Эмбриональное развитие животных реферат

Обновлено: 04.07.2024

Учение об онтогенезе животных на сегодняшний день является одной из самых актуальных тем в развитии животноводства. Знание индивидуального развития организма необходимо прежде всего потому, что в процессе роста и развития животное приобретает не только природные и видовые признаки, но и присущие только ему особенности конституции, экстерьера, продуктивности.
Также изучение онтогенеза имеет огромное значение для оценки возрастных показателей нормы, понимания сущности различных аномалий развития и разработки методов их коррекции.

Вложенные файлы: 1 файл

курсач.docx

Также изучение онтогенеза имеет огромное значение для оценки возрастных показателей нормы, понимания сущности различных аномалий развития и разработки методов их коррекции.

Повышение продуктивных качеств и совершенствование полезных биологических свойств сельскохозяйственных животных невозможны без глубоких знаний закономерностей их индивидуального развития.
Индивидуальное развитие животного организма - чрезвычайно сложный процесс. Он изучается зоотехнической наукой и практикой, медициной и многими биологическими науками - эмбриологией, анатомией, физиологией и другими. До середины прошлого столетия большинство вопросов, касающихся онтогенеза изучались представителями данных наук изолированно и с узких позиций, специфичных для данной науки. В результате накоплен огромный, но разрозненный материал, охватывающий многочисленные стороны этой проблемы, не дающий, однако, фундаментальной основы для построения единой теории биологии развития. К концу 20 века были познаны только самые основные закономерности роста и развития организмов, глубокая сущность которых наукой еще до конца не раскрыта. [1]

Изучению онтогенеза животных были посвящены исследования многих деятелей науки. Особенно интенсивно и плодотворно теория онтогенеза стала разрабатываться в последние 15—20 лет в связи с развитием молекулярной биологии и генетики. Молекулярно-генетические методы исследования углубили познания закономерностей роста и развития животных, создали новые возможности для разработки методов управления этими процессами.

Целью данной курсовой работы является оценка степени изученности данного вопроса, а также обобщение накопленных знаний об онтогенезе и факторах, влияющих на индивидуальное развитие животных.

В литературе, использованной мною при написании данной работы, даны основные понятия роста и развития животных, рассмотрены методы изучения и анализа процессов роста. Кроме того, уделено большое внимание описанию основных закономерностей индивидуального развития и факторам, оказывающим наибольшее влияние на онтогенез: наследственность, факторы внешней среды, кормление и содержание и т.д. А также описание периодов онтогенеза: эмбрионального и постэмбрионального. Помимо этого, обращено внимание на достижения ученых Н. П. Чирвинского и А. А. Малигонова, установивших закономерности индивидуального развития.
Создание животных желательного типа возможно только при учете закономерностей индивидуального развития и многих факторов, оказывающих на него влияние.
Таким образом, можно сделать вывод о том, что знание закономерностей роста и развития является необходимым условием для создания животных желательного типа, обладающих необходимыми хозяйственно-биологическими признаками.

1. Сущность и основные закономерности онтогенеза.

Индивидуальное развитие организма (онтогенез) по определению Н.А.Кравченко - это совокупность количественных и качественных изменений, происходящих после оплодотворения яйцеклетки и образования зиготы, на протяжении всей жизни особи в соответствии с унаследованным ею генотипом и нормой реакции. Иначе онтогенез можно определить как совокупность возрастных морфологических, биохимических и физиологических изменений, протекающих в организме на протяжении всей жизни.
В онтогенезе организм претерпевает изменения роста и развития. Развивается организм в результате обмена веществ, при котором происходит рост и дифференциация органов и тканей, т.е. качественное усложнение структуры и функции организма.

Под ростом понимают процесс увеличения размеров организма, его массы, происходящий за счет накопления в нем активных, главным образом белковых, веществ.

Рост сопровождается не только увеличением, массы, но и изменением пропорций тела, обусловливающим новые качества. В основе роста животных лежат три различных процесса: деление клеток, увеличение их массы и объема, увеличение межклеточных образований.

Взаимосвязь между процессами роста и развития это взаимосвязь между количественными и качественными изменениями, происходящими в организме в процессе онтогенеза. Нельзя говорить об изолированности процессов роста и развития животных, оба они взаимосвязаны и взаимообусловлены.

