Úvod

Individuálny vývoj organizmov alebo ontogenézy- ide o dlhý a zložitý proces tvorby organizmov od okamihu vytvorenia zárodočných buniek a oplodnenia (s pohlavným rozmnožovaním) alebo jednotlivých skupín buniek (s nepohlavným rozmnožovaním) až do konca života.

Z gréckeho „ontos“ – jestvovanie a genéza – vznik. Ontogenéza je reťazec prísne definovaných komplexných procesov na všetkých úrovniach tela, v dôsledku ktorých sa vytvárajú štrukturálne znaky, životné procesy a schopnosť reprodukcie, ktoré sú vlastné iba jedincom daného druhu. Ontogenéza končí procesmi, ktoré prirodzene vedú k starnutiu a smrti.

S génmi svojich rodičov dostáva nový jedinec akési inštrukcie o tom, kedy a aké zmeny musia v tele nastať, aby mohol úspešne prejsť celým životná cesta. Ontogenéza teda predstavuje implementáciu dedičnej informácie.

1. Historické informácie

Proces vzhľadu a vývoja živých organizmov zaujíma ľudí už dlho, ale embryologické poznatky sa hromadili postupne a pomaly. Veľký Aristoteles, ktorý pozoroval vývoj kurčaťa, navrhol, že embryo vzniká ako výsledok miešania tekutín patriacich obom rodičom. Tento názor pretrval 200 rokov. V 17. storočí anglický lekár a biológ W. Harvey uskutočnil niekoľko experimentov na overenie Aristotelovej teórie. Ako dvorný lekár Karola I. dostal Harvey povolenie používať jelene žijúce na kráľovských pozemkoch na experimenty. Harvey študoval 12 jeleňov, ktoré uhynuli v rôznych časoch po párení.

Prvé embryo, ktoré odobrali samici jeleňa niekoľko týždňov po párení, bolo veľmi malé a vôbec nevyzeralo ako dospelé zviera. U jeleňov, ktorí uhynuli vo viac ako neskoré termíny, embryá boli väčšie, veľmi sa podobali malým, čerstvo narodeným mláďatkám. Takto sa hromadili poznatky v embryológii.

Nasledujúci vedci významne prispeli k embryológii.

· Anthony van Leeuwenhoek (1632-1723) objavil spermie v roku 1677 a ako prvý študoval partenogenézu vošiek.

· Jan Swammerdam (1637-1680) bol priekopníkom v štúdiu metamorfózy hmyzu.

· Marcello Malpighi (1628-1694) urobil prvé štúdie o mikroskopickej anatómii vývoja orgánov v kuracom embryu.

· Kašpar Wolf (1734-1794) je považovaný za zakladateľa modernej embryológie; precíznejšie a podrobnejšie ako všetci jeho predchodcovia študoval vývoj kuriatka vo vajci.

· Skutočným tvorcom embryológie ako vedy je ruský vedec Karl Baer (1792-1876), rodák z estónskej provincie. Ako prvý dokázal, že počas vývoja všetkých stavovcov sa embryo najprv vytvorí z dvoch primárnych bunkových vrstiev alebo vrstiev. Baer videl, opísal a potom predviedol na kongrese prírodovedcov vajcovú bunku cicavca zo psa, ktorého otvoril. Objavil metódu vývoja osovej kostry u stavovcov (z tzv. chrbtových chordae). Baer ako prvý zistil, že vývoj akéhokoľvek zvieraťa je procesom rozvíjania niečoho, čo predchádza, alebo, ako by sa teraz povedalo, postupné odlíšenie čoraz zložitejších útvarov od jednoduchších základov (zákon diferenciácie). Napokon Baer ako prvý ocenil význam embryológie ako vedy a založil ju na klasifikácii živočíšnej ríše.

· A.O. Kovalevsky (1840-1901) je známy svojou slávnou prácou „História vývoja lanceletu“. Mimoriadne zaujímavé sú jeho práce o vývoji ascidiánov, ktenoforov a holotúrií, o postembryonálnom vývoji hmyzu atď. Kovalevskij štúdiom vývoja lanceletu a rozšírením získaných údajov na stavovce opäť potvrdil správnosť myšlienky jednota vývoja v celej živočíšnej ríši.

· I.I. Mečnikov (1845-1916) sa preslávil najmä štúdiom húb a medúz, t.j. nižšie mnohobunkové organizmy. Mečnikovovou prominentnou myšlienkou bola jeho teória pôvodu mnohobunkových organizmov.

· A.N. Severtsov (1866-1936) je najväčší z moderných embryológov a komparatívnych anatómov, tvorca teórie fylembryogenézy.

2. Individuálny vývoj jednobunkových organizmov

ontogenéza embryológia jednobunkový organizmus

U najjednoduchších organizmov, ktorých telo tvorí jedna bunka, sa ontogenéza zhoduje s bunkovým cyklom, t.j. od okamihu objavenia sa, cez rozdelenie materskej bunky až po ďalšie delenie alebo smrť.

Ontogenéza jednobunkových organizmov pozostáva z dvoch období:

zrelosť (príprava na delenie).

samotný proces delenia.

Ontogenéza je oveľa komplikovanejšia v mnohobunkových organizmoch.

Napríklad v rôznych členeniach rastlinnej ríše je ontogenéza reprezentovaná zložitými vývojovými cyklami so striedaním pohlavných a nepohlavných generácií.

U mnohobunkových živočíchov je ontogenéza tiež veľmi zložitý proces a oveľa zaujímavejší ako u rastlín.

U zvierat existujú tri typy ontogenézy: larválna, vajcorodá a vnútromaternicová. Larvový typ vývoja sa vyskytuje napríklad u hmyzu, rýb a obojživelníkov. V ich vajíčkach je málo žĺtka a zo zygoty sa rýchlo vyvinie larva, ktorá sa živí a rastie samostatne. Potom po určitom čase nastáva metamorfóza - premena larvy na dospelého jedinca. U niektorých druhov dokonca existuje celý reťazec premien z jednej larvy na druhú a až potom na dospelého jedinca. Príčina existencie lariev môže spočívať v tom, že sa živia inou potravou ako dospelí jedinci a tým sa rozširuje potravná základňa druhu. Porovnajte napríklad výživu húseníc (listy) a motýľov (nektár), či pulcov (zooplanktón) a žiab (hmyz). Okrem toho v štádiu lariev mnohé druhy aktívne kolonizujú nové územia. Napríklad larvy lastúrnikov sú schopné plávať, zatiaľ čo dospelí sú prakticky nehybní. Vejcorodý typ ontogenézy sa pozoruje u plazov, vtákov a vajcorodých cicavcov, ktorých vajíčka sú bohaté na žĺtok. Embryo takéhoto druhu sa vyvíja vo vnútri vajíčka; neexistuje larválne štádium. Vnútromaternicový typ ontogenézy sa pozoruje u väčšiny cicavcov, vrátane ľudí. V tomto prípade je vyvíjajúce sa embryo zadržané v tele matky, vzniká dočasný orgán - placenta, cez ktorú telo matky zabezpečuje všetky potreby rastúceho embrya: dýchanie, výživu, vylučovanie atď. Vnútromaternicový vývoj končí proces pôrodu.

I. Embryonálne obdobie

Individuálny vývoj mnohobunkových organizmov možno rozdeliť do dvoch etáp:

· embryonálne obdobie.

· postembryonálne obdobie.

Embryonálne alebo embryonálne obdobie individuálneho vývoja mnohobunkového organizmu zahŕňa procesy prebiehajúce v zygote od okamihu prvého delenia až po výstup z vajíčka alebo narodenia.

Veda, ktorá študuje zákonitosti individuálneho vývoja organizmov v embryonálnom štádiu, sa nazýva embryológia (z gréckeho embryo - embryo).

