Онтогенезом називають сукупність процесів, що відбуваються в організмі, з моменту утворення зиготи до смерті. Його поділяють на два етапи: ембріональнийі постембріональний.

Ембріональний період
Ембріональним вважають період зародкового розвитку з моменту утворення зиготи до виходу з яйцевих оболонок або народження, у процесі зародкового розвитку ембріон проходить стадії дроблення, гаструляцяя, первинного органогенезу та подальшого диференціювання органів та тканин.

Дроблене.Дроблення називають процес утворення багатоклітинного одношарового арододиша - бластули. Для дроблення характерно: 1) розподіл клітин шляхом мітозу із збереженням диплоїдного набору хромосом; 2) дуже короткий мітотичний цикл; 3) бластоміри не диференційовані, і в них не використовується спадкова інформація; 4) бластоміри не ростуть і надалі стають дедалі меншими; 5) цитоплазма зиготи не перемішується і не переміщається.

Перша борозна дроблення проходить у меридіо-нальної ллрркості, що з'єднує обидва полюси -вегетатив-ний і аяимальний,-і ділить зиготу на дві однакові клітини. Це стадія двох бластомірів. Друга борозна також меридіональна, але перпендикулярна до першої. Вона поділяє обидва бластомери, що виникли в результаті першого поділу, надвоє - утворюються чотири подібні бластомери. Наступна, третя, борозна подрібнення – широтна. Вона пролягає трохи вище екватора і ділить всі чотири бластомери відразу на вісім клітин. Надалі борозни дроблення чергуються. У міру збільшення числа клітин розподіл їх стає неодночасним. Бластомери все далі і далі відходять від центру зародка, утворюючи порожнину. В кінці дроблення зародок набуває форми бульбашки зі стінкою, утвореною одним шаром клітин, що тісно прилягають один до одного. Внутрішня порожнина зародка, що спочатку повідомлялася із зовнішнім середовищем через щілини між бластомірами, в результаті їх щільного змикання стає абсолютно ізольованою. Ця порожнина зветься первинної порожнини тіла - бластоцеля. Завершується дроблення утворенням одношарового багатоклітинного зародка - бластули

Дроблення заплідненої яйцеклітини може відбуватися по-різному. Яйце ланцетника дробиться повністю і має рівні за розміром бластоміри. Такий тип дроблення називається повним, рівномірним.У риб, земноводних та інших тварин дроблення також повне, але нерівномірне:бластомери на вегетативному полюсі (де сконцентрований жовток) більші, ніж на протилежному анімальному полюсі (де розташовується ядро ​​в оточенні цитоплазми)

Третій тип дроблення характерний для яйцеклітин птахів, рептилій, у яких жовтка багато, і називається дискоїдальним.Тут у дроблення залучається лише ядро ​​і тонкий ділянку цитоплазми, у результаті утворюється зародковий диск (жовток яйця у своїй не дробиться). У яєць членистоногих (жовток зосереджений у центрі яйцеклітини) дроблення поверхневе -бластомери розташовуються на периферії яйця, де вузькою смужкою залягає цитоплазма, що покриває жовток.

При повному дробленні (наприклад, у ланцетника на стадії 32 бластомерів) зародок має вигляд тутової ягоди і називається морулою.Приблизно на стадії 64 бластомерів у ньому формується порожнину, а бластомери розташовуються на один шар, утворюючи стінку зародка. Ця стадія зародка називається бластулою . Незабаром починається процес виникнення двошарового зародка. гаструляція. Зародок на цій стадії складається з явно розділених пластів клітин, так званих зародкових листків: зовнішнього, або ектодерми і внутрішнього, або ентодерми. Для гаструляції характерно: 1) переміщення клітинних мас; 2) початок використання спадкового матеріалу клітин зародка і поява перших ознак диференціювання клітин; 3) клітинний поділ виражено слабо; 4) поява перших тканин

Існує кілька способів гаструляції. Перший -іміграція -спостерігається у кишковопорожнинних: після утворення бластули деякі клітини стінки тіла зародка іммігрують углиб порожнини і поступово заповнюють її. Потім він примикають зсередини до зовнішнього шару клітин і виникає двошаровий зародок-гаструла.Гаструляція у ланцетника та деяких інших тварин протікає шляхом інвагінації.Слідом за утворенням бластули весь вегетативний полюс вп'ячується всередину, прилягає до анімального полюса, і зародок стає двошаровим: зовнішній зародковий листок називається ектодермою,внутрішній - ентодермою.Ця стадія зародка має первинний рот – бластопор, що веде до первинної кишки. Двошарові тварини - губки та кишковопорожнинні - на цьому закінчують свій зародковий розвиток. У подальшому клітини їх ектодерми та ентодерми диференціюються і виникає кілька клітинних типів.

У амфібій гаструла утворюється по-іншому: дрібніші бластомери з боку анімального полюса наповзають поверх великих бластомерів вегетативного полюса, так що двошаровий зародок виходить шляхом обростаннядрібними бластомерами великих. У членистоногих бластомери в ході дроблення відокремлюють від себе дочірні клітини всередину порожнини, де вони утворюють другий шар зародка – ентодерму. Цей спосіб виникнення гаструли називається розщепленням.Різні способи формування двошарового зародка у різних видів тварин обумовлені кількістю та характером розподілу жовтка у яйці. Проте суворо відокремлених типів гаструляції немає, їх підрозділ умовно.

