Онтогенез животных

Сравнение зародышей позвоночных на разных стадиях эмбрионального развития. Печально знаменитая иллюстрация из работы Эрнста Геккеля , на которой различия между эмбрионами искусственно занижены, ради большего соответствия теории рекапитуляции (повторения филогенеза в онтогенезе). Следует отметить, что фальсификация данной иллюстрации не отменяет того, что зародыши обычно действительно представляются более сходными между собой, чем взрослые организмы, что было отмечено эмбриологами еще до возникновения теории эволюции.

Онтогенез делится на два периода:

1. эмбриональный - от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек;
2. постэмбриональный - от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.

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

Один из механизмов гаструляции - инвагинация (впячивание части стенки бластулы внутрь зародыша)1 - бластула, 2 - гаструла.

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

Сссылки

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "Эмбриональный период" в других словарях:

эмбриональный период - ЭМБРИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ ЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ПЕРИОД, ЗАРОДЫШЕВЫЙ ПЕРИОД – период, в котором зародыш превращается в плод. Из оплодотворенного яйца возникает организм, обладающий примитивными закладками различных органов и систем. Формируются и занимают свое … Общая эмбриология: Терминологический словарь

Эмбриональный период - (embryonic period). Второй период пренатального развития, который продолжается с конца 2 й недели до конца 2 го месяца беременности (считая с момента зачатия). Все главные структуры и органы индивидуума формируются в течение этого периода … Психология развития. Словарь по книге

ЭМБРИОНАЛЬНЫЙ, эмбриональная, эмбриональное (книжн.). прил. к эмбрион, являющийся эмбрионом, зародышевый. Эмбриональное развитие. || Происходящий во время развития эмбриона, зачаточный. Эмбриональный период. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков … Толковый словарь Ушакова

ЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ЭТАП - у растений, размножающихся семенами, период формирования зародыша и семени, от оплодотворения яйцеклетки и до начала прорастания семени; у вегетативно размножающихся растений период формирования почек в органах вегетативного размножения, от… … Словарь ботанических терминов

Мужской пубертат (увеличение волосяного покрова) Пубертат период полового созревания. Является индивидуальным и может варьироваться в некоторых пределах в зависимости от расовых, географических и иных условий. Условно принято считать возраст от… … Википедия

"Введение в общую биологию и экологию. 9 класс". А.А. Каменский (гдз)

Эмбриональный и постэмбриональный периоды развития организма. Биогенетический закон

Вопрос 1. Чем начинается и чем заканчивается эмбриональный период развития?
Эмбриональный период (греч. еmbryon - зародыш) начинается с оплодотворения и образования зиготы. Окончание этого периода при разных типах онтогенеза связано с различными моментами развития.
Эмбриональный период делится на следующие стадии:
1) оплодотворение – образование зиготы;
2) дробление – образование бластулы;
3) гаструляция – образование зародышевых листков;
4) гисто- и органогенез - образование органов и тканей зародыша.
При личиночной форме онтогенеза эмбриональный период начинается с образования зиготы и заканчивается выходом из яйцевых оболочек.
При неличиночной форме онтогенеза эмбриональный период начинается с образования зиготы и заканчивается выходом из зародышевых оболочек.
При внутриутробной форме онтогенеза эмбриональный период начинается с образования зиготы и длится до рождения.

