Краткий конспект. Тема "Индивидуальное развитие организмов (онтогенез)"

ОНТОГЕНЕЗ

Онтогенез – индивидуальное развитие организма, в основе которого лежит реализация наследственной информации на всех стадиях существования в определенных условиях внешней среды, он начинается образованием зиготы (при половом размножении) и заканчивается смертью.

Онтогенез многоклеточных животных, размножающихся половым путем, разделяют на два периода: эмбриональный (зародышевый) и постэмбриональный.

ЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ПЕРИОД

Эмбриональный период начинается с образования зиготы и заканчивается выходом из яйцевых оболочек или рождением организма.

Эмбриональное развитие большинства многоклеточных животных включает три основных этапа:

1. дробление;

2. гаструляция;

3. гисто- и органогенез.

1. Дробление

Стадия дробления характеризуется образованием многоклеточного однослойного зародыша – стадия бластулы.

Тип дробления яйца зависит от количества желтка и характера его распределения.

Различают яйца трех основных типов:

- изолецитальные яйца – содержат мало желтка, и он распределен равномерно, такие яйца встречаются у ланцетника и млекопитающих.

- телолецитальные яйца характерны для земноводных, рептилий, птиц, содержат большое количество желтка, сосредоточенного на одном из полюсов – вегетативном. Противоположный полюс, содержащий ядро и цитоплазму без желтка, называется анимальным.

- центролецитальные яйца характеризуются тем, что желток находится в центре клетки, а цитоплазма расположена на периферии (яйца насекомых).

ТИП ДРОБЛЕНИЯ

Полное Неполное

(дробится вся яйцеклетка) (дробится часть яйцеклетки)

равномерное неравномерное дискоидальное

(образующиеся бласто- (образующие бластомеры (дробится только диск

меры равны по размеру), не равны по размеру), цитоплазмы с ядром)

характерно для зигот с характерно для яиц с характерно только для яиц

малым содержанием умеренным содержанием с большим содержанием

желтка – ланцетник желтка (лягушки) желтка – пресмыкающиеся,

птиц

После оплодотворения происходит дробление диплоидной зиготы – митотические деления без роста клеток. В процессе дробления объем зародыша не изменяется, а размеры клеток с каждым разом уменьшается. Образующиеся в результате дробления зиготы клетки называются бластомерами.

При полном дроблении (у ланцетника) на стадии 32 бластомеров зародыш имеет вид ягоды малины и называеся морулой (зародыш не имеет полости). На стадии 64 бластомеров в нем образуется полость, а бластомеры располагаются в один слойвокруг неё. Эта стадия называется бластулой (многоклеточный однослойный зародыш). Полость находящаяся внутри называется бластоцелью – первичная полость тела. Все клетки зародыша имеют диплоидный (2n) набор хромосом.

2. Гаструляция

Гаструляция – следующий этап эмбрионального развития – образование двухслойного зародыша. У ланцетника 2-х слойный зародыш образуется путем впячивания (инвагинации) бластодермы в полость бластоцели. Гаструла имеет два слоя клеток: наружный эктодерма и внутренний – энтодерма. Их называют первым и вторым зародышевыми листками. Полость называется гастроцелью или полость первичной кишки, а вход в неё – первичный рот, или бластопор. У беспозвоночных бластопор превращается в окончательный рот (первичноротые), у вторичноротых животных (хордовые), из бластопора формируется анальное отверстие, а рот образуется на противоположной стороне тела.

На стадии двух зародышевых листков заканчивается развитие кишечнополостных (гидры, медузы), у всех остальных типов животных между экто- и энтодермой образуется третий зародышевый листок – мезодерма (формируется из клеток энтодермы).

Зародышевые листки – это отдельные пласты клеток, занимающие отдельное положение в зародыше, из которых в дальнейшем развиваются все системы органов.

3. Гисто и органогенез – процесс образования тканей и органов – следующий этап эмбрионального развития.

Эктодерма на спинной стороне зародыша прогибается, образуя желобок, края которого смыкаются. Образовавшаяся нервная трубка погружается под эктодерму. На переднем конце нервной трубки формируется головной мозг. Процесс образования зародыша с комплексом осевых органов (нервная трубка, хорда, кишечная трубка) называется нейруляцией, а образовавшийся зародыш – нейрулой. Отростки нервных клеток ц.н.с образуют периферические нервы. Кроме того из эктодермы развиваются покровы и их производные (ногти, волосы, сальные и потовые железы, эмаль зубов, воспринимающие клетки (рецепторы) анализаторов, мозговой слой надпочечников.

