Индивидуальное развитие организмов (онтогенез)

Изучением вопросов, связанных с индивидуальным развитием организмов, занимается эмбриология
(от греч. еmbryon – зародыш).

Краткие исторические сведения
К.М.Бэр
А.О.Ковалевский
И.И.Мечников
Ф.Мюллер
Э.Геккель
А.Н. Северцов

Карл Эрнест фон Бэр
(1792 – 1876)
Основателем современной
эмбриологии считается академик Российской Академии К.М.Бэр.
В 1828 году он опубликовал сочинение «История развития животных», в котором доказывал, что человек развивается по единому плану со всеми позвоночными животными.

Александр Онуфриевич Ковалевский
(1840 – 1901)
Русскому ученному принадлежит заслуга создания эволюционной эмбриологии.
Он обнаружил эктодерму, энтодерму и мезодерму у всех групп хордовых.

Илья Ильич Мечников
(1845 – 1916)
Замечательный русский ученый, который вместе с А.О.Ковалевским изучал эволюционную эмбриологию.
Благодаря работам И.И.Мечникова и
А.О.Ковалевского, установлены принципы развития беспозвоночных и позвоночных животных.

Фриц Мюллер
(1822 – 1897)
Немецкий ученный, вместе
со своим соотечественником Э.Геккелем создали биогенетический закон, согласно которому онтогенез, есть краткое повторение филогенеза – исторического развития вида.

Эрнст Генрих Геккель
(1834 – 1919)
Немецкий ученный вместе
со своим соотечественником Ф.Мюллером создали
биогенетический закон, согласно которому онтогенез, есть краткое повторение
филогенеза – исторического развития вида.

Алексей Николаевич Северцов
(1866 – 1936)
Академик, крупнейший эволюционный морфолог,
В первой половине XX века занимался вопросами соотношения онтогенеза и филогенеза.

Что же такое онтогенез?
Онтогенезом, или индивидуальным развитием, называют весь период жизни с момента слияния половых клеток и образования зиготы до гибели организма.

Эмбриональный период развития
В данном периоде выделяют три основных этапа:
1. дробление; 2. гаструляция;
3. первичный органогенез;

I. Дробление
Развитие организма начинается с одноклеточной стадии, которая происходит с момента слияния сперматозоида и яйцеклетки.

Возникшее при оплодотворении
ядро, обычно уже через несколько минут начинает делиться, вместе с ним делиться и цитоплазма.
Образующиеся клетки, ещё сильно отличаются от клеток взрослого организма, называются бластомерами
(от греч. blastos – зародыш,
meros – часть).
При делении бластомеров размеры их не увеличиваются, поэтому процесс деления носит название дробления.

Дробление завершается образованием однослойного многоклеточного зародыша – бластулы.
При дроблении клеток у всех животных – общий объем бластомеров на стадии бластулы не превышает объема зиготы.

Для дробления характерны и другие черты:
Все клетки в бластуле имеют диплоидный набор хромосом;
Чрезвычайно короткий митотический цикл бластомеров по сравнению с клетками взрослого организма. Во время очень короткой интерфазы происходит только удвоение ДНК.
Цитоплазма зиготы при делении не перемещается;
Эти и ряд других различий создают основу для дифференцировки клеток, вследствие которой из разных клеток бластулы образуются те или иные органы и ткани.

II. Гаструляция
Совокупность процессов, приводящих к образованию гаструлы, называется гаструляцией.
Гаструла ( от греч. Gaster – желудок) – зародыш, состоящий из двух зародышевых листков:
эктодермы ( от греч. ectos – находящийся снаружи);
энтодермы ( от греч. entos – находящийся внутри);

У многоклеточных животных, кроме кишечнополостных, параллельно с гаструляцией возникает третий зародышевый листок – мезодерма (от греч. mesos – находящийся посередине).
1 – эктодерма;
2 – энтодерма;
3 – мезодерма;
4 – нервная пластинка;
5 – хорда;
Сущность процесса гаструляции заключается в перемещении клеточных масс. На этой стадии начинается использование генетической информации клеток зародыша, появляются первые признаки дифференцировки.

Дифференцировка – это процесс возникновения и нарастания структурных и функциональных различий между отдельными клетками и частями зародыша.
Морфологическая точка зрения: образуется несколько сотен типов клеток специального строения;
Биохимическая точка зрения: в синтезе определенных белков, свойственных только данному типу клеток;

III Органогенез

Постэмбриональный
период развития.
Постэмбриональное развитие может быть:
Прямым – когда из яйца или организма матери появляется существо, сходное со взрослым;
Непрямое – когда образовавшаяся личинка устроена проще, чем взрослый организм, и отличается способом питания, движения и др.

Постэмбриональное развитие в основном сводится к:
росту;
половому созреванию;
репродукции;

Биогенетический закон
Карл Бэр сформулировал закон зародышевого сходства: «В пределах одного типа эмбрионы, начиная с самых ранних стадий, обнаруживают известное общее сходство».
Однако мысль о зародышевом сходстве была сформулирована Ф.Мюллером и Э.Геккеля в биогенетическом законе:
индивидуальное развитие особи (онтогенез) до определенной степени повторяет историческое развитие вида (филогенез), к которому относится данная особь.

Эмбриональное развитие зародыша человека

Человек начинает свое эмбриональное развитие с одной клетки – зиготы, т.е. как бы проходит стадию простейших, бластула аналогична колониальным животным, сходным с вольвоксом, гаструла – аналог двухслойных кишечнополостных.
В первые недели эмбриогенеза у будущего человека есть хорда, жаберные щели и хвост, т.е. он напоминает древнейших хордовых, сходных по строению с нынешним ланцетником.
Строение сердца человеческого зародыша в ранний период формирования напоминает строение этого органа у рыб: оно с одним предсердием и одним желудочком.

Эмбриональное развитие зародыша человека

Оплодотворение
яйцеклетки

1 сутки.
Зигота

3 суток.
Морула

5 суток.
Бластула

10 суток.
Гаструла

3 недели.
Начало
органогенеза

5,5 недель.
Длина
зародыша
10 - 15 мм.

6 недель.
Движение
плода,
сокращение
сердца.

8 – 10 недель.
Длина
плода 10 см.
Все органы
сформированы.

11 недель.
Продолжение
развития.

12 недель.
Интенсивное
развитие
нервной
системы.

16 недель.
Плод
двигается и переворачивается.
Быстро растет.

18 недель.
Длина – 20см.
Мать ощущает
его движения.

7 месяцев.
Прекращается
развитие.