Под развитием животного понимают процесс усложнения структуры организма, специализацию и дифференциацию его органов и тканей. Иными словами, развитие — это качественные изменения содержимого клеток, органо-образовательные процессы, которые проходит каждый организм от оплодотворенного яйца до взрослого, способного к размножению и сходного в основных чертах с родительским организмом.

Индивидуальное развитие организма совершается неравномерно. Оно разграничивается на определенные периоды, стадии, качественно отличные друг от друга. Стадии онтогенеза претерпевает любой живой организм .[3]

В биологической науке неравномерность в развитии организма называется стадийностью развития. Сущность его заключается в смене требований развивающегося организма к условиям своего существования . [4]
В жизни животных имеются два периода развития: эмбриональный
(с момента образования зиготы до рождения) и постэмбриональный (от рождения до смерти). В процессе развития животное приобретает видовые и породные свойства, а также присущую только ему индивидуальность, выражающуюся в особенностях конституции, темперамента и продуктивности.

На начальных этапах индивидуального развития рост организма протекает наряду с процессами дифференцировки органов и систем и находится под контролем многих факторов, среди которых существенной значение имеют продукты эндокринных желез. Развитие этих органов и начало их функции в ходе онтогенеза совершаются в определенной последовательности, и включение их в общие процессы жизнедеятельности тесно переплетается с функцией других органов и накладывает отпечаток на все дальнейшее развитие. В частности, характерные периоды более быстрого и замедленного роста в определенной степени связаны с периодическими сдвигами в функции эндокринных желез. [5]

1.1. Развитие животных в эмбриональный период.

Продолжительность эмбрионального развития животных колеблется в зависимости от породы, кормления и содержания самок. Например, у коров джерсейской породы она составляет в среднем 270 дней, ярославской - 276, симментальской и красной горбатовской - 280, абердин-ангусской - 285, у овец гемпширской породы - 144 дня, породы рамбулье - 150. При хорошем кормлении и содержании животных продолжительность эмбрионального развития их потомства сокращается.

Животные размножаются половым путем, сущность которого заключается в слиянии половых клеток - женской и мужской, различающихся по своему строению, размерам и физиологическим функциям, в результате чего получается одна клетка.

Процесс оплодотворения состоит из трех стадий: встречи женской яйцеклетки с мужскими половыми клетками; проникновения сперматозоидов в яйцеклетку; слияния ядра яйцеклетки с ядром сперматозоида. Оплодотворенная яйцеклетка называется зиготой. С момента образования зиготы начинается индивидуальное развитие организма, которое можно разделить на следующие процессы:

деление зиготы и возникновение органов и тканей;

дифференциация - появление морфологических, биохимических и функциональных различий и органов и тканей;

специализация - приспособление тканей и органов к выполнению определенных функций; интеграция - связь (корреляция) между тканями и органами, то есть соподчинение частей целому;

адаптация - приспособление организма к условиям существования;

периодизация - разделение индивидуального развития во времени на ряд последовательных стадий, отличающихся одна от другой уровнем дифференциации, специализации, интеграции и адаптации.

В эмбриогенезе животных выделяют три основных периода:

3ародышевый - от оплодотворения до полной имплантации эмбриона, то есть до формирования и функционирования плаценты. У коров он продолжается 35 дней, у овец - 30, у свиней - 25 дней.

Предплодный - от конца зародышевого периода. Длительность его у коров составляет 25-26 дней, у овец - 17-18, у свиней - 7-12 дней.

Плодный – от конца предплодного периода до рождения животного. У коров он составляет 210 - 220 дней, у овец - 100-105, у свиней - 80-85 дней.
Развитие зародыша происходит путем многократных количественных и качественных изменений. Оно начинается с деления зиготы, называемого дроблением, что ведет к увеличению массы тела. Затем возникают зародышевые листки (дермы): наружный - эктодерма, внутренний - энтодерма и средний - мезодерма. Каждый зародышевый листок дает начало определенным тканям и органам. Эктодерма образует кожу со всеми ее роговидными производными : волосы, перья, пух, копыта; нервную трубку, из которой развивается нервная система и органы чувств: зрения, слуха, обоняния. Из энтодермы формируется пищеварительная система, легкие, печень, поджелудочная железа. Из мезодермы - скелет, мускулатура, соединительная ткань, кровеносная система, сердце, почки, серозные покровы внутренностей и брыжейки.