Энтодерма, расположенная под нервной трубкой, обособляется и образует

эластичный тяж – хорду. Из остальной части энтодермы образуется эпителий

кишечной трубки, пищеварительные железы (печень, поджелудочная железа), органы дыхания.

Из мезодермы развиваются все виды соединительной ткани: кости, хрящи, сухожилия, подкожная клетчатка и др.), мышцы, кровеносная, выделительная и половая системы.

ПРОВИЗОРНЫЕ (ВРЕМЕННЫЕ ОРГАНЫ)

В процессе эмбриогенеза необходимая связь зародыша со средой обеспечивается специальными внезародышевыми органами, функционирующими временно и называемими провизорными. Назначение провизорных органов – обеспечение жизненно важных функций функций зародыша в разнообразных условиях среды.

Так у истинно наземных животных (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие), потерявшие связь с водной средой, зародыши развиваются в специальной оболочке, заполненной жидкостью – амнион. Позвоночные, обладающие амнионом объединяются в группу высших позвоночных – амниотов.

Амниоты кроме амниона имеют и другие зародышевые оболочки аллантаис и желтлчный мешок (рептилии, птицы). У млекопитающих помимо амниона, аллантоиса и желточного мешка имеется и хорион.

1. Хорион (сосудистая оболочка) образуется из эктодермы зародыша, покрыт ворсинками, которые врастают в слизистую оболочку матки. Позже часть хориона теряет ворсинки и получает название гладкого, а место наибольшего разветвления ворсинок хориона, наиболее тесно контактирующих с маткой, носит название детского места, или плп плаценты. Через плаценту плод снабжается питательными веществами, кислородом и освобождается от продуктов жизнедеятельности (СО₂ и др.), плацента осуществляет барьерную функции, задерживая многие вредные вещества и микроорганизмы, но через неё могут пройти алкоголь, никотин и некоторые лекарственные вещества.

2. Амнион - внутренняя зародышевая оболочка (водная оболочка – околоплодный пузырь). Функцией его эпителия является секреция околоплодных вод, определяющих важнейшие условия развития плода, а также выведение продуктов его обмена в околоплодную жидкость, предотвращает потерю эмбрионом воды, служит защитной подушкой и создает эбриону возможность для некоторой подвижности.

3. Желточный мешок у млекопитающих редуцирован, заполнен жидкостью, содержащей белки и соли. На ранних стадиях развития он играет роль кроветворного органа, из особых кровяных островков образуются первые клетки крови и сосуды зародыша, также здесь образуются половые клетки зародыша, желточный мешок входит в состав плаценты. Позже из желточного мешка образуется пуповина.

4. Аллантоис (мочевая оболочка) растет из задней кишки зародыша, пока не придет в соприкосновение с хорионом, образуя богатую сосудами структуру хорионаллантоис. Аллантоис вместе с желточным мешком участвует в образовании пупочного канатика.

ПОСТЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ

Постэмбриональный период онтогенеза начинается с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и заканчивается смертью организма. Этот период характеризуется ростом и половым созреванием. Различают прямое и непрямое (с метаморфозами) постэмбриональное развитие.

Постэмбриональное развитие

Прямое – Непрямое –

характеризуется ростом развитие с превращениями (с метаморфозом)

и половым созреванием

(пресмыкающиеся, птицы, с полным с неполным

млекопитающие) преващением: преващением:

- яйцо - яйцо

- личинка (гусеница) - личинка

- куколка (головастик)

- имаго - взрослая особь

При прямом развитии на свет появляется организм похожий на взрослую особь, но отличается от него только размерами, недоразвитием половых органов, а также пропорциями тела. Постэмбриональное развитие, в этом случае, сводится к росту и половому созреванию. Характерно для пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.

При непрямом развитии (развитие с метаморфозами) – превращениями, из яйцевых оболочек выходит личинка, отличающаяся от взрослого организма (морфологически и физиологически). У неё имеются специализированные личиночные органы, отсутствуют некоторые органы взрослой особи. Личинка питается, растет, личиночные органы разрушаются, формируются органы взрослого животного. Биологическое значение непрямого развития заключается в том, что организм на стадии личинки растет и развивается не за счет запасных питательных веществ яйцеклетки, а благодаря самостоятельному питанию. Следовательно, такой тип развития характерен для организмов, яйцеклетки которых содержат малое количество желтка (земноводные, многие членистоногие и др.)

Таким образом, при непрямом развитии уменьшается конкуренция за пищу и место обитания между взрослыми особями и их потомством. Например, личинка лягушки – головастик питается растениями, а взрослая лягушка – насекомыми. Также, у ряда видов, например кораллов, взрослые особи ведут прикрепленный образ жизни, они не могут передвигаться. Зато личинка у них подвижна, что способствует расселению вида.