Вопрос 2. Чем начинается и чем заканчивается постэмбриональный период развития? Постэмбриональный период начинается рождением (например, у млекопитающих) или выходом организма из яйцевых оболочек (например, у пресмыкающихся, птиц) и длится до конца его жизни. С момента рождения организма или выхода организма из яйцевых оболочек наступает период постэмбрионального развития. Постэмбриональное развитие может быть прямым, когда из яйца или организма матери появляется существо, сходное с взрослым (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие), и непрямым, когда образовавшаяся в эмбриональный период личинка устроена проще, чем взрослый организм, и отличается от него способами питания, движения и др. (кишечнополостные, плоские и кольчатые черви, ракообразные, насекомые, земноводные).
Постэмбриональное развитие животных подразделяется на три периода:
Период роста и формообразования (дорепродуктивный). Этот период характеризуется продолжением начавшегося еще в эмбриональной жизни органогенеза и увеличением размеров тела. К началу этого периода все органы достигают той степени дифференцировки, при которой молодое животное может существовать и развиваться вне организма матери или вне яйцевых оболочек. С этого момента начинают функционировать пищеварительный тракт, органы дыхания и органы чувств. Нервная, кровеносная и выделительная системы начинают свою функцию еще у зародыша. В течение периода роста и формообразования окончательно складываются видовые и индивидуальные особенности организма, и особь достигает характерных для вида размеров. Позже других органов дифференцируются половая система. Когда заканчивается ее формирование, наступает второй этап постэмбрионального развития.
Период зрелости (репродуктивный). В течение этого периода зрелости происходит размножение. Продолжительность этого периода у различных видов животных разная. У некоторых видов (поденки, тутовый шелкопряд) он длится лишь несколько суток, у других - много лет.
Период старости (пострепродуктивный). Характеризуется уменьшением интенсивности обмена веществ и инволюцией органов. Старение приводит к естественной смерти.

Вопрос 3. Какие системы органов образуются из эктодермы; энтодермы; мезодермы?
По окончании периода дробления зародыши всех многоклеточных животных вступают в период образования зародышевых слоев (листков). Этот этап называется гаструляцией.
В процессе гаструляции различают два этапа. Сначала образуется ранняя гаструла, имеющая два зародышевых листка: наружный – эктодерму и внутренний – энтодерму. Затем наступает поздняя гаструла, когда образуется средний зародышевый листок – мезодерма, На этой стадии появляется третий слой клеток - мезодерма, которая закладывается между экто- и энтодермой. Вначале она имеет вид двух карманов, полости которых называются вторичной полостью тела. В зародыше хордовых наступает вслед за этим стадия нейрулы - формируется осевой комплекс, состоящий из хорды и нервной пластинки, расположенных параллельно друг другу. Хорда возникает из энтодермы (точнее из хордомезодермы), а нервная пластинка - из эктодермы. В дальнейшем идет дифференцировка клеток: из эктодермы образуются покровный эпителий, эмаль зубов, нервная система, органы чувств. Из энтодермы - эпителий кишечника, пищеварительные железы, легкие. Из мезодермы - скелет, мышцы, кровеносная система, выделительные органы, половая система. У всех животных и у человека одни и те же зародышевые листки фор¬мируют одни и те же органы и ткани. Это как раз и свидетельствует о том, что зародышевые листки гомологичны и имеют единое происхождение в эволюции.

Вопрос 4. Приведите примеры животных с прямым и непрямым развитием.
Постэмбриональное развитие может быть прямым, когда из яйца или организма матери появляется существо, сходное с взрослым (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие), и непрямым, когда образовавшаяся в эмбриональный период личинка устроена проще, чем взрослый организм, и отличается от него способами питания, движения и др. (кишечнополостные, плоские и кольчатые черви, ракообразные, насекомые, земноводные).

Вопрос 5. В чем значение биогенетического закона?
Биогенетический закон , сформулированный Ф. Мюллером и Э. Геккелем, позволяет использовать данные эмбриологии для воссоздания хода исторического развития вида.

Проэмбриональный период, предшествующий образованию зиготы, связан с образованием гамет. Иначе, это гаметогенез (овогенез и сперматогенез).

Процессы, характеризующие овогенез, приводят к образованию гаплоидного набора хромосом и образованию сложных структур в цитоплазме. В яйце накапливается р-РНК и и-РНК, идет накопление желтка. От количества желтка и его распределений зависит тип развития онтогенеза.

В зависимости от количества желтка различают 4 типа яйцеклеток:

1) полилецитальные (много желтка; lecitos - гр. желток);

2) мезолецитальные (среднее количество желтка);

3) олиголецитальные (малое количество желтка);

4) алецитальные (желток почти отсутствует).

Рис. 1. Типы яйцеклеток по распределению желтка: а – алецитальная, б – изолецитальная, в – телолецитальная, г – центролецитальная.

По характеру распределения желтка яйцеклетки делятся на 3 типа:

1) изолецитальные или гомолецитальные (с равномерным распределением желтка по яйцеклетке), по количеству желтка они чаще олиго- или алецитальные. Примеры: яйца иглокожих, низших хордовых, млекопитающих.

