БИОЛОГИЯ РАЗВИТИЯ ОРГАНИЗМОВ.

ПЛАН: 1. Онтогенез, его типы. Периодизация онтогенеза. 2. Общая характеристика эмбрионального развития: а) дробление; б) гаструляция, теория зародышевых листков; в) гисто- и органогенез. Производные зародышевых листков

1. ОНТОГЕНЕЗ, ЕГО ТИПЫ. ПЕРИОДИЗАЦИЯ ОНТОГЕНЕЗА Онтогенез (греч. ontos — существо, genesis — развитие) — это индивидуальное развитие особи, начинающееся с образования давших ей начало половых клеток и заканчивающееся смертью, или, если одноклеточные, с деления материнской клетки и до гибели или следующего деления.

ОНТОГЕНЕЗ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ: 1. реализацией наследственной информации на всех стадиях существования в определенных условиях внешней среды. 2. в процессе онтогенеза происходит рост, дифференцировка и интеграция частей развивающегося организма. 3. проявляется закономерная смена фенотипов, свойственных данному виду, например: гусеница-бабочка; птицы: птенцы и взрослые.

ФИЛОГЕНЕЗ Филогенез – историческое развитие живых организмов как в целом на планете, так и в отдельных группах. Оба термина предложены Эрнстом Геккелем в 1866 г. Взаимная связь индивидуального и исторического развития отражена в биогенетическом законе: онтогенез – краткое повторение филогенеза (Мюллер– Геккель), а позднее — в учении А. Н. Северцова о филэмбриогенезах.

ТИПЫ ОНТОГЕНЕЗА – прямое развитие – новый организм в общих чертах похож на типичный взрослый организм; – непрямое развитие (человек, птицы, рептилии) – новый организм совершенно не похож на взрослый, проходит несколько дополнительных стадий развития (кораллы, http: //bannikov. narod. ru/post. htm насекомые, лягушка), и только потом формируется взрослый организм. Непрямое развитие встречается в личиночной форме, а прямое — в неличиночной и во внутриутробной форме.

ЛИЧИНОЧНЫЙ ТИП РАЗВИТИЯ: Личиночный тип развития: встречается у видов, яйца которых бедны желтком. Личинки ведут активный образ жизни, в большинстве случаев сами добывают пищу, но у некоторых видов служат для расселения. У личинок имеется ряд провизорных (временных) органов, отсутствующих во взрослом состоянии. Этот тип развития сопровождается превращением — метаморфозом: полным или неполным. Преимущества личиночного типа развития: http: //school. xvatit. com/index. способствует расселению малоподвижных форм (кораллы, полипы, моллюски), позволяет шире использовать источники питания (гусеницы и бабочки), позволяет шире использовать различные местообитания (стрекозы взрослые и личинки стрекоз).

НЕЛИЧИНОЧНЫЙ ТИП РАЗВИТИЯ Неличиночный тип развития имеет место у рыб, пресмыкающихся, птиц, а также беспозвоночных, яйца которых богаты желтком, достаточным для завершения онтогенеза. Питание, дыхание и выделение у этих зародышей осуществляется при помощи провизорных органов. / http: //900 igr. net/kartinki/biologij http: //photoshtab. ru/page/49/

ВНУТРИУТРОБНЫЙ ТИП РАЗВИТИЯ Внутриутробный тип развития характерен для высших млекопитающих и человека. Яйцеклетки при этом типе развития почти не содержат питательного материала. http: //www. nedug. ru/library

ПЕРИОДИЗАЦИИ ОНТОГЕНЕЗА По способности особи осуществлять функцию размножения онтогенез делят на три периода: дорепродуктивный (особь не способна к размножению), репродуктивный (осуществляется функция полового размножения) пострепродуктивный (связан со старением организма и прекращением участия в размножении). http: //ya-samaya. ru/publ/4

