Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Онтогенез. Эмбриональное развитие животных




Читайте также:
  1. I. Развитие защиты АП в Европе
  2. II. Внутриполитическое развитие
  3. II. Развитие внутриполитической ситуации
  4. II. Развитие защиты АП на Американском континенте
  5. II. Развитие политической системы
  6. II. Развитие рыночных отношений
  7. III. Экономическое развитие во второй половине 1950-х — начале 1960-х гг.
  8. А. Промышленное развитие России в 60— 80-е годы XIX в.
  9. А. Рост территории, населения, развитие сельского хозяйства.
  10. А. Социально-экономическое развитие России. Военные поселения
  11. АНТИБИОТИКИ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ ДЛЯ УСКОРЕНИЯ РОСТА И ПОВЫШЕНИЯ ПРОДУКТИВНОСТИ ЖИВОТНЫХ
  12. Б. Развитие промышленности, мануфактуры

Понятие об онтогенезе. Онтогенез – это индивидуальное развитие организма от начала его существования до конца жизни. У одноклеточных бактерий и протистов онтогенез практически совпадает с клеточным циклом. Он начинается с возникновения организма вследствие деления материнской клетки, а заканчивается очередным делением этого организма или смертью. В процессе индивидуального развития происходит постепенная реализация наследственной информации, полученной от родителей.

Типы онтогенеза[VV159] . У животных выделяют три типа онтогенеза: личиночный, яйцекладный и внутриутробный.

Личиночный тип развития характерен для многих беспозвоночных (кишечнополостные, двустворчатые моллюски, ракообразные, насекомые) и позвоночных (рыбы и амфибии). У этих животных после раннего выхода из яйцевых оболочек организм некоторое время живет в форме личинки, существенно отличающейся по внешнему виду от взрослой формы. В конце личиночной стадии обычно происходит метаморфоз – превращение личинки во взрослую особь (рис._).

У амфибий из икринки развивается личинка (головастик), которая резко отличается от взрослых животных не только по строению, но и по образу жизни и среде обитания. У головастика, как у рыб, имеются жабры, орган боковой линии, хвост, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. По достижении личинкой определенного уровня развития головастик превращается в лягушку.

Наличие личиночной стадии в развитии земноводных и других животных обеспечивает им возможность жить в разных средах и использовать разные источники пищи. Так, головастик живет в воде и питается растительной пи­щей, а лягушка ведет в основном наземный образ жизни и питается животной пищей. Такое явление наблюдается также у многих насекомых.

Смена среды обитания и, как следствие, смена образа жизни животного при переходе его от личиночной стадии к взрослому организму снижает внутривидовую конкуренцию. Кроме того, у некоторых малоподвижных или прикрепленных животных (коралловые полипы, устрицы, мидии и др.) свободноплавающая личинка способствует расселению вида, расширению его ареала. Это позволяет избежать перенаселения, которое повлекло бы за собой усиление конкуренции за пищу и другие ресурсы, угрожающей выживанию вида.

Яйцекладный тип онтогенеза известен у пресмыкающихся, птиц и яйцекладущих млекопитающих (утконос и ехидна), яйцеклетки которых богаты желтком. Зародыш таких видов развивается внутри яйца. Личиночная стадия у них отсутствует.

Внутриутробный тип развития наблюдается у большинства млекопитающих, включая и человека. При этом развивающийся зародыш задерживается в материнском организме, где благодаря образованию плаценты потребности растущего эмбриона (питание, дыхание, выделение и др.) обеспечиваются организмом матери. Внутриутробное развитие оканчивается процессом деторождения. В онтогенезе выделяют два периода – эмбриональный и постэмбриональный.



Эмбриональный период развития. Эмбриональное, или зародышевое развитие охватывает промежуток времени от первого деления зиготы до выхода из яйца или рождения молодой особи у животных и до прорастания семян – у растений.

Эмбриональное развитие большинства животных проходит по единому плану и включает три основных этапа: дробление, гаструляцию и органогенез (рис._).

Рассмотрим эмбриональное развитие на примере примитивного хордового животного – ланцетника. Через некоторое время после оплодотворения зигота начинает делиться путем митоза. Образующиеся при этом многочисленные клетки называются бластомерами. При делении бластомеры не расходятся и не увеличиваются в размерах. С каждым последующим делением они становятся все мельче и мельче. Деление, приводящее к увеличению числа клеток без их роста, называется дроблением. В результате дробления зиготы зародыш становится многоклеточным, сохраняя при этом примерно тот же объем. Дробление – строго координированный процесс, находящийся под генетическим контролем.

