Онтогенез

Подробности

Категория: Биология

Документальные учебные фильмы. Серия «Биология».

 Индивидуальное развитие (онтогенез) — это совокупность процессов развития организма с момента образования зиготы и до смерти. Онтогенез подразделяют на периоды: эмбриональный — с момента оплодотворения яйцеклетки и до рождения или выхода из яйцевых оболочек и постэмбриояальный — от рождения или выхода из яйцевых оболочек до смерти.
 В первом периоде у животных формируется эмбрион, у которого закладываются основные системы органов. Во втором завершаются формообразовательные процессы, происходит половое созревание, размножение, старение и смерть организма.

 Эмбриональное развитие начинается с дробления  зиготы, которое происходит путем митоза. Дроблением этот процесс называется потому, что с каждым делением увеличивается число клеток зародыша, но размеры его не увеличиваются.
 Яйцеклетки у всех животных в большей или меньшей степени обладают полярностью. На одном полюсе (анимальном) желтка мало, а на другом (вегетативном) — много. Тип дробления яйца зависит от количества желтка и характера его распределения. Различают полное дробление, когда дробится вся яйцеклетка, и неполное,когда дробится только его часть. Полному дроблению подвергаются зиготы ланцетника и млекопитающих, так как они содержат мало желтка и он распределен относительно равномерно. Полное, но не равномерное дробление идет у яиц с умеренным содержанием желтка (лягушка). В яйцах рыб, пресмыкающихся и птиц на вегетативном полюсе содержится очень много желтка, который препятствует дроблению, поэтому идет неполное дробление — дробится только диск цитоплазмы с ядром.
 Образующиеся в результате дробления клетки называются бластомерами. При полном дроблении (у ланцетника) на стадии 32 бластомеров зародыш имеет вид ягоды малины и называется морулой. Примерно на стадии 64 бластомеров в нем образуется полость, а бластомеры располагаются в один слой вокруг нее. Эта стадия называется бластулой (однослойный зародыш). Стенка ее называется бластодермой, а находящаяся внутри полость — бластоцелью (первичная полость тела).
 Следующий этап эмбрионального развития — образование двухслойного зародыша — гаструляция. Она может осуществляться несколькими способами в зависимости от строения бластулы. У ланцетника двухслойный зародыш образуется путем впячивания бластодермы в полость бластоцели. Гаструла имеет два слоя клеток: наружный — эктодерму и внутренний — энтодерму. Их называют первым и вторым зародышевыми листками. Полость называется гастроцелью (первичная кишка), а вход в кишку получил название бластопора, или первичного рта. У взрослых червей, моллюсков и членистоногих бластопор выполняет функции рта. Их называют первичноротыми. В процессе развития иглокожих и хордовых бластопор превращается в анальное отверстие, а рот развивается на противоположном конце тела. Их называют вторичноротыми.
 На стадии двух зародышевых листков заканчивается развитие кишечнополостных. У всех остальных типов животных между экто- и энтодермой образуется третий зародышевый листок — мезодерма. Зародышевые листки — это отдельные пласты клеток, занимающие определенное положение в зародыше, из которых в дальнейшем развиваются все системы органов.
 После завершения гаструляции у зародышей хордовых образуется комплекс осевых органов: нервная трубка, хорда и кишечная трубка. Эктодерма на спинной стороне зародыша прогибается, образуя продольный желобок, края которого смыкаются. Образовавшаяся нервная трубка погружается под эктодерму. Остальные клетки эктодермы образуют кожный эпителий и органы чувств. Спинная часть энтодермы, расположенная под нервным зачатком, постепенно обособляется и образует эластичный тяж — хорду. Из остальной части энтодермы образуются эпителий кишечной трубки, пищеварительные железы, органы дыхания. Из мезодермы развиваются все виды соединительной ткани (кости, хрящи, сухожилия, подкожная клетчатка и др.), мышцы, кровеносная, выделительная и половая системы.

 Постэмбриональмое развитие может быть прямым и непрямым (с метаморфозом). При прямом развитии появившийся на свет организм похож на взрослую особь, но отличается от нее малыми размерами и недоразвитием некоторых систем органов (например, половой). Постэмбриональное развитие в этом случае сводится в основном к росту и половому созреванию. Такой тип развития наблюдается у животных, яйцеклетки которых содержат большое количество желтка (рыбы, пресмыкающиеся, птицы), или при внутриутробном развитии (млекопитающие).
 При непрямом развитии из яйцевых оболочек выходит личинка, морфологически и физиологически отличающаяся от взрослого животного. У нее имеются специализированные личиночные органы и отсутствуют некоторые органы взрослой особи. Личинка питается, растет, личиночные органы разрушаются и формируются органы взрослого животного. Биологическое значение такого способа 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 (многие членистоногие, земноводные и др.).
 Часто личинки и взрослые особи приспособлены к жизни в разных условиях среды, например личинки комаров и стрекоз — в воде, а взрослые — на суше. В одних случаях при непрямом развитии из яйца выходит личинка, которая после соответствующих преобразований превращается во взрослую особь. Этот тип развития называется развитием с не полным превращением (метаморфозом) и характерен, например, для лягушек. В других случаях в процессе развития из яйца выходит личинка, которая превращается в куколку. Куколка неподвижна, самостоятельно не питается, а под ее покровом происходит перестройка всех органов и тканей, заканчивающаяся выходом взрослой особи. Это тип развития с полным превращением (метаморфозом). Он наблюдается, например, у мух, пчел, бабочек.
 В процессе постэмбрионального развития постепенно наступают половое созревание и размножение особей, а затем старение и смерть. Старение характеризуется многими морфологическими и физиологическими изменениями, приводящими к снижению обменных процессов и устойчивости организма к воздействиям внешней среды. Смерть завершает индивидуальное развитие.
 Значительное воздействие на индивидуальное развитие оказывают факторы внешней среды, которые можно подразделить на необходимые для нормального развития и вредные.
 К необходимым факторам относится прежде всего полноценная пища, содержащая необходимые для жизни белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные соли, воду. Отсутствие или недостаток этих веществ в продуктах питания может приводить к нарушениям роста и развития. Важно также, чтобы организм развивался при оптимальной температуре и влажности, в не загрязненной радиоактивными веществами и вредными отходами производства среде.
 Вредное воздействие на развитие организма человека оказывают алкоголь и никотин, особенно в период эмбрионального развития, детства и юношества. Алкоголь способствует дегидратации клеток и общему обезвоживанию организма, а в высоких концентрациях вызывает денатурацию белковых молекул. Он поражает клетки печени, вызывая их жировое перерождение, оказывает токсическое воздействие на нервные клетки, нарушает секреторную и моторную функции желудка и кишечника, вызывает воспалительные процессы в поджелудочной железе и почках, способствует поражению кровеносных сосудов сердца и мозга, что приводит к нарушению нормальной их работы. Длительное поступление в организм никотина вызывает поражение в первую очередь легких и дыхательных путей, в которых развиваются хронические воспалительные процессы, например бронхов, которые воспаляются и спазмируются, затрудняя дыхание и газообмен. Никотин способствует поражению многих сосудов, в том числе и сердца. При длительном курении часто развиваются злокачественные опухоли воздухоносных путей и легких, так как дым сигарет содержит канцерогены, вызывающие перерождение клеток. Употребление алкоголя и курение должно быть абсолютно исключено в детском и юношеском возрасте, а также беременными женщинами.