Первинний органогенез. Після завершення гаструляції у зародка утворюється комплекс осьових органів: нервова трубка, хорда, кишкова трубка. Починаючи з плоских черв'яків в еволюції тваринного світу настало велике ускладнення: у зародку закладається третій зародковий листок. мезодерму.У хордових це відбувається шляхом відшнурування від ентодерми мезодермальних кишень, які вростають між першим та другим зародковими листками, формуючи вторинну порожнину тіла.

Подальше диференціювання клітин зародка призводить до виникнення численних похідних зародкових листків-органів і тканин.

Диференціювання абодиференціювання - це процес виникнення і наростання структурних і функціональних відмінностей між окремими клітинами і частинами зародка. З морфологічної погляду диференціювання виявляється у цьому, що утворюються кілька сотень типів клітин специфічного будови, відмінних друг від друга. З біохімічної точки зору спеціалізація клітин полягає в синтезі певних білків, властивих тільки даному типу клітин. Біохімічна спеціалізація клітин забезпечується диференційною активністю генов, т. е. у клітинах різних зародкових листків-зачатків певних органів у систем - починають функціонувати різні групи генів. При подальшій диференціації кеклітин, що входять в складзародкових листків, з ектодермиутворюються: нервова система, органи чуття, епітелій шкіри, емаль зубів; з ентодерми -епітелій середньої кишки, травні залози - печінка та підшлункова залоза, епітелій зябер та легень; з мезодерми- м'язова тканина, сполучна тканина, кровоносна система, нирки, статеві залози та ін. У різних видів тварин одні і ті ж зародкові листки дають початок тим самим органам і тканинам. Це означає, що вони гомологічні.

У хордових незабаром після гаструляння невелика ділянка спинної ектодерма у вигляді пластинки занурюється в глиб зародка, прогинається і утворює нервову трубку з порожниною всередині, заповненою рідиною. З клітин ектодерми розвиваються шкірні покриви зі своїми похідними (волосся, нігті, пір'я, копита) і органи почуттів. З верхньої частини ентодерми утворюється хорда, з нижньої частини - епітелій, що вистилає середні відділи кишечника, травні залози та органи дихання. З ектодерма, розташованої над хордою, розвивається нервова трубка. З мезодерми утворюються м'язи, скелет, кровоносна система, статеві залози, органи виділення та власне шкіра – дерма.

Ембріональний розвиток тварин відбувається або в материнському організмі, або у зовнішньому середовищі.

Гомологія зародкових листків переважної більшості тварин - один із доказів єдності тваринного світу.

Ембріональна індукція.Ембріональну індукцію можна визначити як явище, при якому в процесі ембріогенезу один зачаток впливає на інший, визначаючи шлях його розвитку, і, крім того, сам піддається індукуючої дії з боку першого зачатку.

Зародкові листки, їх похідні (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Біологія в таблицях. М.,2000)

ембріональний розвиток (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Біологія в таблицях. М.,2000)

Постембріональний період розвитку

У момент народження або виходу організму з яйцевих оболонок закінчується ембріональний і починається постембріональний період розвитку. Постембріональний розвиток може бути прямим sumнепрямим та супроводжуватися перетворенням (метаморфоз).При прямому розвитку яйцевих оболонок або з тіла матері виходить організм невеликих розмірів, але в ньому закладені всі основні органи, властиві дорослій тварині (плазуни, птахи, ссавці). Постембріональний розвиток у цих тварин зводиться в основному до зростання та статевого дозрівання. дорепродуктивнийперіод; розмноження - репродуктивнийперіод та старіння - пострепрвдуктивнийперіод.

У організмів з малим вмістом жовтка в яйці непрямий розвиток супроводжується утворенням стадії личинки. З яйця виходить личинка, зазвичай влаштована простіше дорослої тварини, зі спеціальними личинковими органами, які відсутні у дорослому стані. Личинка харчується, росте, і, з часом, личинкові органи замінюються органами, властивими дорослим тваринам. При неповному метаморфозізаміна личинкових органів відбувається поступово, без припинення активного харчування та переміщення організму (сарана, амфібії). Повний метаморфозвключає стадію лялечки, в якій личинка перетворюється на дорослу тварину - імаго (метелика).

Питання 1. Що називають індивідуальним розвитком організму?

Індивідуальним розвитком організму або онтогенез називають всю сукупність перетворень особини від виникнення до кінця життя. У клітині, з якої починається онтогенез, закладено програму розвитку організму. Вона реалізується шляхом взаємодії ядра (генетичної інформації) і цитоплазми кожної клітини, а також клітин і тканин один з одним.

У бактерій і одноклітинних еукаріотів він-генез починається в момент утворення нової клітини в результаті поділу і закінчується смертю або новим розподілом.

У багатоклітинних організмів, що розмножуються безстатевим шляхом, онтогенез починається з моменту відокремлення клітини або групи клітин материнського організму.

У організмів, що розмножуються статевим шляхом, онтогенез починається з моменту опло-дотворення та виникнення зиготи.

