Независимо от способа размножения, начало новому организму дает одна клетка, содержащая наследственные задатки и обладающая всеми характерными признаками и свойствами целого организма.
Индивидуальное развитие заключается в постепенной реализации наследственной информации, полученной от родителей.
Начало эволюционной эмбриологииположили русские ученые А.О. Ковалевский и И.И. Мечников. Они впервые обнаружили три зародышевых листка и установили принципы развития беспозвоночных и позвоночных животных. Онтогенезом, или индивидуальным развитием, называется весь период жизни особи с момента образования зиготы до гибели организма.
Онтогенез делится на два периода:
— эмбриональный период: от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек;
— постэмбриональный период: от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.
Стадии эмбрионального развития (на примере ланцетника)
Дробление — многократное деление зиготы путем митоза. Образование бластулы — многоклеточного зародыша.
Гаструляция — образование двухслойного зародыша — гаструлы с наружным слоем клеток (эктодермой) и внутренним, выстилающим полость (энтодермой). У многоклеточных животных часто вслед за образованием двухслойного зародыша, возникает третий зародышевый слой — мезодерма, который находится между экто — и энтодермой.
Содержание
Эмбриональное и постэмбриональное развитие организмов. Органогенез.
Зародыш становится трехслойным. Сущность процесса гаструляции заключается в перемещении клеточных масс. Клетки зародыша практически не делятся и не растут. Появляются первый признаки дифференцировки клеток.
Органогенез — образование комплекса осевых органов: нервной трубки, хорды, кишечной трубки, мезодермальных сомеитов. Дальнейшая дифференцировка клеток приводит к возникновению многочисленных производных зародышевых листков — органов и тканей. Из эктодермы формируются: нервная система, кожа, органы зрения и слуха. Из энтодермы формируются: кишечник, легкие, печень, поджелудочная железа. Из мезодермы — хорда, скелет, мышцы, почки, кровеносная и лимфатическая системы.
В ходе органогенеза одни зачатки влияют на развитие других зачатков (эмбриональная индукция). Взаимодействие частей зародыша является основой его целостности. В период эмбрионального развития зародыш очень чувствителен к влиянию факторов среды. Такие вредные воздействия, как алкоголь, табак, наркотики, могут нарушить ход развития и привести к различным уродствам.
Постэмбриональное или послезародышевое развитие начинается с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и длится до смерти организма. Оно бывает двух типов: прямое и непрямое.
При прямом развитии родившиеся потомки во всем сходны с взрослыми особями, обитают в той же среде и питаются той же пищей, что обостряет внутривидовую конкуренцию (птицы, пресмыкающиеся, млекопитающие, некоторые насекомые и др.).
При непрямом развитии новый организм появляется на свет в виде личинки, претерпевающей в своем развитии ряд превращений — метаморфозов (амфибии, многие насекомые). Метаморфоз связан с разрушением личиночных органов и возникновением органов, присущих взрослым животным. Например, у головастика в процессе метаморфоза, происходящего под влиянием гормона щитовидной железы, исчезает боковая линия, рассасывается хвост, появляются конечности, развиваются легкие и второй круг кровообращения.
Значение метаморфоза:
— личинки могут самостоятельно питаться, расти и накапливать вещества для формирования постоянных органов, обитая в среде, нехарактерной для взрослых особей;
— личинки могут играть важную роль в расселении организмов (например, личинки двухстворчатых моллюсков).
— разная среда обитания снижает интенсивность внутривидовой борьбы за существование.
Непрямое развитие особей является важным приспособлением, возникшим в ходе эволюции
Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 1752; Нарушение авторских прав?;
Читайте также:
Эмбриональное и постэмбриональное развитие
Онтогенез (от греч. οντογένεση: ον — существо и γένεση — происхождение, рождение) — индивидуальное развитие организма от оплодотворения до смерти.
У многоклеточных животных в составе онтогенеза принято различать фазы эмбрионального (под покровом яйцевых оболочек) и постэмбрионального (за пределами яйца) развития, а у живородящих животных пренатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения) онтогенез.
У многоклеточных растений к эмбриональному развитию относят процессы, происходящие в зародышевом мешке семенных растений.
Термин «онтогенез» впервые был введен Э. Геккелем в 1866 году. В ходе онтогенеза происходит процесс реализации генетической информации, полученной от родителей.
Онтогенез делится на два периода: эмбриональный — от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек;
Эмбриональный период
В эмбриональном периоде выделяют три основных этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез. Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. У большинства позвоночных он включает стадии (фазы) дробления, гаструляции, гисто- и органогенеза.
