Онтогенез, его типы, периоды и характерные особенности у животных и человека. Роль наследственности и среды в онтогенезе.

Онтогенез – индивидуальное развитие от образования зиготы до смерти организма.
Периодизация онтогенеза:

•предзиготный

•эмбриональный

• постэмбриональный

Предзиготный период, или прогенез – это период образования и созревания тех половых клеток родителей, которые сформируют зиготу. Качество гамет, наличие в них мутантных генов оказывает существенное влияние на здоровье будущих потомков.

Эмбриональный, или пренатальный, период начинается с момента образования зиготы и заканчивается рождением нового организма или выходом его из яйцевых оболочек.

Постэмбриональный, или постнатальный, период – от рождения организма или выхода из яйцевых оболочек и до смерти.

Эмбриогенез человека включает:

• герминативный, или начальный период – 1-я неделя после оплодотворения, идет дробление зиготы;

• зачатковый, или эмбриональный период – 2-3-я недели после оплодотворения, образуются бластула и гаструла, идет закладка зародышевых листков и осевых органов;

• предплодный период – 4-8-я недели, формирование зачатков всех систем органов и плаценты;

• плодный период – с 9-й недели эмбрион называется плодом; происходит рост плода и формирование у него органов и систем органов.

Зигота – одноклеточная стадия развития многоклеточного организма, которая образовалась при слиянии мужской и женской гамет.

Тип дробления зиготы определяется типом яйца (яйцеклетки), который зависит от количества питательных веществ (желтка) и их распределения.

Способы дробления различных типов зигот.

Яйца изолецитальные: желтка мало, он распределен в клетке равномерно. Дробление таких яиц полное равномерное синхронное (человек).

Яйца умеренно телолецитальные: умеренное содержание желтка на полюсе, который называется вегетативным. Полюс, где расположена цитоплазма с ядром, называется анимальным. Дробление полное неравномерное (земноводные).

Яйца резко телолецитальные: большое количество желтка расположено на вегетативном полюсе. Дробится зародышевый диск – небольшой участок цитоплазмы с ядром. Дробление называется дискоидальным (птицы).

Яйца центролецитальные: центр клетки занимает желток, цитоплазма образует периферический слой, в котором происходит дробление. Оно называется поверхностным (насекомые).

Клетки, которые образуются при дроблении зиготы, называются бластомерами. У некоторых животных в процессе дробления зародыш напоминает ягоду малины или шелковицы. Он получил название морулы. Бластомеры морулы располагаются по периферии в один слой и образуют бластулу – однослойный зародыш. Слой клеток называется бластодермой. Клетки бластодермы называются эмбриональными клетками. Полость бластулы получила название первичной полости, или бластоцеля. Стадию бластулы проходят зародыши всех типов животных.

За стадией бластулы следует гаструляция – образование гаструлы –двухслойного зародыша. Слои клеток гаструлы получили название зародышевых листков. Выделяют 4 типа гаструляции.

Инвагинация – впячивание. Вегетативный полюс бластулы впячивается внутрь, располагаясь под анимальным полюсом. Образуется двухслойный зародыш. Наружный листок получает название эктодермы, внутренний – энтодермы. Полость гаструлы называется гастроцелем, или первичной кишкой. Вход в кишку – первичный рот, или бластопор. Его края образуют верхнюю и нижнюю губы бластопора. У вторичноротых (иглокожие и хордовые) он становится анальным отверстием, а рот образуется на противоположном конце зародыша. Иммиграция – «выселение» части клеток в полость зародыша и образование из них второго слоя – энтодермы. Такой способ характерен для кишечнополостных.

Эпиболия – обрастание (при телолецитальном типе яиц). Клетки анимального полюса делятся быстрее, чем клетки вегетативного полюса, которые становятся энтодермой.

Деляминация – расщепление. Все клетки одного слоя зародыша делятся параллельно его поверхности и образуются два слоя – эктодерма и энтодерма.

У человека гаструляция идет по смешанному типу – одновременно сочетаются несколько ее типов. На стадии двух зародышевых листков заканчивается развитие губок и кишечнополостных. Они относятся к двухслойным животным. Все остальные животные, занимающие более высокие ступени эволюции, являются трехслойными. Закладка третьего (среднего) зародышевого листка – мезодермы – происходит двумя способами – телобластическим и энтероцельным. Телобластический способ характерен для многих беспозвоночных. Около бластопора с двух сторон первичной кишки во время гаструляции образуется по одной крупной клетке – телобласту. Они начинают делится, мелкие клетки располагаются между эктодермой и энтодермой и образуют мезодерму. Для хордовых характерен энтероцельный способ закладки мезодермы. С двух сторон от первичной кишки образуются выпячивания – карманы (целомические мешки). Они отделяются от первичной кишки, разрастаются между эктодермой и энтодермой и дают начало мезодерме.

После образования зародышевых листков происходит закладка осевых органов, гистогенез – процесс образования тканей и органогенез – процесс образования органов.

Механизмы, обеспечивающие эмбриогенез

1. Дифференциальная активность генов – в течение эмбрионального развития различные блоки генов имеют строго определенный порядок репрессии и дерепрессии.

2. Детерминация – выбор конкретного пути развития, приобретение клетками способности развиваться в определенном направлении и одновременно ограничение их будущих возможностей развития. В начале эмбриогенеза бластомеры тотипотентны (могут дать начало целому организму) и их развитие зависит от внешних индукторов и соседних клеток. На более поздних стадиях эмбриогенеза клетки становятся детерминированными (их развитие предопределено) и они развиваются по намеченному плану.

3. Дифференцировка – биохимическая, функциональная и морфологическая специализация клеток; изменение развивающейся структуры, при котором относительно однородные образования становятся все более различными.

Фазы дифференцировки:

• зависимая (до стадии ранней гаструлы);

• независимая (на стадии поздней гаструлы).

4. Морфогенез – процесс возникновения новых структур и изменения их формы в ходе онтогенеза.

У человека выделяют 3 основных критических периода в эмбриогенезе:

1) имплантация – внедрение эмбриона в слизистую оболочку матки (6-7-е сутки после оплодотворения);

2) плацентация – начало образования плаценты (14-15-е сутки после оплодотворения);

3) роды – выход из материнского организма, перестройка функционирования всех систем органов, изменения способа питания (39-40-я неделя).

Критические периоды совпадают с переходами от одного периода развития к другому и изменениями условий существования зародыша.