Запитання 2. Перерахуйте періоди онтогенезу.

Питання 3. Який розвиток називають ембріональним, а який постембріональним?

Онтогенез поділяється на два періоди. Перший з них - ембріональний період (ембріогенез) триває з моменту запліднення і до виходу з яйця або народження. Опишем його стадії з прикладу ланцетника.

Дроблення: яйцеклітина багаторазово і швидко ділиться мітозом, інтерфази дуже короткі;
бластула: утворюється порожня куля, що складається з одного шару клітин; на одному з полюсів кулі клітини починають ділитися активніше, готуючи наступну стадію;
гаструла: утворюється в результаті вп'ячування полюса бластули, що активно активно ділиться; рання гаструла являє собою двошаровий зародок; його зовнішній шар (зародковий листок) називається ектодерма, внутрішній шар - ентодерма; порожнина гаструли є майбутньою кишковою порожниною організму; пізня гаструла - тришаровий зародок: формується у всіх організмів (крім кишковопорожнинних і губок) при закладці третього зародкового листка - мезодерми, що виникає між ектодерми та ентодерми;
гісто- та органогенез: відбувається розвиток тканин і систем органів зародка. Другою стадією онтогенезу є пост-ембріональний період. Він триває від моменту виходу з яйця (або народження) і до смерті.

Питання 4. Які типи постембріонального розвитку організму? Наведіть приклади.

Існує два типи постембріонального розвитку.

Непрямий розвиток або розвиток з метаморфозом. Цей тип розвитку характеризується тим, що народжена особина (личинка) часто зовсім не схожа на дорослий організм. Після закінчення деякого часу вона зазнає метаморфоз - перетворення на дорослу форму. Непрямий розвиток притаманний ам-фібіям, комахам та багатьом іншим організмам.

Прямий розвиток. При даному типі розвитку народжене дитинча схоже на дорослу особину. Прямий розвиток буває яйцекладний і внутрішньоутробний. При яйцекладному розвитку зародок перший етап онтогенезу проводить в яйці, забезпеченому поживними речовинами і захищеному оболонкою (шкаралупою) від навколишнього середовища. Так розвиваються, наприклад, дитинчата птахів, плазунів і яйцекладних ссавців. При внутрішньоутробному розвитку зростання ембріона відбувається всередині материнського організму. Всі життєві функції (живлення, дихання, виділення та ін) здійснюються шляхом взаємодії з матір'ю через особливий орган - плаценту, утворений тканинами матки і зародковими оболонками дитинчати. Внутрішньоутробний тип розвитку властивий усім вищим ссавцям, у тому числі і людині.

Питання 5. У чому полягає біологічне значення метаморфозу?

Метаморфоз дає можливість особам різного віку не конкурувати за їжу. Наприклад, пуголовки та жаби, метелики та гусениці мають різні джерела їжі. Також наявність личинкової стадії часто збільшує можливість розселення організмів. Це особливо важливо, якщо дорослі особини ведуть малорухливий спосіб життя (наприклад, багато морських молюсків, черв'яків і членистоногі).

Питання 6. Розкажіть про зародкові листки.

Перші два зародкові листки - ектодерма і ентодерма закладаються на стадії утворення гаструли з бластули. Пізніше у всіх (крім кишковопорожнинних і губок) розвивається третій зародковий листок - мезодерма, яка розташовується між ектодерма і ентодерма. Далі з трьох зародків листків розвиваються всі органи ембріона. Наприклад, у людини з ектодерма формуються нервова система, шкірні залози, емаль зубів, волосся, нігті, зовнішній епітелій. З ентодерми - тканини, що вистилають кишечник і дихальні шляхи, легені, печінка, підшлункова залоза. З мезодерми утворюються м'язи, хрящовий і кістковий скелет, органи видільної, ендокринної, статевої та кровоносної систем.

Питання 7. Що таке диференціювання клітин? Як вона здійснюється у процесі ембріонального розвитку?Матеріал із сайту

Диференціювання - це процес перетворення неспеціалізованих зародкових клітин на різні клітини організму, що відрізняються за будовою і виконують певні функції. Диференціювання починається не відразу, а на певній стадії розвитку і здійснюється шляхом взаємодії зародкових листків (на ранньому етапі) і зачатків органів (на пізнішому етапі).

Деякі клітини навіть у дорослого організму залишаються не до кінця диференційованими. Такі клітини називають стовбуровими. Людина вони знаходяться, наприклад, у червоному кістковому мозку. В даний час активно досліджується можливість використання стовбурових клітин для лікування багатьох захворювань, відновлення органів після травм і т. д.

Запитання 8. Охарактеризуйте поняття «зростання». Що таке певне зростання? Невизначене зростання?

Зростання організму - це збільшення його розмірів і маси. При типі зростання, який називають певним, організм, досягнувши деякого рівня зрілості, перестає нарощувати розміри. Такий тип зростання характерний більшості тварин. Якщо організм росте все життя, то говорять про невизначений тип зростання. Він властивий рослинам, рибам, молюскам, земноводним.

Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком

На цій сторінці матеріал за темами:

• біогенетичний закон коротко
• внутрішньоутробне яйцекладне
• що називається індивідуальним розвитком організму
• в організмів, що розвиваються без перетворення, дитинча
• яйцекладний етап онтогенезу

Запитання 1. Що називають індивідуальним розвитком організму?
Індивідуальним розвитком організму або онтогенез називають всю сукупність перетворень особини від виникнення до кінця життя. У клітині, з якої починається онтогенез, закладено програму розвитку організму. Вона реалізується шляхом взаємодії ядра (генетичної інформації) та цитоплазми кожної клітини, а також клітин та тканин один з одним.
У бактерій і одноклітинних еукаріотів онтогенез починається в момент утворення нової клітини в результаті поділу і закінчується смертю або новим розподілом.
У багатоклітинних організмів, що розмножуються безстатевим шляхом, онтогенез починається з відокремлення клітини або групи клітин материнського організму.
У організмів, що розмножуються статевим шляхом, онтогенез починається з моменту запліднення та виникнення зиготи.

Запитання 2. Перерахуйте періоди онтогенезу.
Періоди онтогенезу:
В онтогенезі розрізняють 3 періоди: проембріональний, ембріональнийі постембріональний. Для вищих тварин та людини прийнято поділ на пренатальний (до народження), інтранатальний (народження) та постнатальний (після народження) періоди розвитку.
Проембріональний період . Проембріональний період, що передує освіті зиготи, пов'язаний з утворенням гамет. Інакше, це гаметогенез (овогенез та сперматогенез).
Ембріональний період . Ембріональний період(грец. еmbryon - зародок) починається з запліднення та утворення зиготи. Закінчення цього періоду за різних типів онтогенезу пов'язані з різними моментами розвитку. Ембріональний період поділяється на наступні стадії:
1) запліднення - утворення зиготи;
2) дроблення - утворення бластули;
3) гаструляція - утворення зародкових листків;
4) гісто- та органогенез-освіта органів і тканин зародка. Постембріональний період розвитку тварин.
Постембріональний період розвитку тварин починається після їх народження ділиться на три періоди:
Період зростання та формоутворення (дорепродуктивний);
період зрілості (репродуктивний);
Період старості (постпродуктивний).
Постембріональний періодрозвитку людини.
Постембріональнийпостнатальний) період розвитку людини, інакше званий постнатальний також поділяється на три періоди:
1) Ювенільний (до статевого дозрівання);
2) Зрілий (дорослі, статевозрілий стан);
3) Період старості, що закінчується смертю.
Інакше можна сказати, що для людини також можна виділити дорепродуктивний, репродуктивний та пострепродуктивний період постембріонального розвитку. Слід враховувати, що будь-яка схема є умовною, оскільки дійсний стан двох людей одного віку може значно відрізнятися.

Питання 3. Який розвиток називають ембріональним, а який постембріональним?
Онтогенез поділяється на два періоди. Перший - ембріональний період (ембріогенез) триває з запліднення і до виходу з яйця чи народження. Опишемо його стадії з прикладу ланцетника.
Дроблення: яйцеклітина багаторазово та швидко ділиться мітозом, інтерфази дуже короткі;
бластула: утворюється порожня куля, що складається з одного шару клітин; одному з полюсів кулі клітини починають ділитися активніше, готуючи наступну стадію;
гаструла: утворюється в результаті вп'ячування полюса бластули, що активно активно ділиться; рання гаструла є двошаровим зародком; його зовнішній шар (зародковий листок) називається ектодерма, внутрішній шар - ентодерма; порожнина гаструли є майбутньою кишковою порожниною організму; пізня гаструла - тришаровий зародок: формується у всіх організмів (крім кишковопорожнинних та губок) при закладанні третього зародкового листка - мезодерми, що виникає між ектодермою та ентодермою;
гісто- та органогенез: відбувається розвиток тканин та систем органів зародка. Другою стадією онтогенезу є постембріональний період. Він триває з моменту виходу з яйця (або народження) і до смерті.

Питання 4. Які типи постембріонального розвитку організму? Наведіть приклади.
Існує два типи постембріонального розвитку.
Непрямий розвиток або розвиток з метаморфозом. Цей тип розвитку характеризується тим, що народжена особина (личинка) часто зовсім не схожа на дорослий організм. Через деякий час вона зазнає метаморфоз - перетворення на дорослу форму. Непрямий розвиток притаманний амфібіям, комахам та багатьом іншим організмам.
Прямий розвиток. При даному типі розвитку народжене дитинча схоже на дорослу особину. Прямий розвиток буває яйцекладний і внутрішньоутробний. При яйцекладному розвитку зародок перший етап онтогенезу проводить у яйці, забезпеченому поживними речовинами та захищеному оболонкою (шкаралупою) від навколишнього середовища. Так розвиваються, наприклад, дитинчата птахів, плазунів і яйцекладних ссавців. При внутрішньоутробному розвитку зростання ембріона відбувається усередині материнського організму. Всі життєві функції (живлення, дихання, виділення та ін) здійснюються шляхом взаємодії з матір'ю через особливий орган - плаценту, утворений тканинами матки та зародковими оболонками дитинчати. Внутрішньоутробний тип розвитку властивий усім вищим ссавцям, у тому числі й людині.