Embryonálny vývoj môže prebiehať dvoma spôsobmi: in utero a končiac narodením (u väčšiny cicavcov), ako aj mimo tela matky a končiac uvoľnením vaječných blán (u vtákov, rýb, plazov, obojživelníkov, ostnokožcov, mäkkýšov a niektoré cicavce)

Mnohobunkové zvieratá majú rôzne úrovne organizačnej zložitosti; sa môže vyvinúť v maternici a mimo tela matky, ale pre veľkú väčšinu embryonálne obdobie prebieha podobným spôsobom a pozostáva z troch období: štiepenie, gastrulácia a organogenéza.

) Rozdelenie.

Počiatočná fáza vývoja oplodneného vajíčka sa nazýva štiepenie . Po niekoľkých minútach alebo niekoľkých hodinách (at odlišné typy inak) po implantácii spermie do vajíčka sa výsledná zygota začne mitózou deliť na bunky nazývané blastoméry. Tento proces sa nazýva štiepenie, keďže počas neho exponenciálne narastá počet blastomér, ktoré však nedorastú do veľkosti pôvodnej bunky, ale každým delením sa zmenšujú. Blastoméry vytvorené počas štiepenia sú skoré zárodočné bunky. Počas štiepenia nasledujú mitózy jedna za druhou a na konci obdobia nie je celé embryo oveľa väčšie ako zygota.

Typ drvenia vajec závisí od množstva žĺtka a od charakteru jeho distribúcie. Rozlišuje sa úplné a neúplné drvenie. Vo vajciach chudobných na žĺtok sa pozoruje rovnomerné drvenie. Lancelet a zygoty cicavcov podliehajú úplnému rozdrveniu, pretože obsahujú málo žĺtka a je distribuovaný relatívne rovnomerne.

Vo vajciach bohatých na žĺtok môže byť drvenie úplné (rovnomerné a nerovnomerné) a neúplné. V dôsledku množstva žĺtka blastoméry jedného pólu vždy zaostávajú za blastomérmi druhého pólu v rýchlosti fragmentácie. Úplná, ale nerovnomerná fragmentácia je charakteristická pre obojživelníky. U rýb a vtákov je rozdrvená iba časť vajíčka umiestnená na jednom z pólov; dochádza k neúplnému. rozdelenie. Časť žĺtka zostáva mimo blastomérov, ktoré sa nachádzajú na žĺtku vo forme disku.

Pozrime sa podrobnejšie na fragmentáciu zygoty lanceletu. Štiepenie pokrýva celú zygotu. Brázdy prvého a druhého štiepenia prechádzajú cez póly zygoty vo vzájomne kolmých smeroch, čo vedie k vytvoreniu embrya pozostávajúceho zo štyroch blastomér.

Následné drvenie prebieha striedavo v pozdĺžnom a priečnom smere. V štádiu 32 blastomérov embryo pripomína moruše alebo malinu. Volá sa to morula. Pri ďalšej fragmentácii (približne v štádiu 128 blastomérov) sa embryo roztiahne a bunky usporiadané v jednej vrstve vytvoria dutú guľu. Toto štádium sa nazýva blastula. Stena jednovrstvového embrya sa nazýva blastoderm a dutina vo vnútri sa nazýva blastocoel (primárna telová dutina).

Ryža. 1. Počiatočné štádiá vývoj lancelet: a - drvenie (štádium dvoch, štyroch, ôsmich, šestnástich blastomér); b - blastula; in - gastra. katión; d - schematický rez embryom lanceletu; 2 - vegetatívny pól blastuly; 3 - endoderm; 4 - blastogél; 5 - ústa gastruly (blastopor); 6,7 - dorzálne a ventrálne pysky blastopóru; 8 - tvorba nervovej trubice; 9 - tvorba akordov; 10 - tvorba mezodermu

) Gastrulácia

Ďalším štádiom embryonálneho vývoja je vytvorenie dvojvrstvového embrya - gastrulácia. Po úplnom vytvorení blastuly lanceletu dochádza k ďalšej fragmentácii buniek obzvlášť intenzívne na jednom z pólov. V dôsledku toho sa zdá, že sú vtiahnuté (vyduté) dovnútra. V dôsledku toho sa vytvorí dvojvrstvové embryo. V tomto štádiu má embryo miskovitý tvar a nazýva sa gastrula. Vonkajšia vrstva buniek gastruly sa nazýva ektoderm alebo vonkajšia zárodočná vrstva a vnútorná vrstva vystielajúca dutinu gastruly - žalúdočná dutina (dutina primárneho čreva) sa nazýva endoderm alebo vnútorná zárodočná vrstva. Dutina gastruly alebo primárne črevo sa u väčšiny zvierat v ďalších štádiách vývoja mení na tráviaci trakt a otvára sa smerom von do primárnych úst alebo blastopóru. U červov, mäkkýšov a článkonožcov sa blastonor vyvíja do úst dospelého organizmu. Preto sa nazývajú protostómy. U ostnatokožcov a strunatcov sa ústa prerazia na opačnej strane a blastonór sa zmení na konečník. Nazývajú sa deuterostómy.

V štádiu dvoch zárodočných vrstiev sa končí vývoj húb a koelenterátov. U všetkých ostatných živočíchov sa tvorí tretia - stredná zárodočná vrstva, ktorá sa nachádza medzi ektodermou a endodermou. Volá sa to mezoderm.

Po gastrulácii začína ďalšia etapa vývoja embrya - diferenciácia zárodočných vrstiev a kladenie orgánov (organogenéza). Najprv dochádza k tvorbe axiálnych orgánov - nervový systém, chorda a tráviaca trubica. Štádium, v ktorom dochádza k tvorbe axiálnych orgánov, sa nazýva neirula.

Nervový systém u stavovcov je vytvorený z ektodermy vo forme nervovej trubice. U strunatcov to spočiatku vyzerá ako nervová platnička. Táto platňa rastie intenzívnejšie ako všetky ostatné časti ektodermy a potom sa ohýba a vytvára drážku. Okraje drážky sa zatvoria, objaví sa nervová trubica, ktorá sa tiahne od predného konca k zadnému. Potom sa na prednom konci trubice vytvorí mozog. Súčasne s tvorbou neurálnej trubice dochádza k tvorbe notochordu. Notochordálny materiál endodermy je ohnutý, takže notochord je oddelený od spoločnej platničky a mení sa na samostatnú šnúru vo forme pevného valca. Nervová trubica, črevo a notochorda tvoria komplex osových orgánov embrya, ktorý určuje obojstrannú symetriu tela. Následne je notochord u stavovcov nahradený chrbticou a len u niektorých nižších stavovcov sú jeho zvyšky zachované medzi stavcami aj v dospelosti.

Súčasne s tvorbou notochordu sa oddeľuje tretia zárodočná vrstva, mezoderm. Existuje niekoľko spôsobov, ako vytvoriť mezoderm. V lancelete je napríklad mezoderm, podobne ako všetky hlavné orgány, vytvorený v dôsledku zvýšeného delenia buniek na oboch stranách primárneho čreva. V dôsledku toho sa vytvoria dve endodermálne vrecká. Tieto vrecká sa zväčšujú a vypĺňajú primárnu telesnú dutinu; ich okraje sa oddeľujú od endodermu a približujú sa k sebe, čím vytvárajú dve rúrky pozostávajúce z oddelených segmentov alebo somitov. Ide o tretiu zárodočnú vrstvu – mezoderm. V strede rúrok je sekundárna telová dutina alebo coelom.

) Organogenéza.

