Презентация "Индивидуальное развитие организмов (онтогенез)"

СГБОУ ПО

«Севастопольский медицинский колледж

имени Жени Дерюгиной»

Индивидуальное развитие организмов (онтогенез)

Преподаватель Смирнова З. М.

Актуальность темы

Современная эмбриология изучает не только стадии эмбриогенеза,

но и пытается объяснить, почему развитие протекает так, а не иначе: почему одна клетка даёт начало разнообразию клеточных типов, характерному для взрослого организма? Что определяет ход развития? Вопросов, которые ставят учёные намного больше, чем ответов, и это закономерно отражает возросший интерес к эмбриологии – науке, особенно бурно развивающейся в последние годы.

Наиболее важные для человечества приложения эмбриологии относятся к области медицины. Проблема аномалий внутриутробного развития (тератогенез) приобрела статус международной.

РАЗВИТИЕ ЭМБРИОЛОГИИ

Вопрос об индивидуальном развитии – онтогенезе привлекал к себе внимание со времен Аристотеля.

В XVII-XVIII вв. оформились два взгляда на онтогенез – преформизм и эпигенез.

ПРЕФОРМИЗМ

Сторонники преформизма полагали, что зародышевое развитие сводится к росту сформированного зародыша.

Преформисты разделились на две группы.

Овисты считали, что уже сформированный зародыш находится в яйцеклетке, а мужское начало лишь дает толчок к развитию.

Анималькулисты утверждали, что зародыш заключен в сперматозоиде, который развивается за счет питательных веществ яйца.

ЭПИГЕНЕТИКА

Приверженцы альтернативного течения – эпигенетики – считали, что в процессе онтогенеза происходит новообразование структур и органов зародыша из бесструктурного вещества. Впервые идея эпигенеза встречается в трудах В. Гарвея (1651 г.), но в полной мере соответствующие взгляды были выражены К.Ф. Вольфом (1733-1794

Концептуальная иллюстрация

16-го века того, как будет выглядеть эпигенез Аристотеля

Решающий перелом в споре между представителями двух течений произошел в XIX в. после работ К. М. Бэра.

К. Бэр считал, что в зародыше не происходит новообразований, имеют место лишь преобразования: от более простого и недифференцированного к более сложному и дифференцированному.

Индивидуальное развитие организмов (онтогенез)

Онтогенез – индивидуальное развитие особи, начинается образованием зиготы (при половом размножении) и заканчивается смертью.

Различают три типа онтогенеза животных:

Личиночный (непрямое развитие

Яйцекладный (неличиночный) тип развития

Внутриутробный тип развития

Личиночный тип развития

Личиночный (непрямое развитие, сопровождается

метаморфозом ) встречается у беспозвоночных, рыб,

земноводных.

• Образование личинки

обусловлено малыми

запасами желтка в яйцах.

• Личинка отличается от

взрослой особи

• строением,
• образом жизни,
• средой обитания.

• Имеют ряд провизорных

(временных) органов,

которые впоследствии

исчезают (жабры и хвост

у головастика).

Яйцекладный тип развития

Яйцекладный (неличиночный) тип развития наблюдается у ряда беспозвоночных, пресмыкающихся, птиц и яйцекладущих млекопитающих, яйца которых богаты желтком.

• Характерно длительное

развитие зародыша в

яйце.

• Питание, дыхание и

др. функции у зародышей

осуществляется

провизорными органами –

зародышевыми оболочками:

амнионом, аллантоисом и др.

Амниотическая жидкость

эмбрион

амнион

О 2

СО 2

аллантоис

хорион

желточный мешок

скорлуповая оболочка

желток

Внутриутобный тип развития

Внутриутробный тип развития характерен для высших млекопитающих,

• яйцеклетки

которых содержат

мало питательного

материала.

• Жизненные

функции

зародыша

осуществляются

через материнский

организм

(плаценту).

15%

-

Периоды онтогенеза

Онтогенез многоклеточных организмов разделяют на два периода

Постэмбриональный –

начинается с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и заканчивается смертью

Эмбриональный –

начинается образованием

зиготы и заканчивается

выходом из яйцевых оболочек

или рождением организма.

Включает стадии :

Прямое Непрямое:

- неполным и

- полным метаморфозом

Гисто- и органогенез

Дробление

Гаструляция

Эмбриональный период

начинается образованием зиготы

1n

1n

ядро

цитоплазма с желточными включениями

1n

1n

2n

проникновение сперматозоида

Слияние гаплоидных

ядер двух гамет

1n

1n

Зигота

Эмбриональный период

Эмбриональный включает процессы дробления, гаструляции, гисто- и органогенез:

Гисто- и органогенез – образование тканей и органов.

