Онтогенез

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Эмбриональный период»)
Перейти к: навигация, поиск

Онтогене́з (от др.-греч. «ὤν», on, gen. «ὄντος», ontosсущий и «γένεσις», genesis — зарождение) — индивидуальное развитие организма, совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом, от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до конца жизни.

У многоклеточных животных в составе онтогенеза принято различать фазы эмбрионального (под покровом яйцевых оболочек) и постэмбрионального (за пределами яйца) развития, а у живородящих животных пренатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения) онтогенез.

У семенных растений к эмбриональному развитию относят процессы развития зародыша, происходящие в семени.

Термин «онтогенез» впервые был введён Э. Геккелем в 1867 году. В ходе онтогенеза происходит процесс реализации генетической информации, полученной от родителей.

Раздел современной биологии, изучающий онтогенез, называется биологией развития; начальные этапы онтогенеза — эмбриогенез — изучаются также эмбриологией.

Онтогенез животных[править | править вики-текст]

Сравнение зародышей позвоночных на разных стадиях эмбрионального развития. Иллюстрация из работы Эрнста Геккеля, на которой демонстрируется теория рекапитуляции (повторения филогенеза в онтогенезе). Зародыши обычно действительно представляются более сходными между собой, чем взрослые организмы, что было отмечено эмбриологами еще до возникновения теории эволюции.

Онтогенез делится на два периода:

  1. эмбриональный — от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек;
  2. постэмбриональный — от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.

Эмбриональный период[править | править вики-текст]

В эмбриональном периоде выделяют три основных этапа: дробление, гаструляцию, инвагинацию,эмиграцию,эпиболию,деляминацию и первичный органогенез. Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. У большинства позвоночных он включает стадии (фазы): дробления, гаструляции, гисто- и органогенеза.

Дробление[править | править вики-текст]

Дробление — ряд последовательных митотических делений оплодотворенного или инициированного к развитию яйца. Дробление представляет собой первый период эмбрионального развития, который присутствует в онтогенезе всех многоклеточных животных и приводит к образованию зародыша, называемого бластулой (зародыш однослойный). При этом масса зародыша и его объем не меняются, то есть они остаются такими же, как у зиготы, а яйцо разделяется на все более мелкие клетки — бластомеры. После каждого деления дробления клетки зародыша становятся все более мелкими, то есть меняются ядерно-плазменные отношения: ядро остается таким же, а объем цитоплазмы уменьшается. Процесс протекает до тех пор, пока эти показатели не достигнут значений, характерных для соматических клеток. Тип дробления зависит от количества желтка и его расположения в яйце. Если желтка мало и он равномерно распределен в цитоплазме (изолецитальные яйца: иглокожие, плоские черви, млекопитающие), то дробление протекает по типу полного равномерного: бластомеры одинаковы по размерам, дробится все яйцо. Если желток распределен неравномерно (телолецитальные яйца: амфибии), то дробление протекает по типу полного неравномерного: бластомеры — разной величины, те, которые содержат желток — крупнее, яйцо дробится целиком. При неполном дроблении желтка в яйцах настолько много, что борозды дробления не могут разделить его целиком. Дробление яйца, у которого дробится только сконцентрированная на анимальном полюсе «шапочка» цитоплазмы, где находится ядро зиготы, называется неполным дискоидальным (телолецитальные яйца: пресмыкающиеся, птицы). При неполном поверхностном дроблении в глубине желтка происходят первые синхронные ядерные деления, не сопровождающиеся образованием межклеточных границ. Ядра, окруженные небольшим количеством цитоплазмы, равномерно распределяются в желтке. Когда их становится достаточно много, они мигрируют в цитоплазму, где затем после образования межклеточных границ возникает бластодерма (центролецитальные яйца: насекомые).

Гаструляция[править | править вики-текст]

Один из механизмов гаструляции — инвагинация (впячивание части стенки бластулы внутрь зародыша)1 — бластула, 2 — гаструла.

Гаструляция— гаструла формируется в результате инвагинации клеток. В ходе гаструляции клетки зародыша практически не делятся и не растут. Происходит активное передвижение клеточных масс (морфогенетические движения). В результате гаструляции формируются зародышевые листки (пласты клеток). Гаструляция приводит к образованию зародыша, называемого гаструлой.Типы гаструляции: инвагинация,иммиграция,эпиболия, деляминация.

Инвагинация[править | править вики-текст]

Наблюдается у животных с изолецитальным типом яиц(голотурия,ланцентник).Вегетативный полюс бластулы впячивается внутрь.В результате противоположные полюса бластодермы практически смыкаются, так что бластоцель либо исчезает, либо от него остаётся небольшая щель.В результате возникает двухслойный зародыш, наружной стенкой которого является первичная эктодерма, а внутренней-первичная энтодерма.Впячивание образует первичный кишечник-архентерон, или гастроцель.Отверстие, при помощи которого он сообщается с наружной средой. называется первичным ртом, или бластопором.

Иммиграция(гаструляция путём выселения)[править | править вики-текст]

Была описана Мечниковым И.И. у зародышей медуз.Отдельные клетки бластодермы мигрируют в бластоцель, и из них формируется внутренний слой.Возникает двухслойный зародыш.Его наружный слой-эктодерма, и внутренний-энтодерма окружают полость первичной кишки-гастроцель.