Ďalšia diferenciácia buniek každej zárodočnej vrstvy vedie k tvorbe tkanív (histogenéza) a tvorbe orgánov (organogenéza). Okrem nervového systému sa z ektodermy vyvíja vonkajší obal kože - epidermis a jej deriváty (nechty, vlasy, mazové a potné žľazy), epitel úst, nosa, konečníka, výstelka konečníka, zub sklovina, zmyslové bunky orgánov sluchu, čuchu, zraku a pod.

Z endodermu sa vyvíjajú epitelové tkanivá vystielajúce pažerák, žalúdok, črevá, dýchacie cesty, pľúca alebo žiabre, pečeň, pankreas, epitel žlčníka a močového mechúra, močovú rúru, štítnu žľazu a prištítne telieska.

Deriváty mezodermu sú základ spojivového tkaniva kože (dermis), celé spojivové tkanivo samotné, kosti kostry, chrupavka, obehový a lymfatický systém, dentín zubov, mezentéria, obličky, pohlavné žľazy a svaly.

Živočíšne embryo sa vyvíja ako jeden organizmus, v ktorom sú všetky bunky, tkanivá a orgány v úzkej interakcii. V tomto prípade jeden základ ovplyvňuje druhý a do značnej miery určuje cestu jeho vývoja. Okrem toho rýchlosť rastu a vývoja embrya ovplyvňujú vonkajšie a vnútorné podmienky.

Embryonálny vývoj organizmov prebieha u rôznych druhov živočíchov odlišne, no vo všetkých prípadoch zabezpečujú nevyhnutné spojenie embrya s prostredím špeciálne mimoembryonálne orgány, ktoré fungujú dočasne a nazývajú sa provizórne. Príkladmi takýchto dočasných orgánov sú žĺtkový vak u lariev rýb a placenta u cicavcov.

Vývoj embryí vyšších stavovcov vrátane ľudí v skorých štádiách vývoja je veľmi podobný vývoju lanceletu, ale v nich, už od štádia blastuly, sa pozoruje výskyt špeciálnych embryonálnych orgánov - ďalšie embryonálne membrány (chorion, amnion a allantois), poskytujúce ochranu vyvíjajúceho sa embrya pred vysychaním a rôznymi vplyvmi prostredia.

Vonkajšia časť guľovitého útvaru vyvíjajúceho sa okolo blastuly sa nazýva chorion. Táto škrupina je pokrytá klkmi. U placentárnych cicavcov sa tvorí chorion spolu so sliznicou maternice miesto pre deti, alebo placenta, ktorá zabezpečuje spojenie medzi plodom a telom matky.

Ryža. 2.5. Schéma embryonálnych membrán: 1 - embryo; 2 - amnion a jeho dutina (3), naplnená plodovou vodou; 4 - chorion s klkmi tvoriacimi miesto pre dieťatko (5); 6 - pupočná alebo žĺtková vezikula; 7 - alantois; 8 - pupočná šnúra

Druhou embryonálnou membránou je amnion (lat. amnion – peri-embryonálny vezikul). Tak sa v staroveku nazýval pohár, do ktorého sa nalievala krv zvierat obetovaných bohom. Amnion embrya je naplnený tekutinou. Plodová voda - vodný roztok bielkoviny, cukry, minerálne soli, obsahujúce aj hormóny. Množstvo tejto tekutiny v šesťmesačnom ľudskom embryu dosahuje 2 litre a v čase narodenia - 1 liter. Stena amniotickej membrány je derivátom ekto- a mezodermu.

Allantois (lat. alios - klobása, oidos - druh) je tretia embryonálna membrána. Toto je základ močového vaku. Vyzerá ako malý vačkovitý výrastok na brušnej stene zadného čreva, vychádza cez pupočný otvor a veľmi rýchlo rastie, aby zakryl amnion a žĺtkový vak. Jeho funkcie sa u rôznych stavovcov líšia. U plazov a vtákov sa v ňom pred vyliahnutím z vajíčka hromadia odpadové produkty embrya. V ľudskom embryu nedosahuje veľké veľkosti a zmizne v treťom mesiaci embryonálneho vývoja.

Organogenéza je ukončená hlavne koncom embryonálneho obdobia vývoja. Diferenciácia a komplikácia orgánov však pokračuje aj v postembryonálnom období.

Vyvíjajúce sa embryo (najmä ľudské embryo) má obdobia nazývané kritické obdobia, kedy je najcitlivejšie na škodlivé účinky environmentálnych faktorov. Toto je obdobie implantácie v dňoch 6-7 po oplodnení, obdobie placenty - koniec druhého týždňa a obdobie pôrodu. Počas týchto období dochádza k reštrukturalizácii vo všetkých systémoch tela.

Vývoj organizmu od okamihu jeho narodenia alebo vynorenia sa z vaječných škrupín až po smrť sa nazýva postembryonálne obdobie. V rôznych organizmoch má rôzne trvanie: od niekoľkých hodín (v baktériách) po 5000 rokov (v sekvoji).

Existujú dva hlavné typy postembryonálneho vývoja:

· nepriamy.

Priamy vývoj, pri ktorej z tela matky alebo vaječných škrupín vychádza jedinec, ktorý sa od dospelého organizmu líši len menšou veľkosťou (vtáky, cicavce). Existujú: nelarválny (oviparózny) typ, pri ktorom sa embryo vyvíja vo vnútri vajíčka (ryby, vtáky), a vnútromaternicový typ, pri ktorom sa embryo vyvíja vo vnútri tela matky – a je s ním spojené cez placentu (placentárne cicavce). ).

Záver

Individuálny vývoj živých organizmov končí starnutím a smrťou.

Trvanie embryonálneho obdobia môže trvať niekoľko desiatok hodín až niekoľko mesiacov.

Trvanie postembryonálneho obdobia sa medzi rôznymi mnohobunkovými organizmami líši. Napríklad: korytnačka - 100-150 rokov, sup - 117 rokov, beluga - 80-100 rokov, papagáj - 70-95 rokov, slon - 77 rokov, hus - 50-100 rokov, človek - 70 rokov, krokodíl - 60 rokov , kapor - 50-100 rokov, sasanka - 50-70 rokov, výr - 68 rokov, nosorožec - 45 rokov, homár - 50 rokov, kôň - 40 rokov, čajka - 30-45 rokov, opica - 35-40 rokov , lev - 35 rokov, už - 30 rokov, krava - 20-30 rokov, mačka - 27 rokov, žaba - 12-20 rokov, lastovička - 9 rokov, myš - 3-4 roky.

Otázka 1. Ako sa nazýva individuálny vývoj organizmu?
Individuálny vývoj organizmu alebo ontogenéza označuje celý súbor premien jedinca od jeho vzniku až po koniec života. Bunka, ktorou sa začína ontogenéza, obsahuje program na vývoj organizmu. Realizuje sa prostredníctvom interakcie jadra (genetická informácia) a cytoplazmy každej bunky, ako aj buniek a tkanív navzájom.
U baktérií a jednobunkových eukaryotov začína ontogenéza v okamihu vytvorenia novej bunky v dôsledku delenia a končí smrťou alebo novým delením.
U mnohobunkových organizmov, ktoré sa rozmnožujú nepohlavne, začína ontogenéza od okamihu oddelenia bunky alebo skupiny buniek materského organizmu.
V organizmoch, ktoré sa rozmnožujú sexuálne, ontogenéza začína od okamihu oplodnenia a vytvorenia zygoty.