У зародышей хордовых образуются осевые органы:

нервная трубка, хорда и кишечная трубка

Дробление

характеризуется образованием

многоклеточного

однослойного

зародыша – стадия бластулы

Гаструляция –

образование

2-х или 3-х

слойного

зародыша

Эмбриональный период. Стадия дробления

Дробление – процесс митотических делений зиготы, характеризующийся отсутствием стадии роста бластомеров, в результате которых образуется первая стадия многоклеточного зародыша – бластула. В процессе дробления объём зародыша не изменяется, а размеры составляющих его клеток с каждым делением становятся все мельче.

Таким образом, в ходе дробления образуется многоклеточный однослойный зародыш (бластула) с полостью внутри.

После образования бластулы начинается процесс гаструляции.

Гаструляция

– процесс образования зародышевых листков (экто -, мезо - и энтодермы).

• У двухслойных организмов образуется только экто - и энтодерма;
• У 3-х слойных организмов: экто-, энто- и мезодерма.

• Гаструляция ланцетника

осуществляется путем

инвагинации – впячивания

бластодермы в бластоцель;

• Образуется двухслойный

зародыш – гаструла;

• Наружный пласт клеток –

эктодерма, внутренний –

энтодерма;

• Полость внутри гаструлы –

гастроцель;

• Мезодерма формируется

из клеток энтодермы.

Гаструляция 2-х слойных организмов

Бластоцель

Энтодерма

Эктодерма

Бластула Гаструляция Гаструла

Гаструляция 3-х слойных организмов

Эктодерма

Энтодерма

Гастроцель

Образование мезодермы

Бластопор (первичный рот)

Инвагинация

Дробление. Гаструляция

ИНВАГИНАЦИЯ

Выделяют четыре способа образования экто- и энтодермы

Эпиболия, или обрастание – мелкие клетки анимального полюса обрастают

снаружи крупные

клетки вегетативного полюса. Встречается у земноводных, имеющих телолецитальные яйца.

Деламинация,

или расслоение – эмбриональные клетки делятся параллельно поверхности зародыша, в результате чего образуется наружный и внутренний зародышевые листки. Характерна для насекомых, птиц, пресмыкающихся.

Иммиграция – характеризуется перемещением клеток бластодермы в бластоцель.

Наблюдается у кишечнополостных

Инвагинация, или впячивание – наблюдается у животных с изолецитальным типом яиц.

Гисто- и органогенез

– процесс образования органов и тканей

• Нейруляция - этот начальный этап органогенеза, результатом которого является формирование осевых органов:

• нервной трубки,
• хорды и
• вторичной кишки.

• Зародыш на стадии нейруляции – нейрула.

• Нервная трубка – клетки эктодермы на спинной

стороне тела прогибаюся, формируя желобок, края которого постепенно смыкаются.

• Хорда – образуется в результате обособления

спинной части энтодермы, расположенной под

нервным зачатком.

• Кишечная трубка – образуется из энтодермы в

результате преобразования гастроцели.

Гисто- и органогенез

Нейруляция

Органогенез

В дальнейшем развитии зародышей животных зачатки различных тканей и органов закладываются из клеток одного из трех зародышевых листков эктодермы, энтодермы или мезодермы.

Зародышевый листок

Органы и ткани

Покровы с их производными: кожные железы, волосы, перья, чешуя.

Органы чувств, нервная система, эпителий передней и задней кишки.

Эктодерма

Хорда, эпителиальная выстилка средней кишки, а также железы кишечника, печень, поджелудочная железа. Легкие наземных животных.

Энтодерма

Большая часть внутренних органов. Скелетная мускулатура, костная, хрящевая и соединительная ткани, кровеносная система выделительные органы, различные части полового аппарата и т. д.

Мезодерма

20

Провизорные (временные) органы зародыша –

обеспечивают жизнедеятельность зародыша.

Хорион (серозная оболочка) – наружная оболочка, прилежащая к скорлупе или материнским тканям.

Служит для обмена веществ с окружающей средой.

Амнион – мешок заполненный жидкостью, которая создает водную среду и защищает зародыш от высыхания и повреждений.