Эпиболия(гаструляция путём обрастания)[править | править вики-текст]

Наблюдается у животных, имеющих телолецитальные яйца,богатые желтком(пресмыкающиеся,птицы).При этом способе гаструляции,мелкие клетки анимального полюса, размножаясь быстрее, обрастают и покрывают снаружи крупные, богатые желтком клетки вегетативного полюса, которые становятся внутренним слоем

Деляминация(гаструляция путём расщепления)[править | править вики-текст]

Наблюдается у кишечнополостных.При деляминации бластомеры зародыша делятся параллельно его поверхности, образуя наружный и внутренний зародышевые листки.Этот тип образования гаструлы впервые был описан И.И.Мечниковым у кишечнополостных(сцифомедузы)

Первичный органогенез[править | править вики-текст]

Первичный органогенез — процесс образования комплекса осевых органов. В разных группах животных этот процесс характеризуется своими особенностями. Например, у хордовых на этом этапе происходит закладка нервной трубки, хорды и кишечной трубки.

В ходе дальнейшего развития формирование зародыша осуществляется за счет процессов роста, дифференцировки и морфогенеза. Рост обеспечивает накопление клеточной массы зародыша. В ходе процесса дифференцировки возникают различно специализированные клетки, формирующие различные ткани и органы. Процесс морфогенеза обеспечивает приобретение зародышем специфической формы.

Зародышевые оболочки и их роль во взаимоотношениях матери и плода[править | править вики-текст]

В процессе эмбрионального развития у позвоночных формируется ряд зародышевых оболочек за счёт листков ткани, вырастающих из самого эмбриона.

Самая примитивная из них-желточный мешок, появляющийся впервые у рыб.Желточный мешок энтодермального происхождения, представляет собой мембрану, пронизанную сетью кровеносных сосудов, расположенная снизу под эмбрионом вокруг желтка, служит для переноса питательных веществ от желтка к зародышу.Непосредственно связан с кишечной трубкой зародыша.Желточный мешок имеет большое значение для рептилий и птиц, яйца которых содержат много желтка.У млекопитающих желточный мешок имеется, но не играет большой роли.

Амнион развивается из внутреннего листка первоначальной складки тела.Пространство,образующееся между амнионом и эмбрионом называют амниотической полостью.Оно заполняется жидкостью, выделяемой эмбрионом и амнионом.Амниотическая жидкость предотвращает потерю воды эмбрионом, служит защитной подушкой и создаёт условия для некоторой подвижности эмбриона.

Хорион образуется из наружного листка первоначальной складки тела.У рептилий и птиц хорион соприкасается с внутренней поверхностью скорлупы яйца, а у млекопитающих прикасается к стенкам матки.У человека и высших млекопитающих хорион у наружного конца пуповины образует пальцевидные выросты-ворсинки,врастающие в ткань матки.Эти ворсинки вместе с тканями стенки матки, в которую погружены, образуют плаценту-орган, при помощи которого эмбрион получает пищу, кислород и освобождается от углекислоты и продуктов диссимиляции.По мере развития плода плацента тоже растёт, обеспечивая непрерывное взаимодействие организма матери и плода.

Аллантоис представляет вырост пищеварительного тракта.Он растёт между амнионом и хорионом.У рептилий и птиц аллантоис служит местом накопления азотистых продуктов метаболизма.Аллантоис сливается с хорионом, образуя хорион-аллантоисную оболочку, богатую кровеносными сосудами, через которую эмбрион поглощает кислород, отдаёт углекислоту и выделяет продукты обмена.

У человека аллантоис невелик, от него идут кровеносные сосуды к плаценте, а желточный мешок не выполняет никакой роли.По мере роста эмбриона, желточного мешка и аллантоиса края амниотических складок суживаются, сближаются и образуют трубку-пупочный канатик, или пуповину, которая содержит аллантоис, желточный мешок и крупные кровеносные сосуды.Через эти сосуды организм получает питание от организма матери

Постэмбриональное развитие[править | править вики-текст]

Постэмбриональное развитие бывает прямым и непрямым.

  1. Прямое развитие — развитие, при котором появившийся организм идентичен по строению взрослому организму, но имеет меньшие размеры и не обладает половой зрелостью. Дальнейшее развитие связано с увеличением размеров и приобретением половой зрелости. Например: развитие рептилий, птиц, млекопитающих.
  2. Непрямое развитие (личиночное развитие, развитие с метаморфозом) — появившийся организм отличается по строению от взрослого организма, обычно устроен проще, может иметь специфические органы, такой зародыш называется личинкой. Личинка питается, растет и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослому организму (имаго). Например: развитие лягушки, некоторых насекомых, червей.

Постэмбриональное развитие сопровождается ростом.

См. также[править | править вики-текст]

Литература[править | править вики-текст]

  • Gould, S.J. (1977). Ontogeny and Phylogeny. Cambridge, Massachusetts: The Belknap Press of Harvard University Press.
  • О.-Я.Л.Бекиш. Медицинская биология. — Минск: Ураджай, 2000. — 520 с.