Лекция 4: Биология развития организма

1. Онтогенез, его типы, периодизация онтогенеза

2. общая характеристика эмбрионального развития

а) дробление

б) гаструляция. Теория зародышевых листков

в) гисто-и органогенез

Онтогенез — индивидуальное развитие особи, начинающиеся с ОБРАЗОВАНИЯ ДАВШИХ ЕЙ НАЧАЛО ПОЛОВЫХ КЛЕТОК И ЗАКАНЧИВАЮЩЕЕСЯ СМЕРТЬЮ (у многокле), у одноклеточных с деления материнской клетки до смерти или сл. Деления

Онтогенез характеризуется:

1) реализацией наследственной информации на всех стадиях существования

2) в процессе онтогенеза происходит рост, дифференцировка и интеграция частей развивающегося организма.

3) Проявляется закономерная смена фенотипов, свойственных данному виду (Ex. Бабочка)

Изучение и понимание онтогенеза является важным для медицины

Филогенез — историческое развитие живых организмов как в целом на планете, так и в отдельных группах (Геккель 1866)

Взаимная связь индивидуального и исторического развития отражена в биогенетическом законе Мюлера Геккеля. Онтогенез — краткое и быстрое повторение филогенеза. Позднее в учении Северцова филэмбриогенез

типы онтогенеза: прямой и непрямой

Прямой онтогенез новый организм в общих чертах похож на взрослых (человек, птицы рептилии)

Непрямое развитие — новый организм совершенно не похож на взрослых. Происходит несколько доп. Стадий развития, только потом формируется новых организм (коралловые полипы, зеленая лягушка). Непрямое развитие встречается в личиночной форме, а прямое — в не личиночной и во внутриутробной форме.

Личиночный тип развития. Характерен для видов, яйца которых бедны желтком. Личинки ведут активный образ жизни и служат для расселения, имеют провизорные или временные органы, отсутствующее во взрослом организме. Этот тип развития сопровождается метаморфозом: полным и неполным

Не личиночный тип развития (пресмыкающееся, птицы, беспозвоночные, яйца которых богаты желтком). Питание, дыхание и выделение у зародышей осуществляется с помощью провизорных органов.

Внутриутробный тип развития — высшие млекопитающие и человек. Яйцеклетки почти не содержат пит. Материала. Все жизненные функции зародыша осуществляются через материнский организм. Из тканей матери и зародыша образуются сложные провизорные органы, в первую очередь плацента и амнем. Эта форма макс. Эффективно обеспечивает выживание зародышей за счет механической и иммунологической защиты.

Зародыш называется до образования зачатков органов — эмбрион (у человека до 8 нед), после образования органов — плод (у человека с 9 нед)

Периодизация онтогенеза:

1) Проэмбриональный или прогенез. Предзародышевый, предзиготный.

2) Эмбриональный или зародышевый

3) Постэмбриональный

Для высших животных и человека принято сл. Деление:

1) пренатальный, до рождения

2) период родов или интронатальный

3) постнатальный, после рождения

Прогенез связан с образованием гамет и оплодотворением. Цитологический это промежуточное звено связывающее онтогенз родителей с онтогенезом потомства.

Овогенез. Процессы характеризующее ововгенез приводят к образованию гаплойдного набора хромосом и формированию сложных структур — цитоплазм. Проявляется хим. Разнокачественность цитоплазмы — это первичная дифференцировка клетки. Образуются многочисленные копии генов (амплификация генов), что важно для дальнейшего развития. Также в прогенезе в яйце накапливаются рРНК и иРНК, под кл. мембраной образуется кортикальный слой цитоплазмы, содержащий гранулы гликогена, яйцо приобретает полярность — вегетативный — нижний и анимальный — верхний полюса.

Процесс оплодотворения складывается из 3 последующих фаз:

1) фаза сближения гамет

2) фаза активации яйцеклетки

3) слияние гамет (сигомия) и образования синкариона

Периодизация характеризуется сл. Периодом. Эмбриональный период начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек или рождения.

Подразделяется на сл. Этапы:

1) зигота. Происходит активизация наследственного материала. Зигота — одноклеточная стадия развития многоклеточного организма. В зиготе удалось проследить значительные перемещения цитоплазмы, т. е. Усиливается химическая неоднородность участков цитоплазмы, также в зиготе для двусторонне симетричных орг. Появляется билатеральная симметрия. Уже в зиготе осуществляется интенсивный синтез белка, т.к с образованием зиготы прекращается анобиотическое состояние гамет и начинается активация наследственного материала.

2) дробление, образуется бластула. Стадия дробления. Это ряд последовательных митотических делений зиготы, а далее бластомеров. Дробление сопровождается митозом, но нет роста клеток и объем зародыша не изменяется, потому что в короткой интерфазе отсутствуют периоды G1 и S, а удвоение ДНК начинается в телофазе, предшествующего митотического деления. Бластомеры становятся все меньше, но ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЕЛИТСЯ ОЧЕНЬ ТОЧНО, клетки называются балстомерами а зародыш — бластулой. Характер дробления обусловлен типом яйцеклетки, в зависимости от распределения желтка различают яйца трех типов:

1) изолецитальные. Содержат немного желтка, равномерно расположенного по всей клетке. Характерны для иглокожих, низших хордовый и млекопитающих. У млекопитающих — это аллециатльные яйцеклетки (желтка практически нет)

2) телолецитальные. Желтка много, сконцентрирован на вегетативном полюсе. Выделяют 2 группы: умеренно телолецитальные (молюски, земноводные) и резколецитальные (рептили и птицы). На анамальном полюсе сосредоточены цитоплазма и ядро.