Аллантоис – участвует в газообмене, вместилище для мочевины и мочевой кислоты. У млекопитающих он вместе с хорионом образует плаценту. От аллантоиса к хориону растут сосуды, при помощи которых плацента выполняет выделительную, дыхательную и питательную функции.

Желточный мешок – участвует в питании зародыша и является кроветворным органом.

До 6-й недели после оплодотворения желточный мешок, играет роль «первичной печени».

амнион

Амниотическая жидкость

эмбрион

О 2

СО 2

аллантоис

хорион

желточный мешок

скорлуповая оболочка

желток

Эмбриональная индукция

Эмбриональная индукция –

взаимодействие частей развивающегося зародыша, при котором один участок зародыша влияет на развитие другого участка.

В опытах немецкого ученого Г. Шпемана (1924) на зародышах тритонов: кусочек зародыша из области верхней губы бластопора на стадии гаструлы тритона пересаживают на боковую или брюшную сторону гаструлы другого зародыша. В месте пересадки происходит развитие нервной трубки, хорды и других органов. Развитие может достичь стадий с образованием дополнительного зародыша на боковой или брюшной стороне зародыша реципиента.

Верхняя губа бластопора

22

Эмбриональная индукция –

Выводы:

• Участок, взятый из спинной губы бластопора,

способен направлять развитие клеток, которые находятся вокруг него, на определенный путь

развития. Он как бы организует, или индуцирует,

развитие зародыша.

• Точное строение новообразованных органов в месте пересадки указывает на эмбриональную регуляцию.
• Г. Шпеман назвал спинную губу бластопора

первичным эмбриональным организатором или первичным эмбриональным индуктором, а само

явление, при котором один участок зародыша

влияет на судьбы другого, – эмбриональной индукцией

Эмбриональное развитие человека

2 бластомера

матка

• Эмбриональное

развитие человека

можно разделить

на 3 периода:

• начальный

(1-я неделя развития);

2) зародышевый

(2-8-я недели );

3) плодный

(с 9-й недели

развития до

рождения ребенка).

Процесс внутриутробного развития зародыша человека длится

280 суток.

8 бластомеров

морула

зигота

яйцеклетка

Оплодотворение

яйцеклетки

(1день)

бластула

эндометрий

яичник

Имплантация

(7день)

Эмбриональное развитие человека

Полярное тело

эмбриобласт

бластоцель

пронуклеусы

Трофо бласт

бластомер

3 день-морула

2 день- дробление

4 день- дифференцировка

1 день- оплодотворение

5день

эпибласт

гипобласт

трофобласт

эндометрий

эмбриобласт

Зароды-шевый диск

9 день- дифференцировка

7 день- имплантация

6 день

12 день

пупочный канатик

Внезародыше- вый целом

Амниотическая полость

амнион

12 день

эмбрион

мезодерма

эктодерма

мезодерма

кишка

желточный мешок

хорион

энтодерма

18 день

23 день

25

Эмбриональное развитие человека

• Функцию наружной зародышевой оболочки выполняет хорион, или ворсинчатая оболочка. Ворсинки хориона врастают в слизистую матки.

• Место наибольшего разветвления ворсинок хориона и наиболее тесного контакта их с поверхностными слоями эндометрия матки называют плацентой (детским местом).
• Плацента – временный орган, имеющийся только у плацентарных.

• Связь тела зародыша с плацентой осуществляется через пуповину или пупочный канатик (плотный тяж 40 см длиной), содержащий кровеносные сосуды. Сосуды образуются в аллантоисе, идут от плода к стенке матки.

амниотическая жидкость

хорион

амнион

плацента

пуповина

стенка матки

Эмбриональное развитие человека

• Основные функции плаценты - трофическая, экскреторная, эндокринная, защитная.
• Кровь матери и плода не смешивается. Между ними существует плацентарный барьер. Питательные вещества и О 2 , растворенные в материнской крови, диффундируют через плацентарный барьер в кровь плода, обеспечивая жизнь и рост плода до его рождения. Конечные продукты

обмена веществ плода проходят через плаценту в кровь матери и выводятся выделительной системой матери.

Через плацентарный барьер проникают антитела, гормоны, лекарства, наркотики, яды и другие вещества.

Образование близнецов

Различают

Монозиготные

(однояйцовые) близнецы

развиваются из одной

оплодотворенной

яйцеклетки.

• Имеют одинаковый генотип,

но могут отличаться по

фенотипу, что обусловлено

воздействием факторов

внешней среды.

• Всегда однополы,
• у них одинаковые группы

крови, цвет глаз,

• дерматоглифические узоры

и др.