Дробление
Дробление — ряд последовательных митотических делений оплодотворенного или инициированного к развитию яйца. Дробление представляет собой первый период эмбрионального развития, который присутствует в онтогенезе всех многоклеточных животных и приводит к образованию зародыша, называемого бластулой (зародыш однослойный). При этом масса зародыша и его объем не меняются, то есть они остаются такими же, как у зиготы, а яйцо разделяется на все более мелкие клетки — бластомеры. После каждого деления дробления клетки зародыша становятся все более мелкими, то-есть меняются ядерно-плазменные отношения: ядро остается таким же, а объем цитоплазмы уменьшается. Процесс протекает до тех пор, пока эти показатели не достигнут значений, характерных для соматических клеток. Тип дробления зависит от количества желтка и его расположения в яйце. Если желтка мало и он равномерно распределен в цитоплазме (изолецитальные яйца: иглокожие, плоские черви, млекопитающие), то дробление протекает по типу полного равномерного: бластомеры одинаковы по размерам, дробится все яйцо. Если желток распределен неравномерно (телолецитальные яйца: амфибии), то дробление протекает по типу полного неравномерного: бластомеры — разной величины, те, которые содержат желток — крупнее, яйцо дробится целиком. При неполном дроблении желтка в яйцах настолько много, что борозды дробления не могут разделить его целиком. Дробление яйца, у которого дробится только сконцентрированная на анимальном полюсе «шапочка» цитоплазмы, где находится ядро зиготы, называется неполным дискоидальным (телолецитальные яйца: пресмыкающиеся, птицы). При неполном поверхностном дроблении в глубине желтка происходят первые синхронные ядерные деления, не сопровождающиеся образованием межклеточных границ. Ядра, окруженные небольшим количеством цитоплазмы, равномерно распределяются в желтке. Когда их становится достаточно много, они мигрируют в цитоплазму, где затем после образования межклеточных границ возникает бластодерма (центролецитальные яйца: насекомые).
Гаструляция — процесс разделения зародыша на зародышевые листки. В ходе гаструляции клетки зародыша практически не делятся и не растут. Происходит активное передвижение клеточных масс (морфогенетические движения). В результате гаструляции формируются зародышевые листки (пласты клеток). Гаструляция приводит к образованию зародыша, называемого гаструлой.
Первичный органогенез
Первичный органогенез — процесс образования комплекса осевых органов. В разных группах животных этот процесс характеризуется своими особенностями. Например, у хордовых на этом этапе происходит закладка нервной трубки, хорды и кишечной трубки.
В ходе дальнейшего развития формирование зародыша осуществляется за счет процессов роста, дифференцировки и морфогенеза. Рост обеспечивает накопление клеточной массы зародыша. В ходе процесса дифференцировки возникают различно специализированные клетки, формирующие различные ткани и органы. Процесс морфогенеза обеспечивает приобретение зародышем специфической формы.
Постэмбриональное развитие
Постэмбриональное развитие бывает прямым и непрямым.
Прямое развитие — развитие, при котором появившийся организм идентичен по строению взрослому организму, но имеет меньшие размеры и не обладает половой зрелостью.
Эмбриональное и постэмбриональное развитие
Дальнейшее развитие связано с увеличением размеров и приобретением половой зрелости. Например: развитие рептилий, птиц, млекопитающих.
Непрямое развитие, или развитие с метаморфозом — появившийся организм отличается по строению от взрослого организма, обычно устроен проще, может иметь специфические органы, такой зародыш называется личинкой. Личинка питается, растет и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослому организму (имаго). Например: развитие лягушки, некоторых насекомых, различных червей.
Постэмбриональное развитие сопровождается ростом.
Филогене́з (от греческого phylos — племя, раса и geneticos — имеющий отношение к рождению) — историческое развитие организмов. В биологии филогенез рассматривает развитие биологического вида во времени. Таксономия, классификация организмов по сходству, основана на филогенезе, но методологически отличается от филогенетического представления организмов.
Филогенез рассматривает эволюцию в качестве процесса, в котором генетическая линия — организмы от предка к потомкам — разветвляется во времени, и её отдельные ветви могут специализироваться относительно общего предка, сливаться в результате гибридизации или исчезать в результате вымирания.
Тема 3.3 Постэмбриональное развитие
Терминология
1. Амнион – тело зародыша, окруженное водной оболочкой.
2. Метаморфоз – превращения в период развития.
3. Рост определенный – рост ограниченный сроком.
4. Рост неопределенный – продолжающийся всю жизнь.
5. Дивергенций – расхождение признаков.
6. Филогенез – историческое развитие организмов.
Постэмбриональный период развития
В момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек заканчивается эмбриональный и начинается постэмбриональный период развития, завершающийся смертью организма.
Постэмбриональное развитие может быть прямым или сопровождаться превращением – метаморфозом.
При прямом развитии из яйцевых оболочек или из тела матери выходит организм, в котором заложены все основные органы, свойственные взрослому организму (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие). Постэмбриональное развитие у этих животных сводится в основном к росту и половому созреванию. При развитии с метаморфозом из яйца выходит личинка, обычно устроенная проще взрослого животного, со специальными личиночными органами, отсутствующими во взрослом состоянии. Личинка питается, растёт и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослым животным.
Следовательно, при метаморфозе разрушаются личиночные органы и возникают органы, присущие взрослым животным.
Например, у асцидий (тип хордовых) образуется личинка, обладающая всеми основными признаками хордовых: хордой, нервной трубкой, жаберными щелями. Личинка свободно плавает, а затем прикрепляется к твёрдой поверхности и совершает метаморфоз: исчезает хвост, хорда и нервная трубка распадаются. Асцидия ведёт прикреплённый образ жизни. Строение личинки указывает на происхождение их от хордовых, ведущих свободный образ жизни. В процессе метаморфоза асцидии переходят к сидячему образу жизни, в связи с чем упрощается их организация.