Otázka 2. Uveďte obdobia ontogenézy.
Obdobia ontogenézy:
V ontogenéze existujú 3 obdobia: proembryonálny, embryonálny A postembryonálne. U vyšších živočíchov a ľudí sa akceptuje delenie na prenatálne (pred narodením), intranatálne (narodenie) a postnatálne (po narodení) obdobia vývoja.
Proembryonálne obdobie . Proembryonálne obdobie, predchádzajúci vzniku zygoty, je spojený s tvorbou gamét. V opačnom prípade ide o gametogenézu (ovogenézu a spermatogenézu).
Embryonálne obdobie . Embryonálne obdobie(grécky zárodok – embryo) začína oplodnením a vytvorením zygoty. Koniec tohto obdobia pre rôzne typy ontogenézy je spojený s rôznymi momentmi vývoja. Embryonálne obdobie je rozdelené do nasledujúcich etáp:
1) oplodnenie - vytvorenie zygoty;
2) drvenie – tvorba blastuly;
3) gastrulácia – tvorba zárodočných vrstiev;
4) histo- a organogenéza - tvorba orgánov a tkanív embrya. Postembryonálne obdobie vývoja zvierat.
Postembryonálne obdobie Vývoj zvierat začína po ich narodení a je rozdelený do troch období:
Obdobie rastu a morfogenézy (predreprodukčné);
Obdobie zrelosti (reprodukčné);
Obdobie staroby (postreprodukčné).
Postembryonálne obdobieľudský rozvoj.
Postembryonálne postnatálne) obdobie ľudského vývoja, inak nazývané postnatálne, sa tiež delí na tri obdobia:
1) mladistvý (pred pubertou);
2) Zrelé (dospelí, sexuálne zrelý stav);
3) Obdobie staroby končiace smrťou.
Inými slovami, môžeme povedať, že pre človeka je možné rozlíšiť aj predreprodukčné, reprodukčné a postreprodukčné obdobia postembryonálneho vývoja. Treba mať na pamäti, že každá schéma je podmienená, pretože skutočný stav dvoch ľudí rovnakého veku sa môže výrazne líšiť.

Otázka 3. Ktorý vývoj sa nazýva embryonálny a ktorý postembryonálny?
Ontogenéza je rozdelená do dvoch období. Prvým z nich je embryonálne obdobie (embryogenéza), ktoré trvá od okamihu oplodnenia až po výstup z vajíčka alebo pôrod. Opíšme jej fázy na príklade lanceletu.
Fragmentácia: vajíčko sa opakovane a rýchlo delí mitózou, medzifázy sú veľmi krátke;
blastula: vzniká dutá guľa, pozostávajúca z jednej vrstvy buniek; na jednom z pólov lopty sa bunky začnú aktívnejšie deliť a pripravujú sa na ďalšiu fázu;
gastrula: vzniká v dôsledku invaginácie aktívnejšieho deliaceho sa pólu blastuly; skorá gastrula je dvojvrstvové embryo; jeho vonkajšia vrstva (zárodočná vrstva) sa nazýva ektoderm, vnútorná vrstva je endoderm; dutina gastruly predstavuje budúcu črevnú dutinu tela; neskorá gastrula - trojvrstvové embryo: vzniká vo všetkých organizmoch (okrem coelenterátov a hubiek) pri tvorbe tretej zárodočnej vrstvy - mezodermu, ktorá vzniká medzi ektodermou a endodermou;
histo- a organogenéza: dochádza k vývoju tkanív a orgánových systémov embrya. Druhou fázou ontogenézy je postembryonálne obdobie. Trvá od okamihu výstupu z vajíčka (alebo narodenia) až do smrti.

Otázka 4. Aké typy postembryonálneho vývoja tela existujú? Uveďte príklady.
Existujú dva typy postembryonálneho vývoja.
Nepriamy vývoj alebo vývoj s metamorfózou. Tento typ vývoja sa vyznačuje tým, že narodený jedinec (larva) je často úplne odlišný od dospelého organizmu. Po určitom čase prechádza metamorfózou - transformáciou do dospelej podoby. Nepriamy vývoj je charakteristický pre obojživelníky, hmyz a mnohé iné organizmy.
Priamy vývoj. S týmto typom vývoja je narodené dieťa podobné dospelému. Priamy vývoj je vajcorodý a vnútromaternicový. Počas vajcorodého vývoja strávi embryo prvú fázu ontogenézy vo vajíčku, zásobenom živinami a chránenom škrupinou (škrupinou) pred okolím. Takto sa vyvíjajú napríklad mláďatá vtákov, plazov a cicavcov znášajúcich vajíčka. Počas vnútromaternicového vývoja dochádza k rastu embrya vo vnútri tela matky. Všetky životné funkcie (výživa, dýchanie, vylučovanie atď.) sa vykonávajú prostredníctvom interakcie s matkou prostredníctvom špeciálneho orgánu - placenty, tvoreného tkanivami maternice a embryonálnymi membránami dieťaťa. Vnútromaternicový typ vývoja je charakteristický pre všetky vyššie cicavce, vrátane človeka.

Otázka 5. Čo je biologický význam metamorfóza?
Metamorfóza umožňuje jednotlivcom rôzneho veku nesúťažiť o jedlo. Napríklad pulce a žaby, motýle a húsenice majú rôzne zdroje potravy. Prítomnosť larválneho štádia tiež často zvyšuje možnosť šírenia organizmov. Toto je obzvlášť dôležité, ak ide o dospelých sedavý spôsob životaživot (napríklad mnohé morské mäkkýše, červy a článkonožce).

Otázka 6. Povedzte nám o zárodočných vrstvách.
Prvé dve zárodočné vrstvy - ektoderm a endoderm - sa tvoria v štádiu tvorby gastruly z blastuly. Neskôr sa u všetkých (okrem koelenterátov a špongií) vyvinie tretia zárodočná vrstva - mezoderm, ktorý sa nachádza medzi ektodermou a endodermou. Ďalej sa všetky orgány embrya vyvinú z troch zárodočných vrstiev. Napríklad u ľudí sa z ektodermu tvorí nervový systém, kožné žľazy, zubná sklovina, vlasy, nechty a vonkajší epitel. Z endodermu - tkanivá vystielajúce črevá a dýchacie cesty, pľúca, pečeň, pankreas. Z mezodermu sa tvoria svaly, kostra chrupaviek a kostí, orgány vylučovacej, endokrinnej, reprodukčnej a obehovej sústavy.

Otázka 7. Čo je to bunková diferenciácia? Ako prebieha počas embryonálneho vývoja?
Diferenciácia je proces premeny nešpecializovaných zárodočných buniek na rôzne bunky organizmy, ktoré sa líšia štruktúrou a vykonávajú špecifické funkcie. Diferenciácia sa nezačína okamžite, ale v určitom štádiu vývoja a uskutočňuje sa prostredníctvom interakcie zárodočných vrstiev (pri skoré štádium) a základy orgánov (v neskoršom štádiu).
Niektoré bunky, dokonca aj v dospelom organizme, zostávajú neúplne diferencované. Takéto bunky sa nazývajú kmeňové bunky. U ľudí sa nachádzajú napríklad v červenej kostnej dreni. V súčasnosti sa aktívne skúma možnosť využitia kmeňových buniek na liečbu mnohých chorôb, obnovu orgánov po úrazoch a pod.

Otázka 8. Opíšte pojem „rast“. Čo je to určitá výška? Neistý rast?
Rast tela je sprevádzaný nárastom buniek a akumuláciou telesnej hmotnosti. Rozlišuje sa určitý a neurčitý rast.
Neurčitý rast je charakteristický pre mäkkýše, kôrovce, ryby, obojživelníky, plazy a iné živočíchy, ktoré neprestávajú rásť po celý život.
Určitý rast je charakteristický pre organizmy, ktoré rastú len obmedzený čas, ako je hmyz, vtáky a cicavce. U ľudí sa intenzívny rast zastavuje vo veku 13-15 rokov, čo zodpovedá obdobiu puberty.
Rast a vývoj organizmu je riadený geneticky a závisí aj od podmienok prostredia, v ktorom sa vývoj vyskytuje.
Pri type rastu, ktorý sa nazýva definitívny, sa organizmus po dosiahnutí určitej úrovne zrelosti prestane zväčšovať. Tento typ rastu je charakteristický pre väčšinu zvierat. Ak organizmus rastie počas celého života, potom sa to nazýva neurčitý typ rastu. Je charakteristická pre rastliny, ryby, mäkkýše a obojživelníky.