Дизиготные

(двуяйцовые)

близнецы развиваются

после оплодотворения

сперматозоидами

нескольких

одновременно

созревших яйцеклеток.

Имеют разный генотип, и

их фенотипические

отличия обусловлены как

генотипом, так и

факторами внешней

среды.

Поликлеточная

овуляция

Зрелая яйцеклетка

26

Монозиготные

близнецы

Дизиготные

Оплодотворение

2морулы

Имплантируются

2 бластоцисты

2плаценты

1плацента

1

амниотический мешок

2

амниотических мешка

Сиамские близнецы

Сросшиеся (или сиамские) близнецы являются монозиготными, поэтому имеют одинаковый генотип и всегда одного пола.

Сросшиеся близнецы появляются, если расщепление задерживается

до 13 дня после зачатия.

Согласно современным исследованиям, к отложенному расщеплению зиготы могут приводить генетические и

средовые влияния, а также воздействие токсических веществ.

В Сиаме (ныне Таиланд)

в 1911 году у матери китаянки родились близнецы Энг и Чанг. Они имели сросшиеся хрящи грудной клетки

Критические периоды эмбриогенеза –

периоды наибольшей чувствительности зародыша к

воздействию факторов внешней среды т. к. изменяются

условия его существования и включаются новые блоки генов.

У человека выделяют 3 критических периода:

1.Имплантация – внедрение эмбриона в слизистую оболочку

матки (6-7 дни после оплодотворения);

2.Плацентация – образование плаценты (14-15 день);

3.Роды – (39-40 недели).

2.Плацентация

3.Роды

1.Имплантация

29

Критические периоды эмбриогенеза

• Критические периоды совпадают

• с активной дифференцировкой клеток и
• с переходом от одного периода развития к другому,
• с изменением условий существования зародыша.

У млекопитающих имплантация бластулы характеризуется переходом к новым условиям питания и газообмена.

Развитие плаценты и переход к плацентарному питанию и газообмену требует новых приспособлений.

После родов новорожденный должен приспособиться к резким изменениям условий существования и перестроить деятельность всех систем организма.

Изменение способов питания и газообмена, повышает чувствительность зародыша к неблагоприятным факторам среды.

Тератология – наука, изучающая уродства

Факторы, вызывающие патологию внутриутробного развития плода

Физические факторы внешней среды:

• все виды

ионизирующего

излучения,

• тяжелые

металлы;

• недостаток

кислорода

Вредные привычки:

• алкоголь,
• наркотики,
• курение.

Химические факторы внешней

среды:

• Лекарственные

препараты,

• недостаток

или

избыток

витаминов

Заболевания матери:

• заболевания

внутренних

и половых

органов;

• нарушение

обмена

веществ

Инфекции у матери:

• краснуха,
• токсоплазмоз,
• вирус герпеса,
• ВИЧ и др.

Постэмбриональное развитие

– развитие организма с момента выхода из яйцевых оболочек (при личиночном развитии) или рождения (при внутриутробном онтогенезе) до смерти.

• Развитие может быть прямым и непрямым

(с метаморфозом).

• Метаморфоз, характерный для личиночного

онтогенеза, бывает полным и неполным.

Типы постэмбрионального развития

Прямое развитие

Непрямое развитие (с метаморфозом)

С неполным метаморфозом:

• яйцо
• личинка
• половозрелая

особь

С полным метаморфозом:

• яйцо
• личинка (гусеница)
• куколка
• половозрелая

особь

Откладка яиц

с большим

количеством

Желтка (пресмыкающиеся, птицы)

Внутриутробное

развитие

(млекопитающие)

выклюнувшиеся из яйцевых оболочек или новорожденные существа отличаются от взрослой формы преимущественно размерами, а также недоразвитием ряда органов и пропорциями тела.

В личинке отсутствуют или неразвиты органы, необходимые в половозрелом состоянии,

имеются провизорные органы.

У некоторых животных личинки сходны со взрослыми организмами (кузнечики).

Постэмбриональное развитие

Постэмбриональный онтогенез животных и человека

включает периоды:

• Дорепродуктивный период, или ювенильный (до

полового созревания) – период роста и развития организма;

• Репродуктивный период, или зрелый (половозрелое состояние) – связан с возможностью к самовоспроизведению, размножению.

Период активного функционирования взрослого организма;

• Пострепродуктивный, или период старости ,

заканчивающийся естественной смертью.