План 1 Жизненные циклы организмов как отражение их

План: 1. Жизненные циклы организмов как отражение их эволюции. Понятие об онтогенезе. Периодизация онтогенеза. 2. Борьба материализма и идеализма в решении проблемы развития. Преформизм и эпигенез. 3. Общая характеристика стадий эмбрионального развития. 4. Внезародышевые (провизорные) органы.

Жизненный цикл (цикл развития) – это совокупность всех фаз развития, начиная от оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) и заканчивая той фазой, на которой организм способен дать начало следующему поколению.

Простой жизненный цикл (прямое развитие) Сложный жизненный цикл (непрямое развитие), или развитие с метаморфозом

РАЗВИТИЕ

Прямое развитие: 1. Откладка яиц с большим количеством желтка (птицы) 2. Внутриутробное развитие (млекопитающие) Непрямое развитие (с метаморфозом) 1. С неполным метаморфозом: яйцо – личинка – взрослая особь 2. С полным метаморфозом: яйцо – личинка – куколка – взрослая особь

РАЗВИТИЕ С МЕТАМОРФОЗОМ

РАЗВИТИЕ С НЕПОЛНЫМ МЕТАМОРФОЗОМ

РАЗВИТИЕ С ПОЛНЫМ МЕТАМОРФОЗОМ

ОНТОГЕНЕЗ – это индивидуальное развитие особи, начиная с зиготы и заканчивая смертью (или делением) Термин «онтогенез» введен в 1866 г. Э. Геккелем

Эрнст Геккель (1834 -1919)

Фриц Мюллер (1821 -1897)

Эрнст Геккель, 1866 Биогенетический закон: онтогенез всякого организма есть краткое и сжатое повторение (рекапитуляция) филогенеза данного вида.

Ценогенезы – признаки, нарушающие рекапитуляцию Палингенезы – консервативные признаки и процессы

А. Н. Северцов, 1910 г. Теория филэмбриогенезов эволюция организмов происходит на основе наследственных изменений, происходящих на любых стадиях онтогенеза (архаллаксис, девиация, анаболия)

Анаболии – изменения взрослого организма Девиация - изменения организма, находящегося на промежуточных стадиях развития Архаллаксис - изменения организма, находящегося на начальных стадиях его развития.

Филэмбриогенезы. Развитие чешуи, пера и волоса позвоночных (по А. Н. Северцову): 1— 6 — развитие плакоидной чешуи акулы Heptondus; 7 — чешуя Polypterus; 8 — чешуя Lepidosteus; 9 — чешуя Amia; 10 — чешуя костистой рыбы; 11— 15— эмбриональное развитие роговой чешуи ящерицы (девиация); 16 — превращение роговой чешуи в роговой щиток змей; 17— 19 — эмбриональное развитие пера птицы (анаболия); 20— 25 — эмбриональное развитие волоса (архаллаксис)

ПЕРИОДЫ ОНТОГЕНЕЗА: Предзародышевый (проэмбрионалъный, предэмбриональный): развитие половых клеток (гаметогенез) и оплодотворение; Зародышевый (эмбриональный), начинающийся с образования зиготы и заканчивающийся выходом организма из яйцевых или зародышевых оболочек; Послезародышевый (постэмбриональный): развитие с момента выхода из яйцевых (зародышевых) оболочек до смерти организма.

Плацентарные млекопитающие и человек дородовый (антенатальный) период послеродовый (постнатальный) период

Витализм наличие в организмах особей нематериальной жизненной силы VII в. Я. ван Гельмонт учение об «археях» − духовных началах, управляющих деятельностью и развитием органов тела

Преформизм (XVII в. Я. Сваммердам, М. Мальпиги, А. Левенгук) зародыш находится в уже сформированном состоянии в яйцеклетке (овизм) или сперматозоиде (анималькулизм), а в процессе развития происходит лишь увеличение в размерах и уплотнение прозрачных, ранее невидимых тканей

Вторая половина XVIII в. Л. Мопертюи, Ж. Л. Бюффон, К. Ф. Вольф Эпигенез – учение о постепенном развитии и новообразовании, в ходе которого строение организма усложняется

Каспар Фридрих Вольф (1734 -1794)

К. М. Бэр, 1828 Закон «Зародышевого сходства»

В. Ру (1850 -1924) и др. неопреформизм – каждый участок яйцеклетки представляет будущую определенную часть организма (орган, систему органов)

Ханс Дриш (1867 – 1945)

Неоэпигенез – пространственное упорядочение в развивающемся организме проходит под действием нематериального фактора – энтелехии

1 - Оплодотворение Прежде чем добраться до мембраны яйцеклетки сперматозоид должен преодолеть слой гранулярных клеток и гликопротеидный слой, называемый Zona pellucida.

