Этапы индивидуального развития (онтогенеза) организмов

Онтогенез картинки

Онтогенез (от греч. Онтос - существующее и генезис - происхождение)-это индивидуальное развитие особи от ее зарождения до смерти. У разных групп организмов онтогенез имеет свои особенности, которые, в частности, зависят от способа размножения. У одноклеточных организмов онтогенез совпадает с клеточным циклом.

Продолжительность онтогенеза может быть различной. Например, секвойя может жить более 3 000 лет, некоторые виды черепах живут до 150 лет, белуга (представитель осетероподибних) - до 100 лет. Из беспозвоночных животных значительная продолжительность жизни наблюдается в некоторых моллюсков, членистоногих (например, у речного рака - до 20 лет).

При вегетативном размножении онтогенез сводится к дифференциации клеток и органов многоклеточного зачатка (определенного фрагмента, почки и др.) и роста. При неполового размножение спорами у растений и грибов под их оболочками единственная клетка делится на много дочерних (зародышевая меристема растений, подобная совокупность клеток грибов). Впоследствии спора или прорастает в многоклеточную нить (нитчатые водоросли, мицелий грибов, протонема - нитевидные образования у мхов, или из нее развивается заросток (папоротники, плауны, хвощи). При половом размножении исходной стадией онтогенеза является зигота (при партеногенеза - неза-плиднена яйцеклетка ).

Онтогенез разделяют на эмбриональный и постэмбриональный периоды.

Эмбриональный (зародышевый) период - это время, когда новый организм (эмбрион) развивается внутри материнского организма или внутри яйца, семена и т.д.. Он завершается рождением (вылупления, прорастанием).

Постэмбриональный (послезародышевый) период длится от момента рождения (выхода из зародышевых оболочек, покровов семени) и продолжается до момента приобретения организмом способности к размножению. В организмов некоторых видов после размножения наступает смерть (насекомые-однодневки, лососевые рыбы - кета, горбуша и др.). В других организмов (большинство позвоночных животных, речной рак, некоторые насекомые, паукообразные, моллюски, многолетние растения и т.п.) способность к размножению сохраняется определенное время-период половой зрелости. После ее потери смерть в таких организмов наступает не сразу, а через некоторое время (от нескольких дней у насекомых до нескольких лет и десятков лет в крупных млекопитающих, деревьев и т.д.). Это время называется периодом старения, когда снижается уровень обмена веществ, происходят необратимые изменения в организме, которые, в конце концов, приводят, к смерти. Проблемы старения у людей изучает наука геронтология (от греч. Геронтос - дед, старый).

У высших растений все указанные этапы онтогенеза отличаются от животных. Их зигота результате разделения продуцирует зародышевую меристему, из которой формируется зародыш. Он состоит из зародышевых корешка и побега, который несет зачаточные листочки (семядоли). На верхушке зародышевого побега расположена образующая ткань (почечка). Прорастая, эти структуры дают начало соответствующим органам взрослого растения. В высших споровых растений зародыш развивается из зиготы, защищенной стенками архегония. У голосеменных и покрытосеменных зародыш является составной частью семени, испещренной покровами (кожурой) и содержит запас питательных веществ. Вы уже знаете, что семена формируется после оплодотворения из семенного зачатка.

Эмбриональное развитие, или эмбриогенез, животного организма начинается с дробления зиготы. Дробление - это ряд последовательных митотических делений зиготы или партеногенетически яйцеклетки, за которого образованы клетки (бластомеры) в интерфазе не растут, и поэтому их размеры уменьшаются после каждого деления.

На характер дробления влияют количество и характер расположения питательных веществ (желтка) в яйцеклетке. Если зигота имеет небольшое количество питательных веществ, которые распределены более или менее равномерно (кишечнополостные, кольчатые черви, ланцетник, плацентарные млекопитающие и т.д.), то происходит полное дробление, когда зигота полностью делится на бластомеры. Оно может быть равномерным или неравномерным.

При равномерном дроблении бластомеры, образовавшиеся, имеют примерно одинаковые размеры (морские ежи, ланцетники, плацентарные млекопитающие), а при неравномерном - после каждого деления возникают большой и малый бластомеры.

