Ceea ce se numește dezvoltare individuală. Dezvoltarea individuală a organismelor - ontogeneză

2. Dezvoltarea embrionară a embrionului la animale:

a) zdrobire; tipuri de zdrobire;

b) gastrulatie; metode de gastrulare;

c) organogeneza primară (aşezarea complexului axial de organe);

d) inducţia embrionară.

3. Dezvoltare postembrionară:

a) tipuri de posturi Dezvoltarea embrionară;

b) dezvoltare directă - nonlarvară și intrauterină;

c) dezvoltare indirectă – cu metamorfoză completă şi incompletă.

4. Influența factorilor Mediul extern asupra dezvoltării individuale a organismului.

1. Ontogeneză. Tipuri de ontogeneză. Periodizarea ontogenezei.

Ontogeneză – procesul de dezvoltare individuală a unui individ, adică întregul set de transformări din momentul formării zigotului până la moartea organismului.

La speciile care se reproduc asexuat, ontogeneza începe cu separarea uneia sau a unui grup de celule ale organismului matern. La speciile cu reproducere sexuală, începe cu fertilizarea oului. La procariote și organismele eucariote unicelulare, ontogenia este în esență un ciclu celular, care se termină de obicei cu diviziunea celulară sau moartea celulei.

În timpul dezvoltării individuale, organismele multicelulare suferă o serie de procese regulate:

Formarea trăsăturilor morfofuncționale inerente unei anumite specii biologice;

Implementarea functiilor specifice;

Atingerea pubertății;

Reproducere;

Îmbătrânire;

Toate aceste procese, ca componente ale ontogenezei, au loc pe baza informațiilor ereditare primite de descendenți de la părinți. Aceste informații sunt un fel de instrucțiuni despre timpul, locul și natura mecanismelor private de dezvoltare ale individului. Prin urmare, ontogeneza poate fi definită ca procesul de implementare a informațiilor genetice primite de la părinți în anumite condiții de mediu.

Se disting următoarele tipuri de ontogeneză: directă și indirectă. Dezvoltare indirectă apare sub formă larvară și dezvoltare directă– în non-larvare și intrauterine (Fig...)

TIPURI DE ONTOGENEZĂ

Dezvoltare directă Dezvoltare indirectă

(cu metamorfoza)

Tip non-larvar cu metamorfoză incompletă:

(depune ouă cu o cantitate mare gălbenuș) ou – larvă – adult – individ

Intrauterin cu metamorfoză completă

Ou – larvă – pupă – adult – individ

Ontogeneza este un proces continuu de dezvoltare a unui individ. Cu toate acestea, etapele sale diferă în ceea ce privește conținutul și mecanismele proceselor care au loc. Din acest motiv, ontogeneza organismelor multicelulare este împărțită în perioade: embrionară– din momentul fecundarii oului pana la eliberarea membranelor de ou sau nastere si postembrionară– de la ieșirea din coji sau naștere până la moarte. Pentru animalele placentare și oameni, este acceptată o împărțire în perioade prenatale (înainte de naștere) și postnatale (după naștere). Adesea, se distinge și o perioadă proembrionară sau prezigotică, care include procesele de formare a celulelor germinale (spermato- și oogeneză).

1. Dezvoltarea embrionară la animale.

Embrionară (embriogeneză) dezvoltarea începe din momentul formării zigotului și este procesul de transformare a acestuia din urmă într-un organism pluricelular.

Dezvoltarea embrionară constă în următoarele etape principale:

despărțindu-se, în urma căruia se formează un embrion multicelular;

gastrulatie, în timpul căreia apar primele țesuturi - ectoderm, endodermȘi mezoderm, iar embrionul devine cu două sau trei straturi;

organogeneza primară - formarea unui complex de organe axiale ale embrionului (tub neural, notocord, tub intestinal);

ieșire din ou sau membrane embrionare (cu tipuri de dezvoltare larvară și nonlarvară) sau naștere (cu dezvoltare intrauterină).

Despărțirea - un proces de multiple diviziuni mitotice rapid succesive ale zigotului, conducând la formarea unui embrion multicelular. Diviziunile de clivaj, spre deosebire de diviziunile celulare obișnuite, au loc fără o perioadă postmitotică. Celulele rezultate ( blastomeri) nu cresc. În timpul procesului de clivaj, volumul total al embrionului nu se modifică, dar

dimensiunea celulelor sale constitutive scade, adică. embrionul este fragmentat.

Tipul de fragmentare a unui ou fertilizat depinde de cantitatea de gălbenuș și de natura distribuției sale în citoplasma oului, adică de tipul de ou. În acest sens, se distinge zdrobirea complet când întregul ou este zdrobit și incomplet, când o parte din ea este zdrobită. Acest lucru, la rândul său, se datorează faptului că gălbenușul previne formarea unei constricții în timpul diviziunii corpului celular.

Se produce zdrobirea completă uniformă, dacă celulele formate ca urmare a diviziunii sunt aproximativ egale ca mărime și neuniformă dacă acestea diferă ca mărime.

Zdrobirea incompletă poate fi parțial superficial, sau discoidal.

Zdrobirea are loc sincron(diviziunea simultană a tuturor celulelor) și asincron(diviziunea celulară non-simultană).

Isolecital Lecital moderat Telolecital Alecital

Complet, complet, incomplet, complet,

Uniformă Uniformă discoidal inegal

(lanceta) (broasca) (pasari) asincron

(Uman)

Zdrobire uniformă completă .

În oul lanceletă există puțin gălbenuș și este distribuit uniform în citoplasmă, astfel că fragmentarea oului fertilizat este completă și uniformă.

I – zigot; II – stadiile 2, 4 și 32 blastomeri; III - blastula; IV – gastrula; V – angajarea complexului axial de organe (1 – tub neural; 2 – notocorda; 3 – ectoderm; 4 – tub intestinal).

Primul șanț se desfășoară în plan meridional în direcția de la polul animal la polul vegetativ; Zigotul se împarte în două celule egale - blastomere.