2) телолецитальные (желток сосредоточен на вегетативном полюсе; греч. конец); По содержанию желтка эти яйца чаще всего поли- или мезолецитальные. Примеры: яйца моллюсков, рыб, земноводных, рептилий, птиц.

3) центролецитальные (желток сосредоточен в центре клетки, а цитоплазма по периферии и внутри ядра). Примеры: яйца насекомых, по содержанию желтка это чаще всего олиго- или мезолецитальные яйца.

1.5. Эмбриональный период

Эмбриональный период (греч. еmbryon - зародыш) начинается с оплодотворения и образования зиготы. Окончание этого периода при разных типах онтогенеза связано с различными моментами развития.

Эмбриональный период делится на следующие стадии:

1) оплодотворение – образование зиготы;

2) дробление – образование бластулы;

3) гаструляция – образование зародышевых листков;

4) гисто- и органогенез- образование органов и тканей зародыша.

При личиночной форме онтогенеза эмбриональный период начинается с образования зиготы и заканчивается выходом из яйцевых оболочек.

При неличиночной форме онтогенеза эмбриональный период начинается с образования зиготы и заканчивается выходом из зародышевых оболочек.

При внутриутробной форме онтогенеза эмбриональный период начинается с образования зиготы и длится до рождения.

1.5.1. Зигота.

Зигота- одноклеточная стадия развития нового организма. В зиготе выделяют стадию двух пронуклеусов и стадию синкариона. Стадия двух пронуклеусов предшествует стадии синкариона. Сперматозоид проник в яйцеклетку, но ядра сперматозоида и яйцеклетки еще не слились. Стадия же синкариона характеризуется слиянием ядер. В результате синкариогамии восстанавливается диплоидный набор хромосом. После образования синкариона зигота приступает к дроблению.

Рис.2. Оплодотворение у млекопитающих. А – сперматозоид проникает в яйцеклетку; Б – из головки сперматозоида образовалось ядро, а из шейки - центриоль. 1- ядро яйцеклетки, 2 – сперматозоид, 3 – воспринимающий бугорок, 4 – центриоль, 5 – ядро сперматозоида.

1. Где развивается зародыш млекопитающих?

Оплодотворенная яйцеклетка попадает в матку, где и происходит процесс её закрепления и развития.

2. Что такое зигота?

Зигота – одноклеточная стадия развития организма, которая возникает в результате слияния сперматозоида и яйцеклетки.

Вопросы

1. Чем начинается и чем заканчивается эмбриональный период развития?

Эмбриональный период (эмбриогенез) начинается в момент образования зиготы и заканчивается рождением (например, у млекопитающих) или выходом из яйцевых оболочек (например, у птиц).

2. Чем начинается и чем заканчивается постэмбриональный период развития?

Постэмбриональный период начинается с момента рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и длится до конца жизни особи.

3. Какое развитие называется прямым? Приведите примеры животных с прямым развитием.

Постэмбриональное развитие называется прямым, когда из яйца или организма матери появляется существо, сходное со взрослым (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие).

4. Какое развитие называется непрямым? Приведите примеры животных с непрямым развитием.

Постэмбриональное развитие называется непрямым, когда образовавшаяся в эмбриональный период личинка устроена проще, чем взрослый организм, и отличается от него способами питания, движения и др. (кишечнополостные, плоские и кольчатые черви, ракообразные, насекомые, земноводные).

5. В чём состоит биогенетический закон Мюллера-Геккеля?

Индивидуальное развитие особи (онтогенез) до определённой степени повторяет историческое развитие вида (филогенез), к которому относится данная особь.

6. Каково значение биогенетического закона?

Биогенетический закон имеет очень важное значение, поскольку свидетельствует об общих предках животных, относящихся к различным систематическим группам. Он позволяет использовать данные эмбриологии для воссоздания хода филогенеза.

Задания

1. Используя знания, полученные при изучении раздела «Животные», приведите примеры постэмбрионального развития, связанного с переменой образа жизни, среды обитания.