Na hodine hovoríme o tom, ako sa vyvíjame - jednobunkové a mnohobunkové organizmy, uvažujeme o ich individuálnom vývoji - ontogenéze a učíme sa dôležité etapy v živote mnohobunkových organizmov.

Nová bunka ešte nemá dostatok bunkových štruktúr a netvorí všetky bielkoviny pre svoj normálny život.ale-sti. Preto možno bunkový cyklus rozdeliť do niekoľkých štádií alebo fáz (obr. 2).

Ryža. 2. Etapy vývoja jednobunkového organizmu ()

Prvá etapa je etapa dozrievania. Keď sa vytvoria potrebné bunkové štruktúry, bunka vstupuje do ďalšej fázy – zrelosti. V tejto fáze bunka vykonáva všetky funkcie, ktoré potrebuje. Za novým skutkom alebo smrťou bunky stojí zrelosť.

S mnohými-kle-toch-ny-mi alebo-ga-niz-ma-mi si-tu-a-tion je proces oveľa komplikovanejší. V živote takýchto organizácií možno identifikovať dve dôležité etapy (obr. 3).

Ryža. 3. Ontogenéza ()

Prvé obdobie je em-bri-o-nal, v prípade mladých ľudí je em-bri-o-nal obdobie pro-is-ho -dits interné ma-te-rin-sko-go-ga-niz- ma (vnútromaternicový vývoj). Druhé obdobie na-chi-na-et-sya od okamihu narodenia alebo výstupu z vaječných škrupín - podľa vývoja em-bri-o-nal-.

Obdobie em-bri-o-nal zahŕňa 3 hlavné fázy:

1 štádium frakcionácie(Obr. 4): de-leácia buniek pokračuje k tvorbe bla-sto-mérov.

Ryža. 4. Fáza drvenia ()

Len za 4 hodiny sa z jednej bunky vytvorí 64 výbuchov, ale k ich rastu nedochádza. For-kan-chi-va-et-sya st-dia zlomok-le-niya for-mi-ro-va-ni-em bla-stu-ly (for-ro-dy-she-vy pu-zy-rik ). Pozostáva z jednej vrstvy buniek s dutinou vo vnútri;

2 stupeň plynovej stru- lácie(obr. 5) - vývoj rastu listov.

V primitívnejších mnohobunkových orgánoch, napríklad v črevných, sa tvoria - tam sú len dva klíčiace listy: vonkajší - ek-to-der-ma - a vnútorný - en-to-der-ma. Higher-co-or-ga-ni-zo-van-living for-mi-ru-et-má drenáž tretej generácie - me -zo-der-ma (medzi ek-to-der-moy a en-to -der-moy).

Ryža. 5. Gastrulácia ()

3 štádium - or-ga-no-gen-ez(obr. 6) - toto je obdobie interakcie medzi rodením listov, z ktorých sa všetko tvorí or-ga-ny a pletivom or-ga-niz-ma.

Ryža. 6. Organogenéza ()

U človeka sa ako prvý oddelí mozog, to sa deje počas tretieho týždňa po za-cha-tiya. Veľkosť em-bri-o-on je v súčasnosti len 2 mil-li-metre (obr. 7).

Ryža. 7. Organogenéza, ľudské embryo ()

Ek-to-der-ma dáva on-cha-lo do pokožky krvi, ako aj do tkanív epi-te-li-al (vlasy, žľazy, vonkajšie jeho sekréty, nechty), nervový systém sa vyvíja z ektodermu. Me-zo-der-ma dáva základný vnútorný orgán-ga-us - you-de-li-tel-noy a po-lo-voy si-ste-me. En-to-der-ma ob-ra-zu-et or-ga-ny pi-sche-va-ri-tel-noy, respiračný-ha-tel-noy systém, ako aj Výzva pre internú sekciu.

Už od prvých dní svojho vývoja pociťuje or-ga-niz-ma vplyv škodlivých skutočností priekopa Medzi takéto skutočnosti patria rôzne osobné chemické látky: al-co-gol, ni-ko-tin, liečivé drogy, soli ťažkých kovov a drogy. Radiačné žiarenie a rôzne infekcie sú pre vývoj živého organizmu veľmi nebezpečné.

Vplyv týchto faktorov na organizmus matky môže viesť k tomu, že ďalší vývoj plodu nenastane a povedie k smrti, alebo pri narodení dieťaťa sa v dôsledku neopatrení objaví re-ben-ka. že biológovia pri- tomu hovoria škaredosť.

Po narodení nasleduje ďalšie obdobie vývoja živého or-ga-niz-ma - podľa st-em-bree -o-nal (obr. 8).

Ryža. 8. Postembryonálny vývoj ()

Priamy vývoj- vývin bez rotácie, s postupným rastom (obr. 9).

Ryža. 9. Priamy vývoj ()

Jednotlivec vyzerá ako ro-di-tel-sky alebo-ga-nizmus. Priamy vývoj ha-rak-ter-ale pre ryby, predpranie-ka-yu-sya, vtáky a cicavce.

Nepriamy vývoj(s meta-mor-pho-z) - proces premeny or-ga-niz-ma v štádiu li-chi-noc na dospelého jedinca (obr. 10).

Ryža. 10. Nepriamy vývoj ()

Je to co-pro-vozh-da-et-sya ana-to-mi-che-ski-mi a fi-zio-lo-gi-che-ski-mi per-re-stroy-ka-mi or-ga - spodok-ma. Toto je spôsob rozvoja ha-rak-te-ren pre zem a zem.

Urobia to niekedy úplná metamorfóza A neúplná metamorfóza. S úplným meta-mor-pho-ze prechádza or-ga-izmus množstvom etáp, ostro oddelených od seba v podobe života a ha-rak-te-rom pi-ta-niya (obr. 11) .

Ryža. 11. Úplná metamorfóza ()

Ide o štádiá vajíčka, li-chin-ki, ku-kol-ki, dospelého jedinca (imago). Tento vývoj je ha-rak-ter-ale pre ba-bo-chek (che-shue-okrídlený) a chrobákov (ťažko okrídlený).

Pri neúplnej meta-mor-pho-ze (obr. 12) chýba štádium ku-kol-ki a li-chin-ka sa len málo líši od dospelého. Vidno to pri Kuz-ne-chi-kov a sa-ran-chi.

Ryža. 12. Neúplná metamorfóza ()

Bez ohľadu na typ vývoja majú všetky živé organizmy tri štádiá: mladosť, zrelosť a starobu. Každý zo štadiónov ha-rak-te-ri-zu-et-sya určuje-de-len-ny-mi fi-zio-lo-gi-che-ski-mi od-me-ne-ni- I-mi .

Vývoj in-di-vi-du-al-noe je jedným z najviac in-te-res-s procesov, ktoré prebiehajú v živom organizme, keď z jednej bunky vzniká zložitý živý organizmus a v procese života tel. -no-sti pre-ter-pe-va-et množstvo-me-nots. Každý or-ga-nizmus plní svoju hlavnú funkciu - zanechať potomstvo, za životom or-ga-nizmu je prirodzená smrť.

Bibliografia

Mamontov S.G., Zakharov V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I. Biológia. Všeobecné vzory. - Drop, 2009.
Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Chernova N.M. Základy všeobecnej biológie. 9. ročník: Učebnica pre žiakov 9. ročníka všeobecnovzdelávacích inštitúcií / Ed. Prednášal prof. I.N. Ponomareva. - 2. vyd., prepracované. - M.: Ventana-Graf, 2005.
Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Biológia. Úvod do všeobecná biológia a ekológia: Učebnica pre 9. ročník, 3. vyd., stereotyp. - M.: Drop, 2002.