Питання 5. У чому полягає біологічне значення метаморфозу?
Метаморфоз дає можливість особинам різного віку не конкурувати за їжу. Наприклад, пуголовки та жаби, метелики та гусениці мають різні джерела їжі. Також наявність личинкової стадії часто увічнює можливість розселення організмів. Це особливо важливо, якщо дорослі особини ведуть малорухливий спосіб життя (наприклад, багато морських молюсків, черв'яків і членистоногих).

Питання 6. Розкажіть про зародкові листки.
Перші два зародкові листки - ектодерма та ентодерма закладаються на стадії утворення гаструли з бластули. Пізніше у всіх (крім кишковопорожнинних та губок) розвивається третій зародковий листок – мезодерма, яка розташовується між ектодермою та ентодермою. Далі із трьох зародкових листків розвиваються всі органи ембріона. Наприклад, у людини з ектодерма формуються нервова система, шкірні залози, емаль зубів, волосся, нігті, зовнішній епітелій. З ентодерми – тканини, що вистилають кишечник та дихальні шляхи, легені, печінка, підшлункова залоза. З мезодерми утворюються м'язи, хрящовий та кістковий скелет, органи видільної, ендокринної, статевої та кровоносної систем.

Питання 7. Що таке диференціювання клітин? Як вона здійснюється у процесі ембріонального розвитку?
Диференціювання- це процес перетворення неспеціалізованих зародкових клітин на різні клітини організму, що відрізняються за будовою та виконують певні функції. Диференціювання починається не відразу, а на певній стадії розвитку і здійснюється шляхом взаємодії зародкових листків (на ранньому етапі) та зачатків органів (на пізнішому етапі).
Деякі клітини навіть у дорослого організму залишаються до кінця диференційованими. Такі клітини називають стовбуровими. Людина вони знаходяться, наприклад, у червоному кістковому мозку. В даний час активно досліджується можливість використання стовбурових клітин для лікування багатьох захворювань, відновлення органів після травм тощо.

Запитання 8. Охарактеризуйте поняття «зростання». Що таке певне зростання? Невизначене зростання?
Зростання організму супроводжується збільшенням клітин та накопиченням маси тіла. Розрізняють певне та невизначене зростання.
Невизначене зростання характерне для молюсків, ракоподібних, риб, земноводних, рептилій та інших тварин, що не припиняють рости протягом усього життя.
Певне зростання властиве організмам, які ростуть лише обмежений час життя, наприклад, комахи, птахи та ссавці. У людини інтенсивне зростання припиняється у віці 13-15 років, що відповідає періоду статевого дозрівання.
Зростання та розвиток організму контролюється генетично, а також залежить від умов середовища, в якому йде розвиток.
При типі зростання, який називають певним, організм, досягнувши певного рівня зрілості, перестає збільшувати розміри. Такий тип зростання характерний більшості тварин. Якщо організм росте все життя, то говорять про невизначений тип зростання. Він властивий рослинам, рибам, молюскам, земноводним.

Індивідуальний розвиток тварин – онтогенез – ділиться на два періоди: ембріональний та постембріональний.

Ембріональний період

Ембріональний період складається з кількох етапів.

1 етан- дроблення та початок розвитку заплідненого яйця ланцетника:

Завершується дроблення утворенням бластули.

2-й етап- Утворення зародкових листків, тобто утворення гаструли, що має двошарову структуру. Зовнішній шар – ектодерма, внутрішній – ентодерма. Між ними виникає третій шар – мезодерма. Ектодерма, ентодерма та мезодерма називаються зародковими листками.

3-й етап- формування органів:

• з ектодерми - шкіра, хорда, нервова трубка, з якої формуються спинний та головний мозок та органи почуттів;
• з ентодерми – травний канал, печінка, легені;
• з мезодерми - скелет, м'язи, кровоносна та видільна системи.

У період ембріонального розвитку відбувається диференціація у будові та функціях клітин та органів: гістогенез та органогенез.

Гістогенез - сукупність процесів, що забезпечують в онтогенезі багатоклітинних організмів формування, існування та оновлення тканин.

Органогенез - процес утворення зародків органів та їх подальшої диференціації.

Постембріональний період

Постембріональний розвиток може бути:

• прямим, у якому народжені нащадки у всьому подібні з дорослими організмами (птахи, ссавці, людина);
• непрямим (з метаморфозом), коли новий організм з'являється на світ у вигляді личинки, що зазнає у своєму розвитку ряд перетворень (у амфібій, комах та ін.)

У постембріональному розвитку виділяють три фази: юнацьку (ювенільну), фазу зрілості та фазу старості.

Ембріональний розвиток, юнацька фаза та фаза зрілості в онтогенезі мають велике пристосувальне значення та необхідні для забезпечення збереження та розмноження виду.

Життєвий цикл – це сукупність всіх фаз розвитку поколінь певного виду. У прокаріотів і багатьох одноклітинних організмів життєвий та клітинний цикл збігаються. Відомі прості та складні життєві цикли, прості цикли у рослин відбуваються без чергування поколінь, складні – супроводжуються чергуванням поколінь: статевого (гаметофіту) та безстатевого (спорофіту). У тварин прості цикли супроводжуються складними перетвореннями (метаморфозом) або чергуванням поколінь. Складні цикли супроводжуються чергуванням статевого та безстатевого, статевого та партеногенетичного, роздільностатевого та гермафродитного поколінь.