Стадии пенетрации сперматозоида. Пенетрации сперматозоида в яйцеклетку способствует фермент гиалуронидаза, который выделяется акросомой сперматозоида.

1. Проникновение сперматозоида в яйцеклетку 2. Слияние ядер гамет и образование зиготы 3. Начало деления зиготы

Дробление

Дробление 1. Зигота бластомеры морула бластула Бластоцель Бластодерма Первичная полость – бластоцель, бластодерма

Анимальный полюс Меридиональная плоскость дробления Экваториальная плоскость дробления АВО Вегетативный полюс Анимальная половина Вегетативная половина Анимальный полюс Полая бластула (в разрезе) Вегетативный полюс Голобластическое дробление иглокожего Synapta digita, приводящее к образованию полой бластулы; АВО – анимально-вегетативная ось

Голобластическое деление (равномерное, полное, синхронное) Неравномерное деление яйцеклетки лягушки (на анимальном полюсе клетки делятся быстрее, они мельче, чем на вегетативном полюсе.

Полное (голобластическое) равномерное дробление ланцетника: 1 – зигота; 2 – 4 – образование бластомеров; 5 – бластула; 6 – разрез бластулы (а – крыша, б – дно бластулы) у

Полное (голобластическое) неравномерное дробление яйцеклетки амфибии (лягушка): А − двуклеточная стадия; Б − четырехклеточная стадия; В − восьмиклеточная стадия: клетки вегетативной половины зародыша (макромеры) крупнее, чем клетки (микромеры) анимальной половины; Г – переход от восьми к 16 -клсточиой стадии (более крупные и более богатые желтком аиимальные клетки уже поделились, вегетативные клетки начинают делитьси); Д − более поздняя стадия дробления; Е − Ж − бластула (Ж − в сагиттальном разрезе): 1 − краевая зона между будущими эктодермой (инвагинирует во время гаструляции, давая материал мезодерме; 2 – дорсальная краевая зона.

Ланцетник Лягушка Птицы Млекопитающие Дробление у хордовых с разным типом яйцеклеток.

Яйцеклетки (яйца) По количеству желтка Олиголецитальные Полилецитальные Мезолецитальные содержащие большое количество желтка содержащие малое количество желтка (ланцетник, млекопитающие) (костистые рыбы, рептилии, птицы) Содержащие среднее количество желтка (амфибии)

Яйцеклетки (яйца) По расположению желтка в цитоплазме Гомолецитальные, или изолецитальные (ланцетник) Умеренно телолецитальные (амфибии) Желток распределен равномерно Желток частично смещен к вегетативному полюсу Голобластическое (полное) дробление Центролецитальные (насекомые) Резко телолецитальные (костистые рыбы, рептилии, птицы) Желток переполняет все вегетативное и частично анимальное полушария Желток локализован в центре яйцеклетки Меробластическое (неполное) дробление

Типы яйцеклеток Изолецитальные (ланцетник, человек) Телолецитальные (земноводные, птицы) Центролецитальные (насекомые)

Меробластическое деление – активно делится только часть клеток, формируя клеточную массу.

Типы дробления и типы бластул хордовых Полное (голобластическое) равномерное синхронное целобластула (ланцентник) неравномерное асинхронное амфибластула (лягушка) Частичное (меробластическое) неравномерное асинхронное дискоидальное асинхронное бластоциста (человек) дискобластула (птица)

Формирование бластулы Млекопитающие Птицы

Стадии эмбрионального развития позвоночных: 1 - Оплодотворение 2 – Дробление (Бластула) 3 – Гаструляция (гаструла) 4 - Нейруляция 5 – Формирование нервной трубки и осевых органов 6 – Гисто- и органогенез

Этапы развития животного

Схема плана строения эмбрионов первичноротых (А) и вторичноротых (Б) животных: А – анальное отверстие; БП – бластопор (первичный рот); Р – рот; кр – краниальный отдел; к – каудальный отдел; д – дорсальная сторона; в – вентральная сторона; 1 – сердце; 2 – кишка; 3 – центральная нервная система

В эмбриональном развитии человека выделяют следующие периоды: начальный — I неделя после оплодотворения; зародышевый (зародыш называется эмбрионом) со II по IX недели после оплодотворения; плодный (зародыш называется плодом) с IX до рождения.