Al 2-lea şanţ se desfăşoară perpendicular pe primul, tot în plan meridional; Se formează 4 blastomeri.

A 3-a brazdă este latitudinală - trece ușor deasupra ecuatorului și împarte imediat 4 blastomeri în 8 celule.

În plus, brazdele meridionale și latitudinale alternează corect. Pe măsură ce numărul de celule crește, diviziunea devine asincronă. În stadiul de 32 de blastomeri, embrionul are aspectul unei zmeură și se numește Morula. Blastomerele diverg din ce în ce mai mult, formând o cavitate în stadiul de 64 de blastomere - blastocoel iar embrionul ia forma unei vezicule cu un perete format dintr-un strat de celule apropiat unul altuia, în interiorul căruia se află cavitatea primară a corpului, adică se formează blastula (celoblastula).

Zdrobire neuniformă completă.

Caracteristic ouălor moderat telolecitale. Există mai mult gălbenuș în oul unei broaște decât într-o lancetă și este concentrat în principal la polul vegetativ.

Primele două șanțuri meridionale împart oul în 4 blastomeri egali.

3 – șanțul latitudinal este puternic deplasat spre polul animal, unde există mai puțin gălbenuș. Ca rezultat, se formează 4 micro- și 4 macroblastomere, care diferă brusc ca mărime.

Ca urmare a fragmentării continue, celulele polului animal, mai puțin supraîncărcate cu gălbenuș, se divid mai des și au dimensiuni mai mici decât celulele polului vegetativ. Blastula are un perete format din mai multe rânduri de celule; Blastocelul este mic și deplasat spre polul animal ( amfiblastula).

Zdrobire discoidală incompletă.

Caracteristic ouălor telolecitale de reptile și păsări, puternic supraîncărcate cu gălbenuș. Citoplasma fără gălbenuș reprezintă aproximativ 1% din volum. Gălbenușul previne fragmentarea și, prin urmare, doar o fâșie îngustă de citoplasmă la polul animal este fragmentată. Ca urmare, disc germinal (discoblastula).

Indiferent de caracteristicile fragmentării ouălor fertilizate la diferite animale, datorită diferențelor de cantitate și natură a distribuției gălbenușului în citoplasmă, fragmentarea, ca perioadă de dezvoltare embrionară, se caracterizează prin următoarele caracteristici:

Ca urmare a fragmentării, se formează un embrion multicelular (blastulare) - o blastulă și material celular se acumulează pentru dezvoltare ulterioară.

Toate celulele din blastula au un set diploid de cromozomi (2n), sunt identice ca structură și diferă unele de altele în principal prin cantitatea de gălbenuș, adică celulele blastulei nu sunt diferențiate.

O trăsătură caracteristică a clivajului este un ciclu mitotic foarte scurt în comparație cu durata acestuia la animalele adulte.

În perioada de fragmentare, ADN-ul și proteinele sunt sintetizate intens, dar sinteza ARN-ului este absentă. Informația genetică conținută în nucleele blastomerelor nu este utilizată.

În timpul clivajului, citoplasma nu se mișcă.

Gastrulare - acesta este procesul de formare a unui embrion cu două sau trei straturi - gastrula, a cărui bază este mișcările complexe și diverse ale maselor celulare și diferențierea celulară. Straturile rezultate se numesc straturi germinale. Sunt straturi de celule care au o structură similară, ocupă o anumită poziție în embrion și dau naștere anumitor organe și sisteme de organe.

Există externe - ectoderm- și intern - endoderm- cearșafuri între care la animalele cu trei straturi se află mezoderm.

În timpul gastrulației, diviziunea celulară este fie slab exprimată, fie absentă, iar embrionul nu crește.

1 – invaginatie; 2 – epibol; 3 – imigrare; 4 – delaminare.

În funcție de tipul de blastula, există patru metode principale de gastrulare:

- invaginatie– formarea unui embrion cu două straturi prin invaginarea peretelui blastulei în cavitatea blastocelului (lanceletă);

- epibolie– formarea unui embrion cu două straturi ca urmare a furajului de celule mici ale polului animal pe polul vegetativ, celulele polului animal cresc peste acesta și ajunge în interiorul embrionului (amfibian);

- imigrare– pătrunderea prin imersarea unei părți a celulelor blastulei în blastocel (celenterate);

- delaminare– ca urmare a diviziunii celulare, discul germinativ este împărțit în două straturi (reptile și păsări).

Cu toate acestea, metodele enumerate de gastrulare nu se găsesc aproape niciodată în natură în forma lor pură, ceea ce dă motive să evidențiem o a cincea metodă - amestecat, sau combinate.

Gastrula este un sac cu două straturi, a cărui cavitate (gastrocoel) comunică cu mediul extern printr-o deschidere - blastopor(gura primară). Stratul exterior al gastrulei este ectodermul, stratul interior este endodermul. Structura gastrulei depinde de tipul de ou și de stilul de viață al embrionului în acest stadiu. Astfel, la celenterate, gastrula este o larvă cu viață liberă - o planula; la alte specii, gastrula se dezvoltă în membranele ouălor sau în corpul mamei.

La unele animale (bureți, celenterate), procesul de gastrulație se încheie cu formarea a două straturi germinale - ecto- și endoderm. Reprezentanții rămași ai lumii animale se caracterizează prin formarea celui de-al treilea strat germinal - mezodermul. Depunerea și formarea mezodermului se realizează în două moduri: teloblasticȘi enteroceloasă. Cu metoda teloblastică de anlage, 2 celule mari sunt separate în regiunea buzelor blastoporului ( teloblaste); Prin înmulțire, ele dau naștere la două dungi mezodermice, din care (odată cu apariția în interiorul cavității) se formează vezicule celomice. Cu metoda enterocoel de anlage, intestinul primar formează proeminențe simetrice în blastocel, care apoi se desprind și se transformă în vezicule celomice. În ambele cazuri, veziculele anlage cresc și umplu cavitatea primară a corpului. Se numește stratul de mezoderm adiacent ectodermului perete, sau stratul parietalși adiacent endodermului - viscerală, sau stratul visceral. Se numește cavitatea formată în veziculele mezodermice și care o înlocuiește pe cea primară cavitatea secundară a corpului, sau întreg. Cu metoda teloblastică de așezare a mezodermului, blastoporul se transformă în gura unui animal adult ( protostome). Cu metoda enterocoel, blastoporul se închide și gura adultului se formează a doua oară ( deuterostomii).

Formarea straturilor germinale este rezultatul diferențierii celulelor blastulelor relativ omogene, care sunt similare între ele.

Diferenţiere este procesul de apariție și creștere a diferențelor morfologice și funcționale între celulele individuale și părțile embrionului.

Diferențierea morfologică se manifestă prin formarea a câteva sute de tipuri de celule cu o structură specifică.

Diferențierea biochimică– specializarea celulelor în sinteza unor proteine ​​specifice caracteristice doar unui anumit tip de celule. Keratina este sintetizată în epidermă, insulina este sintetizată în țesutul insular al pancreasului etc. Specializarea biochimică a celulelor este asigurată de activitatea diferențială a genelor, adică diferite gene încep să funcționeze în diferite primordii. Informația genetică se realizează prin sinteza ARNm în stadiul de gastrula, care crește brusc în timpul formării complexului de organe axiale.

Odată cu diferențierea suplimentară a celulelor stratului germinal în procesul de histo- și organogeneză în tipuri diferite La animale, se formează aceleași țesuturi și organe, ceea ce înseamnă că straturile germinale sunt omoloage. Omologia straturilor germinale ale marii majorități a animalelor este una dintre dovezile unității lumii animale.

Histo- și organogeneză.

După terminarea gastrulației, embrionul dezvoltă un complex de organe axiale: tubul neural, notocorda și tubul intestinal. Să luăm în considerare acest proces folosind exemplul lancetei

Ectodermul, situat pe partea dorsală a embrionului, se îndoaie de-a lungul liniei mediane, formând un șanț longitudinal. Zonele de ectoderm situate la dreapta și la stânga șanțului încep să crească pe marginile acestuia. Șanțul - rudimentul sistemului nervos - se scufundă sub ectoderm și marginile acestuia se închid (procesul se numește neurulare, iar stadiul de dezvoltare este neurula). Se formează un tub neural. Restul ectodermului reprezintă rudimentele epiteliului pielii, organele senzoriale..

Partea dorsală a endodermului, situată sub tubul neural, se separă (se separă) treptat de restul endodermului și se pliază într-un cordon elastic dens - coardă. Din partea rămasă a endodermului se dezvoltă epiteliul intestinal, glandele digestive și organele respiratorii.

Diferențierea ulterioară a celulelor embrionare duce la apariția a numeroase derivați ai straturilor germinale - organe și țesuturi.

Inducerea embrionară.

Procesul de diferențiere celulară este în mare măsură determinat de influența unor părți ale embrionului în curs de dezvoltare unele asupra altora. Observațiile dezvoltării unui ou de broască fecundat ne permit să urmărim calea de dezvoltare a celulelor în diferite părți ale embrionului. Se pare că celulele strict definite, care ocupă un loc strict definit în blastulă, dau naștere unor rudimente de organ strict definite. Odată cu debutul gastrulației, începe mișcarea celulelor. Dacă în acest moment (în stadiul incipient al gastrulei) o parte a celulelor de pe partea dorsală - rudimentul complexului axial - este tăiată și transplantată sub ectodermul pielii unui alt embrion pe partea ventrală, atunci este posibil să obţine dezvoltarea unui complex suplimentar de organe axiale în al doilea embrion. În acest caz, embrionul, lipsit de celulele sale de organizare, moare. În consecință, în timpul procesului de dezvoltare, un rudiment îl influențează pe altul, determinând calea dezvoltării sale. Acest fenomen se numește inducția embrionară, iar părțile embrionului care direcționează dezvoltarea structurilor asociate se numesc inductori(sau centre organizatorice). Fenomenul de inducție se observă și odată cu apariția altor organe: contactul proeminenței tubului neural - veziculă optică - cu ectodermul duce la dezvoltarea cristalinului ochiului; cristalinul, la rândul său, induce transformarea ectodermului în cornee.

Dezvoltarea embrionului este influențată în mare măsură de factorii de mediu nefavorabili în care se formează viitorul organism (temperatură, lumină, umiditate, alcool, nicotină, pesticide, o serie de medicamente, droguri etc.). Ele pot perturba cursul normal al embriogenezei și pot duce la formarea diferitelor deformări sau la încetarea completă a dezvoltării.

Derivații stratului germinal

ECTODERM	ENDODDERM	MESODERM
Placa neuronală, care dă naștere sistemului nervos central și periferic; Placa ganglionară, din care se formează ganglionii sistemului nervos autonom, celulele medulei suprarenale și celulele pigmentare; Componentele organelor de vedere, auz, miros; Epiderma pielii, părului, unghiilor, sudoriparea, glandelor sebacee și mamare; Smalț dentar; Epiteliul cavității bucale și al rectului.	Epiteliul tubului intestinal (intestinul mediu); Ficat, pancreas; Plămâni; Epiteliul branhiilor.	Toate tipurile de țesut conjunctiv (oase, cartilaje, tendoane, derm); Mușchii scheletici; Sistem circulator; Sistemul excretor; Sistem reproductiv.

Conceptul de dezvoltare individuală

În biologia modernă, există mai multe categorii legate de dezvoltare. Știm că procesul de dezvoltare continuă a naturii vii se numește evoluție biologică.

Definiția 1

Se numesc etapele succesive de dezvoltare a tuturor formelor lumii organice de la inferioară la superioară dezvoltare filogenetică sau filogeneză.

Dar există și conceptul de dezvoltare individuală a organismelor. Începe din momentul fertilizării oului și se termină cu încetarea proceselor vitale ale organismului ca urmare a morții acestuia.

Definiția 2

Ontogeneză este dezvoltarea individuală a unui organism de la naștere până la moarte.

În diferite grupuri de organisme, ontogeneza are propriile sale caracteristici. U organisme unicelulare procesul de dezvoltare individuală coincide cu ciclul celular. Durata ontogenezei poate varia, de asemenea, semnificativ între diferitele grupuri de organisme vii. Unele plante (de exemplu, sequoia) pot trăi mai mult de 3.000 de dolari de ani, în timp ce alte organisme pot supraviețui câteva ore.

Studiind dezvoltarea individuală a organismelor, oamenii de știință au observat că în timpul ontogenezei organismul trece prin etape de dezvoltare ale lumii organice. Celebra lege filogenetică afirmă că ontogenia este o scurtă repetare a filogeniei. Aceasta este o confirmare elocventă a teoriei evoluționiste.

Începutul ontogenezei

Întrebarea despre începutul dezvoltării unui organism se referă nu numai la biologie, ci și la filozofie. La înmulțirea vegetativă in general vorbind. Că organismul continuă să existe doar într-o formă ușor diferită (la urma urmei, genotipul este complet păstrat).

Prin urmare, astăzi în biologie este general acceptat să se considere începutul ontogenezei în timpul reproducerii vegetative ca fiind începutul diferențierii celulelor și organelor unui rudiment multicelular (fragment de corp, mugure etc.) și al creșterii. În cazul reproducerii prin spori (ciuperci, bacterii, alge, plante purtătoare de spori), sporul este o singură celulă, care apoi se împarte rapid în multe celule fiice. Celulele nou formate se diferențiază. Prin urmare, disputa poate fi un punct de plecare.

În timpul reproducerii sexuale, stadiul inițial al ontogenezei este formarea unui zigot - un ou fertilizat. În cazul partenogenezei, stadiul inițial este începutul dezvoltării unui ovul nefertilizat

Etapele dezvoltării individuale

Dezvoltarea individuală este proces dificil. Fiecare tip de organism are propriile sale caracteristici. În general, majoritatea oamenilor de știință împart în mod condiționat procesul de ontogeneză în două etape importante:

1. embriogeneza,
2. postembriogeneza.

Fiecare dintre aceste etape are propriile sale caracteristici și este, de asemenea, împărțită în anumite etape.

Definiția 3

Embriogeneza (dezvoltarea germenilor) – aceasta este perioada de dezvoltare a unui organism viu din momentul fuziunii gameților și al formării unui zigot până la nașterea sau ecloziunea organismului (germinarea unei semințe în plante).

Unii oameni de știință cred că dezvoltarea postembrionară ar trebui considerată ca perioada de la nașterea unui organism până când acesta dobândește capacitatea de a se reproduce.

Din cauza ambiguității punctelor de vedere, perioada postembrionară este adesea împărțită în etape de vârstă. De exemplu, în dezvoltarea postembrionară a unei persoane, se disting copilăria, adolescența, maturitatea și bătrânețea. Fiecare etapă este caracterizată de caracteristicile dezvoltării fizice, procesele fiziologice și mentale din organism și intensitatea acestora.

Dezvoltarea postembrionară a organismelor vii este studiată de specialiști din diverse discipline. Știința gerontologiei studiază problemele schimbărilor legate de vârstă în corpul uman.

Tine minte!

În ce perioade constă dezvoltarea individuală a unui organism?

Ce este dezvoltarea și metamorfoza?

Tipul de dezvoltare indirectă sau larvară este caracteristic multor nevertebrate și unor vertebrate (pești și amfibieni). Aceasta implică nașterea unui individ, uneori complet diferit de organismul adult. În procesul de dezvoltare indirectă, un individ trece printr-unul sau mai multe stadii larvare (mormol într-o broască, omida într-un fluture). Larvele duc o viață independentă, se hrănesc activ, cresc și se dezvoltă. După un anumit timp, larva se transformă într-un adult - are loc metamorfoza, prin urmare acest tip de dezvoltare este uneori numit dezvoltare cu metamorfoză. În timpul metamorfozei, organele larvare sunt distruse și apar organe caracteristice animalelor adulte. Pentru multe specii, prezența unui stadiu larvar în procesul de dezvoltare este o oportunitate de așezare și absența competiției între indivizi de diferite vârste pentru habitat și hrană.

Ce organisme se caracterizează prin acest tip de dezvoltare?

Pești, amfibieni, unele insecte

Revizuiți întrebările și temele

1. Ce se numește dezvoltarea individuală a unui organism? Dați o definiție a acestui concept.

Dezvoltarea individuală a unui individ, întregul ansamblu al transformărilor sale de la origine până la sfârșitul vieții, se numește ontogeneză.

2. Enumeraţi perioadele de ontogeneză.

La organismele care se reproduc sexual, dezvoltarea individuala incepe din momentul fecundarii si formarii zigotului si se imparte in doua perioade: embrionara (perioada de dezvoltare embrionara) si postembrionara (perioada de dezvoltare postembrionara). Raportul dintre durata acestor perioade la organisme de diferite specii poate varia foarte mult.

3. Care dezvoltare se numește embrionară și care este postembrionară?

Perioada embrionară (embriogeneză). Această perioadă durează din momentul formării zigotului până când embrionul părăsește oul sau se naște. Are loc în mai multe etape. Perioada postembrionară. Această perioadă începe cu nașterea organismului și se termină cu moartea acestuia. Există tipuri indirecte și directe de dezvoltare postembrionară.

4. Ce tipuri de dezvoltare postembrionară a organismului există? Dă exemple.

Tipul de dezvoltare indirectă sau larvară este caracteristic multor nevertebrate și unor vertebrate (pești și amfibieni). Aceasta implică nașterea unui individ, uneori complet diferit de organismul adult. În procesul de dezvoltare indirectă, un individ trece printr-unul sau mai multe stadii larvare (mormol într-o broască, omida într-un fluture). Dezvoltare directă - acest tip de dezvoltare este caracteristic organismelor ai căror pui se nasc deja asemănătoare cu adulții. Dezvoltarea directă este ovipară sau intrauterină.

5. Care este semnificația biologică a metamorfozei?

După un anumit timp, larva se transformă într-un adult - are loc metamorfoza, prin urmare acest tip de dezvoltare este uneori numit dezvoltare cu metamorfoză. În timpul metamorfozei, organele larvare sunt distruse și apar organe caracteristice animalelor adulte. Pentru multe specii, prezența unui stadiu larvar în procesul de dezvoltare este posibilitatea de dispersie și absența competiției între indivizi de diferite vârste pentru habitat și hrană, deoarece larvele și adulții pot trăi în medii diferite și au diferite tipuri de nutriție.

Straturile germinale (straturile germinale, lat. folia embrionalia) sunt straturi ale corpului embrionului de animale multicelulare, formate în timpul procesului de gastrulare și dând naștere la diferite organe și țesuturi.

7. Ce este diferențierea celulară? Ce credeți că poate cauza perturbarea diferențierii celulare în timpul dezvoltării?

Diferențierea este procesul de transformare a celulelor germinale nespecializate în diferite celule ale corpului care diferă ca structură și îndeplinesc funcții specifice. Diferențierea nu începe imediat, ci într-un anumit stadiu de dezvoltare și se realizează prin interacțiunea straturilor germinale (într-un stadiu incipient) și a rudimentelor de organ (într-un stadiu ulterioar). Diferențierea celulelor embrionare nu are loc imediat, ci într-un anumit stadiu de dezvoltare. În stadiile incipiente ale clivajului, celulele embrionului nu sunt încă specializate, astfel încât fiecare dintre ele poate da naștere unui întreg organism. Dacă, din orice motiv, aceste celule se separă, se formează doi embrioni identici, care conțin informații genetice identice, fiecare dintre acestea dezvoltându-se într-un individ cu drepturi depline. Ca urmare, se nasc gemeni identici sau monozigoți. În populația umană, aceștia sunt singurii oameni care au un genotip identic și sunt copii unul altuia. Da, perturbarea diferențierii poate apărea în orice stadiu al embriogenezei, din diverse motive.

8. Descrieți conceptul de „creștere”. Ce este o anumită înălțime; creștere incertă? Pentru ce tip de creștere este tipică organisme vegetale?

Creșterea este o creștere a masei și dimensiunilor liniare ale unui individ datorită creșterii numărului și mărimii celulelor și formațiunilor necelulare. Cu un tip de creștere care se numește definit, organismul, atins un anumit nivel de maturitate, încetează să crească în dimensiune. Majoritatea animalelor, pe măsură ce îmbătrânesc, cresc din ce în ce mai încet și, odată ce ating o anumită vârstă, încetează să crească. Acest tip de creștere se numește definită. Acest tip de creștere este caracteristic majorității animalelor. Dacă un organism crește de-a lungul vieții, atunci se numește un tip nedefinit de creștere. Este caracteristic plantelor, peștilor, moluștelor și amfibienilor. Cu un tip de creștere nedeterminat, organismele cresc pe tot parcursul vieții, cum ar fi moluștele, peștii și amfibienii. După finalizarea creșterii active, organismul intră în stadiul de maturitate, care este asociat cu nașterea. Procesul de dezvoltare individuală se încheie cu îmbătrânirea și moartea. Organismele vegetale se caracterizează printr-o creștere nelimitată - un tip nedefinit.

Gândi! Tine minte!

1. De ce se formează diferite țesuturi și organe din celule germinale de valoare egală la începutul dezvoltării?

Diferențierea nu începe imediat, ci într-un anumit stadiu de dezvoltare și se realizează prin interacțiunea straturilor germinale (într-un stadiu incipient) și a rudimentelor de organ (într-un stadiu ulterioar). Diferențierea celulelor embrionare nu are loc imediat, ci într-un anumit stadiu de dezvoltare. În stadiile incipiente ale clivajului, celulele embrionului nu sunt încă specializate, astfel încât fiecare dintre ele poate da naștere unui întreg organism. Dacă, din orice motiv, aceste celule se separă, se formează doi embrioni identici, care conțin informații genetice identice, fiecare dintre acestea dezvoltându-se într-un individ cu drepturi depline.

2. Cunoașteți vreo specie de organisme a căror perioadă de dezvoltare embrionară este mai lungă decât perioada postembrionară? Dacă da, atunci explicați de ce sunt asociate astfel de caracteristici.

3. Cum înțelegeți următoarea afirmație: „La construcția oricărui organ sau a unei părți a corpului, iau parte derivați ai mai multor straturi germinale”? Dați exemple pentru a demonstra această afirmație.

Un organism sau un organ nu poate fi construit dintr-o singură frunză; toate cele trei frunze sunt necesare pentru aceasta, deoarece fiecare dintre ele este responsabilă pentru formarea unor țesuturi specifice. De exemplu, epiteliul pielii este format din ectoderm, iar epiteliul intestinal este format din endoderm.

4. Amintiți-vă de la cursurile anterioare de biologie modul în care dezvoltarea mamiferelor ovipare (subclasa Animale primordiale) și reprezentanții infraclasei Animale inferioare (ordinul Marsupiale) diferă de dezvoltarea altor mamifere (animale infraclase Superioare).

Întrebarea 1. Ce se numește dezvoltarea individuală a unui organism?
Dezvoltarea individuală a unui organism sau ontogeneza se referă la întregul set de transformări ale unui individ de la origine până la sfârșitul vieții. Celula cu care începe ontogeneza conține programul de dezvoltare a organismului. Se realizează prin interacțiunea nucleului (informații genetice) și a citoplasmei fiecărei celule, precum și a celulelor și țesuturilor între ele.
La bacterii și eucariote unicelulare, ontogeneza începe în momentul formării unei noi celule ca urmare a diviziunii și se termină cu moartea sau o nouă diviziune.
În organismele multicelulare care se reproduc asexuat, ontogeneza începe din momentul separării unei celule sau a unui grup de celule ale organismului mamă.
La organismele care se reproduc sexual, ontogeneza incepe din momentul fecundarii si formarii zigotului.

Întrebarea 2. Enumerați perioadele ontogenezei.
Perioade de ontogeneză:
În ontogeneză există 3 perioade: proembrionar, embrionarȘi postembrionară. Pentru animalele superioare și oamenii, este acceptată împărțirea în perioadele de dezvoltare prenatale (înainte de naștere), intranatale (naștere) și postnatale (după naștere).
Perioada proembrionară . Perioada proembrionară, precedând formarea zigotului, este asociată cu formarea gameților. În caz contrar, aceasta este gametogeneză (ovogeneză și spermatogeneză).
Perioada embrionară . Perioada embrionară(embrion grecesc - embrion) începe cu fertilizarea și formarea unui zigot. Sfârșitul acestei perioade este tipuri diferite Ontogeneza este asociată cu diverse momente de dezvoltare. Perioada embrionară este împărțită în următoarele etape:
1) fertilizarea - formarea unui zigot;
2) zdrobire – formarea unei blastule;
3) gastrulatie – formarea straturilor germinale;
4) histo- și organogeneza - formarea organelor și țesuturilor embrionului. Perioada postembrionară a dezvoltării animalelor.
Perioada postembrionară Dezvoltarea animalelor începe după naștere și este împărțită în trei perioade:
Perioada de creștere și morfogeneză (pre-reproductivă);
Perioada de maturitate (reproductivă);
Perioada bătrâneții (post-reproductivă).
Perioada postembrionară dezvoltare Umana.
Postembrionar postnatală) perioada de dezvoltare umană, altfel numită postnatală, este, de asemenea, împărțită în trei perioade:
1) Juvenile (înainte de pubertate);
2) Matură (adulti, stare de maturitate sexuală);
3) Perioada bătrâneții care se încheie cu moartea.
Cu alte cuvinte, putem spune că pentru oameni este posibil să se distingă și perioadele pre-reproductive, reproductive și post-reproductive de dezvoltare postembrionară. Trebuie reținut că orice schemă este condiționată, deoarece starea reală a două persoane de aceeași vârstă poate diferi semnificativ.

Întrebarea 3. Care dezvoltare se numește embrionară și care este postembrionară?
Ontogeneza este împărțită în două perioade. Prima dintre acestea este perioada embrionară (embriogeneza) care durează din momentul fecundației până la ieșirea din ovul sau nașterea. Să descriem etapele sale folosind exemplul lancetei.
Zdrobire: oul se divide repetat si rapid prin mitoza, interfazele sunt foarte scurte;
blastula: se formează o bilă goală, formată dintr-un singur strat de celule; la unul dintre polii mingii, celulele încep să se dividă mai activ, pregătind următoarea etapă;
gastrula: formată ca urmare a invaginării polului care se divide mai activ al blastulei; gastrula timpurie este un embrion cu două straturi; stratul său exterior (stratul germinativ) se numește ectoderm, stratul interior este endoderm; cavitatea gastrula reprezintă viitoarea cavitate intestinală a organismului; gastrula târzie - un embrion cu trei straturi: format în toate organismele (cu excepția celenteratelor și bureților) în timpul formării celui de-al treilea strat germinal - mezoderm, care ia naștere între ectoderm și endoderm;
histo- și organogeneza: are loc dezvoltarea țesuturilor și a sistemelor de organe ale embrionului. A doua etapă a ontogenezei este perioada postembrionară. Durează din momentul ieșirii din ou (sau naștere) până la moarte.

Întrebarea 4. Ce tipuri de dezvoltare postembrionară a organismului există? Dă exemple.
Există două tipuri de dezvoltare postembrionară.
Dezvoltare indirectă sau dezvoltare cu metamorfoză. Acest tip de dezvoltare se caracterizează prin faptul că individul născut (larva) este adesea complet diferit de organismul adult. După ceva timp, ea suferă metamorfoză - transformare într-o formă adultă. Dezvoltarea indirectă este caracteristică amfibienilor, insectelor și multor alte organisme.
Dezvoltare directă. Cu acest tip de dezvoltare, copilul născut este asemănător cu un adult. Dezvoltarea directă este ovipară și intrauterină. În timpul dezvoltării ovipar, embrionul petrece prima etapă a ontogenezei într-un ou, alimentat cu substanțe nutritive și protejat de o coajă (cochilie) de mediu inconjurator. Așa se dezvoltă, de exemplu, puii de păsări, reptile și mamifere care depun ouă. În timpul dezvoltării intrauterine, creșterea embrionului are loc în interiorul corpului mamei. Toate funcțiile vitale (nutriție, respirație, excreție etc.) sunt realizate prin interacțiunea cu mama printr-un organ special - placenta, formată din țesuturile uterului și membranele embrionare ale bebelușului. Tipul de dezvoltare intrauterin este caracteristic tuturor mamiferelor superioare, inclusiv oamenilor.

Întrebarea 5. Care este semnificația biologică a metamorfozei?
Metamorfoza face posibil ca indivizii de diferite vârste să nu concureze pentru hrană. De exemplu, mormolocii și broaștele, fluturii și omizile au surse diferite de hrană. De asemenea, prezența unui stadiu larvar crește adesea posibilitatea de dispersie a organismelor. Acest lucru este deosebit de important dacă adulții sunt sedentari (de exemplu, multe moluște marine, viermi și artropode).