Все основные формообразовательные процессы, в результате которых получается сложный организм, проходят в зародышевый период, в конце которого уже ясно выявляется вид эмбриона: уже можно различать развивающегося теленка, ягненка, поросенка, жеребенка, то есть зародыш в своем строении имеет основные видовые признаки. В предплодный и плодный периоды связь между эмбрионом и матерью осуществляется через плаценту. В эти периоды у животных происходит интенсивный рост и усложнение организма путем функциональной и морфологической дифференциации, специализации и интеграции, в результате чего к концу плодного периода животное имеет не только видовые, но и породные особенности.
В течение всего эмбрионального развития увеличение тканей, органов и живого веса зародыша протекает неравномерно. Ткани и органы по скорости роста можно разделить на три группы. К группе тканей и органов с наибольшей интенсивностью роста относятся кожа, мышцы, сердце, кишечник и поджелудочная железа; со средней скоростью роста - кровь, селезенка, желудок, почки; со слабой интенсивностью - головной мозг, легкие, печень, семенники, яичники и щитовидная железа. Скорость увеличения веса животного самая большая в зародышевый период. Зигота имеет вес менее миллиграмма, через месяц вес зародыша увеличивается в несколько сот раз. В дальнейшем скорость роста и веса уменьшается (табл.2).

Из таблицы видно, что абсолютный весовой прирост теленка происходит главным образом в плодный период. Аналогичная закономерность в увеличении веса наблюдается и у животных других видов. По данным П. Д. Пшеничного и А. И. Лопырина, в 30-дневном возрасте зародыш поросенка имеет вес всего лишь 2 г, зародыш ягненка - менее 1 г, в два месяца соответственно 110 и 70 г, в момент же рождения поросенок весит 1,3 кг, а ягненок - 4,3 кг.

Скорость увеличения линейных размеров животного также самая большая в зародышевый период. Зигота, величина которой находится в пределах сотых миллиметра, через 8 - 10 дней достигает размера миллиметра, а через месяц - нескольких сантиметров. Линейные размеры в эмбриональный период изменяются у животных различных видов неодинаково. Различают три типа роста скелета:

1)интенсивный рост периферического скелета;

2)интенсивный рост осевого скелета:

3) одинаковая скорость роста осевого и периферического скелета.

Неравномерность развития осевого и периферического скелета определяет форму сложения животного при рождении.

Первый тип роста скелета присущ крупному рогатому скоту, овцам и лошадям. У них наиболее сильно растут кости конечностей и менее интенсивно позвоночник, ребра, грудная и тазовая кости. В эмбриональный период наибольшего развития к моменту рождения достигают конечности в длину, затем с последовательным уменьшением идут длина туловища, глубина грудной клетки (40%), ширина грудной клетки (35%), ширина в маклоках (30%). В результате неравномерного развития осевого и периферического скелета новорожденные телята, ягнята и жеребята и другие имеют определенный тип сложения. Для телят, например, характерна высоконогость, короткое и узкое (плоское) туловище и относительно короткая и широкая голова. Сложение травоядных животных выработалось в процессе их эволюции. В условиях дикой природы это имело важное приспособительное значение, так как благодаря такому сложению молодняк сразу же после рождения мог следовать за матерью и спасаться от хищников.

Второй тип роста скелета наблюдается у собак и кошек. Поэтому при рождении они оказываются коротконогими, неспособными вначале к быстрым передвижениям. Третий тип роста скелета имеют свиньи.

Количественные и качественные изменения и превращения, происходящие в эмбриональный период, приводят к формированию из зиготы сложного организма, имеющего все основные видовые и породные признаки и разнообразные функции, что и дает ему возможность существовать после рождения в новых для него условиях.

* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.

Эмбриональное развитие животных Независимо от способа размножения, начало новому организму дает одна клетка, содержащая наследственные задатки и обладающая всеми характерными признаками и свойствами целого организма. Индивидуальное развитие заключается в постепенной реализации наследственной информации, полученной от родителей. Начало эволюционной эмбриологии положили русские ученые А.О. Ковалевский и И. И. Мечников. Они впервые обнаружили три зародышевых листка и установили принципы развития беспозвоночных и позвоночных животных. Онтогенезом, или индивидуальным развитием, называется весь период жизни особи с момента образования зиготы до гибели организма. Онтогенез делится на два периода:

эмбриональный период: от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек;

постэмбриональный период: от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.

Стадии эмбрионального развития (на примере ланцетника):

Дробление - многократное деление зиготы путем митоза. Образование бластулы - многоклеточного зародыша.

Гасптруляция - образование двухслойного зародыша - гаструлы с наружным слоем клеток (эктодермой) и внутренним, выстилающим полость (эктодермой). У многоклеточных животных часто вслед за образованием двухслойного зародыша, возникает третий зародышевый слой - мезодерма, который находится между экто-и энтодермой. Зародыш становится трехслойным. Сущность процесса гаструляции заключается а перемещении клеточных масс. Клетки зародыша практически не делятся и не растут. Появляются первый признаки дифференцировки клеток.

Органогенез - образование комплекса осевых органов: нервной трубки, хорды, кишечной трубки, мезодермальных сомеитов. Дальнейшая дифференцировка клеток приводит к возникновению многочисленных производных зародышевых листков - органов и тканей. Из эктодермы формируются: нервная система, кожа, органы зрения и слуха. Из энтодермы формируются: кишечник, легкие, печень, поджелудочная железа. Из мезодермы - хорда, скелет, мышцы, почки, кровеносная и лимфатическая системы.

В ходе органогенеза одни зачатки влияют на развитие других зачатков (эмбриональная индукция). Взаимодействие частей зародыша является основой его целостности. В период эмбрионального развития зародыш очень чувствителен к влиянию факторов среды. Такие вредные воздействия, как алкоголь, табак, наркотики, могут нарушить ход развития и привести к различным уродствам. Постэмбриональное или послезародышевое развитие начинается с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и длится до смерти организма. Оно бывает двух типов: прямое и непрямое. При прямом развитии родившиеся потомки во всем сходны с взрослыми особями, обитают в той же среде и питаются той же пищей, что обостряет внутривидовую конкуренцию (птицы, пресмыкающиеся, млекопитающие, некоторые насекомые и др.). При непрямом развитии новый организм появляется на свет в виде личинки, претерпевающей в своем развитии ряд превращений - метаморфозов (амфибии, многие насекомые). Метаморфоз связан с разрушением личиночных органов и возникновением органов, присущих взрослым животным. Например, у головастика в процессе метаморфоза, происходящего под влиянием гормона щитовидной железы, исчезает боковая линия, рассасывается хвост, появляются конечности, развиваются легкие и второй круг кровообращения. Значение метаморфоза:

Личинки могут самостоятельно питаться, расти и накапливать вещества для формирования постоянных органов, обитая в среде, нехарактерной для взрослых особей.

Личинки могут играть важную роль в расселении организмов. Например, личинки двухстворчатых моллюсков.

Разная среда обитания снижает интенсивность внутривидовой борьбы за существование.

Непрямое развитие особей является важным приспособлением, возникшим в ходе эволюции

Эмбриональное (зародышевое) развитие охватывает процессы от первого деления зиготы до выхода из яйца или рождения и у большинства животных включает три основных этапа: дробление, гаструляцию и органогенез.

При дроблении дочерние клетки ( бластомеры ) не расходятся и не увеличиваются в размерах. С каждым следующим делением их размеры уменьшаются.

Яйцеклетки с небольшим запасом питательных веществ делятся полностью, т. е. происходит полное дробление. Если яйцеклетка содержит большое количество желтка, то наблюдается частичное дробление — делится только диск цитоплазмы с ядром, а сам желток остаётся без изменений (например, у птиц).

Бластула — это шарообразный зародыш, стенка которого ( бластодерма ) образована одним слоем клеток, а внутри — полость ( бластоцель ).

После дробления начинается гаструляция — часть клеток бластодермы перемещается внутрь зародыша. В результате этих перемещений образуется гаструла.

Гаструла — двухслойный зародыш, состоящий из двух зародышевых листков: наружного ( эктодермы ) и внутреннего ( энтодермы ).

У ланцетника образование гаструлы происходит в результате впячивания части бластодермы внутрь бластоцеля.

Внутренняя полость гаструлы называется первичной кишкой . Её связывает с внешней средой отверстие ( бластопор ), которое становится первичным ртом .

На стадии гаструлы (двух зародышевых листков) прекращается развитие двухслойных животных — губок и кишечнополостных.

У всех остальных животных развитие продолжается, и образуется третий зародышевый листок — мезодерма . Она формируется из энтодермы и всегда расположена между экто- и энтодермой в первичной полости тела.

Дальнейшая специализация клеток зародышевых листков обеспечивает формирование тканей и органов, т. е. гисто- и органогенез .

Из энтодермы образуется хорда — внутренний скелет в виде гибкого тяжа, расположенный на спинной стороне. Позже вместо хорды у позвоночных развивается позвоночник, и только у некоторых животных (например, у хрящевых рыб) её остатки сохраняются в течение всей жизни.

Из эктодермы, расположенной над самой хордой, выделяется нервная пластинка . Затем края пластинки поднимаются и смыкаются. Образуется нервная трубка — зачаток центральной нервной системы. Формируется нейрула .

Нервная трубка, хорда и кишечник создают осевой комплекс органов зародыша, который определяет двустороннюю симметрию тела.

Из эктодермы у позвоночных животных образуется нервная система, органы чувств, покровный эпителий с его железами и производными структурами (волосы, перья, копыта, когти и т. п.).

Из энтодермы формируются органы пищеварительной и дыхательной системы: эпителий средней кишки, печень и поджелудочная железа, жабры, лёгкие, плавательный пузырь, а также щитовидная железа.

Из мезодермы формируются все виды мышечной и соединительной ткани (например, дерма кожи, тела позвонков), кровеносная система, органы выделения, половые железы.

развития беспозвоночных и позвоночных животных. Онтогенезом, или индивидуальным развитием, называется весь период жизни особи с момента образования зиготы до гибели организма. Онтогенез делится на два периода: * эмбриональный период: от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек; * постэмбриональный период: от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма. Стадии эмбрионального развития (на примере ланцетника):

1. Дробление - многократное деление зиготы путем митоза. Образование бластулы - многоклеточного зародыша. 2. Гасптруляция - образование двухслойного зародыша - гаструлы с наружным слоем клеток (эктодермой) и внутренним, выстилающим полость (эктодермой). У многоклеточных животных часто вслед за образованием двухслойного зародыша, возникает третий зародышевый слой - мезодерма, который находится между экто-и энтодермой.

Зародыш становится трехслойным. Сущность процесса гаструляции заключается а перемещении клеточных масс. Клетки зародыша практически не делятся и не растут. Появляются первый признаки дифференцировки клеток. 3. Органогенез - образование комплекса осевых органов: нервной трубки, хорды, кишечной трубки, мезодермальных сомеитов. Дальнейшая дифференцировка клеток приводит к возникновению многочисленных производных зародышевых

листков - органов и тканей. Из эктодермы формируются: нервная система, кожа, органы зрения и слуха. Из энтодермы формируются: кишечник, легкие, печень, поджелудочная железа. Из мезодермы - хорда, скелет, мышцы, почки, кровеносная и лимфатическая системы. В ходе органогенеза одни зачатки влияют на развитие других зачатков (эмбриональная индукция). Взаимодействие частей зародыша является основой его целостности.

В период эмбрионального развития зародыш очень чувствителен к влиянию факторов среды. Такие вредные воздействия, как алкоголь, табак, наркотики, могут нарушить ход развития и привести к различным уродствам. Постэмбриональное или послезародышевое развитие начинается с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и длится до смерти организма. Оно бывает двух типов: прямое и непрямое. При прямом развитии родившиеся потомки во всем сходны с взрослыми

особями, обитают в той же среде и питаются той же пищей, что обостряет внутривидовую конкуренцию (птицы, пресмыкающиеся, млекопитающие, некоторые насекомые и др.). При непрямом развитии новый организм появляется на свет в виде личинки, претерпевающей в своем развитии ряд превращений - метаморфозов (амфибии, многие насекомые). Метаморфоз связан с разрушением личиночных органов и возникновением органов, присущих взрослым животным.

Например, у головастика в процессе метаморфоза, происходящего под влиянием гормона щитовидной железы, исчезает боковая линия, рассасывается хвост, появляются конечности, развиваются легкие и второй круг кровообращения. Значение метаморфоза: 1. Личинки могут самостоятельно питаться, расти и накапливать вещества для формирования постоянных органов, обитая в среде, нехарактерной для взрослых особей. 2. Личинки могут играть важную роль в расселении организмов.

Например, личинки двухстворчатых моллюсков. 3. Разная среда обитания снижает интенсивность внутривидовой борьбы за существование. Непрямое развитие особей является важным приспособлением, возникшим в ходе эволюции

Эмбриогенез — развитие зародыша — начинается с момента оплодотворения и образования зиготы и заканчивается рождением организма или выходом его из яйца. Этот процесс протекает в несколько этапов.

После слияния ядер двух гамет и образования зиготы начинается развитие зародыша. Первая стадия развития называется дроблением. В результате митоза яйцо начинает быстро делиться на два, затем на четыре, причем вторая бороздка дробления проходит перпендикулярно первой. Образуются 4 клетки, которые называются бластомерами. В результате последующих дроблений образуются 8, 16, 32 и т. д. бластомеров. Дробление отличается от обычного митоза тем, что клетки практически не увеличиваются в размерах, не растут. Процесс происходит очень быстро. Например, за 4 ч от момента оплодотворения из клетки зиготы образуются 64 клетки. Интерфаза между делениями очень короткая и состоит только из стадии репликации ДНК. Предсинтетический период отсутствует, т. е. синтеза белка не происходит, дробящийся эмбрион живет за счет веществ, накопленных в яйцеклетке. Общая масса эмбриона на этом этапе не меняется.

Характер дробления зависит от вида животного и типа яйца (рис. 16).

Рис. 16. Начальные стадии дробления яйца: А — ланцетника, Б — лягушки, В — птицы

Оно может быть равномерным или полным, когда яйцо полностью делится на бластомеры (ланцетник, морской еж, млекопитающие), а может быть неполным, когда желтка в яйце много и дробится только верхний диск яйца (птицы, рептилии, рыбы).

Дробление заканчивается образованием бластулы — однослойного зародышевого пузырька с полостью внутри. Стенки пузырька образованы одним слоем клеток (рис. 17, А).

Рис. 17. Стадии развития зародыша. А — бластула; Б — гаструла; В — нейрула: 1 — эктодерма; 2 — энтодерма, из которой формируется кишечная трубка; 3 — гастральная полость — гастроцель; 4 — бластопор; 5 — мезодерма; 6 — нервная пластинка (трубка); 7 — хорда

После образования бластулы наступает вторая стадия развития зародыша — гаструла (рис. 17, Б). Гаструляция начинается с впячивания нижних клеток бластулы внутрь полости. В результате образуются два слоя клеток и полость с отверстием — бластопором. Полость гаструлы — гастральная полость в дальнейшем превращается в кишечную полость.

Гаструла — двухслойный зародышевый мешок, внешний наружный слой клеток которого называется эктодермой, а внутренний слой — энтодермой. На стадии двух зародышевых листков заканчивается развитие у губок и кишечнополостных. У остальных животных далее идет формирование третьего зародышевого листка — мезодермы.

Следующая за гаструлой стадия называется нейрулой и характеризуется образованием третьего зародышевого листка и нервной трубки. Со стороны нижней части зародыша происходит миграция клеток. Эти клетки далее дают начало еще одному слою клеток — мезодерме. Между эктодермой и энтодермой закладывается третий зародышевый листок. С двух сторон от первичной кишки — гастроцеля образуются клетки мезодермы, один слой клеток которой граничит с энтодермой, а другой примыкает к эктодерме. Формируется трехслойный зародыш. Последующее развитие зародыша связано с взаимодействием трех зародышевых листков, из клеток которых развиваются ткани и органы будущего организма.

