 |
II. Эмбриологическая (по происходящим процессам)
|
|
|
|
Понятие об онтогенезе. Типы онтогенеза и их характеристика.
ОНТОГЕНЕЗ — процесс индивидуального развития организма (от его зарождения до смерти). Период онтогенеза от оплодотворения яйцеклетки до выхода молодой особи из яйцевых оболочек или тела матери называется зародышевым, или эмбриональным, развитием (эмбриогенез); после рождения начинается постэмбриональный период.
Изучение наследственности и изменчивости показало, что последовательное развитие признаков организма в онтогенезе происходит под контролем генетического аппарата. На разных стадиях онтогенеза происходит координированная регуляция активности различных генов. Механизмы этой регуляции и конкретная последовательность развертывания генетической программы в онтогенезе различных видов организмов интенсивно исследуются. Доказано, что хотя все клетки одного организма потенциально несут одну и ту же генетическую программу, но, во-первых, по мере развития организма разные его клетки используют разные части этой программы, а во-вторых, на характер работы генов большое влияние оказывают условия внешней, по отношению к клетке и к данному организму, среды.
Детальные сведения о том, как происходит регуляция генной активности, получены пока на микроорганизмах. Этот процесс у высших организмов еще предстоит изучить. Однако ясно, что регуляция генной активности у высших организмов, включая человека, осуществляется непрерывно на всем протяжении онтогенеза Накоплено много данных о том, как на разных стадиях развития данного организма и в разных его органах происходит «включение» тех или иных генов. Напр., у человека на протяжении его жизни трижды меняется тип синтезируемых молекул гемоглобина. На ранних стадиях развития зародыша образуется так наз. эмбриональный гемоглобин. Затем через нек-рое время ген, контролирующий синтез этих молекул, «замолкает» (подавляется) и вместо него вступает в работу другой ген, кодирующий так наз. гемоглобин плода.
|
|
|
Позже происходит еще одна смена, начинается синтез третьего типа гемоглобина — гемоглобина взрослого типа.
Необходимость смены одного типа гемоглобина другим обусловлена различными потребностями организмов. Так, в процессе внутриутробного развития организм снабжается кислородом из крови матери, а поскольку два первых типа гемоглобина (эмбриональный гемоглобин и гемоглобин плода) лучше связывают кислород, чем гемоглобин взрослого типа, то понятно, почему в ходе эволюционного развития выработалось такое важное приспособление, как смена типов гемоглобина на разных стадиях онтогенеза. Наблюдающаяся иногда задержка в смене ранних типов гемоглобина на взрослый тип или их неполная смена приводит к заболеванию — талассемии.
Прекращение работы генов не означает их разрушения. Опыты на растениях показали, что изолированные клетки практически всех частей растения (листьев, корней и стебля) способны в соответствующих условиях начать делиться и дать зрелый нормальный организм. Подобные опыты проведены и на животных.
Наряду с запрограммированной в самом организме переменой в работе разных генов осуществляется многообразное влияние на активность генов со стороны окружающей среды. Установлено, что развитие любого признака является следствием не только той генетической программы, к-рая уже заложена в оплодотворенной яйцеклетке и затем разворачивается в ходе онтогенеза, но и обусловливается действием окружающей среды. Наблюдения над однояйцовыми близнецами доказали это положение. У этих близнецов генетическая программа в начальные моменты развития была одинаковой, однако последующие различия в условиях жизни приводят к нек-рым различиям в их физич. и умственном развитии.
|
|
|
Вместе с тем следует подчеркнуть, что между развитием определенных признаков у человека (как и у любых других представителей высших организмов) и отдельными генами существует сложная связь. Те или иные признаки формируются под контролем большого числа генов и еще не выяснено, сколько, каких и каким образом связанных друг с другом генов контролируют образование отдельных органов (напр., глаза или даже частей глаза). Выяснение этих вопросов — дело будущего, и такая работа проводится биологами. Известно немного, напр., как происходит наследование цвета глаз, а также некоторых других признаков.
Изучение генетической программы развития имеет большое практич. значение, в особенности в отношении генов, определяющих предрасположенность к различным заболеваниям. Обнаружено большое число наследуемых болезней (многие болезни нервной системы, обмена веществ и др.), к-рые выявляются лишь на определенных стадиях онтогенеза. Знание особенностей протекания таких болезней чрезвычайно важно для их раннего выявления и лечения. Эти же сведения существенны для медико-генетического консультирования, т. к. раннее выявление носительства генов, определяющих развитие той или иной болезни, дает возможность специалистам по медицинской генетике высказать рекомендации о степени риска передачи таких генов потомству.