Întrebarea 6. Povestește-ne despre straturile germinale.
Primele două straturi germinale - ectodermul și endodermul - se formează în stadiul de formare a gastrulei din blastula. Mai târziu, în toate (cu excepția celenteratelor și bureților) se dezvoltă al treilea strat germinal - mezodermul, care este situat între ectoderm și endoderm. În continuare, toate organele embrionului se dezvoltă din cele trei straturi germinale. De exemplu, la om, din ectoderm se formează sistemul nervos, glandele pielii, smalțul dinților, părul, unghiile și epiteliul exterior. Din endoderm - țesuturile care căptușesc intestinele și tractul respirator, plămânii, ficatul, pancreasul. Mușchii, cartilajele și schelet osos, excretor, endocrin, reproducător și sistemele circulatorii.

Întrebarea 7. Ce este diferențierea celulară? Cum se desfășoară în timpul dezvoltării embrionare?
Diferenţiere este procesul de transformare a celulelor germinale nespecializate în diferite celule ale corpului, care diferă ca structură și îndeplinesc funcții specifice. Diferențierea nu începe imediat, ci într-un anumit stadiu de dezvoltare și se realizează prin interacțiunea straturilor germinale (într-un stadiu incipient) și a rudimentelor de organ (într-un stadiu ulterioar).
Unele celule, chiar și într-un organism adult, nu rămân complet diferențiate. Astfel de celule se numesc celule stem. La oameni se găsesc, de exemplu, în roșu măduvă osoasă. În prezent, se explorează activ posibilitatea utilizării celulelor stem pentru tratarea multor boli, refacerea organelor după leziuni etc.

Întrebarea 8. Descrieți conceptul de „creștere”. Care este o anumită înălțime? Creștere incertă?
Creșterea corpului este însoțită de o creștere a celulelor și de acumularea greutății corporale. Se face o distincție între creșterea definită și nedefinită.
Creșterea nedefinită este caracteristică moluștelor, crustaceelor, peștilor, amfibienilor, reptilelor și altor animale care nu se opresc din creștere de-a lungul vieții.
O anumită cantitate de creștere este caracteristică organismelor care cresc doar pentru o perioadă limitată de timp, cum ar fi insectele, păsările și mamiferele. La om, creșterea intensivă se oprește la vârsta de 13-15 ani, corespunzătoare perioadei de pubertate.
Creșterea și dezvoltarea organismului este controlată genetic și depinde, de asemenea, de condițiile de mediu în care are loc dezvoltarea.
Cu un tip de creștere care se numește definit, organismul, atins un anumit nivel de maturitate, încetează să crească în dimensiune. Acest tip de creștere este caracteristic majorității animalelor. Dacă un organism crește de-a lungul vieții, atunci se numește un tip nedefinit de creștere. Este caracteristic plantelor, peștilor, moluștelor și amfibienilor.

Tine minte!

În ce perioade constă dezvoltarea individuală a unui organism?

Ce este dezvoltarea și metamorfoza?

Ce organisme se caracterizează prin acest tip de dezvoltare?

Dezvoltarea individuală a unui individ, totalitatea transformărilor sale de la origine până la sfârșitul vieții numit ontogenie. Conform conceptelor științifice moderne, în celula din care începe ontogeneza unui individ, este stabilit un anumit program pentru dezvoltarea ulterioară a organismului. În timpul procesului de ontogeneză, acest program ereditar este implementat prin interacțiunea dintre nucleul și citoplasma fiecărei celule, celulele individuale între ele și țesuturile unele cu altele. Ca urmare a acestor relații complexe, pe baza informațiilor genetice disponibile și în funcție de condițiile externe, se formează individualitatea specifică a individului.

În bacterii și organismele eucariote unicelulare, ontogenia începe în momentul formării organismului ca urmare a diviziunii celulei mamă și se termină fie cu moartea celulei, fie cu următoarea diviziune a organismului, adică, în esență, coincide. cu ciclul celular.

În organismele multicelulare care se reproduc asexuat, ontogeneza începe cu separarea uneia sau mai multor celule ale organismului matern, dând naștere unui nou individ.

La organismele care se reproduc sexual, dezvoltarea individuala incepe din momentul fecundarii si formarii zigotului si se imparte in doua perioade: embrionara (perioada de dezvoltare embrionara) si postembrionara (perioada de dezvoltare postembrionara). Raportul dintre durata acestor perioade la organisme de diferite specii poate varia foarte mult.

Perioada embrionară (embriogeneză). Această perioadă durează din momentul formării zigotului până când embrionul părăsește oul sau se naște. Are loc în mai multe etape (Fig. 62). În prima etapă, care se numește zdrobire, ovulul fecundat se divide prin mitoză, rezultând 2, 4, 8, 16 etc. celule care se potrivesc strâns între ele. Interfaza dintre diviziuni este foarte scurtă, celulele nu cresc, deci procesul de fragmentare are loc foarte rapid. Zdrobirea se termină cu formarea blastula- o bilă goală, al cărei perete este format dintr-un singur strat de celule. În plus, la unul dintre polii blastulei, celulele încep să se dividă mai activ și să intre mai adânc în embrionul sferic, formând o invaginare. Ca rezultat al acestui proces, se formează un embrion cu două straturi - gastrula. Cele două straturi de celule care îi formează pereții se numesc straturi germinale: frunza exterioara - ectodermși intern - endoderm.

La toate animalele, cu excepția bureților și celenteratelor, odată cu dezvoltarea ulterioară a embrionului, se formează un al treilea strat germinal între ectoderm și endoderm - mezoderm.

Dezvoltarea ulterioară a embrionului este asociată cu interacțiunea a trei straturi germinale, din care sunt formate toate țesuturile și organele corpului. Dezvoltarea sistemelor de organe fetale - organogeneza- apare într-o anumită secvență. La cordate, începe cu formarea rudimentului notocordului și a sistemului nervos. Pe partea dorsală a embrionului, un grup de celule ectodermice se separă într-o placă lungă. Aceste celule încep să se dividă activ, cufundându-se în corpul embrionului și formând un șanț, ale cărui margini se apropie treptat și apoi se închid, formând tubul neural primar.