У лягушки, например, из икринки развивается личинка (головастик), которая отличается от взрослых животных по строению, образу жизни и среде обитания. У головастика, как у рыб, имеются жабры, орган боковой линии, хвост, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. Личинка питается, растет и со временем превращается в лягушку.

Наличие личиночной стадии в развитии земноводных и многих 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.

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.

2. В ранний период развития сердце человеческого зародыша состоит из одного предсердия и одного желудочка. Опираясь на положения биогенетического закона, прокомментируйте этот факт.

Человеческий зародыш в процессе индивидуального развития повторяет пройденный этап эволюции (двухкамерное сердце - признак рыб).

Ход урока

1. Организационный момент.

2. Проверка д/з:

а) дать определение словам: митоз, мейоз, гаметы, зигота, гаметогенез, овогенез, сперматогенез;

б) рассказ учащихся о бесполом размножении;

в) рассказ учащихся о половом размножении.

3. Сообщение темы и цели урока: "Индивидуальное развитие организма".

Слово учителя:

Итак, при половом размножении начало всему организму дает одна клетка - зигота, при бесполом размножении - одна или несколько клеток родительской особи.

Но в любом случае для того, чтобы малое число клеток превращалось в полноценный организм, необходим целый ряд сложных, сменяющих друг друга превращений.

4. Работа над новым материалом.

Онтогенез (индивидуальное развитие организма) - это период развития организма от зарождения и образования зиготы до конца жизни особи.

Онтогенез делится на 2 периода: эмбриональное и постэмбриональное развитие.

5. Эмбриональное развитие (эмбриогенез, на примере ланцетника).

Эмбриогенез - это развитие организма с момента образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек.

Стадии эмбриогенеза:

а) Бластула (дробление) - в ходе которого зигота делится митозом, а клетки, образовавшиеся при дроблении, меньше зиготы.

Дробление завершается образованием бластулы - полого шарика или пузырька; клетки бластулы - бластомеры (располагаются по поверхности).

Полость бластулы называется бластоцелью, а процесс образования однослойного зародыша - бластуляцией.

б) Гаструла (гаструляция) - образование двухслойного зародыша, а двухслойный шарик - гаструла.

Наружный слой клеток (или зародышевый листок) называется энтодерма.

Полость внутри гаструлы является первичной кишкой, а отверстие, ведущее в первичную кишку - первичным ртом (образуются они путем впячивания или перемещения клеток).

в) Нейрула - образование третьего зародышевого листка - мезодермы. Особенность стадии в том, что начинается формирование тканей и органов будущего организма (органогенез).

Производные зародышевых листков.

6. Постэмбриональное развитие.

Это развитие организма с момента рождения и длится до конца жизни особи (выхода из яйцевых оболочек).

Постэмбриональное развитие делится на 3 периода:

1. Дорепродуктивый - рост организма, развитие и половое созревание.

2. Репродуктивный - активное функционирование взрослого организма, размножение.

3. Пострепродуктивный - старение, постепенное угасание процессов жизнедеятельности.

Типы развития:

а) прямое,

б) непрямое (с метаморфозом):

1) полное превращение (кроме стадии личинки есть стадия куколки - бабочки, жуки),

2) неполное превращение (есть личинка, но нет куколки - кузнечики, головастики).

7. Биогенетический закон (сравнение зародышей).

К. Бэр сформулировал закон зародышевого сходства: "В пределах типа эмбрионы, начиная с самых ранних стадий, обнаруживают известное общее сходство".

Мюллер и Геккель сформировал биогенетический закон: "Онтогенез есть краткое повторение филогенеза".

Значение биогенетического закона - он свидетельствует об общих предках животных, относящихся к различным систематическим группам.

8. "Рассказ не родившегося ребенка. Аборты".

Фрагмент фильма: "Развитие зародыша человека по неделям" (обсуждение поступка несостоявшейся мамы и вреда абортов).

9. Посоревнуемся (закрепление).

10. Подведение итогов.

1) Чем начинается и чем заканчивается эмбриональный период развития?

2) Чем начинается и чем заканчивается постэмбриональный период развития?

3) Какие системы органов образуются из эктодермы? энтодермы? мезодермы?

4) Приведите примеры животных с прямым и непрямым развитием.

5) В чем значение биогенетического закона?