ПЕРИОДИЗАЦИИ ОНТОГЕНЕЗА 1. проэмбриональный период или прогенез, предзародышевый, предзиготный; 2. эмбриональный или зародышевый период, 3. постэмбриональный период. Для высших животных и человека принято деление на: пренатальный, или антенатальный (до рождения), период родов или перенатальный постнатальный (после рождения). Зародыш в этом случае называется до образования зачатков органов — эмбрион (у человека этот период длится до 8 недель, далее начинается плодный период), после образования зачатков органов — плод. http: //www. google. ru/url

Предзиготный или проэмбриональный период развития или прогенез связан с образованием гамет (гаметогенез) и оплодотворением. Цитологически гаметогенез и оплодотворение – это промежуточное звено, связывающее онтогенез родителей с онтогенезом потомства. Проявляется химическая разнокачественность цитоплазмы, которая является первичной дифференцировкой клетки. Образуются многочисленные копии генов – амплификация генов, Также в предзиготный период в яйце накапливаются рибосомальная и информационная РНК, выявляются структуры цитоплазмы. Под клеточной мембраной образуется кортикальный слой цитоплазмы, содержащий гранулы гликогена. Яйцо приобретает полярность: вегетативный и анимальный полюса.

Процесс оплодотворения складывается из трех последовательных фаз: 1. сближения гамет, 2. активации яйцеклетки, 3. слияния гамет или сингамия и образование http: //www. liveinternet. ru/ синкариона (2 п 2 с). http: //sjudeathould. my 1. ru/news/3

2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭМБРИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ

2. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭМБРИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ Эмбриональный период, или эмбриогенез (гр. embryon — зародыш), начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек или рождения. Эмбриональный период разделяется на следующие этапы: 1)образование зиготы – активация наследственного материала; 2) дробление - образование бластулы; 3) гаструляция – образование гаструлы и зародышевых листков; 4) гисто- и органогенез - образование тканей и органов зародыша. Окончание этого периода при разных типах онтогенеза различно: при личиночном типе — выход из яйцевых оболочек, при неличиночном — выход из зародышевых оболочек, при внутриутробном — с момента рождения.

ЛОКАЛИЗАЦИЯ ПЕРВИЧНЫХ ПОЛОВЫХ КЛЕТОК У ЗАРОДЫША ЧЕЛОВЕКА НА СТАДИИ 16 СОМИТОВ (А) И ИХ МИГРАЦИЯ В ЗАКЛАДКИ ГОНАД (Б) 1 - передняя кишка; 2 - задняя кишка; 3 - аллантоис; 4 - первичные половые клетки; 5 - желточный мешок; 6 - сердце; 7 - развивающаяся гонада (половой бугорок); 8 - первичная почка; 9 – клоака (Ярыгин, 2011)

СЕГРЕГАЦИЯ ЦИТОПЛАЗМЫ ЯЙЦА АМФИБИЙ ПОСЛЕ ПРОНИКНОВЕНИЯ СПЕРМИЯ 1 - анимальный полюс; 2 - вегетативный полюс; 3 - место внедрения сперматозоида; 4 - серый серп; 5 - направление перемещения цитоплазмы с пигментными гранулами (Ярыгин, 2011)

ЗИГОТА, представляет собой одноклеточную стадию развития многоклеточного организма. Участки цитоплазмы яйца, содержащие зерна желтка, митохондрии, пигменты, видны на живых объектах, поэтому 1. в зиготе удалось проследить значительные перемещения цитоплазмы, так как в зиготе усиливается химическая неоднородность участков цитоплазмы. http: //www. my-bt. ru/talk/post 9974. html 2. в зиготе для билатерально симметричных организмов также до начала дробления происходит дифференциация и перемещение http: //www. religioustolerance. org/abo_fetu. htm участков цитоплазмы и появляется билатеральная симметрия яйца. 3. в зиготе осуществляется интенсивный синтез белка, матрицей для которого на начальных стадиях развития служит и-РНК, синтезированная во время овогенеза, но одновременно синтезируется и новая РНК. Таким образом, с образованием зиготы прекращается анабиотическое состояние гамет и начинается активация наследственного материала.

А) ДРОБЛЕНИЕ - это ряд последовательных митотических делений зиготы и далее бластомеров. Дробление сопровождается митозом, при этом нет роста http: //www. babyblog. ru/user/toprarog клеток, и объем зародыша не изменяется. Это происходит потому, что в короткой интерфазе между делениями отсутствует постмитотический и синтетический периоды, а синтез ДНК начинается в телофазе предшествующего митотического деления. Бластомеры становятся все меньше, но генетический материал делится очень точно. Клетки, образующиеся в процессе дробления, называются бластомерами, а зародыш – бластулой http: //offshoreincorporationsociete. com/

ТИПЫ ЯЙЦЕКЛЕТОК, ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ У ХОРДОВЫХ Ярыгин, 2011

ДРОБЛЕНИЕ http: //biologylife. ru/ontogenez/droblenie-zigoty- biologyl lancetnika. html http: //zrenielib. ru/docs/index- 12964. html? page=2 bugabooks. com

ИЗОЛЕЦИТАЛЬНЫЕ ЯЙЦЕКЛЕТКИ Изолецитальные яйцеклетки. Эти яйцеклетки содержат немного желтка, но он расположен равномерно по всей клетке. Изолецитальные яйцеклетки продуцируются иглокожими (морские ежи), низшими хордовыми (ланцетники), млекопитающими. По Оплодотворённая яйцеклетка Branchiostoma количеству желтка это belcheri Фото выполнены с помощью алецитальные или сканирующего электронного микроскопа. . На олиголецитальные правом фото при боль- шем увеличении на яйцеклетки. поверхности зиготы можно видеть полярное тельце и многочисленные микроворсинки Стрелками обозначено второе полярное тельце ppt 4 web. ru

ТЕЛОЛЕЦИТАЛЬНЫЕ ЯЙЦЕКЛЕТКИ. Содержат большое количество желтка, который сконцентрирован вегетативном полюсе. По количеству желтка это умеренно телолецитальные мезолецитальные (много) и резко телолецитальные полилецитальные ru. wikipedia. org (очень много желтка) яйцеклетки. Телолецитальные яйцеклетки продуцируются моллюсками, земноводными, рептилиями, птицами. Например, яйцеклетки лягушки состоят на 50 % из желтка. Яйцеклетки кур (в обиходе куриные яйца) состоят на 95% из желтка. На анимальном полюсе телолецитальных яйцеклеток сосредоточены цитоплазма и ядро. . comschool. xvatit

ЦЕНТРОЛЕЦИТАЛЬНЫЕ ЯЙЦЕКЛЕТКИ В этих яйцеклетках желтка немного, и он занимает центральное положение. По количеству желтка это мезолецитальные яйцеклетки. На периферии яйцеклеток находится цитоплазма. Центролецитальные яйцеклетки продуцируются членистоногими. ru. wikipedia. org -

ДРОБЛЕНИЕ МОЖЕТ БЫТЬ: 1. полным равномерным; 2. полным неравномерным; 3. неполным дискоидальным; 4. неполным поверхностным. Дробление полное и равномерное наблюдается для изолецитального бедного желтком оплодотворенного яйца ланцетника и для других изолецитальных яйцеклеток. В результате ряда последовательных дроблений формируются группы клеток, тесно прилегающих друг к другу. Такой зародыш напоминает ягоду шелковицы или малины. Он получил название морулы (лат. morum — тутовая ягода). http: //www. abc 74. ru/library/

ТИПЫ ДРОБЛЕНИЯ И ТИПЫ БЛАСТУЛ ХОРДОВЫХ Зависимость хода дробления и строения бластулы от количества и распределения желтка в яйцеклетке. 1 - неполное поверхностное дробление (жук); 2 - полное неравномерное дробление (лягушка); 3 - полное равномерное дробление (голотурия, тип иглокожие); 4 - неполное дискоидальное дробление, вид с анимальногго полюса (курица). http: //www. medbiol. ru/medbiol/genetic_sk/000 63693. htm