Типы и периодизация онтогенеза:
- Прямой (без превращения)
a. Неличиночный (яйцекладный)
яйцеклетки богаты питательными веществами, значительная часть онтогенеза в яйце во внешней среде
b. Внутриутробный
обеспечение жизненных функций и развития зародыша материнским организмом через плаценту, роль провизорных органов
- Непрямой (с превращением)
a. Полным: яйцо – личинка – куколка – взрослая особь
b. Не полным: яйцо – личинка – взрослая особь
Периодизация онтогенеза
I. Общебиологическая (по способности особи осуществлять функцию размножения)
1. Прогенез
2. Дорепродуктивный
i. Эмбриональный
Развитие внутри яйцевых оболочек
Зародыш относительно изолирован от окружающей среды
|
|
|
Наиболее короток у Плацентарных – несколько суток до имплантации бластоцисты в матку
Наиболее долог у птиц и других яйцекладущих
Выход бластоцисты из оболочки – конец эмбрионального периода у Плацнтарных
ii. Личиночный
Может длиться от дней или месяцев до нескольких лет (миноги)
Личинка – свободноживущий зародыш. Она имеет временные (провизорные) органы
Период важен для питания и расселения
У человека личиночный период гомологичен периоду развития плода в матке
Некоторые виды достигают половой зрелости на стадии личинки (Аксолотль – личинка амблиомы, способна размножаться)
iii. Метаморфоз (превращение)
Личинка превращается в ювенильную (юную) форму
Личиночные (провизорные) органы исчезают, организм перестраивается и появляются органы взрослой жизни
У человека гомологичен родам Когда отбрасываются зародышевые оболочки, изменяется кровообращение, дыхание, гемоглобин и др.
iv. Ювенильный
Длится до полового созревания
Происходит интенсивный рост
У млекопитающих и птиц молодь сильно зависит от родителей
3. Репродуктивный
Остановка роста и активное размножение
Вторичные половые признаки
Есть виды, размножающиеся однократно (лосось) и многократно (чем больше помет, тем меньше продолжительность жизни вида)
4. Пострепродуктивный (старение)
Связан со старением, характерно прекращение участия в размножении, устойчивость снижается. Различают внешние признаки старости (снижение эластичности кожи, поседение волос, развитие дальнозоркости) и внутренние (обратное развитие органов, снижение эластичности кровеносных сосудов, нарушение кровоснабжения мозга, деятельности сердца и др.). Все это приводит к снижению жизнеспособности и повышению вероятности гибели.
Существуют десятки гипотез, объясняющие механизмы старения. В настоящее время ученые рассматривают в качестве основных 2 причины старения:
· износ биологических структур вследствие возрастного накопления ошибок в клеточных механизмах под действием мутаций;
· генетически предопределенное разрушение.
|
|
|
5. Смерть
Смерть как биологическое явление – универсальный способ ограничить участие многоклеточного организма в размножении, обеспечить смену поколений и эволюционный процесс. Скорость нарастания и выраженность изменений в процесс старения зависит от генотипа, условий жизни, образа жизни, в т.ч. питания
II. Эмбриологическая (по происходящим процессам)
1. Дробление
2. Гаструляция
3. Гисто- и органогенез
III. Антропологическая
1. Предзиготный (предэмбриональный)
Период образования и созревания половых клеток
2. Пренатальный (эмбриональный)
Начинается с момента оплодотворения и заканчивается рождением или выходом из яйца. После оплодотворения зигота начинает дробиться, бластомеры постепенно выстраиваются по периферии, образуя однослойный зародыш – бластулу. Затем образуется двухслойный зародыш – гаструла, имеющая эктодерму и энтодерму, первичный рот – бластопор и полость – гастроцель. На следующем этапе закладывается третий слой клеток – мезодерма. Далее из этих пластов клеток образуются ткани и органы, т.е. идет гисто- и органогенез.
i. Начальный – 1 неделя после оплодотворения
ii. Зародышевый (зародыш называют эмбрионом) – со 2ой по 9ую недели после оплодотворения
iii. Плодный (зародыш называют плодом) – с 9ой по 40ую недели
3. Постнатальный (постэмбриональный)
i. Новорожденность (1-10 дней). Сложный период адаптации к совершенно новым условиям существования
ii. Грудной (до 1 года). Ребенок вскармливается молоком матери, в котором содержатся помимо питательных веществ, солей и витаминов готовые антитела
iii. Раннее детство (1 -3 года). Ребенок учится нормально ходить, говорить, начинает познавать окружающий мир
iv. Первое детство (4-6 лет). Ребенка интересует все окружающее и он стремится его понять
v. Второе детство (м 7-12 лет, ж 7-11 лет). Школьный период до полового созревания
vi. Подростковый (м 13-16 лет, ж 12-15 лет). Период наступления полового созревания
vii. Юношеский (м 17-21 год, ж 16-20 лет). Период окончания роста, полового и физического созревания
viii. Первая зрелость (м 22-35 лет, ж 21-35 лет). Наилучший период для деторождения
ix. Вторая зрелость (м 36-60 лет, ж 36-55 лет). 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
x. Пожилой (м 61-75 лет, ж 56-75 лет). В это период многие люди еще сохраняют достаточную профессиональную трудоспособность, хотя процессы старения продолжают развиваться
|
|
|
xi. Старческий (76-90 лет). Заметно выражены старческие изменения, однако в этом возрасте многие люди сохраняют ясность ума и способность к творческому труду
xii. Долгожители (более 90 лет). До этого последнего периода онтогенеза доживают преимущественно женщины
|
|
|