2. Ембріональний розвиток зародка у тварин:

а) дроблення; типи дроблення;

б) гаструляція; способи гаструляції;

в) первинний органогенез (закладання осьового комплексу органів);

г) ембріональна індукція.

3. Постембріональний розвиток:

а) типи постембріонального розвитку;

б) прямий розвиток – неличинковий та внутрішньоутробний;

в) непрямий розвиток – з повним та неповним метаморфозом.

4. Вплив чинників довкілля на індивідуальне розвиток організму.

1. Онтогенез. Типи онтогенезу. Періодизація онтогенезу.

Онтогенез - Процес індивідуального розвитку особини, тобто вся сукупність перетворень з моменту утворення зиготи до смерті організму.

У видів, що розмножуються безстатевим шляхом, онтогенез починається з відокремлення однієї чи групи клітин материнського організму. У видів із статевим розмноженням він починається із запліднення яйцеклітини. У прокаріотів і одноклітинних еукаріотичних організмів онтогенез є, по суті, клітинним циклом, який зазвичай завершується розподілом або загибеллю клітини.

У ході індивідуального розвитку багатоклітинні організми зазнають ряду закономірних процесів:

Становлення морфофункціональних характеристик, властивих певному біологічному виду;

Здійснення специфічних функцій;

Досягнення статевої зрілості;

Розмноження;

Старіння;

Всі ці процеси як складові онтогенезу протікають на основі спадкової інформації, отриманої нащадками від батьків. Ця інформація – своєрідна інструкція про час, місце та характер приватних механізмів розвитку індивідуума. Тому онтогенез можна визначити, як процес реалізації генетичної інформації, отриманої від батьків, у певних умовах середовища.

Розрізняють такі типи онтогенезу: прямий та непрямий. Непрямий розвитокзустрічається у личинковій формі, а прямий розвиток– у неличинковій та внутрішньоутробній (рис…)

ТИПИ ОНТОГЕНЕЗУ

Прямий розвиток Непрямий розвиток

(З метаморфозом)

Неличинковий тип з неповним метаморфозом:

(відкладання яєць з великою кількістю жовтка) яйце – личинка – доросла – особина

Внутрішньоутробне з повним метаморфозом

Яйце – личинка – лялечка – доросла - особина

Онтогенез є безперервним процесом розвитку особини. Однак його етапи різняться за змістом і механізмами процесів, що відбуваються. З цієї причини онтогенез багатоклітинних організмів поділяють на періоди: ембріональний- З моменту запліднення яйцеклітини і до виходу з яйцевих оболонок або народження народження та постембріональний- Від виходу з яйцевих оболонок або народження до смерті. Для плацентарних тварин та людини прийнято поділ на пренатальний (до народження) та постнатальний (після народження) періоди. Нерідко виділяють також проембріональний, або предзиготний період, що включає процеси формування статевих клітин (спермато-і овогенез).

1. Ембріональний розвиток у тварин.

Ембріональне (ембріогенез) розвиток починається з моменту утворення зиготи і є процес перетворення останньої в багатоклітинний організм.

Ембріональний розвиток складається з наступних основних етапів:

дроблення, в результаті якого утворюється багатоклітинний зародок;

гаструляція, у процесі якої виникають перші тканини – ектодерма, ентодермаі мезодерма, а зародок стає дво-, або тришаровим;

первинний органогенез - утворення комплексу осьових органів зародка (нервової трубки, хорди, кишкової трубки);

вихід з яйцевих або зародкових оболонок (при личинковому та неличинковому типах розвитку) або народженням (при внутрішньоутробному розвитку).

Дроблення - процес багаторазових мітотичних поділів зиготи, що швидко змінюють один одного, що призводить до утворення багатоклітинного зародка. Поділу дроблення на відміну від звичайних клітинних поділів проходять без постмітотичного періоду. бластоміри) не ростуть. У процесі дроблення сумарний обсяг зародка не змінюється, а

розміри складових клітин зменшуються, тобто. зародок дробиться.

Тип дроблення заплідненої яйцеклітини залежить від кількості жовтка та характеру його розподілу у цитоплазмі яйця, тобто від типу яйцеклітини. У зв'язку з цим розрізняють подрібнення повне, коли дробиться вся яйцеклітина, та неповне,коли дробиться її частина. Це, своєю чергою, тим, що жовток перешкоджає утворенню перетяжки при розподілі тіла клітини.

Повне дроблення буває рівномірним, якщо клітини, що утворилися в результаті поділу, приблизно однакові за величиною, і нерівномірнимякщо вони відрізняються за своїми розмірами.

Неповне дроблення може бути частковим поверхневим, або дискоїдальним.

Дроблення буває синхронним(одночасний поділ всіх клітин) та асинхронним(Неодночасний поділ клітин).

Ізолецитальні Умереннолецитальні Телолецитальні Алецитальні

Повне, Повне, Неповне, Повне,

Рівномірне Нерівномірне Дискоїдальне Рівномірне

(ланцетник) (жаба) (птахи) асинхронне

(людина)

Повне рівномірне дроблення .

