Лекция по Биологии на тему "Индивидуальное развитие организма" (1 курс спо, биология)

Лекция 9 Индивидуальное развитие организма. 1.Эмбриональный этап онтогенеза.  2.Основные стадии эмбрионального развития. 1.Эмбриональный этап онтогенеза. Период эмбрионального развития наиболее сложен у высших животных и состоит из нескольких этапов. Период   начинается   с   этапа дробления   зиготы,   т.   е.   серии   последовательных   митотических   делений оплодотворенной   яйцеклетки.   Образующиеся   в   результате   деления   две   клетки   (и   все   последующие   их поколения)   на   этом   этапе   называются бластомерами.   Одно   деление   следует   за   другим,   причем   не происходит роста образующихся бластомеров и с каждым делением клетки становятся все более мелкими. Такая особенность клеточных делений и определила появление образного термина «дробление зиготы». В результате дробления (когда количество бластомеров достигнет значительного числа) образуется  бластула . Часто она представляет собой полый шар (например, у ланцетника), стенка которого образована  одним слоем клеток — бластодермой. Полость бластулы — бластоцель, или первичная полость, заполнена  жидкостью. На следующем этапе осуществляется процесс гаструляции — формирование гаструлы. У многих животных  она образуется путем впячивания бластодермы внутрь на одном из полюсов бластулы при интенсивном  размножении клеток в этой зоне. В результате и возникает гаструла. Наружный слой клеток получил название эктодермы, а внутренний — энтодермы. Внутренняя  полость, ограниченная энтодермой, полость первичной кишки сообщается с внешней средой  первичным ртом, или бластопором. Существуют и другие типы гаструляции, но у всех животных  (кроме губок и кишечнополостных) этот процесс завершается образованием еще одного клеточного  пласта — мезодермы. Она закладывается  между энто­ и эктодермой. По завершении этапа гаструляции появляются три клеточных пласта (экто­, эндо­ и мезодерма), или три  зародышевых листка. Далее начинаются процессы гистогенеза (образования тканей) и органогенеза (образования органов) у  зародыша (эмбриона). В результате дифференцировки клеток зародышевых листков формируются различные  ткани и органы развивающегося организма. Из эктодермы образуются покровы и нервная система. За счет  энтодермы формируются кишечная трубка, печень, поджелудочная железа, легкие. Мезодерма продуцирует  все остальные системы: опорно­двигательную, кровеносную, выделительную, половую. Обнаружение  гомологии (сходства) трех зародышевых листков едва ли не у всех животных послужило важным аргументом  в пользу точки зрения о единстве их происхождения. Изложенные выше закономерности были установлены в  конце XIX в. И. И. Мечниковым и А. О. Ковалевским и легли в основу сформулированного ими «учения о  зародышевых листках». На протяжении эмбрионального периода наблюдается ускорение темпов роста и дифференцировки у  развивающегося эмбриона. Только в процессе дробления зиготы роста не происходит и бластула (по своей  массе) может даже существенно уступать зиготе, но начиная с процесса гаструляции масса зародыша  стремительно увеличивается. Образование разнотипных клеток начинается еще на этапе дробления и лежит в основе первичной тканевой  дифференцировки — возникновения трех зародышевых листков. Дальнейшее развитие зародыша  сопровождается все более усиливающимся процессом дифференцировки и морфогенеза. К концу  эмбрионального периода у зародыша имеются уже все основные органы и системы, обеспечивающие  жизнеспособность во внешней среде. Завершается эмбриональный период рождением новой особи, способной к самостоятельному существованию. 2.Основные стадии эмбрионального развития. Независимо от способа размножения, начало новому организму дает одна клетка, содержащая  наследственные задатки и обладающая всеми характерными признаками и свойствами целого организма. Индивидуальное развитие заключается в постепенной реализации наследственной информации, полученной  от родителей.  Начало эволюционной эмбриологии положили русские ученые А.О. Ковалевский и И. И. Мечников. Они  впервые обнаружили три зародышевых листка и установили принципы развития беспозвоночных и  позвоночных животных. Онтогенезом, или индивидуальным развитием, называется весь период жизни особи с  момента образования зиготы до гибели организма. Онтогенез делится на два периода: ­ эмбриональный период: от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек;  ­ постэмбриональный период: от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма. Эмбриональное развитие хордовых проходит в ряд стадий: • дробление; • гаструляция; • закладка осевых органов и нейруляция; • гисто­ и органогенез Стадия дробления зависит от особенностей строения яйцеклетки.Количество содержащегося в яйце желтка значительно варьирует, оно служит основным фактором,  определяющим размеры яйца и тип дробления зиготы: а) олиголецитальные яйца – содержат мало желтка, ядра, как правило расположены в центре яйцеклетки;  такой тип яиц характерен для ланцетника и человека, поскольку, небольшое количество желтка равномерно  распределено в цитоплазме, поэтому данный тип яиц называют так же изолецитальными. б) мезолецитальные яйца содержат умеренное количество желтка, чаще всего неравномерно распределенного  в цитоплазме. Мезолецитальные яйца распространены среди примитивных водных форм, это свидетельствует  о том, что они были характерны для предковых позвоночных. Поскольку, большинство анамний являются  водными формами, их яйца содержат желток, расположенный в нижней половине яйца, такие яйца называют  телолецитильными. в) У акул и скатов с одной стороны, и у рептилий и птиц ­ с другой стороны, яйца крупные. Их называют  полилецитальными, потому, что большую часть клетки занимает желток, а цитоплазма, которой относительно мало, сконцентрирована на одном полюсе. Поскольку в данных яйцеклетках резко выражена полярность, эти  клетки называют также резкотелолецитальными. Дробление – процесс деления, в результате которого образуется бластула. Характер дробления яйцеклеток зависит от количества желтка, находящегося в яйцеклетке. Желток, будучи  инертным, не играет активной роли в дроблении, которое осуществляется ядром и цитоплазмой клетки, он  проявляет местное замедляющее действие путем механического торможения этого процесса.  Различают следующие типы дробления: полное – голобластическое, когда вся цитоплазма зиготы  подвергается дроблению и меробластическое или неполное, когда цитоплазма только в анимальном полюсе  подвергается дроблению – такой тип дробления (резкотелолецитальные яйца) называют дискоидальным. По  времени дробления различают равномерное и неравномерное. Дробление у животных, имеющих  изолецитальные яйца идет по голобластическому типу. Для анамний характерно дробление неполное, дискоидальное ­ у птиц и рептилий; полное, равномерное,  асинхронное ­ у млекопитающих. Следующий этап эмбрионального развития — гаструляция. В это время бластомеры, продолжающие быстро  делиться, приобретают двигательную активность и перемещаются относительно друг друга, формируя слои  клеток — зародышевые листки. Гаструляция может происходить либо путем инвагинации (впячивания)  одной из стенок бластулы в полость бластоцеля, иммиграцией отдельных клеток, эпиболией (обрастанием),  либо деламинацией (расщеплением на две пластинки).  В итоге формируется наружный зародышевый листок — эктодерма, и внутренний— энтодерма. У  большинства многоклеточных животных между ними образуется третий, средний зародышевый листок —  мезодерма, сформированный из клеток, лежащих на границе между наружным и внутренним листками.  Зародыш в период нейруляции, следующей за гаструляцией, называется нейрулой. Нейруляция начинается с  утолщения эктодермы на спинной стороне зародыша ­ нервной пластинки, которая детерминируется под  индуцирующим влиянием хордомезодермы в период гаструляции. По краям нервной пластинки  приподнимаются складки ­ нервные валики, средняя ее часть постепенно углубляется, валик сближается,  сливаясь по средней спинной линии и т.о. нервная пластинка превращается в нервную трубку. Последняя  отделяется от остальной эктодермы, которая преобразуется в покровный эпителий; между спинной стороной  нервной трубки и покровным эпителием располагается производное нервных валиков ­ нервный гребень.  В период нейруляции процессы формирования происходят и в других зародышевых листках. У животных с  полным дроблением энтодерма в этот период полностью окружает гастроцель, который превращается в  полость дефинитивного кишечника. Индукционное взаимодействие между частями зародыша продолжается и в течение нейруляции, определяя дальнейшее расчленение нервной трубки на отделы ЦНС, а так же  дальнейшую дифференцировку мезодермальных и энтодермальных органов. К концу нейруляции зародыш приобретает план строения взрослого организма: на спинной стороне под  эпителием располагается нервная трубка, под ней хорда, ниже кишечник, становятся различимы передний и  задний концы тела. В эмбриологии есть термин – эмбриональная индукция ­ взаимное влияние частей  зародышевого организма. Далее начинаются процессы гистогенеза (образования тканей) и органогенеза (образования органов) у  зародыша (эмбриона). В результате дифференцировки клеток зародышевых листков формируются  различные ткани и органы развивающегося организма. Из эктодермы образуются покровы и нервная система.  За счет энтодермы формируются кишечная трубка, печень, поджелудочная железа, легкие. Мезодерма  продуцирует все остальные системы: опорно­двигательную, кровеносную, выделительную, половую.  Обнаружение гомологии (сходства) трех зародышевых листков едва ли не у всех животных послужило  важным аргументом в пользу точки зрения о единстве их происхождения. К концу эмбрионального периода у зародыша имеются уже все основные органы и системы, обеспечивающие  жизнеспособность во внешней среде. Завершается эмбриональный период рождением новой особи, способной к самостоятельному существованию. Контрольные вопросы: 1.Что развивается из зиготы? 2.Чем характеризуется процесс дробления? 3.Какой набор хромосом у зиготы, у бластомеров?4.Как образуется бластула? 5.Какие организмы всю жизнь живут на стадии бластулы? 6.Как формируется гаструла?