Blgy.ru ().
Sbio.info().
Estnauki.ru ().

Domáca úloha

Čo je ontogenéza a z akých štádií pozostáva u mnohobunkových organizmov?
Aké sú štádiá embryonálneho vývoja?
Vymenujte štádiá vývoja postembryonálneho obdobia.

Individuálny vývoj organizmov

Individuálny vývoj organizmu alebo ontogenéza je súbor postupných morfologických, fyziologických a biochemických premien, ktorými organizmus prechádza od okamihu svojho vzniku až po smrť. Počas ontogenézy dochádza k implementácii dedičných informácií, ktoré telo dostáva od svojich rodičov.

V ontogenéze existujú dve hlavné obdobia – embryonálne a postembryonálne. V embryonálnom štádiu sa u zvierat vytvára embryo, v ktorom sa tvoria hlavné orgánové systémy. V postembryonálnom období sa dokončujú vývinové procesy, nastáva puberta, rozmnožovanie, starnutie a smrť.

Embryonálne obdobie začína vytvorením zygoty a končí narodením alebo výstupom z vajíčka alebo embryonálnych membrán mladého jedinca. Pozostáva z troch štádií: štiepenie, gastrulácia a organogenéza.

Počiatočná fáza vývoja oplodneného vajíčka je tzv drvenie. Niekoľko minút alebo niekoľko hodín (rôzne druhy sa líšia) po zavedení spermie do vajíčka sa výsledná zygota začne mitózou deliť na bunky tzv. blastoméry. Tento proces sa nazýva štiepenie, keďže počas neho exponenciálne narastá počet blastomér, ktoré však nedorastú do veľkosti pôvodnej bunky, ale každým delením sa zmenšujú. Blastoméry vytvorené počas štiepenia sú skoré zárodočné bunky. Počas štiepenia nasledujú mitózy jedna za druhou a na konci obdobia nie je celé embryo oveľa väčšie ako zygota.

Typ drvenia vajec závisí od množstva žĺtka a od charakteru jeho distribúcie. Rozlišovať kompletný A neúplné drvenie. Vo vajciach chudobných na žĺtok sa pozoruje rovnomerné drvenie. Lancelet a zygoty cicavcov podliehajú úplnému rozdrveniu, pretože obsahujú málo žĺtka a je distribuovaný relatívne rovnomerne.

Pozrime sa podrobnejšie na fragmentáciu zygoty lanceletu. Štiepenie pokrýva celú zygotu. Brázdy prvého a druhého štiepenia prechádzajú cez póly zygoty vo vzájomne kolmých smeroch, výsledkom čoho je vytvorenie embrya pozostávajúceho zo štyroch blastomér (obr. 2.4).

Následné drvenie prebieha striedavo v pozdĺžnom a priečnom smere. V štádiu 32 blastomérov embryo pripomína moruše alebo malinu. To sa nazýva moru-loy. Pri ďalšej fragmentácii (približne v štádiu 128 blastomérov) sa embryo roztiahne a bunky usporiadané v jednej vrstve vytvoria dutú guľu. Táto etapa je tzv blastula. Stena jednovrstvového embrya je tzv blastoderm, a dutina vo vnútri je blastocoel (primárna telová dutina).

Ryža. 2.4. Počiatočné štádiá vývoja lancelet: a - drvenie (štádium dvoch, štyroch, ôsmich, šestnástich blastomér); b — blastula; V — gastr.chyation; G — schematický rez embryom lanceletu; ! - ektoderm; 2 — vegetatívny pól blastuly; 3 — endoderm; 4 — blastogél; 5 — ústa gastruly (blastopor); 6,7 - dorzálne a ventrálne pysky blastopóru; 8 — tvorba nervovej trubice; 9 — tvorba akordov; 10 — tvorba mezodermu.

Ďalším štádiom embryonálneho vývoja je vytvorenie dvojvrstvového embrya - gastrulácia. Po úplnom vytvorení blastuly lanceletu dochádza k ďalšej fragmentácii buniek obzvlášť intenzívne na jednom z pólov. V dôsledku toho sa zdá, že sú vtiahnuté (vyduté) dovnútra. V dôsledku toho sa vytvorí dvojvrstvové embryo. V tomto štádiu embryo vyzerá ako pohár a je tzv gastrula. Vonkajšia vrstva buniek gastruly je tzv ektodermu alebo vonkajšia zárodočná vrstva, a vnútorná vrstva vystielajúca dutinu gastruly – dutina žalúdka (dutina primárneho čreva) sa nazýva endoderm alebo vnútorná zárodočná vrstva. Dutina gastruly alebo primárne črevo sa u väčšiny zvierat v ďalších štádiách vývoja mení na tráviaci trakt a otvára sa smerom von primárne ústa, alebo bla-stopper. U červov, mäkkýšov a článkonožcov sa blastonor vyvíja do úst dospelého organizmu. Preto sa volajú protostómy. U ostnatokožcov a strunatcov sa ústa prerazia na opačnej strane a blastonór sa zmení na konečník. Nazývajú sa deuterostómy.

Po gastrulácii začína ďalšia fáza vývoja embrya - diferenciácia zárodočných vrstiev a kladenie orgánov. (organogenéza). Najprv dochádza k tvorbe axiálnych orgánov - nervového systému, notochordu a tráviacej trubice. Štádium, v ktorom dochádza k tvorbe axiálnych orgánov, sa nazýva neiruloy.

Nervový systém u stavovcov je vytvorený z ektodermy vo forme nervovej trubice. U strunatcov to spočiatku vyzerá ako nervová platnička. Táto platňa rastie intenzívnejšie ako všetky ostatné časti ektodermy a potom sa ohýba a vytvára drážku. Okraje drážky sa zatvoria, objaví sa nervová trubica, ktorá sa tiahne od predného konca k zadnému. Potom sa na prednom konci trubice vytvorí mozog. Súčasne s tvorbou neurálnej trubice dochádza k tvorbe notochordu. Notochordálny materiál endodermy sa ohýba, takže notochord sa oddelí od spoločnej platničky a zmení sa na samostatnú šnúru vo forme pevného valca (pozri obr. 2.4). Nervová trubica, črevo a notochorda tvoria komplex osových orgánov embrya, ktorý určuje obojstrannú symetriu tela. Následne je notochord u stavovcov nahradený chrbticou a len u niektorých nižších stavovcov sú jeho zvyšky zachované medzi stavcami aj v dospelosti.

Súčasne so vznikom notochordu dochádza k oddeleniu tretej zárodočnej vrstvy, mezodermu. Existuje niekoľko spôsobov, ako vytvoriť mezoderm. V lancelete je napríklad mezoderm, podobne ako všetky hlavné orgány, vytvorený v dôsledku zvýšeného delenia buniek na oboch stranách primárneho čreva. V dôsledku toho sa vytvoria dve endodermálne vrecká (pozri obr. 2.4). Tieto vrecká sa zväčšujú, vypĺňajú primárnu telesnú dutinu, ich okraje sa oddeľujú od endodermu a približujú sa k sebe, čím vytvárajú dve rúrky pozostávajúce zo samostatných segmentov, resp. somites. Toto je tretia zárodočná vrstva - mezodermom. V strede rúrok existuje sekundárna telesná dutina, alebo všeobecne.

Z endodermu sa vyvíjajú epitelové tkanivá vystielajúce pažerák, žalúdok, črevá, dýchacie cesty, pľúca alebo žiabre, pečeň, pankreas, žlčový epitel a močového mechúra, močová trubica, štítna žľaza a prištítne telieska.