Orez. 62. Zdrobirea oului de lanceta fecundat si formarea straturilor germinale

Pe lângă sistemul nervos, din ectoderm apar și glandele pielii, smalțul dinților, părul, unghiile și epiteliul pielii. Endodermul dă naștere țesuturilor care căptușesc intestinele și tractul respirator, formând ficatul și pancreasul. Din mezoderm, mușchi, cartilaj și scheletul osos se formează organele sistemului excretor, reproductiv și circulator al corpului.

În timpul procesului de embriogeneză, există o interacțiune strânsă între părțile embrionului în curs de dezvoltare: rudimentul unui organ sau sistem de organe determină (induce) locația și momentul formării unui alt organ sau sistem de organe.

Influența reciprocă a părților embrionului a fost demonstrată în numeroase experimente. Cercetătorii germani Hans Spemann și Hild Mangold au luat dintr-un embrion de triton în stadiul incipient al gastrulei o secțiune a părții dorsale a corpului, din care s-au dezvoltat ulterior notocordul și mezodermul și au transplantat-o ​​în partea ventrală a altei gastrule. Ca rezultat, s-a format un tub neural suplimentar pe partea ventrală a celui de-al doilea embrion din celulele care ar fi trebuit să dea naștere pielii. Acest fenomen se numește inducția embrionară.

Diferențierea celulelor embrionare nu are loc imediat, ci într-un anumit stadiu de dezvoltare. În stadiile incipiente ale clivajului, celulele embrionului nu sunt încă specializate, astfel încât fiecare dintre ele poate da naștere unui întreg organism. Dacă, din orice motiv, aceste celule se separă, se formează doi embrioni identici, care conțin informații genetice identice, fiecare dintre acestea dezvoltându-se într-un individ cu drepturi depline. Ca urmare, se nasc gemeni identici sau monozigoți. În populația umană, aceștia sunt singurii oameni care au un genotip identic și sunt copii unul altuia.

La unele animale, embrionul aflat într-un stadiu incipient de dezvoltare este împărțit în mai multe fragmente. În acest caz, fiecare dintre fragmentele rezultate dă naștere unui organism cu drepturi depline. Drept urmare, toți puii dintr-o generație se dovedesc a fi copii absolute unul ale celuilalt. Acest tip de reproducere este tipic pentru armadillo. Prin urmare, în așternutul tatuajului armadillo cu nouă benzi există întotdeauna un număr par de pui de același sex.

Perioada postembrionară. Această perioadă începe cu nașterea organismului și se termină cu moartea acestuia.

Există tipuri indirecte și directe de dezvoltare postembrionară.

Dezvoltare indirectă. Tipul de dezvoltare indirectă sau larvară este caracteristic multor nevertebrate și unor vertebrate (pești și amfibieni). Aceasta implică nașterea unui individ, uneori complet diferit de organismul adult. În procesul de dezvoltare indirectă, un individ trece printr-unul sau mai multe stadii larvare (morc la broască, omidă într-un fluture) (Fig. 63). Larvele duc o viață independentă, se hrănesc activ, cresc și se dezvoltă. După un anumit timp, larva se transformă într-un adult - apare metamorfoză, prin urmare, acest tip de dezvoltare este uneori numit dezvoltare cu metamorfoză.În timpul metamorfozei, organele larvare sunt distruse și apar organe caracteristice animalelor adulte.

Pentru multe specii, prezența unui stadiu larvar în procesul de dezvoltare este o oportunitate de așezare și absența competiției între indivizi de diferite vârste pentru habitat și hrană.

Dezvoltare directă. Acest tip de dezvoltare este caracteristic organismelor ai căror pui se nasc deja asemănătoare cu adulții. O rățușă nou-născută, un cățeluș nou-născut sau un copil uman este diferit de un adult dimensiuni mai mici, proporțiile corpului ușor diferite și subdezvoltarea unor sisteme de organe, cum ar fi sistemul reproducător. Dezvoltarea directă este ovipară sau intrauterină.

Orez. 63. Etape consecutive ale metamorfozei la o broasca (de jos in sus): mormoloci in oua, inceputul metamorfozei, o broasca cu resturile de coada

non-larvar, sau ovipar, tipul de dezvoltare este caracteristic reptilelor, păsărilor, mamiferelor ovipare și unui număr de nevertebrate. Ouăle acestor organisme sunt bogate în nutrienți (gălbenuș), iar embrionul se poate dezvolta în interiorul oului pentru o lungă perioadă de timp.

intrauterin Acest tip de dezvoltare este caracteristic tuturor mamiferelor superioare, inclusiv oamenilor. Toate funcțiile vitale ale embrionului în acest tip de dezvoltare sunt realizate prin interacțiunea cu corpul matern printr-un organ special - placenta.

Dezvoltarea embrionară se încheie cu procesul nașterii. După naștere, se observă de obicei o creștere activă a corpului, adică o creștere a dimensiunii și greutății sale. Majoritatea animalelor, pe măsură ce îmbătrânesc, cresc din ce în ce mai încet și, odată ce ating o anumită vârstă, încetează să crească. Acest tip de creștere se numește anumit. La incert organisme de tipul de creștere cresc pe tot parcursul vieții, cum ar fi moluștele, peștii și amfibienii. După finalizarea creșterii active, organismul intră în stadiul de maturitate, care este asociat cu nașterea. Procesul de dezvoltare individuală se încheie cu îmbătrânirea și moartea.

Revizuiți întrebările și temele

1. Ce se numește dezvoltarea individuală a unui organism?

2. Enumeraţi perioadele de ontogeneză.

3. Care dezvoltare se numește embrionară și care se numește postembrionară?

4. Ce tipuri de dezvoltare postembrionară a organismului există? Dă exemple.

5. Care este semnificația biologică a metamorfozei?

6. Povestește-ne despre straturile germinale.

7. Ce este diferențierea celulară? Cum se desfășoară în timpul dezvoltării embrionare?

8. Descrieți conceptul de „creștere”. Care este o anumită înălțime? Creștere incertă?

<<< Назад

Înainte >>>