3) центролецитальные. Желтка немного, расположен в центре. Характерно для членистоногих.

Дробление может быть: полным равномерным (ланцетник), полным неравномерным (амфибии), неполное дискоидальное (птицы), неполное поверхностное (насекомые). Дробление заканчивается образованием бластулы. Начиная с бластулы, клетки зародыша называют эмбриональными клетками. У человека дробление длится примерно 6 сут. В зависимости от типа яйцеклетки образуются разные типы бластул: у ланцетника — целобластула, у амфибии — амфибластула, птиц, рептилий - дискобластула, насекомые — перибластула.

3) гаструляция, результат образование гаструлы и зародышевых листков. Гаструляция — представляет собой сложный процесс перемещения эмбрионального материала с образованием 2 или 3 слоев тела зародыша, называемых зародышевыми листками. В этот период начинается использование генетической информации клеток зародыша. Многочисленные исследования с целью изучения ранних стадий развития животных выполнены в 70-80 гг 19 века. Создателями эволюционной эмбриологии Ковалевским и Мечниковым. В 1901 Ковалевский выдвинул теорию зародышевых листков. Основные положения:

1) зародышевые листки имеются у всех многоклеточных (2 или 3)

2) ткани и органы образуются из зародышевых листков

3) одни и те же лиски у всех животных дают начало ОДНИМ И ТЕМ ЖЕ СТРУКТУРАМ.

4) Для всех многоклеточных характерны одинаковые закономерности развития.

В процессе гаструляции образуется стадия развития зародыша — гаструла, у чел. Начиная с 7 по 17 сут. Различают 2 этапа: а)образование экто- и энтодермы (ранняя гаструла), б)образования мезодермы (поздняя гаструла).

Образование ранней гаструлы происходит следующими путями: а) иммиграцией (выселением клеток) б) инвагинацией (впячиванием) в) эпиболией (обрастанием) г)деляминацией (расщеплением)

Характеристика подробно самостоятельно!

У человека 3 способа гаструляции: эпиболия, деляминация и инвагинация.

Наружный слой клеток — эктодерма, внутренний — энтодерма. Энтодерма выстилает полость первичной кишки — гастроцель. Отверстие — первичный рот, бластопор. У первичноротых (черви, моллюски,)— первичный рот;вторичноротые (хордовые, иглокожие) — первичный рот превращается в анальное отверстие, рот образуется на противоположном конце тела

4) гисто- и органогенез, образование органов и тканей зародышей. Гистогенез — просцесс образования тканей. Органогенез — процесс образования органов. Дифференцированный на 3 эмбриональных листка зародышевый материал дает начало всем тканям и органам. Начальный этап — формирование осевых органов 1) нервной трубки 2) хорды 3) кишечной трубки (вторичная кишка). Параллельно у высших млекопитающих идет закладка мезодермы. Закладка структур ОДНОВРЕМЕННАЯ, но процесс разнонаправленный, одни клетки развиваются в одну структуру, другие — в другую.

Первым формируется зачаток нервной системы — нейруляция. Первоначально из эктодермы вычленяется пластинка, которая прогибается (внутрь), образуя полую нервную трубку, на переднем конце которой в дальнейшем формируется головной мозг. Производные эктодермы: нервная система, развивается наружный покров кожи — эпидермис, его производные (ногти, волосы, сальные потовые железы, эмаль зубов, хрусталик, гипофиз, мозговое вещ-во надпочечника). хорда закладывается из спинной энтодермы под материалом нервной трубки, желобок смыкается и образуется хорда без полости. Это осевой скелет. у позвоночных энтодермальная хорда замещается мезодермальным позвоночным столбом, остатки хорды сохраняются на межпозвоночных сочленениях. Закладка кишечной трубки — материал энтодерма в брюшной части зародыша, после смыкания краев желобка формируется кишечная трубка с полостью внутри. Слепо замкнутая с концов. ЗАТЕМ К ПЕРЕДНЕМУ И ЗАДНЕМУ КОНЦУ ПОДРАСТАЕТ ЭКТОДЕРМА и прорываются два отверстия и формируется незамкнутый пищеварительный тракт. Мезодерма образуется 2 способами: телобластический (первичноротые) на границе между экто- и энтодермой, по бокам от бластопоры образуются телобласты. Делятся и дают начало мезодерме, энтероцельный (вторичноротые) — клетки, формирующие мезодерму обособляются в виде карманов первичной кишки. Мешки полностью отшнуровываются от первичной кишки и разрастаются между экто- и энтодермой — клеточный материал дает начало мезодерме. Дорсальный отдел мезодермы состоит из сомитов (сегментов) подразделятеся на 3 участка: медиальный (а) склеротом — образует кости, связки; центральный (б) — миотом — образует мускулатуру; латеральный (в) — дерматом — образует ДЕРМУ кожных покровов. Особенность спинной мезодермы — расчленина на сомиты (сегменты), группы которых образуют часть позвоночного отдела, мышцы и кожу (Ex. Шейный отдел). Вентральный отдел мезодермы — здесь различиют нефрогонотом или ножка сомита, образуют органы половой и выделительной системы. Испланхнотом — закладка спланхнотома разделяется на 2 листка между которыми образуется целом или вторичная полость тела.

Дата добавления: 2013-12-12