Этот процесс завершается образованием однослойного многоклеточного зародыша – бластулы. В типичном случае она напоминает полый шарик со стенкой из одного ряда мелких бластомеров (бластодермой) и центральной полостью, заполненной жидкостью (бластоцелем).

В ходе дальнейшего развития бластоцель превращается в первичную полость тела, характерную только для круглых червей.

После дробления идет процесс гаструляции, который у ланцетника осуществляется путем впячивания части бластодермы в бластоцель. В результате этих перемещений клеточного материала образуется гаструла – чашевидный зародыш, состоящий из двух слоев, или зародышевых листков: наружного – эктодермы и внутреннего – энтодермы. Полость гаструлы, называемая также первичной кишкой, связана с внешней средой через отверстие, которое называется первичным ртом, или бластопором. У червей, моллюсков и членистоногих бластопор в дальнейшем превращается в рот. Эти животные образуют группу первичноротых. У иглокожих и хордовых первичный рот зародыша превращается в анальное отверстие, а ротовое отверстие образуется на противоположной стороне. Их называют вторичноротыми животными.

Губки и кишечнополостные заканчивают свое развитие на стадии образования гаструлой двух зародышевых листков. У остальных животных в процессе гаструляции или после ее завершения образуется еще и третий зародышевый листок – мезодерма. У хордовых животных она формируется в виде парных карманоподобных выпячиваний эпителия первичной кишки в бластоцель[VV160] . В итоге от первичной кишки отшнуровываются замкнутые пузырьки, или мешочки, с полостью внутри. Они и представляют собой зачатки мезодермы, а полость внутри пузырьков – вторичную полость тела.

После завершения гаструляции у зародыша начинается[BЭ161] процесс образования осевых органов – нервной трубки, хорды и пищеварительной (кишечной) трубки. У ланцетника эти органы формируются следующим образом (см. рис._).

Из эктодермы, расположенной над хордой, образуется нервная пластинка. В дальнейшем боковые края пластинки приподнимаются, а центральная ее часть опускается, образуя нервный желобок. Постепенно его края смыкаются и желобок превращается в лежащую под эктодермой нервную трубку – зачаток центральной нервной системы. Процесс образования нервной трубки носит название нейруляции.

Одновременно с образованием мезодермой мезодермы из энтодермы образуется хорда – гибкий скелетный тяж, расположенный у эмбрионов всех хордовых на спинной стороне[VV162] . Впоследствии хорда у позвоночных животных замещается позвоночником, и только у некоторых низших позвоночных (осетровые, кистеперые и двоякодышащие рыбы) она сохраняется в течение всей жизни. Остальная энтодерма дает начало пищеварительной трубке, расположенной под хордой, и имеет название кишечной энтодермы.

Осевой комплекс органов зародыша определяет двустороннюю симметрию тела. Стадия, на которой осуществляется закладка осевых органов, называется нейрулой.

Дальнейшая дифференцировка клеток каждого зародышевого листка приводит к образованию тканей и органов, т.е. к гистогенезу и органогенезу.

Из эктодермы образуются нервная ткань, головной и спинной мозг, органы чувств, покровный эпителий с его железами и производными структурами (волосы, перья, когти, копыта и т.п.).

Из энтодермы формируется эпителий кишечника, печень, поджелудочная железа, жабры, легкие, плавательный пузырь щитовидная железа.

Из мезодермы развиваются все виды мышечной и соединительной тканей, скелетные мышцы, скелет, кровеносная, выделительная и половая системы.

Особенности эмбриогенеза позвоночных.Эмбриональное развитие организмов с разным типом онтогенеза протекает в разных условиях. При этом необходимая связь зародыша со средой обеспечивается специальными, временно функционирующими внезародышевыми органами, называемыми провизорными. Для всех позвоночных, яйца которых богаты желтком (рыбы, рептилии, пти­цы), характерен такой провизорный орган, как желточный мешок. В нем содержаться питательные вещества желтка (белки, углеводы, жиры и др.) для развивающегося эмбриона. Желточный мешок – это также первый кроветворный орган зародыша.