Личиночная форма амфибий – головастик, для которого характерны жаберные щели, боковая линия, один круг кровообращения. В процессе метаморфоза, проходящего под влиянием гормона щитовидной железы исчезает хвост, появляются конечности, исчезает боковая линия, развиваются лёгкие. Обращает на себя внимание сходство ряда черт строения головастика и рыб.
Примером полного метаморфоза может служить развитие насекомых. Гусеницы бабочек или личинки стрекоз резко отличаются по строению, образу жизни и среде обитания от взрослых животных. Таким образом, метаморфоз связан с переменой образа жизни или среды обитания.
С неполным метаморфозом протекает развитие у некоторых насекомых, например таракан.
Значение метаморфоза заключается в том, что личинки могут самостоятельно питаться и растут, накапливая клеточный материал для формирования постоянных органов, свойственных взрослым животным. Кроме того, свободноживущие личинки прикреплённых животных играют важную роль в расселении вида, в расширении ареала. Смена образа жизни или среды обитания в процессе онтогенеза благодаря тому, что личиночные формы некоторых животных обитают в иных условиях и имеют другие источники питания, снижает интенсивность борьбы за существование внутри вида.
В ряде случаев процессы, происходящие в индивидуальном развитии, указывают на события, имевшие место в филогенезе, т.е. процессе исторического развития данного вида.
Постэмбриональный период развития имеет разную продолжительность.
Онтогенез. Эмбриональное и постэмбриональное развитие
Например, подёнка в личиночном состоянии живёт 2-3 года, а во взрослом состоянии 2-3 часа или 2-3 дня. Взрослые особи не питаются из-за отсутствия ротового аппарата. После оплодотворения и откладки яиц они умирают. В большинстве случаев постэмбриональный период более продолжителен. У человека он включает стадию полового созревания, стадию зрелости и старости.
У млекопитающих наблюдается зависимость продолжительности жизни от длительности полового созревания и беременности.
Постэмбриональное развитие сопровождается ростом. Различают рост неопределённый, продолжающийся в течение всей жизни и определённый, ограниченный каким-то сроком. Неопределённый рост наблюдается у деревьев, моллюсков. У многих животных рост прекращается вскоре после достижения полового созревания.
Биогенетический закон
Все многоклеточные организмы развиваются из одной оплодотворённой клетки. Развитие зародышей у животных, относящихся к одному типу, во многом сходно. На ранних стадиях развития зародыши позвоночных очень похожи. Эти факты подтверждаются справедливостью закона зародышевого сходства: «Эмбрионы обнаруживают, уже начиная с ранних стадий, известное общее сходство в пределах типа».
Сходство зародышей разных систематических групп свидетельствует об общности их происхождения. В дальнейшем в строении зародышей проявляются признаки класса, рода, вида и, наконец, признаки, характерные для данной особи. Расхождение признаков зародышей в процессе развития называется эмбриональной дивергенцией и объясняется историей развития данного вида, отражая эволюцию той или иной систематической группы животных.
Изменчивости подвержены все стадии развития. Мутации затрагивают гены, обуславливающие особенности строения и обмена веществ у эмбрионов на самых ранних стадиях развития. Но структуры, возникающие у эмбрионов играют важную роль в процессах дальнейшего развития. Поэтому изменения на ранних стадиях обычно приводят к недоразвитию и гибели организма. Напротив, изменения на поздних стадиях, затрагивая менее значительные признаки, могут быть благоприятные для организма и в таких случаях подхватываются естественным отбором.
Появление в эмбриональном периоде развития признаков, свойственных далёким предкам, отражает эволюционные преобразования в строении органов.
Многочисленные примеры указывают на глубокую связь между индивидуальным развитием организмов и их историческим развитием.
Эта связь нашла выражение в биогенетическом законе: Онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть кратное и быстрое повторение филогенеза (исторического развития) вида, к которому эта особь относится.
Биогенетический закон сыграл важную роль в развитии эволюционных идей. В ряде случаев изменения, отличающие строение взрослых организмов от строения предков, появляются в эмбриональном периоде.
В некоторых случаях изменения возникают на средних стадиях развития.
Таким образом, в основе филогенеза лежат изменения, происходящие в онтогенезе отдельных особей.
Развитие организмов и окружающая среда. Организм не может жить вне среды обитания. Столь же невозможно и развитие организма вне окружающей среды. Например, куриное яйцо развивается только при определённой температуре. Не менее важен ионный состав для развития водных организмов. Всем видам не безразличны концентрация кислорода, содержание углекислоты и т.д.
В развитии зародыша существуют критические периоды, когда эмбрион более чувствителен к действию внешних агентов. Организм развивается в условиях, характерных для особей данного вида и вне этих условий развитие нарушается.
Таким образом, воздействия неблагоприятных факторов на организм в большинстве случаев обязательно сказываются на развитии потомства.
Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте: