Чередование гаплоидного и диплоидного фаз жизненного цикла.
Организмы с половым размножением в результате мейоза образуют гаплоидные гаметы. В момент оплодотворения благодаря слиянию двух таких клеток возникает диплоидная зигота. Многократные митотиче-ские деления зиготы и ее потомков приводят к увеличению числа диплоидных клеток, которые строят тело организма в процессе его развития. По достижении последним половой зрелости возобновляется процесс образования гаплоидных гамет. Таким образом, в жизненных циклах организмов, размножающихся половым способом, выделяются две фазы: гаплоидная и диплоидная (рис. 5.11). Относительная продолжительность этих фаз варьирует у представителей различных групп живых существ: у простейших и грибов преобладает первая, у высших растений и животных — вторая.
Удлинение диплофазы в ходе эволюции объясняется преимуществами диплоидного состояния перед гаплоидным. Благодаря гетерозиготности и рецессивности в диплоидном состоянии укрываются от естественного отбора, сохраняются и накапливаются разнообразные аллели. Это повышает объем генетической информации в генофондах популяций и видов, ведет к образованию резерва наследственной изменчивости, от которого зависят эволюционные перспективы. В то же время у гетерозигот вредные рецессивные аллели, не оказывая влияния на развитие фенотипа, не снижают жизнеспособности.
14. Оплодотворение. Партеногенез. Формы и распространенность в природе. Половой диморфизм.
Оплодотворение– это процесс слияния сперматозоида с яйцеклеткой с последующим слиянием их ядер и образованием диплоидной зиготы. Биологическое значение этого процесса состоит в том, что при слиянии мужских и женских гамет образуется новый организм, несущий признаки обоих родительских организмов. При образовании гамет в мейозе возникают клетки с разным сочетанием хромосом, поэтому после оплодотворения новые организмы сочетают в себе признаки отца и матери в различных комбинациях. В результате этого значительно увеличивается наследственное разнообразие организмов.
Партеногенез- (от греч . parthenos - девственница и ...генез) (девственное размножение), форма полового размножения, развитие яйцеклетки без оплодотворения. Свойствен многим беспозвоночным животным (дафнии, коловратки, тли, пчелы и др.) и многим семенным и споровым растениям.
Примеры естественного партеногенезау млекопитающих неизвестны; они изредка встречаются у низших позвоночных и весьма обычны у беспозвоночных, особенно у насекомых. Существует два типа партеногенеза: облигатный (т.е. обязательный) и факультативный. Первый свойствен видам, у которых самцов либо нет совсем, либо они редки и не способны функционировать. К таким видам относятся некоторые тли, палочники, сверчки, бабочки; популяции без самцов изредка встречаются у рыб, например у серебряного карася. При факультативном партеногенезе яйца могут развиваться как партеногенетически, так и в результате оплодотворения, причем партеногенетическое размножение может преобладать в условиях, когда слишком редки контакты разнополых особей, например на границе ареала распространения вида.
Особые формы партеногенеза- гиногенез и андрогенез, а также педогенез.
Половой диморфизм.Оба пола имеют принципиальные различия в гаметогенезе, на завершающих стадиях - у взрослых особей. Биологическое значение полового диморфизма в формировании и развитии половых клеток ранее не рассматривалось видимо потому, что для понимания сущности явления необходим
мультидисциплинарный подход.
Различия процессов формирования яйцеклеток и сперматозоидов заключаются в том, что у мужчин протекает исключительно динамичный и постоянно обновляющийся процесс образования новых клеток, в то время как у женщин происходит периодическая, ежемесячная индукция развития лишь одной клетки из однажды сформированного пула.
Таким образом, мужской организм способен воспринимать влияния окружающей среды, а женский – передавать эти влияния, воспринятые мужским полом, в следующее поколение.
Половой диморфизм гаметогенеза позволяет реализовать так называемые популяционные функции полов
III. ОНТОГЕНЕЗ
54. Теории проблемы развития. Преморфизм и эпигенез. Их критика.
Под онтогенезомпонимают совокупность процессов развития особи (индивидуального развития), начиная от стадии зиготы до конца жизни (смерть или деление одноклеточного организма).
Теории развития организма
• Гипотеза гермафродитизма ядер (ван Бенеден).
• Каждое ядро от ядра (Флемминг, 1882).
• Теория пангенезиса. Геммулы переносятся от всех клеток с током крови в органы размножения и образуют там зачатки половых клеток. (Дарвин, 1860-е – Гальтон, 1871).
• Идиоплазма – носитель наследственных свойств, трофоплазма – источник питания для всех процессов в клетке. (Нэгели, 1881).
• Клеточные ядра – носители образований, определяющих наследственные свойства (Гертвиг, Страсбургер, 1884). Непрерывность зародышевой плазмы. (Вейсман, 1887). Биофоры – детерминанты – ид (зародышевая плазма).
Проблема индивидуального развития организмаявляется одной из ключевых проблем современной биологии. Основной вопрос этой проблемы заключается в том, каким образом из одного оплодотворенного яйца развивается организм, включающий огромное количество разнообразных, узко специализированных клеток. В концеXIXв. В. Ру и А. Вейсман предложили гипотезу наследственно неравного деления, согласно которой в разные клетки развивающегося организма попадает разная генетическая информация. Другой попыткой объяснения индивидуального развития была теория физиологической генетики Р. Гольдшмидта (1927), который предполагал, что в основе дифференцировки клеток лежат разные скорости биохимических реакций, определяемые разными генами. Заметный вклад в рассматриваемую проблему внес английский исследователь Конрад Уоддингтон (С.Waddington), автор ряда книг и концепций зародышевого развития [1,2]. Ему же принадлежит термин «эпигенетика», введенный в 40-х годахXXстолетия для описания изменений экспрессии генов в ходе развития. В настоящее время не подлежит сомнению важная роль эпигенетической наследственной изменчивости в таких фундаментальных общебиологических проблемах, как индивидуальное развитие организмов, механизмы экспрессии генов, возникновение рака и эволюция.
Преформизм- (от лат. praeformo — предобразую), учение о наличии в половых клетках материальных структур, предопределяющих развитие зародыша и признаки развивающегося из него организма. Возник на базе господствовавшего в 17-18 вв. представления о преформации, согласно которому сформировавшийся организм якобы преобразован в яйце (овисты) или сперматозоиде (анималькулисты). Современная теория органического развития, допуская переформированные структуры (напр., ДНК), учитывает и эпигенетические факторы развития.
Эпигенез- (от эпи ... и ...генез), учение, согласно которому в процессе зародышевого развития происходит постепенное и последовательное новообразование органов и частей зародыша из бесструктурной субстанции оплодотворенного яйца. Эпигенетические представления складывались главным образом в 17-18 вв. (У. Гарвей, Ж. Бюффон и особенно К. Ф. Вольф) в борьбе с преформизмом. Благодаря успехам цитологии и возникновению генетики выяснилось, что развитие организма определяется микроструктурами половых клеток, в которых заключена генетическая информация.
55. Биология развития. Жизненные циклы развития как отражение их эволюции. Онтогенез и его периодизация. Прямое и непрямое развитие.
Биология развития- раздел биологии, изучающий механизмы и движущие силы индивидуального развития организмов. Биология развития - преемница ранее возникшего в эмбриологии экспериментального направления - механики развития; сформировалась к сер. 20 в. на основе эмбриологии на стыке ее с цитологией, генетикой, физиологией и молекулярной биологией.
Жизненный цикл = цикл развития- совокупность всех фаз развития, пройдя которые, обычно начиная от зиготы, организм достигает зрелости и становится способным дать начало следующему поколению. (Жизненный цикл - вся последовательность стадий от яйца до появления следующего яйца.)
Онтогенез –или индивидуальное развитие организма – это совокупность взаимосвязанных и детерминированных хронобиологических событий, закономерно совершающихся в процессе жизненного цикла. Это полный цикл развития особи, в основе которого лежит реализация наследственной информации на всех стадиях существования в определенных условиях среды.
Выделяют три этапа онтогенеза:
I-преэмбриональный
II-эмбриональный
III-постэмбриональный
Преэмбриональноеразвитие включает гаметогенез у родителей и оплодотворение.
Эти процессы закладывают генетические основы строения, развития и особенностей жизнедеятельности будущего организма (образуются яйцеклетки и сперматозоиды у родителей, формируется генотип нового организма, происходит генотипическое определение пола).
Эмбриональное развитие (эмбриогенез)- период онтогенеза с момента образования зиготы до рождения (при внутриутробном развитии) или вылупления (при развитии в яйце).
Эмбриональное развитие организмов включает этапы:
1. дробление
2. гаструляция
3. органогенез
4. гистогенез.
Постэмбриональный период онтогенезаот момента рождения или вылупления до гибели особи. Постэмбриональное развитие может быть прямое и непрямое (метаморфоз). У всех позвоночных (исключение - амфибии) развитие прямое. С общебиологической точки зрения
постэмбриональный онтогенез делят на 3 периода:
дорепродуктивный
репродуктивный
пострепродуктивный, заканчивающийся смертью организма.
Регуляция постэмбрионального онтогенеза осуществляется генетическими, нейро-гуморальными и эндокринными механизмами.
Под онтогенезомпонимают совокупность процессов развития особи (индивидуального развития), начиная от стадии зиготы до конца жизни (смерть или деление одноклеточного организма).
Периодизация онтогенезазатрудняется сложностью самого процесса развития, его неравномерностью (проявляющейся в разном темпе развития и созревания функций в разные фазы онтогенеза), а также гетерохронностью созревания и развития.
Вследствие неравномерности, гетерохронности и различия индивидуальных
темпов развития и созревания граница между стадиями не может быть
точечной, а занимает некоторый временной интервал. причем индивидуальные
различия нарастают в онтогенезе от ранних фаз к более поздним.
Вариативность данных увеличивается по мере подъема от генетического уровня к социальному.
Различают прямое развитие и развитиес превращением (метаморфозом). При прямом развитии родившийся организм является уменьшенной копией взрослой особи, с небольшими отличиями. В этом случае в ходе постэмбрионального развития организм только растет и достигает половой зрелости. При развитии с превращением рождается личинка, устроенная иначе, чем взрослый организм. (Например, гусеницы - личинки бабочек - совершенно не похожи своим строением на взрослых насекомых). Многие органы личинки отсутствуют у взрослой особи. Вырастая, личинка проходит метаморфоз - часть ее органов отмирает, зато развиваются новые органы, свойственные новому организму. Так у земноводных личинкой является головастик, во многих чертах строения сходный с рыбой. В ходе головастик теряет хвост, жабры, приобретает конечности. Иногда личинка может быть устроена значительно сложнее, чем взрослая особь. Например, у морских животных из подтипа личиночнохордовых (асцидий) личинка имеет хорду, развитую нервную систему и свободно плавает в толще воды. Взрослая асцидия не имеет ни хорды, ни сложной нервной системы, плавать не способна и всю жизнь проводит, прикрепившись на дне моря.
56. Общая характеристика эмбрионального развития: предзиготный период, оплодотворение, дробление, гаструляция, гисто- и органогенез. Зародышевые оболочки плода. Взаимоотношение материнского организма и плода.
Термин “эмбриология”возник от греческого словосочетания - embryo, что означает в оболочках. В современном понимании эмбриология - это наука об эмбриональном развитии многоклеточных организмов – растений и животных. Эмбрион, или зародыш, - это организм, развивающийся под покровом материнских оболочек или внутри материнского организма в специализированных органах.
Например,у человека развивающийся организм до 8-ой недели эмбриогенеза называется зародышем, далее - плодом. В задачи эмбриологии входит изучение развития зародыша от момента оплодотворения до рождения (вылупления из яйцевых оболочек или выхода из материнского организма), а также изучение процесса образования мужских и женских половых клеток. Медицинская (клиническая) эмбриология изучает закономерности эмбрионального развития человека, причины нарушений эмбриогенеза и механизмы возникновения уродств, а также пути и способы влияния на эмбриогенез.
Эмбриональное развитие, или эмбриогенез, - это сложный и длительный морфогенетический процесс, в ходе которого из зиготы формируется новый многоклеточный организм, способный к самостоятельной жизнедеятельности в условиях внешней среды.
Эмбриональное развитие– это развитие животного от возникновения зиготы до рождения. Первая стадия –бластула (гр.бластос – зачаток): зародыш имеет форму многоклеточного однослойного шара, полого внутри. Все ядра клеток-бластомеров диплоидны и содержат одинаковую генетическую информацию. Обычно в бластуле 64 (иногда 128 и более) бластомеров. По величине бластула не превышает зиготу. Полость внутри бластулы – первичная (бластоцель). Вторая стадия –гаструла (гр.гастер – желудок): зародыш двухслойный, у него появляется кишечная полость, первичное ротовое отверстие, два слоя клеток – эктодерма и энтодерма. Затем следует стадия поздней гаструлы (у всех животных, кроме губок и кишечнополостных). На этой стадии появляется третий слой клеток – мезодерма, которая закладывается между экто- и энтодермой. Вначале она имеет вид двух карманов, полости которых представляют собой вторичную полость тела. В зародыше хордовых вслед за этим наступает стадиянейрулы – 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 формируют одни и те же органы и ткани. Это является свидетельством того, что зародышевые листки гомологичны и имеют единое происхождение в эволюции. Дальнейшее развитие зародыша идет в строгой зависимости одних органов от других (закон эмбриональной индукции Г.Шпемана).
Зародышевые оболочки- внутренняя (амнион)и наружная (хорион) — это тонкостенные мешочки, окружающие развивающийся плод. Ам-ниотическая жидкость, в которой плод находится во взвешенном состоянии, обеспечивает постоянство температуры и служит амортизатором, предохраняющим плод от физических травм.
57. Основные этапы эмбриогенеза. Зародышевые листки и их производные понятие об осевых органах.
Дробление - это ряд последовательных митотических делений зиготы
и далее бластомеров с образованием многоклеточного зародыша - бластулы.
Гаструляция - превращение однослойного зародыша - бластулы в 2-х и 3-х слойный, называемый гаструлой. Гаструляция может происходить разными способами.
u Инвагинация - впячивание бластодермы целым пластом.
u Эпиболия - обрастание мелкими клетками анимального полюса более крупных, отстаю
щих в скорости деления клеток вегетативного полюса.
u Деламинация - расслоение клеток бластодермы на 2 слоя, лежащих друг над другом.
Иммиграция - перемещение групп или отдельных клеток бластодермы в бластоцель.
Гаструляция - превращение однослойного зародыша - бластулы в 2-х и 3-х слойный, называемый гаструлой. Гаструляция может происходить разными способами.
u Инвагинация - впячивание бластодермы целым пластом.
u Эпиболия - обрастание мелкими клетками анимального полюса более крупных, отстаю
щих в скорости деления клеток вегетативного полюса.
u Деламинация - расслоение клеток бластодермы на 2 слоя, лежащих друг над другом.
Иммиграция - перемещение групп или отдельных клеток бластодермы в бластоцель.
Начальную стадию органогенеза у хордовых называют нейруляцией - она характеризуется формированием комплекса осевых органов: нервной трубки, хорды, вторичной кишки
Зарождение эмбриологии – описание развития зародышей.
• Сравнительная эмбриология.
• Экспериментальная эмбриология.
• Биология развития.
• Генетика развития.
Эмбриональное развитие– это развитие животного от возникновения зиготы до рождения. Первая стадия –бластула (гр.бластос – зачаток): зародыш имеет форму многоклеточного однослойного шара, полого внутри. Все ядра клеток-бластомеров диплоидны и содержат одинаковую генетическую информацию. Обычно в бластуле 64 (иногда 128 и более) бластомеров. По величине бластула не превышает зиготу. Полость внутри бластулы – первичная (бластоцель). Вторая стадия –гаструла (гр.гастер – желудок): зародыш двухслойный, у него появляется кишечная полость, первичное ротовое отверстие, два слоя клеток – эктодерма и энтодерма. Затем следует стадия поздней гаструлы (у всех животных, кроме губок и кишечнополостных). На этой стадии появляется третий слой клеток – мезодерма, которая закладывается между экто- и энтодермой. Вначале она имеет вид двух карманов, полости которых представляют собой вторичную полость тела. В зародыше хордовых вслед за этим наступает стадиянейрулы – 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 формируют одни и те же органы и ткани. Это является свидетельством того, что зародышевые листки гомологичны и имеют единое происхождение в эволюции. Дальнейшее развитие зародыша идет в строгой зависимости одних органов от других (закон эмбриональной индукции Г.Шпемана).
Зародышевые листки- (зародышевые пласты) - слои тела зародыша многоклеточных животных и человека, образующиеся в процессе гаструляции. У большинства организмов три зародышевых листка: наружный - эктодерма, внутренний - энтодерма и средний - мезодерма. Каждый зародышевый листок дает начало определенной группе тканей и органов.
58. Эмбриональная индукция, дифференциация и интеграция в развитии. Критические периоды эмбриогенеза. Аномалии развития.