Важной особенностью эмбрионального развития амниот– настоящих наземных позвоночных (пресмыкающихся, птиц и млекопитающих) – является развитие трех зародышевых оболочек: амниона, хориона и аллантоиса (рис. _). Эти оболочки функционируют только в течение внутриутробного периода и обеспечивают нормальные условия для развития зародыша.

Амнион – внутренняя зародышевая оболочка – представляет собой наполненный жидкостью мешок, окружающий зародыш и защищающий его от механических повреждений и высыхания. Амниотическая жидкость представляет собой водный раствор белков, сахаров, минеральных солей, содержащий также гормоны и мочевину. В акушерской практике амниотическую жидкость, отходящую при родах, называют околоплодными водами.

Хорион, или ворсинчатая оболочка выполняет функцию наружной зародышевой оболочки. Она названа так из-за наличия на ее поверхности множества пальцеобразных выростов – ворсинок. Ворсинки хориона врастают в слизистую оболочку матки – мешковидного органа материнского организма, присущего только млекопитающим.

Аллантоис представляет собой мешок, развивающийся как вырост заднего отдела кишечной трубки зародыша. У пресмыкающихся и птиц в нем накапливаются продукты жизнедеятельности зародыша до вылупления из яйца. У млекопитающих и человека аллантоис разрастается и соединяется с хорионом, образуя богатую кровеносными сосудами структуру — хориоаллантоис. Последний участвует в формировании детского места, или плаценты, – органа, более эффективно [VV163] осуществляющего обмен между зародышем и материнским организмом.

Взаимовлияние частей развивающегося зародыша. Процесс дифференциации клеток в значительной степени обусловлен влиянием друг на друга частей развивающегося зародыша. Так, при изучении развития оплодотворенной яйцеклетки лягушки установлено, что строго определенные клетки, занимающие соответствующее место в бластуле, дают начало строго определенным зачаткам органов. При этом удалось выяснить, какие группы клеток дают начало нервной трубке, хорде, мезодерме, кожному эпителию. Чем же вызывается преобразование тех или иных клеток зародыша в конкретные ткани и органы?

Впервые выяснением этого вопроса занялся немецкий ученый Ганс Шпеман (1869-1941), который в 1935 г. был удостоен за свои исследования Нобелевской премии[VV164] . На стадии ранней гаструлы он вырезал часть зачатка хордомезодермы у одного зародыша лягушки и пересадил его под кожную эктодерму другому зародышу. В месте контакта пересаженного зачатка хордомезодермы с эктодермой у второго зародыша образуется дополнительная нервная трубка (рис._). Следовательно, в процессе эмбриогенеза один зачаток влияет на другой, определяя путь его развития. Такое влияние называется эмбриональной индукцией.

Эмбриональная индукция (от лат. inductus – побуждение) является важнейшим фактором развития всех многоклеточных животных. Она реализуется как на тканевом уровне, так и на уровне отдельных клеток.

У позвоночных принцип эмбриональной индукции лежит в основе формирования практически всех органов, независимо от их принадлежности к тому или иному зародышевому листку. Так, печень, легкие, поджелудочная железа и слюнные железы возникают в результате индуктивных взаимодействий между зародышевой соединительной тканью и энтодермальным эпителием. Более того, клетки, пересаженные со спинной стороны (области нервной системы) на брюшную сторону зародыша, становились клетками покровов; а клетки, пересаженные с брюшной стороны на спинную, становились в итоге нервными.[VV165] Следовательно, во время эмбрионального развития животных осуществляется не односторонняя индукция, а взаимодействие частей развивающегося зародыша.

1. Что такое онтогенез и каковы особенности различных его типов? 2. Каково биологическое значение наличия личиночной стадии в развитии насекомых, земноводных и других групп животных? 3. Охарактеризуйте стадии эмбрионального развития животных.4.Каковы особенности эмбриогенеза позвоночных? 5. Чем можно объяснить дифференциацию эмбриональных клеток в клетки разных тканей?

 





Дата добавления: 2014-01-04; Просмотров: 3612; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Рекомендуемые страницы:

Читайте также:
studopedia.su - Студопедия (2013 - 2019) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление
Генерация страницы за: 0.003 сек.