Способы гаструляции: Инвагинация Эпиболия Иммиграция Деляминация

3 – Гаструляция I этап, образование экто- и энтодермы – 2 -х слойного зародыша Инвагинация энтодермы В гаструле различают: 1 – эктодерма; 2 – энтодерма; 3 – бластопор (первичный рот); 4 – гастроцель (первичная кишка)

Гаструляция II этап, образование мезодермы - 3 -х слойного зародыша. Формирование мезодермы путем эпиболии

3 - Гаструляция путем иммиграции

Стадии дробления и гаструляции у ланцетника Дробление - морула Дробление - бластула Гаструляция и нейруляция Гаструла Ранняя нейрула Нейрула

Нейруляция Формирование нервной трубки и нервных отростков над хордой путем образования нервной пластинки, нервного желобка и смыкания его верхних отделов.

1 4 3 7 5 6 2 4. Нейруляция (происходит смыкание нервной пластинки в нервную трубку): 1 – эктодерма; 2 – энтодерма; 3 – мезодерма; 4 – нервная пластинка; 5 – хорда; 6 – гастроцель (первичная кишка); 7 - целом.

Органогенез Эктодерма: НС, органы чувств, эпидермис кожи и его производные. Энтодерма: пищеварительная и дыхательная системы. Мезодерма: скелет, мускулатура, кровеносная, выделительная и половая.

Овуляция, оплодотворение и 7 -дневный человеческий зародыш.

Дробление зиготы человека 1 – эмбриобласт 2 – трофобласт 3 - бластоцель

1 2 3 1 – эмбриобласт 2 – трофобласт 3 - бластоцель Бластоциста зародыша человека

3 - Гаструляция у млекопитающих Во внутренней клеточной массе формируется амниотическая полость. Соприкосающиеся слои экто- и энтодермы образуют зародышевый диск. Мезодерма образуется путем деляминации. Трофобласт участвует в формировании плаценты

1 3 2 4 5 6 7 8 А – бластоциста Б – бластоциста в начале имплантации В – частично имплантированная бластоциста 1 – эмбриобласт 2 – бластоцель 3 – трофобласт 4 – полость амниона 5 – гипобласт 6 – синцитиотрофобласт 7 – цитотрофобласт 8 - эпибласт 5 Последовательные стадии имплантации и развития зародыша человека в конце 1 -й и на 2 -й неделе.

1 1 гензеновский узелок 2 первичная полоска 3 хорда 4 прехордальная пластинка 5 амнион 6 желточный мешок 7 эктодерма 8 мезодерма 9 энтодерма 2 6 Развитие зародыша человека на стадии первичной полоски (15 17 -е сутки). А вид на зародыш сверху (амнион снят); Б продольный срез; В поперечный срез через первичную полоску:

4 – Нейруляция Формирование нервной трубки и нервных отростков над хордой путем образования нервной пластинки, нервного желобка и смыкания его верхних отделов.

Куриный зародыш около 40 ч инкубации: 1 головная складка амниона 2 нервная трубка 3 сомиты.

Стадии формирования провизорных органов: хориона, амниона, аллантоиса. Клетки трофобласта бурно размножаются, внедряются в слизистую оболочку матки и образуют ворсинчатый хорион. Во внутренней клеточной массе появляются 2 полости, которые дают начало двум оболочкам – амниону и желточному мешку.

3 4 2 1 5 6 1 2 3 4 5 6 амнион зародыш хорион третичная ворсина материнская кровь желточный мешок Зародыш и внезародышевые органы человека на 21 -е сутки развития

1 Развитие зародыша человека А 1 А 2 А 3 22 сут на 4 -й неделе

В 1 Развитие зародыша человека на В 3 4 -й Б 1 Б 2 Б 3 24 сут; В 1 В 2 В 3 28 сут: неделе

Образование туловищных складок и зародышевых оболочек у зародыша цыпленка. 8 хорион 9 амнион 10 экзоцелом 11 аллантоис 12 область пупка 13 зачаток сердца 14 энтодерма 15 закладка кишечника 16 туловищные складки 17 желточный мешок. А продольный срез 1 эктодерма 2 – мезодерма 3 зачаток мозга 4 глоточная мембрана 5 нервная трубка 6 хорда 7 клоачная мембрана Б поперечный срез

9 10 9 амнион 10 лакуна трофобласта 11 эпителий матки 11 12 ножка тела 13 почка аллантоиса 14 желточный 9 мешок 15 внезародышевый 12 целом 16 ворсинка хориона 13 17 первичный желточный мешок 14 18 вторичный желточный мешок. 18 17 16 15

Образование аллантоиса у зародыша цыпленка (продольный срез хвостовой части): 1 желточный мешок, 2 средняя кишка, 3 аорта, 4 хорда, 5 нервная трубка, 6 эктодерма, 7 амнион, 8 хорион, 9 полость амниона, 10 аллантоис, 11 экзоцелом

Куриный зародыш на 6 -е сутки инкубации (белок и хорион удалены, аллантоис сдвинут вверх): 1 аллантоис, 2 амнион. 3 зародыш, 4 сосуды желточного мешка.