Embryonálny vývoj organizmov prebieha u rôznych druhov živočíchov odlišne, no vo všetkých prípadoch nevyhnutné spojenie embrya s prostredím zabezpečujú špeciálne mimoembryonálne orgány, ktoré fungujú dočasne a sú tzv. provizórne. Príklady takýchto dočasných telies sú žĺtkový vak larvy rýb, placenta cicavcov.

Vývoj embryí vyšších stavovcov vrátane ľudí v skorých štádiách vývoja je veľmi podobný vývoju lanceletu, ale v nich, počnúc štádiom blastuly, sa pozoruje výskyt špeciálnych embryonálnych orgánov - ďalšie embryonálne membrány (chorion, amnion a allantois), ktoré poskytujú ochranu vyvíjajúcemu sa embryu pred vysychaním a rôznymi vplyvmi prostredia.

Vonkajšia časť guľovitého útvaru rozvíjajúceho sa okolo blastuly je tzv chorion(obr. 2.5). Táto škrupina je pokrytá klkmi. U placentárnych cicavcov sa tvorí chorion spolu so sliznicou maternice miesto pre deti alebo placenta zabezpečenie spojenia medzi plodom a telom matky.

Ryža. 2.5. Schéma embryonálnych membrán: 1 — embryo; 2 — amnion a jeho dutina (3), naplnená plodovou vodou; 4— chorion s klkmi tvoriacimi miesto pre dieťatko (5); 6 - pupočná alebo žĺtková vezikula; 7 — alantois; 8 — pupočná šnúra.

Druhá zárodočná membrána je amnion(lat. amnion – peri-embryonálny vezikul). Tak sa v staroveku nazýval pohár, do ktorého sa nalievala krv zvierat obetovaných bohom. Amnion embrya je naplnený tekutinou. Plodová voda je vodný roztok bielkovín, cukrov, minerálnych solí, obsahujúci aj hormóny. Množstvo tejto tekutiny v šesťmesačnom ľudskom embryu dosahuje 2 litre a v čase narodenia - 1 liter. Stena amniotickej membrány je derivátom ekto- a mezodermu.

Allantois(lat. alios - klobása, oidos - druh) - tretia embryonálna membrána. Toto je základ močového vaku. Vyzerá ako malý vačkovitý výrastok na brušnej stene zadného čreva, vychádza cez pupočný otvor a veľmi rýchlo rastie, aby zakryl amnion a žĺtkový vak. Jeho funkcie sa u rôznych stavovcov líšia. U plazov a vtákov sa v ňom pred vyliahnutím z vajíčka hromadia odpadové produkty embrya. V ľudskom embryu nedosahuje veľké veľkosti a zmizne v treťom mesiaci embryonálneho vývoja.

Organogenéza je ukončená hlavne koncom embryonálneho obdobia vývoja. Diferenciácia a komplikácia orgánov však pokračuje aj v postembryonálnom období.

Po narodení alebo výstupe z vaječných membrán, postembryonálne, alebo postembryonálne, obdobie ontogenézy, ktoré môže prebiehať dvoma rôznymi spôsobmi. Rozlišuje sa priamy a nepriamy rozvoj. O priamy vývoj novonarodený organizmus má všetky orgány charakteristické pre dospelé zviera. Priamy (nelarvový) vývoj je charakteristický pre ryby, plazy a vtáky, ako aj pre bezstavovce, ktorých vajíčka sú bohaté na žĺtok, t. j. výživný materiál dostatočný na dokončenie ontogenézy. Priamy vývoj sa vyskytuje u vyšších cicavcov (vnútromaternicový typ vývoja) a nenastáva v dôsledku živín vajíčka, ale v dôsledku ich príjmu z tela matky. V tomto ohľade sa z tkanív matky a embrya tvoria zložité dočasné orgány, predovšetkým placenta.

Mnohé živočíšne druhy majú nepriamy vývoj(vývoj s premenou – metamorfózou). V tomto prípade embryonálny vývoj vedie k vytvoreniu larvy, ktorá sa výrazne líši vonkajšou a vnútornou štruktúrou od dospelého organizmu, a potom kukly. Kukla je zvyčajne nehybná a neprijíma potravu. Z nej sa vyvinie úplne vytvorený dospelý hmyz. V tomto prípade hovoria o úplná premena(motýle, muchy, komáre, vážky). U hmyzu s neúplná transformácia dochádza k postupnej zmene larvy, podobne ako v dospelom organizme, sprevádzaná línaním a zväčšením veľkosti; žiadne štádium kukly (kobylka, kobylka, ploštice, vši, vážky).

V podtype stavovcov je vývoj s metamorfózou charakteristický pre ryby a obojživelníky. Napríklad u žaby sa z vajíčka vyvinie larva (pulec), ktorá sa svojou štruktúrou, životným štýlom a biotopom výrazne líši od dospelých zvierat. Pulec má teda žiabre, orgán bočnej línie, chvost, dvojkomorové srdce a jeden, ako ryba, obehový systém. Keď larva dosiahne určitý stupeň vývoja, dôjde k jej metamorfóze, počas ktorej sa vyvinú znaky dospelého organizmu. Pulec sa takto mení na žabu. Prítomnosť larválneho štádia vo vývoji obojživelníkov im poskytuje možnosť žiť v rôznych prostrediach a využívať rôzne zdroje potravy: pulec žije vo vode a živí sa rastlinnou potravou, zatiaľ čo žaba vedie prevažne suchozemský životný štýl a živí sa zvieratami. potravín. Tento jav sa pozoruje u mnohých druhov hmyzu. Zmena biotopu a v dôsledku toho

Individuálny vývoj živých organizmov končí starnutím a smrťou.

Zdroj : NA. Lemeza L.V. Kamlyuk N.D. Lisov „Príručka o biológii pre tých, ktorí vstupujú na univerzity“

Pamätajte!

Z akých období pozostáva individuálny vývoj organizmu?

Čo je to vývoj a metamorfóza?

Aké organizmy sa vyznačujú týmto typom vývoja?

Individuálny vývoj jedinca, súhrn jeho premien od vzniku až po koniec života volal ontogenézy. Podľa moderných vedeckých koncepcií je v bunke, z ktorej začína ontogenéza jedinca, stanovený určitý program pre ďalší vývoj organizmu. Počas procesu ontogenézy sa tento dedičný program realizuje prostredníctvom interakcie jadra a cytoplazmy každej bunky, jednotlivých buniek navzájom a tkanív navzájom. V dôsledku týchto zložitých vzťahov sa na základe dostupných genetických informácií a v závislosti od vonkajších podmienok formuje špecifická individualita jedinca.

U baktérií a jednobunkových eukaryotických organizmov sa ontogenéza začína v momente vzniku organizmu v dôsledku delenia materskej bunky a končí buď smrťou bunky, alebo ďalším delením organizmu, t.j. v podstate sa zhoduje. s bunkovým cyklom.

U mnohobunkových organizmov, ktoré sa rozmnožujú nepohlavne, ontogenéza začína oddelením jednej alebo viacerých buniek materského organizmu, čím vzniká nový jedinec.

V organizmoch, ktoré sa rozmnožujú sexuálne, individuálny vývoj začína od okamihu oplodnenia a vytvorenia zygoty a je rozdelený na dve obdobia: embryonálne (obdobie embryonálneho vývoja) a postembryonálne (obdobie postembryonálneho vývoja). Pomer trvania týchto období v organizmoch rôznych druhov sa môže značne líšiť.