В органогенезе- координированной сборке разных тканевых структур - важное значение имеют индукционные взаимодействия между эмбриональными зачатками. В ходе индукции клетки одного зачатка (источник) воздействуют на клетки другого зачатка (мишень). Источник инструктирует мишень к дифференцировке в конкретную структуру или разрешает дифференцировку. Возникшая структура оказывает индуцирующее влияние на другую мишень, и появляется новая структура etc. Эмбриогенез - сплошная череда индукционных взаимодействий.
(1) Первичная эмбриональная индукция- влияние хордомезодермы на дорсальную эктодерму; результат - образование зачатка нервной системы.
(2) Закладка конечностей. В результате индукционного воздействия клеток латеральной мезодермы на эктодерму возникает локальное утолщение эктодермы, вместе со скоплением мезодермальных клеток формирующее почку конечности.
(3) Формирование хрусталика. Воздействие выроста переднего мозга (глазного пузыря) на лежащую над ним эктодерму индуцирует образование в ней хрусталиковой плакоды, дающей начало хрусталику.
(4) Дифференцировка склеротома. Хорда и нервная трубка - источники индукционного влияния на клетки вентромедиальной части сомита - склеротома. В результате клетки склеротома начинают интенсивно размножаться и покидают сомит, образуя зачатки позвонков, ребер и лопаток.
Дифференциация(от лат. differentia - различие) - 1. Разделение, расчленение целого на многообразные и различные формы и ступени. 2. Возникновение в организме (или отдельном его участке) в процессе развития морфологических и функциональных различий.
Эмбриональная индукция — это взаимодействие частей развивающегося зародыша, при котором один участок зародыша влияет на судьбу другого участка. Явление эмбриональной индукции с начала XX в. изучает экспериментальная эмбриология.
o Эмбриональная индукция — лишь один из механизмов онтогенеза. Многим явлениям развития требуются иные механизмы.
o Участок дорсальной губы бластопора, который при пересадке вызывает на новом месте образование мезодермы и нейроэктодермы получил название «организатор Шпемана».
o За свое открытие Ганс Шпеман получил в 1935 г Нобелевскую премию.
Эмбриональная индукция —это взаимодействие частей развивающегося зародыша, при котором один участок зародыша влияет на судьбу другого участка. Явление эмбриональной индукции с начала XX в. изучает экспериментальная эмбриология.
Классическими считают опыты немецкого ученого Г. Шпемана и его сотрудников (1924) на зародышах амфибий. Для того чтобы иметь возможность проследить за судьбой клеток определенного участка зародыша, Шпеман использовал два вида тритонов: тритона гребенчатого, яйца которого лишены пигмента и потому имеют белый цвет, и тритона полосатого, яйца которого благодаря пигменту имеют желто-серый цвет.
Один из опытов заключается в следующем: кусочек зародыша из области дорсальной губы бластопора на стадии гаструлы тритона гребенчатого пересаживают на боковую или вентральную сторону гаструлы тритона полосатого (рис. 8.8). В месте пересадки происходит развитие нервной трубки, хорды и других органов. Развитие может достичь довольно продвинутых стадий с образованием дополнительного зародыша на боковой или вентральной стороне зародыша реципиента. Дополнительный зародыш содержит в основном клетки зародыша реципиента, но светлые клетки зародыша-донора тоже обнаруживаются в составе различных органов.
Из этого и подобных опытов следует несколько выводов. Во-первых, участок, взятый из спинной губы бластопора, способен направлять или даже переключать развитие того материала, который находится вокруг него, на определенный путь развития. Он как бы организует, или индуцирует, развитие зародыша как в обычном, так и в нетипичном месте. Во-вторых, боковая и брюшная стороны гаструлы обладают более широкими потенциями к развитию, нежели их презумптивное (предполагаемое) проспективное направление, так как вместо обычной поверхности тела в условиях эксперимента там образуется целый зародыш. В-третьих, достаточно точное строение новообразованных органов в месте пересадки указывает на эмбриональную регуляцию. Это означает, что фактор целостности организма приводит к достижению хорошего конечного результата из нетипичных клеток в нетипичном месте, как бы управляя процессом, регулируя его в целях достижения этого результата.
Принято выделять критические периоды эмбриогенеза, во время которых воздействие внешнего неблагоприятного фактора наиболее опасно.