Провизорные органы эмбриона млекопитающих. 18 - 22 день. Формирование плаценты.

Структура плаценты. Плацента содержит структуры плода (хорион, аллантоис) и матери (децидуальная оболочка эндометрия). Связь зародыша с плацентой осуществляется через пуповину (тяж длиной 40 см), содержащую кровеносные сосуды.

Амниотический пузырь, плацента и 7 -недельный зародыш (49 дн)

Развитие человека 4 недели (1 мес. ) 7 недель (2 мес. )

Развитие человека. 12 недель (3 мес. ) 16 недель (4 мес. )

18 -недельный плод человека (4, 5 мес) Развивается один из первых безусловных рефлексов - сосательный, который так важен сразу после рождения.

Положение плода в матке перед родами.

Стадии эмбрионального развития позвоночных: 1 - Оплодотворение 2 – Деление (Бластула) 3 – Гаструляция (гаструла) 4 - Нейруляция 5 – Формирование нервной трубки и осевых органов 6 - Органогенез

Схема неоднородности цитоплазмы яйцеклетки (Различные значки обозначают разный химический состав цитоплазмы)

Схема дробления зиготы

Схема опытов Гердона

Ханс Шпеман (1869— 1941)

Эмбриональная индукция – опыты Шпеманна Клетки дорсальной губы бластопора земноводных, индуцирующих развитие хорды, мезодермы и нервной трубки, пересаживались в различные участки другой бластулы. Происходила индукция формирования второй хорды, мезодермы и нервной трубки и развитие второго зародыша.

План. 1. Периодизация постнатального онтогенеза у человека. 2. Рост организма. Хронологический и биологический возраст. Конституция и габитус человека. 3. Старение и смерть. Гипотезы старения.

Периоды постнатального онтогенеза: дорепродуктивный (ювенильный) репродуктивный (зрелый) пострепродуктивный (старение)

Периодизация постнатального онтогенеза у человека: новорождения 1 10 дней; сложный период адаптации к совершенно новым условиям существования; грудной 11 дней 1 год; ребенок вскармливается молоком матери, в котором содержатся помимо питательных веществ, солей и витаминов готовые антитела; раннего детства 2 3 года; ребенок учится нормально ходить, говорить, начинает познавать окружающий мир;

первый период детства 4 6 лет; ребенка интересует все окружающее и он стремится его понять; второй период детства девочки 7 11 лет, мальчики 7 12 лет; школьный период до полового созревания; подростковый девочки 12 15 лет, мальчики 13 16 лет; период наступления полового созревания; юношеский девушки 16 20 лет, юноши 17 21 год; период окончания роста, полового и физического созревания; средний возраст (I период) женщины 21 35 лет, 22 35 лет; наилучший период для деторождения;

средний возраст (II период) женщины 36 55 лет, мужчины 36 60 лет; это период максимального профессионализма; после 35 лет обнаруживаются изменения некоторых физиологических и биохимических реакций обмена, которые предшествуют инволюции; к концу этого периода происходят изменения, определяющие начало процессов старения и включаются механизмы, обеспечивающие перестройку организма и его адаптацию; пожилой возраст женщины 56 75 лет, мужчины 61 75 лет; в этот период многие люди еще сохраняют достаточную профессиональную трудоспособность, хотя процессы старения продолжают развиваться;

старческий возраст 76 90 лет; заметно выражены старческие изменения, однако и в этом возрасте многие люди сохраняют ясность ума и способность к творческому труду; долгожители свыше 90 лет; до этого последнего периода онтогенеза доживают преимущественно женщины.

Кривые роста у человека

Скорость роста длины тела человека

1 2 3 4 Кривые роста различных тканей и органов тела человека: 1 – лимфоидный тип, 2 – мозговой тип, 3 – общий тип, 4 – репродуктивный тип

астенический нормостенический гиперстенический Схема конституционных типов людей по М. В. Черноруцкому