Если желтка в зиготе много и он занимает большую ее часть, то наблюдается неполное дробление, при котором делится не вся оплодотворенная яйцеклетка, а лишь определенная ее часть. Так, у птиц, пресмыкающихся, першозвирив цитоплазма с ядром сконцентрирована на одном из полюсов яйцеклетки в виде зародышевого диска, который и дробится в отличие от желтка. У насекомых большая масса желтка сосредоточена внутри зиготы, поэтому у них вследствие дробления образуется поверхностный слой бластомеров, окружающих неразделенный желток.

Линии, разделяющие бластомеры, называют бороздами дробления. Процесс дробления завершается образованием бластулы (от греч. Бластос - заросток, зародыш), следующей стадией эмбриогенеза. Она имеет вид полого образования различной формы, стенки которого состоят из одного слоя бластомеров. В части животных (некоторые кишечнополостные, плоские черви, членистоногие, большинство млекопитающих) вследствие дробления образуется стадия морулы (от лат. Морум-тутовая ягода), которая отвечает бластулы, однако (мал.61) морула не имеет полости и представляет собой скопление бластомеров, более или менее плотно прижатых друг к другу.

Гаструляция. Формирование зародышевых листков. После образования бластулы начинается гаструляция - процесс формирования двухслойного зародыша - гаструлы.

Гаструлу (от греч. Гастер - желудок) впервые описал украинский ученый А.А. Ковалевский (рис.2), которую он назвал «кишечной личинкой». А название «гаструла» предложил позже немецкий ученый Э. Геккель.

Образование гаструлы возможно четырьмя основными способами, из которых самыми распространенными являются вгинання (инвагинация) и заползание (иммиграция).

При инвагинации часть бластодермы прогибается внутрь бластулы (например, у ланцетника). При этом образуется двухслойный зародыш - гаструла, слои клеток которой (внешний - эктодерма и внутренний-энтодерма) получили название зародышевых листков, впервые установил эстонский ученый Карл Бэр. В дальнейшем онтогенезе из зародышевых листков возникают все ткани и органы взрослой особи. На месте вгинання образуется первичный рот, ведущий в замкнутую полость первичной кишки. Между эктодермой и энтодермой остаются остатки полости бластулы. Иммиграция - это перемещение части бластомеров в полость бластулы, где они впоследствии образуют внутренний зародышевый листок ентодерму (например, в части кишечнополостных).

На этапе гаструлы завершается эмбриональное развитие так называемых двухслойных животных (например, кишечнополостных), в которых тело взрослых особей сохраняет двошаровисть гаструлы, первичный рот и полость первичной кишки.

В большинстве многоклеточных животных после гаструляции наступает этап формирования третьего (среднего) зародышевого листка - мезодермы, - расположенного между внешним и внутренним, и закладки органов и их систем.

Мезодерма закладывается разными путями. У большинства беспозвоночных две или несколько клеток зародыша перемещаются в пространство между экто-и энтодермой и размещаются по бокам первичного рта. Вследствие нескольких делений эти клетки образуют мезодерму.

В других животных (иглокожие, хордовые) в бластоцель впьячуються боковые выросты стенки первичной кишки. Они отделяются и образуют замкнутые мешки, из которых впоследствии и формируется мезодерма.

Следует отметить, что первичный рот (бластопор), который возникает на стадии гаструлы, не всегда сохраняется у взрослых особей. В так называемых вторичноротых животных (иглокожие, хордовые т.д.) на его месте возникает анальное отверстие, на противоположном конце тела образуется углубление, которое сочетается с кишечником, а ее отверстие на поверхности называется вторичный рот. выводы

Эмбриональное развитие многоклеточных животных начинается с дробления - ряда последовательных делений зиготы или партеногене-тической яйцеклетки. При этом клетки, образующиеся в результате дробления (бластомеры), не растут в периоды между делениями. В результате дробления образуется бластула - стадия эмбрионального развития, состоящая из одного слоя клеток и имеет внутри полость.

В дальнейшем происходит процесс гаструляции - образование из бластулы двухслойного зародыша (гаструлы). Она состоит из двух слоев клеток (зародышевых листков): внешнего - эктодермы и внутреннего - энтодермы. У большинства животных возникает еще и третий (средний) зародышевый листок - мезодерма. Зародышевые листки дают начало всем тканям и органам взрослых особей.

 


Загрузка...
Яндекс.Метрика Google+