неотступно исследовать развитие организмов.
Воспроизведете индивидуума начинается, как правило, с оплодотворенной яйцеклетки, но в некоторых случаях развитие происходит партеногенетически. Ни яйцеклетка, ни сперматозоид не содержат готовых признаков многоклеточного организма. В них заложена лишь программа его развития, которая реализуется в определенных условиях внешней и внутренней среды.
Обычно процесс развития организма рассматривают, начиная с оплодотворенной яйцеклетки — зиготу. С этим трудно согласиться. Началом воспроизведения и развития следует считать момент закладки яйцеклетки в материнском организме и сперматозоида — в отцовском. Яйцеклетка структурно и функционально тонко дифференцирована, и это имеет решающее значение для воспроизведения нового поколения. Эта подготовка определена генотипом и физиологическим состоянием матери. Сперматозоид также претерпевает процесс дифференцировки. Признаки гамет детерминированы генотипом родительского поколения. Изучение этой детерминации составляет особый раздел генетики — генетику гамет.
В эмбриологии онтогенез, и в частности эмбриональное развитие, рассматривают с двух точек зрения: самодифференцировки (теория преформизма) и зависимой дифференцировки тканей и морфогенеза под влиянием так называемых формообразовательных аппаратов и условий внешней среды (теория эпигенеза). С генетической точки зрения, такое разделение является искусственным. В организме нет ненаследственных признаков. Как таксономические, так и индивидуальные признаки организма наследственно детерминированы — детерминированы изменения в ответ на перемену факторов среды и детерминирован характер этого изменения.
С точки зрения генетика, индивидуальное развитие определяется системой генотипа в широком понимании; в системе генотипа запрограммированы специфичность, время, место и определенная последовательность действия генов. Образно говоря, программа действия генов в системе генотипа, определяющего онтогенез, напоминает партитуру симфонии. Эта партитура записана нотами в виде генов. Композитором является эволюционный процесс, оркестром — развивающийся организм, а дирижером исполнения симфонии соответственно партитуре и составу оркестра — уровню организации онтогенеза — внешняя среда.
Индивидуальное развитие является следствием и отражением истории взаимосвязи организма с внешней средой, закрепленной в генотипе.
Изучение того, каким образом генотип определяет фенотип, составляет особый раздел генетики, который, по предложению В. Геккера, в 1918 г. был назван феногенетикой. В этот раздел включают изучение проявления гена и анализ механизма его действия. Проявление гена представляет конечный эффект функционирования генотипа, а механизм действия гена входит в качестве элемента в целостную систему онтогенеза. Поэтому мы предлагаем раздел генетики, изучающий роль генотипа в общей системе онтогенеза, т. е. генетические основы онтогенеза, называть онтогенетикой.
Изучение закономерностей онтогенеза составляет предмет исследования ряда специальных разделов биологии, а именно эмбриологии, физиологии, биохимии развития (биохимической эмбриологии) и онтогенетики. Каждый из этих разделов имеет свои особенности как в отношении предмета, так и методов исследований, но все они, каждый со своей стороны, изучают закономерности индивидуального развития.