Материалы лекции содержат очень интересные и необходимые к уроку данные о способах размножения организмов.Можно использовать для составления презентаций ,так как здесь имеются прекрасные рисунки,схемы,для индивидуальных работ,как дополнительный материал.Притеним для уроков биологии в 6, 7, 9 и 10 классе. Имеются выводы к разным вопросам.
1. Онтогенез. Эмбриональное
развитие животных
Теория:
Онтогенез — индивидуальное развитие организма от начала
существования до конца жизни.
В онтогенезе животных выделяют два периода
— эмбриональный и постэмбриональный.
Эмбриональное (зародышевое) развитие охватывает процессы от первого
деления зиготы до выхода из яйца или рождения и у большинства животных
включает три основных этапа: дробление, гаструляцию и органогенез.
Дробление — это семь — восемь последовательных митотических делений
зиготы.
При дроблении дочерние клетки (бластомеры) не расходятся и не
увеличиваются в размерах. С каждым следующим делением их размеры
уменьшаются.
Яйцеклетки с небольшим запасом питательных веществ делятся полностью, т. е.
происходит полное дробление. Если яйцеклетка содержит большое количества
желтка, то наблюдается частичное дробление — делится только диск
цитоплазмы с ядром, а сам желток остается без изменений (например, у птиц).
Завершается дробление образованием однослойного многоклеточного зародыша
— бластулы.
Бластула — это шарообразный зародыш, стенка которого (бластодерма)
образована одним слоем клеток, а внутри полость (бластоцель).После дробления идет процесс гаструляции, который характеризуется
перемещением части клеточного материала с поверхности бластулы внутрь, на
места будущих органов. В результате этих перемещений образуется гаструла.
Гаструла — двухслойный зародыш, состоящий из двух зародышевых
листков: наружного (эктодермы) и внутреннего (энтодермы).
У ланцетника гаструла возникает путем впячивания бластодермы в полость
бластоцеля.
Внутренняя полость гаструлы называется первичной кишкой. Её связывает с
внешней средой отверстие (бластопор), которое становится первичным ртом.
На стадии двух зародышевых листков заканчивается развитие губок и
кишечнополостных.
У всех остальных животных развитие продолжается и образуется третий
зародышевый листок — мезодерма. Она формируется из энтодермы и всегда
расположена между экто и энтодермой в первичной полости тела.
Дальнейшая дифференцировка клеток каждого зародышевого листка приводит
к образованию тканей и органов, т. е. к гисто и органогенезу.
Из энтодермы образуется хорда — внутренний скелет в виде гибкого тяжа,
расположенный на спинной стороне. Впоследствии хорда у позвоночных
замещается позвоночником, и только у некоторых животных (например, у
хрящевых рыб) ее остатки сохраняются в течение всей жизни.
Из эктодермы, расположенной над самой хордой, выделяется нервная
пластинка. Затем края пластинки поднимаются и смыкаются.
Образуется нервная трубка — зачаток центральной нервной системы.
Формируется нейрула.Ранняя нейрула
Нервная трубка, хорда и кишечник создают осевой комплекс
органов зародыша, который определяет двустороннюю симметрию тела.
Поздняя нейрула
Ткани и органы развиваются одинаково у всех трёхслойных животных.
Из эктодермы у позвоночных животных образуется нервная система, органы
чувств, покровный эпителий с его железами и производными структурами
(волосы, перья, копыта, когти и т. п.).
Из энтодермы формируются органы пищеварительной и дыхательной
системы: эпителий средней кишки, печень и поджелудочная железа, жабры,
лёгкие, плавательный пузырь, а также щитовидная железа.Из мезодермы образуется мышечная ткань, все виды соединительной ткани
(например, дерма кожи, тела позвонков), кровеносная система, органы
выделения, половые железы.
Зародыш развивается как единый организм, в котором все клетки, ткани и
органы находятся в тесном взаимодействии.
2. Типы онтогенеза
Теория:
У животных выделяют три типа онтогенеза: личиночный, яйцекладный и
внутриутробный.
Личиночный тип развития встречается у насекомых, рыб и земноводных.
Желтка в их яйцеклетках мало и зигота быстро развивается в личинку, которая
питается самостоятельно.
Личинка капустной белянки
Личинка активно питается и увеличивается в размерах. Затем
происходит метаморфоз — превращение личинки во взрослый организм.
Стадии развития комнатной мухиНаличие стадии личинки обеспечивает животным возможность жить в разных
средах и использовать разную пищу. Например, гусеницы питаются листьями, а
бабочки — нектаром; головастики питаются зоопланктоном, а лягушки —
насекомыми.
У малоподвижных, прикреплённых и паразитических видов свободноживущие
личинки способствуют расселению вида и расширению ареала. Это позволяет
избежать перенаселения и ослабляет внутривидовую конкуренцию за пищу и
другие ресурсы.
Яйцекладный тип онтогенеза встречается у рептилий, птиц и яйцекладущих
млекопитающих (утконоса и ехидны). Яйцеклетка у них содержит большой запас
питательных веществ, зародыш развивается в яйце и личиночная стадия
отсутствует.
Детёныш черепахи
Внутриутробный тип онтогенеза наблюдается у большинства млекопитающих, в
том числе у человека. В этом случае развитие зародыша происходит в
материнском организме. Организм матери обеспечивает все потребности
растущего эмбриона (дыхание, питание, выделение) через специальный орган
— плаценту. Внутриутробное развитие заканчивается процессом рождения.Слонёнок в матке
3. Постэмбриональное развитие
Теория:
Периоды постэмбрионального развития
Постэмбриональное развитие животных подразделяется на три периода:
ювенильный, период зрелости и период старения.
Ювенильный период характеризуется продолжением начавшегося еще в
эмбриональной жизни органогенеза и увеличением размеров тела. К началу
этого периода все органы развиты до такой степени, что молодое животное
может существовать и развиваться в окружающей среде. Выполняют свои
функции нервная, кровеносная и выделительная системы.
С выходом организма из зародышевых оболочек начинают функционировать
органы дыхания, пищеварительная система и органы чувств. В
течение ювенильного периода окончательно складываются видовые и
индивидуальные особенности организма и особь достигает характерных для
вида размеров.
Позже других органов развивается половая система. Когда заканчивается ее
формирование, наступает второй этап постэмбрионального развития.
В течение периода зрелости происходит размножение. Продолжительность
этого периода у различных видов животных разная. У некоторых видов он длится
лишь несколько суток, у других — много лет.
Период старения характеризуется замедлением обмена веществ и деградацией
органов. Старение приводит к естественной смерти.
Прямое и непрямое развитие
Для ювенильного периода характерно прямое или непрямое развитиеПри прямом развитии на свет появляется особь, похожая на взрослую, но
значительно меньших размеров. Её дальнейшее развитие сводится главным
образом к росту и половому созреванию.
Прямое развитие характерно для животных с яйцекладным и внутриутробным
типом онтогенеза: млекопитающих, птиц, пресмыкающихся, некоторых
беспозвоночных (малощетинковых червей, пауков и др.).
При непрямом развитии появившийся на свет организм (личинка) по строению и
образу жизни отличается от взрослых особей. Для того, чтобы личинка стала
взрослой, требуется перестройка её организма — превращение или
метаморфоз.
Метаморфоз — быстрое изменение, которое происходит при переходе от
личиночной стадии к взрослой форме.
Это процесс постэмбрионального созревания, который характерен для многих
групп животных: большинства беспозвоночных (плоских и круглых червей,
насекомых, двустворчатых моллюсков и т. д.), а также для рыб и земноводных.
Пример:
Личинка лягушки (головастик) не похожа на взрослое земноводное, а похожа на
рыбу (нет конечностей, жаберное дыхание, боковая линия и т.п.). Постепенно
происходит развитие органов взрослых земноводных.Головастики лягушки
Непрямое развитие насекомых бывает с полным превращением (с полным
метаморфозом) и с неполным превращением (с неполным метаморфозом).
При развитии с полным превращением из яйца появляется личинка, которая
питается, растет, затем превращается в куколку. Внутри неподвижной куколки
происходит полная перестройка всех органов. Из куколки выходит взрослое
насекомое (имаго).
Полное превращение характерно для чешуекрылых (бабочек), жесткокрылых
(жуков), двукрылых (мух и комаров), перепончатокрылых (пчел, ос, шмелей) и т. п.
Развитие с неполным превращением происходит, когда отсутствует стадия
куколки. Личинка в процессе линек постепенно превращается в имаго. Неполное
превращение характерно для тараканов, полужесткокрылых (клопов),
прямокрылых, стрекоз.Сравнение прямого и непрямого развития
Преимущества прямого развития организмов:
развитие организма во взрослую особь (ювенильный период) обычно
проходит за более короткий промежуток времени;
не происходит существенной перестройки организма и поэтому требуется
меньше энергии и питательных веществ.
Недостатки прямого развития организмов:
для осуществления эмбрионального развития требуется большое
количество питательных веществ в яйцеклетках или внутриутробное развитие
потомства;
при перенаселении обостряется внутривидовая конкуренция между
молодыми и зрелыми особями, так как им необходимы одинаковые жизненные
ресурсы.
Преимущества непрямого развития организмов:
у многих видов животных личинки и взрослые особи занимают разные
экологические ниши — это снижает внутривидовую конкуренцию;
у малоподвижных или прикреплённых животных личинки способствуют
расселению вида, расширению его ареала.
Недостатки непрямого развития организмов:
развитие во взрослую особь обычно занимает длительный промежуток
времени;
для метаморфоза требуется много пищи и энергии.