У яйцеклітині ланцетника жовтка мало і він рівномірно розподілений у цитоплазмі, тому дроблення заплідненої яйцеклітини повне та рівномірне.

I – зигота; II – стадії 2, 4 та 32 бластомерів; III – бластула; IV – гаструла; V – закладка осьового комплексу органів (1 – нервова трубка; 2 – хорда; 3 – ектодерма; 4 – кишкова трубка).

1-а борозна проходить у меридіональній площині у напрямку від анімального полюса до вегетативного; Зигота ділиться на дві рівні клітини - бластомери.

2-а борозна проходить перпендикулярно першій також у меридіональній площині; утворюються 4 бластоміри.

3-я борозна - широтна - вона проходить трохи вище екватора і відразу поділяє 4 бластоміри на 8 клітин.

Далі меридіональні та широтні борозни правильно чергуються. У міру збільшення числа клітин розподіл стає асинхронним. На стадії 32 бластомерів зародок має вигляд ягоди малини і називається морулою.Бластомери все далі розходяться, утворюючи на стадії 64 бластомірів порожнину - бластоцільі зародок набуває форми бульбашки зі стінкою, утвореною одним шаром клітин, що тісно прилягають один до одного, всередині якого знаходиться первинна порожнина тіла, тобто утворюється бластула (цілобластула).

Повне нерівномірне дроблення.

Характерно для помірно телолецитальних яєць. У яйцеклітині жаби жовтка більше, ніж у ланцетника, і він зосереджений переважно у вегетативного полюса.

Перші дві меридіональні борозни ділять яйце на 4 однакових бластомери.

3-я – широтна борозна сильно зміщена до анімального полюса, де жовтка менша. Внаслідок цього утворюються 4 мікро-і 4 макробластомери, що різко відрізняються за розмірами.

В результаті дроблення клітини, що триває, анімального полюса, менше перевантажені жовтком, діляться частіше і мають менші розміри, ніж клітини вегетативного полюса. Бластула має стінку, утворену кількома рядами клітин; бластоцель невеликий і зміщений до анімального полюса ( амфібластула).

Неповне дискоїдальне дроблення.

Характерно для телолецитальних яєць рептилій та птахів, сильно перевантажених жовтком. Вільна від жовтка цитоплазма становить близько 1% обсягу. Жовток перешкоджає дробленню і тому дробиться лише вузька смужка цитоплазми на анімальному полюсі. В результаті утворюється зародковий диск (дискобластула).

Незалежно від особливостей дроблення запліднених яйцеклітин у різних тварин, зумовлених відмінностями у кількості та характері розподілу жовтка в цитоплазмі, дроблення, як періоду ембріонального розвитку, властиві такі риси:

В результаті дроблення утворюється (бластуляція) багатоклітинний зародок – бластула та накопичується клітинний матеріал для подальшого розвитку.

Всі клітини в бластулі мають диплоїдний набір хромосом (2n), однакові за будовою та відрізняються одна від одної, головним чином, за кількістю жовтка, тобто клітини бластули не диференційовані.

Характерна особливість дроблення – дуже короткий мітотичний цикл, порівняно з його тривалістю у дорослих тварин.

У період дроблення інтенсивно синтезуються ДНК та білки, відсутній синтез РНК. Генетична інформація, що міститься в ядрах бластомерів, не використовується.

Під час дроблення цитоплазма не рухається.

Гаструляція – це процес утворення двох-або тришарового зародка – гаструли, основу якого складають складні та різноманітні переміщення клітинних мас та диференціювання клітин. Утворюються шари називаються зародковими листками. Вони являють собою пласти клітин, що мають подібну будову, що займають певне положення в зародку і дають початок певним органам та системам органів.

Розрізняють зовнішній – ектодерма- і внутрішній – ентодерма- Листки, між якими у тришарових тварин розташовується мезодерма.

Під час гаструляції поділ клітин або слабко виражений, або відсутній, - зародок не росте.

1-інвагінація; 2 – епіболія; 3 – імміграція; 4 - Деламінація.

Залежно від типу бластули виділяють чотири основні способи гаструляції:

- інвагінація- Утворення двошарового зародка шляхом вп'ячування стінки бластули в порожнину бластоцель (ланцетник);

- епіболія- Утворення двошарового зародка в результаті наповзання дрібних клітин анімального полюса на вегетативний, клітини анімального полюса обростають його і він виявляється всередині зародка (амфібії);

- імміграція- проникнення шляхом занурення частини клітин бластули в бластоціль (кишковопорожнинні);

- делямінація– у результаті розподілу клітин зародковий диск хіба що розщеплюється на два пласта (рептилії та птиці).

Однак у чистому вигляді перелічені способи гаструляції в природі майже не зустрічаються, що дає підставу виділити п'ятий спосіб змішаний, або комбінований.

Гаструла являє собою двошаровий мішок, порожнина якого (гастроціль) повідомляється із зовнішнім середовищем за допомогою отвору – бластопора(первинного рота). Зовнішній шар гаструли – ектодерма, внутрішній – ентодерма. Будова гаструли залежить від типу яйця та способу життя зародка на цій стадії. Так, у кишковопорожнинних гаструла є вільноживучою личинкою – планулою, в інших видів гаструла розвивається в яйцевих оболонках або в тілі матері.