1-й критический период (первые 3 нед)- предимплантационный период эмбриогенеза, когда действует закон «все или ничего», поэтому использование лекарственных препаратов в этот период может приводить либо к гибели зародыша и прерыванию беременности, либо, благодаря высокой регенерационной способности, эмбрион может продолжать развиваться, но беременность может закончиться рождением ребенка с тяжелыми, нередко множественными пороками. Эмбриотоксические эффекты возможны при применении беременной женщиной салицилатов, антибиотиков, сульфаниламидов и других лекарственных препаратов.
2-й критический период (начинается после 3-й нед и завершается на 12-16-й нед внутриутробной жизни)- наиболее опасный срок между 3-й и 8-й неделями гестации; этот период характеризуется интенсивной дифференцировкой тканей эмбриона.
3-й критический период (между 18-й и 22-й нед гестации)- период окончательного формирования плаценты, когда применение лекарственных препаратов может приводить к повреждению органов, но не вызывать аномалий развития. Фетотоксическое действие - результат влияния лекарств на зрелый плод, сказывающийся на жизнеспособности не только плода, но и новорожденного.
Врожденные пороки развития, являющиеся следствием нарушения нормального хода эмбрионального морфогенеза, могут быть обусловлены как наследственными факторами (генные, хромосомные, геномные, зиготические мутации), так и неблагоприятными средовыми факторами, влияющими на развивающийся зародыш.
В зависимости от стадии онтогенеза, когда патогенный фактор действовал на развитие организма, врожденные пороки и аномалии развития могут быть следствием: гаметопатий, бластопатий, эмбриопатий и фетопатий. К гаметопатиям относят патологию внутриутробно развивающегося организма, связанную с изменением наследственного материала в процессе закладки и развития половых клеток родителей (гаметогенез) либо во время оплодотворения и первых стадий дробления оплодотворенной яйцеклетки (зиготы). Изменения наследственных структур могут приводить к гибели зародыша, самопроизвольному аборту, мертворождению, грубым порокам развития, различным наследственным болезням, в том числе хромосомным (например, болезнь Дауна), и генным (ферментопатии).
59. Периодизация постэмбрионального развития. Период роста и формирования, влияние внешних и внутренних факторов.
• Характерные особенности имеет тип развития плацентарных млекопитающих и человека. Он является вариантом прямого развития, но отличается тем, что непосредственно по окончании зародышевого периода после рождения новый организм не способен к самостоятельному образу жизни, так как нуждается в специфическом питании — секрете определенных желез материнского организма (молоко).
• Изменения в индивидуальном развитии проявляются на разных уровнях организации особи — генетическом, молекулярно-биохимическом, клеточном, тканевом, органном, системном.
• В постнатальном периоде при прямом типе развития выделяют:
• ранний и поздний постнатальный онтогенез. При этом к раннему постнатальному онтогенезу относят отрезок жизни до приобретении черт структурно-функциональной и репродуктивной зрелости, а к последнему — отрезок жизни, соответствующий зрелому состоянию и старению организма. Дальнейшее подразделение наиболее детально проводится для человека. Оно обосновывается результатами исследовании возрастной физиологии и медицины.
В раннем постнатальном онтогенезе человека выделяют периоды:
• новорожденности;
• грудного возраста;
• дошкольного и школьного возраста;
• полового созревании (пубертатный).
В схеме, отражающей общебиологические закономерности, выделяют:
• дорепродуктивный;
• зрелый (активный репродуктивный);
• пострепродуктивный периоды.
Первый из них, начинаясь с момента образования зиготы, ограничивается достижением половой зрелости и может быть назван также периодом развития дефинитивного фенотипа;
Второй — периодом стабильного функционирования органов и систем;
Третий — периодом старения организма.
| № п.п. | Период | Содержание | Возраст | ||||||||||
| ♀ | ♂ | ||||||||||||
| Новорожденности | Адаптация организма к существованию вне материнского организма. | 1 – 10 сут | |||||||||||
| Грудной (младший ясельный) | Вскармливания грудным материнским молоком, в котором содержатся все необходимые питательные вещества и антитела. | до 1 года | |||||||||||
| Раннего детства (преддошкольный, старший ясельный) | Ребенок учиться ходить, говорить, познавать мир. | 2 – 3 лет | |||||||||||
| Первый период детства (дошкольный) | Ребенок активно познает окружающий мир. | 4 – 6 лет | |||||||||||
| Второй период детства (младший школьный, препубертатный) | Школьный период до полового созревания | 7 – 11 лет | 7 – 12 лет | ||||||||||
| Подростковый (старший школьный, пубертатный) | Наступления полового созревания | 12 – 15 лет | 13 – 16 лет | ||||||||||
| Юношеский | Окончание роста, полового и физического созревания | 16 – 20 лет | 17 – 21 лет | ||||||||||
| Средний возраст I период | Наилучший период для деторождения | 21 – 35 лет | 22 – 35 лет | ||||||||||
| Средний возраст II период | Период максимального профессионализма; после 35 лет обнаруживаются изменения обмена веществ, предшествующие инволюции, что во многом определяет процессы старения. | 36 – 55 лет | 36 – 60 лет | ||||||||||
| Пожилой возраст | Продолжение процессов старения при достаточном сохранении профессиональной трудоспособности | 56 – 75 лет | 61 – 75 лет | ||||||||||
| Старческий возраст | Выраженные старческие изменения, возможно сохранение ясности ума и творческих способностей | 76 – 90 лет | |||||||||||
| Долгожители | Последний период онтогенеза, до которого доживают чаще всего женщины. | После 90 лет | |||||||||||
Может быть прямым или непрямым(сопровождается метаморфозом (превращение)).
При прямом развитии вновь появившийся организм по строению похож на родительский и отличается от него только размерами и неполным развитием органов.
Прямое постэмбриональное развитие:
Прямое развитие свойственно человеку и другим млекопитающим, птицам, пресмыкающимся, некоторым насекомым.
В развитие человека выделяют следующие периоды: детство, отрочество, юность, молодость, зрелость, старость. Каждый период характеризуется рядом изменений в организме.
Старение и смерть – последние этапы индивидуального развития. Старение характеризуются многими морфологическими и физиологическими имениями, ведущими к общему понижению жизненных процессов и устойчивости организма. Причины и механизмы старения до конца не изучены.
Смерть завершает индивидуальное существование. Она может быть физиологической, если наступает в результате старения, и патологической, если вызвана преждевременно каким-нибудь внешним фактором (ранение, болезнь).
Непрямое постэмбриональное развитие:
Метаморфоз представляет собой глубокие преобразования в строении организма, в результате которых личинка превращается во взрослое насекомое. В зависимости от характера постэмбрионального развития у насекомых различают два типа метаморфоза:
Неполный (гемиметаболия), когда развитие насекомого характеризуется прохождением только трех стадий - яйца, личинки и взрослой фазы (имаго);
Полный(голометаболия), когда переход личинки во взрослую форму осуществляется на промежуточной стадии - куколочной.
Вылупившийся из яйца цыпленок или родившийся котенок похож на взрослых животных соответствующего вида. Однако у других животных (например, земноводные, большинство насекомых) развитие протекает с резкими физиологическими изменениями и сопровождается образованием личиночных стадий. При этом все части тела личинки претерпевают значительные изменения..
Из яйца выходит личинка, обычно устроенная проще взрослого животного, со специальными личиночными органами, отсутствующими во взрослом состочнии. Личинка питается, растет, и, со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослым животным.
60. Роль наследственности и среды в онтогенезе. Критические периоды развития. Тератогенные факторы среды.
Онтогенез, или индивидуальное развитие организма, осуществляется на основе наследственной программы, получаемой через вступившие в оплодотворение половые клетки родителей. Входе реализации наследственной информации в процессе онтогенеза у организма формируются видовые и индивидуальные морфологические, физиологические и биохимические свойства, иными словами —фенотип. Ведущая роль в формировании фенотипа принадлежитнаследственной информации, заключенной в генотипе организма. При этом простые признаки развиваются как результат определенного типа взаимодействия соответствующих аллельных генов.
Взаимодействие наследственности и среды в развитии человека имеет место на всем протяжении его жизни. Но особую важность оно приобретает в периоды формирования организма:
эмбрионального, трудного, детского, подросткового и юношеского. Именно в это время наблюдается интенсивный процесс развития организма и формирования личности.
Наследственностьопределяет то, каким может стать организм, но развивается человек под одновременным влиянием обоих факторов — и наследственности, и среды. Сегодня становится общепризнанным, что адаптация человека осуществляется под влиянием двух программ наследственности: биологической и социальной. Все признаки и свойства любого индивида являются, таким образом, результатом взаимодействия его генотипа и среды*. Поэтому каждый человек есть и часть природы, и продукт общественного развития.
Говоря о биологическом наследовании человека, следует иметь в виду, что не только положительные задатки, но и умственная неполноценность часто обусловлены генотипом. Так, если один из однбяйцевых близнецов, имеющих, как уже отмечалось, практически одинаковый генотип, заболевает шизофренией, то в 69 % заболевает ею и второй.
Принято выделять критические периоды эмбриогенеза, во время которых воздействие внешнего неблагоприятного фактора наиболее опасно.
1-й критический период (первые 3 нед)- предимплантационный период эмбриогенеза, когда действует закон «все или ничего».
2-й критический период (начинается после 3-й нед и завершается на 12-16-й нед внутриутробной жизни)- наиболее опасный срок между 3-й и 8-й неделями гестации; этот период характеризуется интенсивной дифференцировкой тканей эмбриона.
3-й критический период (между 18-й и 22-й нед гестации)- период окончательного формирования плаценты.
Тератогенез— возникновение пороков развития под влиянием факторов внешней среды (тератогенных факторов) или в результате наследственных болезней.
Тератогенные факторывключают лекарственные средства, наркотики и многие другие вещества.
Действие тератогенных факторов имеет дозозависимый характер. У разных биологических видов дозозависимость тератогенного действия может различаться.
61. Постнатальный онтогенез и его периоды. Роль эндокринных желез: щитовидной. Гипофиза, половых желез в регуляции жизнедеятельности организма в постнатальном периоде. Взаимодействие социального и биологического в периоды детства, молодости, зрелости и старости.
Постнатальное развитие. Обычно выделяют следующие стадии постнатального (послеродового) развития ребенка: 1) период новорожденности – первый месяц после рождения; 2) собственно младенчество – со второго месяца до года жизни; 3) позднее младенчество (или переходный период) – второй год жизни; 4) дошкольный (младший детский) возраст – от 2 до 6 лет; 5) школьный (старший детский) возраст – обычно от 6 до 10 лет для девочек и от 6 до 12 лет для мальчиков; 6) подростковый (включая юношеский) возраст – от 10 до 18 лет для девочек и от 12 до 20 лет для мальчиков. На сроках подросткового возраста начинают сказываться половые различия: у девочек он наступает примерно на два года раньше, чем у мальчиков. Главные его черты: половое созревание, быстрый рост тела и формирование личности, свойственной взрослому человеку. Начало и завершение развития всех этих признаков имеют значительные индивидуальные различия.
Эндокринные железы - (железы внутренней секреции) , органы животных и человека, не имеющие выводных протоков и выделяющие вырабатываемые ими вещества (гормоны) непосредственно в кровь или лимфу. К эндокринным железам относятся гипофиз, надпочечники, околощитовидные железы, половые железы (их внутрисекреторные элементы), щитовидная железа, островки поджелудочной железы. Эндокринными функциями обладают вилочковая железа и эпифиз. Во взаимодействии с нервной системой эндокринные железы регулируют все функции организма.
Хотя щитовидная железа– это всего лишь маленькая железа, расположенная вокруг кадыка, она стимулирует окислительный метаболизм, тем самым, повышая потребление кислорода каждой клеткой. Гормоны щитовидной железы так же стимулируют синтез белка, то есть получение его из аминокислот.
Гипофизсостоит из трех долей: передней, средней и задней. Большая по размерам передняя доля гипофиза выделяет 8 гормонов. Один из них – гормон роста (соматотропный) – стимулирует рост скелета, активизирует биосинтез, способствует увеличению размеров тела. Соматотропный гормон определяет рост человека, сначала увеличивая его, а затем обеспечивая постоянство этого важного показателя. Средняя доля гипофиза у низших позвоночных секретирует меланотропный гормон, регулирующий изменения цвета кожи. У человека эта доля гипофиза обнаруживается только в детстве (и при беременности) и никаких функций не выполняет.
Половые железы(яичко (семенник) у мужчин и яичники у женщин) выполняют две функции: они вырабатывают половые клетки и половые гормоны, под влиянием которых происходит формирование вторичных половых признаков.
62. Биологические и социальные аспекты старения и смерти. Генетические , молекулярные, клеточные системы и механизмы старения. Проблема долголетия. Понятие о геронтологии и гериатрии.