Индивидуальное развитие (онтогенез) — это совокупность процессов развития организма с момента образования зиготы и до смерти.
Типы онтогенеза:
• Прямой (безличиночный)
• Непрямой (личиночный)
Тип онтогенеза определяется особенностями строения яйцеклеток данного вида, а именно количеством содержащегося в них питательного вещества.
Эволюционное развитие шло по пути увеличения содержания желтка в яйцеклетках, но у млекопитающих, которые произошли от рептилий, был вторично утрачен желток в связи с возникновением у них особой формы онтогенеза – внутриутробного развития зародыша в организме матери.
Прямой онтогенез имеют виды, яйцеклетки которых богаты желтком, поэтому зародыши в их яйцах развиваются полностью и достигают строения, сходного со взрослыми родительскими особями (рептилии, птицы).
Непрямой онтогенез характерен для видов, яйцеклетки которых бедны желтком и его не хватает для окончательного развития зародыша. Когда в таких яйцах заканчиваются питательные вещества, из них выходят личинки – промежуточные стадии развития – сильно отличающиеся от взрослых форм наличием и строением систем и органов. Личинки имеют особые временные личиночные органы, но многие органы, характерные для взрослых особей, у них отсутствуют. Личинки питаются, накапливают питательные вещества для дальнейшего развития и подвергаются последовательным превращениям. В зависимости от особенностей этих превращений (метаморфозов) различают два вида непрямого онтогенеза: с полным и неполным превращением.
С неполным превращением называют тип развития, при котором личинки развиваются постепенно, последовательно утрачивая временные личиночные органы и приобретая постоянные, характерные для взрослых особей. Личинки амфибий (лягушек) – головастики – живут в водной среде и имеют личиночные органы, сходные с органами рыб: жабры, хвост, двухкамерное сердце. Постепенно они утрачиваются и появляются органы, характерные для взрослых амфибий: легкие, трехкамерное сердце, конечности и т.д. Личинки некоторых членистоногих – клещи, клопы, прямокрылые (кузнечики, саранча), тараканы, вши и др. имеют внешнее сходство со взрослыми особями, но отличаются малыми размерами, отсутствием крыльев, половой системы и некоторых других органов. В процессе роста и развития личинки несколько раз линяют (тараканы – 6 раз) и после каждой линьки становятся все более развитыми и похожими на взрослых особей. На последних стадиях формируются крылья и половая система.
Тип развития с полным превращением характерен для некоторых отрядов насекомых: бабочек, жуков, двукрылых (комаров, мух), перепончатокрылых (пчел, ос, муравьев), блох и др. Их личинки имеют червеобразное строение и совершенно не похожи на взрослую особь. Так личинки бабочек называются – гусеницами. По окончанию периода питания личинка превращается в неподвижную стадию – куколку, покрытую плотным хитиновым чехлом. Внутри куколки особые ферменты лизируют все органы и ткани личинок, за исключением всего нескольких клеток, называемых имагинальным диском. Из клеток этого диска внутри куколки развивается взрослый организм, совершенно не похожий на червеобразную личинку. В результате такой резкой смены внешнего и внутреннего строения организмов данный вид метаморфоза называют полным.
У высших животных в связи с внутриутробным развитием, питательных веществ яйцеклетки хватает на дальнейшее развитие, которое идет за счет питательных веществ, поступающих от организма матери через плаценту. Преимуществом внутриутробного развития является то, что они долго находятся под защитой матери.
Развитие зародыша:
Онтогенез подразделяют на следующие периоды:
I. Процессы, предшествующие зарождению организма:
- Гаметогенез
- Осеменение
- Оплодотворение
II. Онтогенез – индивидуальное развитие:
1. Перинатальное развитие – процессы, предшествующие рождению. Длительность этого периода у человека составляет 38-42 нед. Оно включает в себя следующие процессы:
А) Эмбриональный период – первые 8 недель развития:
- дробление с образованием - морулы,
- образование однослойного зародыша - бластулы,
- образование двух-, а затем трехслойного зародыша - гаструлы,
- образование тканей - гистогенез,
- образование органов - органогенез.
Б) Плодный, или фетальный период – с 9-ой недели, когда зародыш уже имеет все системы органов. Начиная с 9 недели, зародыш человека называют плодом.
2. Постнатальное развитие – начинается с момента рождения и продолжается до смерти организма. Его подразделяют на три периода:
A) Дорепродуктивный период – детство и юность,
Б) Репродуктивный преиод - период размножения,
B) Пострепродуктивный период – старость, утрата способности к размножению.
Эмбриональный период состоит из следующих периодов деления:
• Дробление с образованием – морулы;
• Образование однослойного зародыша – бластулы.
Эмбриональное развитие начинается с образования (при слиянии гамет) и дробления зиготы, которое происходит путем митоза. Деление клеток называется дроблением, так как в интерфазах между первыми митотическими делениями почти нет S периода (в котором происходит рост клетки), размеры клеток прогрессивно уменьшаются. Образующиеся в результате дробления клетки называются бластомерами. В ходе дробления сначала образуются 2 клетки, затем 4, 8 и т.д. При полном дроблении на стадии 32 бластомеров зародыш имеет вид ягоды малины и называется морулой.
Постепенно клетки начинают выделять жидкость, в результате чего, примерно на стадии 64 бластомеров, внутри зародыша образуется полость, а бластомеры располагаются вокруг нее в один слой. Эта стадия называется бластула (однослойный зародыш). Стенка ее — бластодермой, а находящаяся внутри полость — бластоцелем (первичная полость тела, содержащая продукты жизнедеятельности клеток). По размерам бластула не отличается от зиготы, стадия роста клеток отсутствует и после каждого деления клетки становятся все мельче и мельче. Бластула образуется у ланцетника по достижении зародышем 128 клеток.
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 ее часть.
Бластула ланцетника – целобластула, все бластомеры одинаковы.
Полному дроблению подвергаются зиготы ланцетника и млекопитающих, так как они содержат мало желтка, и он распределен относительно равномерно, бластомеры одинаковые.
Неравномерное дробление идет у яиц с умеренным содержанием желтка (например, птицы). В яйцах пресмыкающихся и птиц на вегетативном полюсе содержится много желтка, который препятствует дроблению, поэтому идет неполное дробление – в этот период образуется только диск цитоплазмы с ядром.
После стадии бластулы идет образование двух-, а затем трехслойного зародыша – гаструлы. Далее клетки продолжают делиться и начинают активно перемешиваться относительно друг друга или впячиваться – происходит гаструляция — образование двухслойного зародыша. Данный тип гасгруляции, характерный для ланцетника и человека, получил название инвагинации (может быть эпиболия – обрастание, иммиграция, деламинация – расслоение и смешанный тип гаструляции).
Гаструла имеет два слоя клеток:
- наружный — эктодерму
- внутренний — энтодерму.
Ее полость называется гастроцелем (первичная кишка), а вход в гастроцель получил название бластопора, или первичного рта. Края его сближаются, образуя верхнюю и нижнюю губы. У 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.
У всех типов животных (кроме кишечнополостных) между экто- и энтодермой образуется третий зародышевый листок — мезодерма. Он образуется на границе между экто- и энтодермой: с двух сторон от первичной кишки образуются выпячивания энтодермы – карманы (целомические мешки)
Зародышевые листки — это отдельные пласты клеток, из которых в дальнейшем развиваются все ткани (гистогенез) и системы органов (органогенез). Из срединного участка энтодермы образуется второй осевой орган зародыша — хорда.
Хорда и мезодерма инициируют образование третьего осевого органа – нервной трубки. Она образуется из эктодермы на спинной стороне зародыша: сначала образуется нервный желобок, а затем его края смыкаются в трубку. У черепных хордовых нервная трубка делится на головной и спинной мозг.
Зародыш с тремя осевыми органами: кишкой, хордой, нервной трубкой – называется нейрулой.
- Образование тканей – гистогенез
- Образование органов – органогенез
Зародышевые пласты предопределены в отношении развития того или иного органа животного. В животном мире определенные органы берут начало от одного и того же зародышевого листка. Это свидетельствует об общности животного мира, а зародышевые листки являются гомологичными образованиями.
Зародышевый листок => тканн и органы
Эктодерма => нервная система
Из передней части трубки формируется головной мозг и органы чувств, а из задней – спинной мозг и периферическая нервная система:
- орган зрения (рецепторные клетки),
- орган слуха,
- наружный слой эпидермиса,
- кожные железы,
- волосы,
- эмаль зубов.
Задняя доля гипофиза, тимус, эпителий переднего (рта) и заднего (прямой кишки) отдела пищеварительной трубки. У низших животных – передняя и задняя кишки.
Спинная часть энтодермы, расположенная под нервной трубкой, постепенно обособляется и формирует эластичный тяж — хорду. Из остальной части энтодермы образуются:
- эпителий средней кишки (кроме рта и прямой кишки),
- пищеварительные железы (печень, поджелудочная железа),
- ротовая полость,
- передняя доля гипофиза.
- глоточная и жаберная область,
- язык,
- легкие,
- щитовидная железа,
- желчный пузырь,
- эпителий мочеполовой системы.
У зародышей человека и у всех высших позвоночных первая пара жаберных мешков участвует в образовании наружных слуховых отверстий, полости среднего уха и евстахиевой трубы. Вторая – в формировании небных миндалин. От клеток третьего, 4 и 5 железы внутренней секреции (тимус, околощитовидные железы).
Из мезодермы развиваются все виды соединительной ткани (кости, хрящи, сухожилия, подкожная клетчатка и др.), мышцы, кровеносная, выделительная и половая системы:
- скелетные мышечные ткани (поперечно-полосатая мускулатура),
- каналы выделительных органов (почки),
- часть тканей яичников и семенников,
- конечности,
- целом (вторичная полость тела).
На ранних стадиях развития мезодермы, из нее, а так же частично из энто- и эктодермы, формируется мезенхима.
Бесплатный материал у нас в группе https://vk.com/medsvethimbio