У деяких тварин (губки, кишковопорожнинні) процес гаструляції завершується формуванням двох зародкових листків – екто- та ентодерми. Для інших представників тваринного світу характерний етап утворення третього зародкового листка – мезодерми. Закладка та освіта мезодерми здійснюється двома способами: телобластичнимі ентероцільним. При телобластическом способі закладки в ділянці губ бластопора обособлюються 2 великі клітини ( телобласти); розмножуючись вони дають початок двом мезодермальним смужкам, з яких (з появою всередині порожнини) утворюються целомические бульбашки. При ентероцельном способі закладки первинний кишечник утворює симетричні випинання в бластоціль, які потім відшнуровуються і перетворюються на целомические бульбашки. В обох випадках закладки бульбашки розростаються та заповнюють первинну порожнину тіла. Шар мезодерми, що прилягає до ектодерми, називається пристіночним, або парієтальним листком, а прилеглий до ентодерми – нутросним, або вісцеральним листком. Порожнина, що утворилася в мезодермічних бульбашках і замінила первинну, називається вторинною порожниною тіла, або цілому.При телобластичному способі закладення мезодерми бластопор перетворюється на рот дорослої тварини ( первиннороті). При ентероцельном способі бластопор замикається, а рот дорослої особини утворюється вдруге ( вториннороті).

Формування зародкових листків – це результат диференціювання подібних між собою порівняно однорідних клітин бластули.

Диференціювання – це процес появи та наростання морфологічних та функціональних відмінностей між окремими клітинами та частинами зародка.

Морфологічне диференціюванняпроявляється у освіті кількох сотень типів клітин специфічного будови.

Біохімічне диференціювання- Спеціалізація клітин у синтезі специфічних білків, властивих лише даному типу клітин. В епідермісі синтезується кератин, в острівцевій тканині підшлункової залози – інсулін тощо. буд. Біохімічна спеціалізація клітин забезпечується диференціальної активністю генів, т. е. у різних зачатках починають функціонувати різні гени. Генетична інформація реалізується у вигляді синтезу и-РНК на стадії гаструли, який різко зростає під час закладки осьового комплексу органів.

При подальшій диференціації клітин зародкових листків у процесі гісто- та органогенезу у різних видів тварин формуються одні й ті самі тканини та органи, що означає гомологічність зародкових листків. Гомологія зародкових листків переважної більшості тварин – один із доказів єдності тваринного світу.

Гісто- та органогенез.

Після завершення гаструляції у зародка утворюється комплекс осьових органів: нервова трубка, хорда та кишкова трубка. Розглянемо цей процес на прикладі ланцетника

Ектодерма, що знаходиться на спині зародка, прогинається по середній лінії, утворюючи поздовжній жолобок. Розташовані праворуч і ліворуч від жолобка ділянки ектодерма починають наростати на його краї. Жолобок – зачаток нервової системи – занурюється під ектодерму і краї його стуляються (процес називається нейруляція, а стадія розвитку – нейрула). Утворюється нервова трубка. Вся решта ектодерма є зачатками шкірного епітелію, органів чуття.

Спинна частина ентодерми розташована під нервовою трубкою, поступово відокремлюється (відокремлюється) від решти ентодерми і згортається в щільний еластичний тяж - хорду. З частини ентодерми, що залишилася, розвивається епітелій кишечника, травні залози, органи дихання.

Подальше диференціювання клітин зародка призводить до виникнення численних похідних зародкових листків – органів та тканин.

Ембріональна індукція.

Процес диференціації клітин значною мірою обумовлений впливом один на одного частин зародка, що розвивається. Спостереження за розвитком заплідненої яйцеклітини жаби дозволяють простежити шлях розвитку клітин різних ділянок зародка. Виявляється, що певні клітини, що займають строго певне місце в бластулі, дають початок строго певним зачаткам органів. З початком гаструляції починається рух клітин. Якщо в цей момент (на стадії ранньої гаструли) вирізати частину клітин на спинній стороні - зачаток осьового комплексу і пересадити під шкірну ектодерму іншого зародка на черевну сторону, можна отримати розвиток додаткового комплексу осьових органів у другого зародка. При цьому зародок, що втратив клітини-організатори, гине. Отже, у розвитку один зачаток впливає інший, визначаючи шлях його розвитку. Таке явище називається ембріональна індукція, а частини зародка, що спрямовують розвиток, пов'язаних з ними структур, називають індукторами(або організаційними центрами). Явище індукції спостерігається при виникненні інших органів: контакт випинання нервової трубки – очного міхура – ​​з ектодермою призводить до розвитку кришталика ока; кришталик, своєю чергою, індукує перетворення ектодерми на рогівку.

Величезне впливом геть розвиток зародка надають несприятливі чинники довкілля, у якій формується майбутній організм (температура, світло, вологість, алкоголь, нікотин, отрутохімікати, ряд лікарських засобів, наркотики та інших.). Вони можуть порушувати нормальний перебіг ембріогенезу і призводити до формування різних каліцтв або повної зупинки розвитку.

Похідні зародкових листків