ТИПЫ БЛАСТУЛ http: //book-science. ru/applied/health/

Б) ГАСТРУЛЯЦИЯ Представляет собой сложный процесс перемещения эмбрионального материала, начинается использование генетического материала зародыша с образованием двух или трех слоев тела зародыша, называемых зародышевыми листками. Наружный зародышевый листок – эктодерма, внутренний – энтодерма, средний – мезодерма. Первыми сведениями о зародышевых листках наука обязана русским академикам К. Ф. Вольфу, X. И. Пандеру и К. М, Бэру. В 1901 г. А. О. Ковалевский выдвинул теорию зародышевых листков

ТЕОРИЯ ЗАРОДЫШЕВЫХ ЛИСТКОВ К. Бэр выдвинул теорию зародышевых листков, в которой обосновано соответствие их у всех систематических групп животных, то есть: зародышевые листки имеются у всех многоклеточных (2 или 3) ткани и органы образуются из зародышевых листков Одни и те же листки у всех животных дают начало одним и тем же структурам Для всех многоклеточных характерны одинаковые закономерности развитиия http: //estestvoznanie. academic. ru/

В процессе гаструляции образуется стадия развития зародыша – гаструла (у человека с 7 суток в течение 10 суток). Различают два этапа: а) образование экто- и энтодермы (двуслойный зародыш) или ранняя гаструла; б) образование мезодермы (трехслойный зародыш) или поздняя гаструла. Образование ранней гаструлы может происходить следующими путями: • иммиграцией (выселением клеток); • инвагинацией (впячиванием); • эпиболией (обрастанием); • деляминацией (расщеплением); У человека сочетается три способа гаструляции: эпиболия, деляминация, инвагинация. Сущность процесса гаструляции заключается в перемещении клеточного материала. На этой стадии начинается использование генетической информации клеток зародыша и появляются первые признаки дифференцировки, то есть нарастают структурные и функциональные отличия.

СТРОЕНИЕ ГАСТРУЛЫ (РАННЯЯ ГАСТРУЛА) www. pandia. ru

СТРОЕНИЕ ГАСТРУЛЫ (ПОЗДНЯЯ ГАСТРУЛА) vb. userdocs. ru

ТИПЫ ГАСТРУЛЯЦИИ А - инвагинация; Б - эпиболия; В - миграция; Г - деляминация. http: //akvariymvokne. ru/statii…

ИММИГРАЦИЯ При иммиграции (выселении) часть клеток бластодермы с поверхности зародыша уходит в бластоцель. Образуется наружный слой (эктодерма) и внутренний (энтодерма). Бластоцель заполнена клетками. Такой способ образования гаструлы характерен для кишечнополостных. Иммиграция — А и деламинация — Б Для ланцетника (схема): 1 — эктодерма; 2 — характерно образование энтодермальные клетки; 3 — энтодерма; гаструлы путем 4 — бластоцель; 5 — гастроцель. инвагинации (впячивания). academic. ru

ИНВАГИНАЦИЯ При инвагинации определенный участок бластодермы (вегетативный полюс) прогибается внутрь и достигает анимального полюса. Образуется двуслойный зародыш – гаструла. Наружный слой клеток называют эктодермой, внутренний - энтодермой. Энтодерма выстилает полость первичной кишки (гастроцель). Отверстие, при помощи которого полость сообщается с внешней средой, называется первичным ртом – бластопором. У первичноротых животных (черви, моллюски, членистоногие) он превращается в ротовое отверстие, у вторичноротых – в анальное отверстие; рот образуется на противоположном конце тела (хордовые).

ЭПИБОЛИЯ При эпиболии (обрастание) образование гаструлы идет за счет быстрого деления микромеров, которыми обрастает вегетативный полюс. Макромеры оказываются внутри зародыша. Образования бластопора не происходит, нет гастроцели. В чистом виде не встречается. Эпиболия в сочетании с инвагинацией характерна для амфибий. У птиц сочетается эпиболия и деляминация. Эпиболия (схема): 1 — микромеры; 2 — макромеры; 3 — бластоцель; 4 — эктодерма; 5 — энтодерма; 6 — бластопор bse. sci-lib. com

ДЕЛЯМИНАЦИЯ Деляминация (расслоение). Клетки бластодермы делятся «пополам» на наружный и внутренний слои. Наружный слой образует эктодерму, внутренний – энтодерму. Встречается у кишечнополостных и насекомых. http: //www. studmed. ru/docs/document 35 14? view=6

ОСОБЕННОСТИ ГАСТРУЛЯЦИИ 1. Продолжается митотическое размножение клеток, 2. Интерфазы митотических циклов включают все периоды (G 1, S, G 2), поэтому начиная со стадии гаструляции наблюдается рост развивающегося организма. 3. Вместе с тем наиболее характерная черта гаструляции состоит в перемещении клеточных масс. Это приводит к изменению строения зародыша и превращению его из бластулы в гаструлу. Происходит сортировка клеток по их принадлежности к разным зародышевым листкам, внутри которых они «узнают» друга. 4. На фазу гаструляции приходится начало дифференцировки клеток, что означает переход к активному использованию биологической информации собственного генома. Одним из регуляторов генетической активности является различный химический состав цитоплазмы клеток зародыша, установившийся вследствие ово(оо)плазматической сегрегации, 5. Во время гаструляции очень велика роль эмбриональной индукции - взаимодействия между клеточными комплексами (частями) развивающегося зародыша. 6. Показано, что появление первичной полоски у птиц - результат индукционного взаимодействия между гипобластом и эпибластом. Гипобласту присуща полярность. Изменение положения гипобласта по отношению к эпибласту вызывает изменение ориентации первичной полоски.

МЕЗОДЕРМА Мезодерма образуется двумя способами: 1) телобластическим; 2) энтероцельным. Телобластический способ характерен для первичноротых. На границе между эктодермой и энтодермой по бокам от бластопора клетки – телобласты – начинают делиться и дают начало мезодерме. Энтероцельный способ характерен для вторичноротых. Клетки, формирующие мезодерму, обособляются в виде карманов первичной кишки. Внутри карманов находится полость, представляющая собой продолжение первичной кишки (гастроцеля). Целомические мешки полностью отшнуровываются от первичной кищки и разрастаются между экто- и энтодермой. Края склеиваются и образуются сплошные клеточные тяжи. Клеточный материал этих участков дает начало мезодерме. Полости карманов превращаются в целом – вторичную полость тела. Мезодерма делится на отдельные участки – сомиты, из которых образуются определенные ткани и органы.

ТЕЛОБЛАСТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ МЕЗОДЕРМЫ vb. userdocs. ru lib. rushkolnik. ru

ЭНТЕРОЦЕЛЬНЫЙ СПОСОБ ОБРАЗОВАНИЯ МЕЗОДЕРМЫ medencyklopediya. co vb. userdocs. ru m -

В) ГИСТО- И ОРГАНОГЕНЕЗ, ПРОИЗВОДНЫЕ ЗАРОДЫШЕВЫХ ЛИСТКОВ Гистогенез — процесс образования тканей, органогенез — формирование органов. Начинается у человека с 17 дня, занимает большую часть эмбриогенеза и созревание структур продолжается и в постэмбриональном этапе. Особенно длительно развиваются нервные, иммунные и эндокринные структуры. Дифференцированный на три эмбриональных листка зародышевый материал дает начало всем тканям и органам. Начальный этап – это формирование осевых органов: 1. нервная трубка, 2. хорда, 3. кишечная трубка (вторичная кишка). Параллельно у высших млекопитающих идет закладка среднего зародышевого листка – мезодермы. Закладка структур одновременная, но процесс разнонаправленный – одни клетки развиваются в одну структуру, другие в другую.

ЗАКЛАДКА ОСЕВЫХ ОРГАНОВ

НЕЙРУЛЯЦИЯ Первым начинает формироваться зачаток центральной нервной системы – этот процесс называется нейруляция. Последовательные стадии формирования нервной трубки и нервного гребня (поперечный срез зародыша): 1 - нервная пластинка; 2 - нервный гребень; 3 - эктодерма; 4 - хорда; 5 - нервная бороздка; 6 - невроцель; (Ярыгин, 2011)

НЕЙРУЛЫ РАЗЛИЧНЫХ ХОРДОВЫХ ЖИВОТНЫХ: а - ланцетник; б - лягушка; в - цыпленок; 1 - нервная трубка; 2 - хорда; 3 - сомит; 4 - ножка сомита; 5 - вторичная кишка; 6 - боковая пластинка; 7 - энтодерма

ПРОИЗВОДНЫЕ ЭКТОДЕРМЫ

ЭНТОДЕРМА Почти сразу же закладывается хорда. Материал – энтодерма спинной части зародыша под материалом нервной трубки. Формируется желобок, открытый кнутри, края смыкаются и образуется хорда без полости, сплошной клеточный тяж. Это осевой скелет. Только клетки хорды у животных имеют многочисленные вакуоли. У ланцетника она присутствует в течение всей жизни. У позвоночных – энтодермальная хорда http: //sc. tverobr. ru/dlrstore/ замещается позвоночным столбом, который развивается из мезодермы. Остатки хорды сохраняются на межпозвоночных сочленениях.

ЭНТОДЕРМА Из энтодермы также развивается эпителиальная ткань, выстилающая органы дыхательной, частично мочеполовой и пищеварительной систем, в том числе печень и поджелудочная железа. http: //nsau. edu. ru/images/ http: //www. kgau. ru/distance/

МЕЗОДЕРМА Мезодерма образуется двумя способами: 1) телобластическим; 2) энтероцельным. Телобластический способ характерен для первичноротых. На границе между эктодермой и энтодермой по бокам от бластопора образовавшиеся клетки – телобласты – начинают делиться и дают начало мезодерме. vb. userdocs. ru

ЭНТЕРОЦЕЛЬНЫЙ СПОСОБ Энтероцельный способ характерен для вторичноротых. Клетки, формирущие мезодерму, обособляются в виде карманов первичной кишки. Внутри карманов находится полость, представляющая собой продолжение первичной кишки (гастроцеля). Целомические мешки полностью отшнуровываются от первичной кишки и разрастаются между экто- и энтодермой. Края склеиваются и образуются сплошные клеточные тяжи. Клеточный материал этих участков дает начало мезодерме. http: //www. medbiol. ru/

ЗАКЛАДКА ОСЕВЫХ ОРГАНОВ

ДОРСАЛЬНЫЙ ОТДЕЛ МЕЗОДЕРМЫ Дорсальный отдел мезодермы, лежащий по бокам от нервной трубки и хорды, подразделяется на три участка: медиальный (склеротом - образует кости, связки ) центральный (миотом - образует мускулатуру) латеральный (дерматом – дерму кожных покровов). Особенность спинной мезодермы: расчленена на сегменты — сомиты, группы которых образуют часть позвоночного отдела, мышцы, кожу (например шейного отдела и т. д. ). http: //mglinets. narod. ru/

ЗАКЛАДКА ЦЕЛОМА • Вентральный отдел мезодермы образует сплошную боковую пластинку, находящуюся по бокам кишечной трубки. В вентральной части мезодермальной закладки принято различать нефрогонотом -А(ножка сомита образует органы выделительной и половой систем) и спланхнотом -Б. А Закладка спланхнотома разделяется на два листка, Б между которыми образуется полость – целом или вторичная полость тела. anfiz. ru

ПРОИЗВОДНЫЕ МЕЗОДЕРМЫ Из мезодермы в дальнейшем развивается скелетная мускулатура (из миотома), органы выделения, половые железы (из нефрогонотома), хрящевая, костная и все виды соединительной ткани, собственно кожа или дерма, кровеносные сосуды и сердце, гладкая мускулатура кишок, выстилка дыхательных и мочеполовых путей. Железы внутренней секреции имеют разное происхождение, например надпочечник: корковое вещество – из мезодермы, мозговое вещество – из эктодермы. Зачаток конкретного органа формируется из определенного зародышевого листка, но затем орган усложняется и в его формировании принимают участие два или три зародышевых листка. Органогенез завершается в основном к концу эмбрионального периода развития. Однако, дифференцировка и усложнение органов продолжаются и в постэмбриональном онтогенезе.