Тема: Индивидуальное развитие организмов
Раздел: Биология
и естествознание
Тип: Реферат
Индивидуальное
развитие организма, или онтогенез, - этосовокупность
последовательных морфологических, физиологических
и биохимических преобразований, претерпеваемых
организмом от момента его зарождения
до смерти. В онтогенезе происходит реализация
наследственной информации, полученной
организмом от родителей.
В онтогенезе выделяют два основных периода
— эмбриональный и постэмбриональный.
В эмбриональном у животных формируется
эмбрион, у которого закладываются основные
системы органов. В постэмбриональном
периоде завершаются формообразовательные
процессы, происходит половое созревание,
размножение, старение и смерть.
Эмбриональный период начинается с образования
зиготы и заканчивается рождением или
выходом из яйцевых или зародышевых оболочек
молодой особи. Он состоит из трех стадий:
дробления, гаструляции и органогенеза.
Начальный этап развития оплодотворенного
яйца носит название дробления. Через
несколько минут или несколько часов (у
разных видов по-разному) после внедрения
сперматозоида в яйцеклетку образовавшаяся
зигота начинает делиться митозом на клетки,
называемые бластомерами. Этот процесс
получил название дробления, так как в
ходе его число бластомеров увеличивается
в геометрической прогрессии, но они не
вырастают до размеров исходной клетки,
а с каждым делением становятся мельче.
Бластомеры, образующиеся при дроблении,
представляют собой ранние зародышевые
клетки. Во время дробления митозы следуют
один за другим, и к концу периода весь
зародыш ненамного крупнее зиготы.
Тип дробления яйца зависит от количества
желтка и характера его распределения.
Различают полное и неполное дробление.
В бедных желтком яйцах наблюдается равномерное
дробление. Полному дроблению подвергаются
зиготы ланцетника и млекопитающих, так
как они содержат мало желтка и он распределен
относительно равномерно.
В яйцах, богатых желтком, дробление может
быть полным (равномерным и неравномерным)
и неполным. Бластомеры одного полюса
из-за обилия желтка всегда отстают в темпе
дробления от бластомеров другого полюса.
Полное, но неравномерное дробление характерно
для амфибий. У рыб и птиц дробится лишь
часть яйца расположенная на одном из
полюсов; происходит неполное. дробление.
Часть желтка остается вне бластомеров,
которые располагаются на желтке в виде
диска.
Рассмотрим более подробно дробление
зиготы ланцетника. Дробление охватывает
всю зиготу. Борозды первого и второго
дробления проходят через полюса зиготы
во взаимно перпендикулярных направлениях,
в результате чего образуется зародыш,
состоящий из четырех бластомеров.
Последующие дробления проходят попеременно
в продольном и поперечном направлениях.
На стадии 32 бластомеров зародыш напоминает
ягоду шелковицы или малины. Он называется
мору-лой. При дальнейшем дроблении (примерно
на стадии 128 бластомеров) зародыш расширяется
и клетки, располагаясь однослойно, образуют
полый шар. Эта стадия называется бластулой.
Стенка однослойного зародыша называется
бластодермой, а находящаяся внутри полость
— бластоцелью (первичной полостью тела).
Следующий этап эмбрионального развития
— образование двуслойного зародыша —гаструляция.
После того как бластула ланцетника полностью
сформировалась, дальнейшее дробление
клеток особенно интенсивно происходит
на одном из полюсов. Вследствие этого
они как бы втягиваются (впячиваются) внутрь.
В результате образуется двуслойный зародыш.
На этой стадии зародыш похож на чашу и
называется гаструлой. Наружный слой клеток
гаструлы называется эктодермой или наружным
зародышевым листком, а внутренний слой,
выстилающий полость гаструлы — гастральную
полость (полость первичного кишечника),
носит название энтодермы или внутреннего
зародышевого листка. Полость гаструлы,
или первичный кишечник, превращается
у большинства животных на дальнейших этапах развития
в пищеварительный тракт, открывается
наружу первичным ртом, или бла-стопором.
У червей, моллюсков и членистоногих бластонор
превращается в рот взрослого организма.
Поэтому их называют пер-вичноротыми.
У иглокожих и хордовых рот прорывается
на противоположной стороне, а бластонор
превращается в заднепроходное отверстие.
Их называют вторичноротыми.
На стадии двух зародышевых листков заканчивается
развитие губок и кишечнополостных. У
всех остальных животных образуется третий
— средний зародышевый листок, расположенный
между эктодермой и энтодермой. Он называется
мезодермой.
После гаструляции начинается следующий
этап в развитии зародыша — дифференцировка
зародышевых листков и закладка органов
(органогенез). Вначале происходит формирование
осевых органов — нервной системы, хорды
и пищеварительной трубки. Стадия, на которой
осуществляется закладка осевых органов,
называется неирулой.
Нервная система у позвоночных формируется из эктодермы в
виде нервной трубки. У хордовых первоначально
она имеет вид нервной пластинки. Эта пластинка
растет интенсивнее всех остальных участков
эктодермы и затем прогибается, образуя
желобок. Края желобка смыкаются, возникает
нервная трубка, которая тянется от переднего
конца к заднему. На переднем конце трубки
затем формируется головной мозг. Одновременно
с образованием нервной трубки происходит
формирование хорды. Хордаль-ный материал
энтодермы выгибается, так что хорда выделяется
из общей пластинки и превращается в обособленный
тяж в виде сплошного цилиндра. Нервная
трубка, кишечник и хорда образуют комплекс
осевых органов зародыша, который определяет
двустороннюю симметрию тела. Впоследствии
хорда у позвоночных животных замещается
позвоночником, и только у некоторых низших
позвоночных ее остатки сохраняются между
позвонками даже во взрослом состоянии.
Одновременно с образованием хорды происходит
обособление третьего зародышевого листка
— мезодермы. Способов образования мезодермы
несколько. У ланцетника, например, мезодерма,
как и все основные органы, образуется
вследствие усиленного деления клеток
с двух сторон первичной кишки. В результате
образуются два энтодермальных кармана.
Эти карманы увеличиваются, заполняя собой
первичную полость тела, края их отрываются
от энтодермы и смыкаются между собой,
образуя две трубки, состоящие из отдельных
сегментов, или сомитов. Это и есть третий
зародышевый листок —мезодерма. В середине
трубок находится вторичная полость тела,
или целом.
Дальнейшая дифференцировка клеток каждого
зародышевого листка приводит к образованию
тканей (гистогенез) и формированию органов
(органогенез). Кроме нервной системы из
эктодермы развивается наружный покров
кожи — эпидермис, и его производные (ногти,
волосы, сальные и потовые железы), эпителий
рта, носа, анального отверстия, выстилка
прямой кишки, эмаль зубов, воспринимающие
клетки органов слуха, обоняния, зрения
и т. д.
Из энтодермы развиваются эпителиальные
ткани, выстилающие пищевод, желудок, кишечник,
дыхательные пути, легкие или жабры, печень,
поджелудочную железу, эпителий желчного
и мочевого пузыря, мочеиспускательного
канала, щитовидную и околощитовидную
железы. |