Embryonálne obdobie (embryogenéza). Toto obdobie trvá od okamihu vytvorenia zygoty, kým embryo neopustí vajíčko alebo sa narodí. Vyskytuje sa v niekoľkých štádiách (obr. 62). V prvej etape, ktorá je tzv drvenie, oplodnené vajíčko sa delí mitózou, výsledkom čoho sú 2, 4, 8, 16 atď. bunky, ktoré do seba pevne zapadajú. Interfáza medzi deleniami je veľmi krátka, bunky nerastú, takže proces fragmentácie prebieha veľmi rýchlo. Drvenie končí formáciou blastula- dutá guľa, ktorej stena pozostáva z jednej vrstvy buniek. Ďalej, na jednom z pólov blastuly sa bunky začínajú aktívnejšie deliť a prechádzajú hlbšie do sférického embrya a vytvárajú invagináciu. V dôsledku tohto procesu sa vytvorí dvojvrstvové embryo - gastrula. Dve vrstvy buniek, ktoré tvoria jej steny, sa nazývajú zárodočné vrstvy: vonkajší list - ektodermu a vnútorné - endoderm.

U všetkých zvierat, okrem húb a koelenterátov, sa s ďalším vývojom embrya vytvorí tretia zárodočná vrstva medzi ektodermou a endodermou - mezodermom.

Ďalší vývoj embrya je spojený s interakciou troch zárodočných vrstiev, z ktorých sa tvoria všetky tkanivá a orgány tela. Vývoj orgánových systémov plodu - organogenéza- vyskytuje sa v určitom slede. U strunatcov to začína tvorbou rudimentu notochordu a nervového systému. Na dorzálnej strane embrya sa skupina ektodermálnych buniek oddeľuje do dlhej platničky. Tieto bunky sa začnú aktívne deliť, ponoria sa do tela embrya a vytvoria drážku, ktorej okraje sa postupne približujú a potom sa uzatvárajú, čím sa vytvorí primárna nervová trubica.

Ryža. 62. Rozdrvenie oplodneného vajíčka lanceletu a tvorba zárodočných vrstiev

Z ektodermy vznikajú okrem nervového systému aj kožné žľazy, zubná sklovina, vlasy, nechty, kožný epitel. Z endodermy vznikajú tkanivá lemujúce črevá a dýchacie cesty, z ktorých sa tvorí pečeň a pankreas. Z mezodermu sa tvoria svaly, kostra chrupaviek a kostí, orgány vylučovacej, reprodukčnej a obehovej sústavy tela.

Počas procesu embryogenézy dochádza k úzkej interakcii medzi časťami vyvíjajúceho sa embrya: rudiment jedného orgánu alebo orgánového systému určuje (navodzuje) miesto a čas vzniku iného orgánu alebo orgánového systému.

Vzájomné ovplyvňovanie častí embrya bolo preukázané v početných experimentoch. Nemeckí vedci Hans Spemann a Hild Mangold odobrali z embrya mloka v ranom štádiu gastruly časť dorzálnej strany tela, z ktorej sa následne vyvinul notochord a mezoderm, a transplantovali ju na ventrálnu stranu inej gastruly. V dôsledku toho sa na ventrálnej strane druhého embrya vytvorila ďalšia nervová trubica z buniek, z ktorých mala vzniknúť koža. Tento jav sa nazýva embryonálna indukcia.

K diferenciácii embryonálnych buniek nedochádza okamžite, ale v určitom štádiu vývoja. V skorých štádiách štiepenia nie sú bunky embrya ešte špecializované, takže z každej môže vzniknúť celý organizmus. Ak sa z nejakého dôvodu tieto bunky oddelia, vytvoria sa dve identické embryá obsahujúce identickú genetickú informáciu, z ktorých sa každé vyvinie v plnohodnotného jedinca. V dôsledku toho sa rodia jednovaječné alebo jednovaječné dvojčatá. V ľudskej populácii sú to jediní ľudia, ktorí majú identický genotyp a sú vzájomnými kópiami.

U niektorých zvierat je embryo v ranom štádiu vývoja rozdelené na niekoľko fragmentov. V tomto prípade každý z výsledných fragmentov vedie k plnohodnotnému organizmu. Výsledkom je, že všetky mláďatá jednej generácie sú navzájom absolútnymi kópiami. Tento typ rozmnožovania je typický pre pásavce. Preto je vo vrhu tetovania pásavca deväťpásového vždy párny počet mláďat rovnakého pohlavia.

Postembryonálne obdobie. Toto obdobie začína narodením organizmu a končí jeho smrťou.

Existujú nepriame a priame typy postembryonálneho vývoja.

Nepriamy vývoj. Nepriamy alebo larválny typ vývoja je charakteristický pre mnohé bezstavovce a niektoré stavovce (ryby a obojživelníky). Ide o narodenie jedinca, niekedy úplne odlišného od dospelého organizmu. V procese nepriameho vývoja jedinec prechádza jedným alebo viacerými larválnymi štádiami (pulec u žaby, húsenica u motýľa) (obr. 63). Larvy vedú nezávislý život, aktívne sa živia, rastú a vyvíjajú. Po určitom čase sa larva zmení na dospelého - vyskytuje sa metamorfóza, preto sa tento typ vývoja niekedy nazýva vývoj s metamorfózou. Počas metamorfózy sú larválne orgány zničené a objavujú sa orgány charakteristické pre dospelé zvieratá.

Pre mnohé druhy je prítomnosť larválneho štádia v procese vývoja príležitosťou na usadenie sa a absenciou konkurencie medzi jednotlivcami rôzneho veku o biotop a potravu.

Priamy vývoj. Tento typ vývoja je charakteristický pre organizmy, ktorých mláďatá sa rodia už podobné dospelým. Čerstvo vyliahnuté káčatko, narodené šteniatko alebo ľudské dieťa sa od dospelého človeka líši menšou veľkosťou, mierne odlišnými telesnými proporciami a nedostatočným vyvinutím niektorých orgánových systémov, napríklad reprodukčného systému. Priamy vývoj je vajcorodý alebo vnútromaternicový.

Ryža. 63. Na seba nadväzujúce štádiá metamorfózy u žaby (zdola nahor): pulce vo vajciach, začiatok metamorfózy, žaba so zvyškami chvosta.

nelarvovité, alebo vajcorodý, typ vývoja je charakteristický pre plazy, vtáky, vajcorodé cicavce a množstvo bezstavovcov. Vajíčka týchto organizmov sú bohaté na živiny (žĺtok) a embryo sa vo vnútri vajíčka môže vyvíjať dlhú dobu.

Vnútromaternicové Tento typ vývoja je charakteristický pre všetky vyššie cicavce, vrátane človeka. Všetky životne dôležité funkcie embrya v tomto type vývoja sa vykonávajú prostredníctvom interakcie s materským telom prostredníctvom špeciálneho orgánu - placenty.

Embryonálny vývoj končí procesom narodenia. Po narodení sa zvyčajne pozoruje aktívny rast tela, t.j. zvýšenie jeho veľkosti a hmotnosti. Väčšina zvierat, ako starnú, rastie čoraz pomalšie a po dosiahnutí určitého veku prestáva rásť. Tento typ rastu sa nazýva istý. O neistý organizmy rastového typu rastú počas svojho života, ako sú mäkkýše, ryby a obojživelníky. Po ukončení aktívneho rastu sa telo dostáva do štádia zrelosti, ktorá je spojená s pôrodom. Proces individuálneho vývoja končí starnutím a smrťou.

Skontrolujte si otázky a úlohy

1. Čo sa nazýva individuálny vývoj organizmu?

2. Vymenujte obdobia ontogenézy.

3. Ktorý vývoj sa nazýva embryonálny a ktorý postembryonálny?

4. Aké typy postembryonálneho vývoja organizmu existujú? Uveďte príklady.

5. Aký je biologický význam metamorfózy?

6. Povedzte nám o zárodočných vrstvách.

7. Čo je to bunková diferenciácia? Ako prebieha počas embryonálneho vývoja?

8. Opíšte pojem „rast“. Čo je to určitá výška? Neistý rast?

<<< Назад

Vpred >>>