Одновременно с этим верхние клетки эктодермы утолщаются, передвигаются внутрь, образуя так называемую нервную пластинку. Края нервной пластинки сворачиваются в трубку, которая отделяется от эктодермы и образует нервную трубку. В дальнейшем из нее образуется головной и спинной мозг позвоночных животных. Из клеток мезодермы под нервной трубкой вдоль продольной оси формируется еще один осевой орган — хорда. Под хордой располагается пищеварительная трубка.

В конце стадии нейрулы формируется осевой комплекс: нервная трубка, хорда, пищеварительная трубка. По обе стороны от нервной трубки и хорды располагаются большие участки мезодермы, из которой формируются впоследствии скелет, мышцы и другие органы.

Из трех зародышевых листков развиваются все ткани и органы будущего организма. Закладка и развитие органов называется органогенезом.

Из эктодермы развиваются кожный покров — эпидермис и его производные (ногти, волосы, сальные и потовые железы, эмаль зубов), нервная система, органы чувств, а также некоторые из желез внутренней секреции.

Из энтодермы развивается эпителиальная ткань, выстилающая органы пищеварительной, дыхательной (альвеолы), мочеполовой системы, а также пищеварительные железы: печень, поджелудочная железа. Все внутренние слизистые покровы образованы из энтодермы. Таким образом, все виды эпителиальной ткани образуются из эктодермы и энтодермы.

Из мезодермы формируются мышечная и все виды соединительной ткани. Из хорды впоследствии формируется хрящевой и костный скелет, а из боковых участков мезодермы образуются мышцы, кровеносная система, сердце, почки, половая система.

Железы внутренней секреции имеют различное происхождение: одни из них развиваются из нервной трубки (гипофиз, эпифиз), другие — непосредственно из эктодермы (щитовидная железа). Из мезодермы формируются надпочечники и половые железы.

Взаимодействие частей зародыша

Результат развития организма из яйца определяется набором хромосом и генов данного организма. Все клетки зародыша развиваются из одной исходной клетки — зиготы, имеют одинаковый набор хромосом и генетическую информацию. Однако в разных зародышевых листках функционируют разные наборы генов, что приводит к формированию различных тканей и органов. Таким образом, в ходе развития при постоянном наборе генов всех клеток меняется их активность.

Для исследования этого процесса был проведен опыт по пересадке ядра кожи лягушки в неоплодотворенное яйцо, в котором предварительно было разрушено собственное ядро. Специальным уколом микропипеткой яйцеклетка стимулировалась к развитию. Из яйцеклетки с пересаженным диплоидным ядром развилась нормальная бластула, гаструла и далее головастик. Результат эксперимента доказывает, что постоянство набора генов сохраняется во всех клетках, а их специализация в процессе развития есть результат действия определенных факторов.

Специфичность работы клеток возникает не сразу, а на определенном этапе эмбриогенеза. Установлено, что на стадии 4–16 бластомеров (в зависимости от вида животных) каждая клетка может развиться в нормальный организм, т. е. она обладает равнонаследственностью. Далее эта способность постепенно утрачивается. У кролика равнонаследственность сохраняется на стадии 4 бластомеров, у тритона — 16 бластомеров, у человека — на стадии 4, реже 6 бластомеров, что подтверждается рождением 4, редко 6 однояйцовых близнецов. Далее бластомеры теряют свойство равнонаследственности и дифференцируются. Регуляция деятельности генов происходит на молекулярном уровне за счет регуляторных белков. Из цитоплазмы в ядро поступают специфические вещества — гормоны, которые действуют на регуляторные белки и тем самым активизируют или подавляют активность соответствующих генов. В процессе развития специализация клеток является результатом взаимодействия ядра и цитоплазмы, а также действия факторов внешней среды.

Дифференцировка клеток является основой для формирования тканей и органов. Вещества или группа клеток, стимулирующих развитие органов и тканей зародыша, называются индукторами или организаторами, а явление стимуляции — эмбриональной индукцией.

Так, организаторами, направляющими развитие нервной трубки, являются клетки мезодермы и хорды. Они выделяют специальные вещества, которые действуют на эктодерму и стимулируют развитие нервной трубки. Если часть эктодермы на стадии ранней гаструлы пересадить с верхней спинной части вниз на брюшную сторону, то из нее разовьется кожа живота. Если же, наоборот, пересадить нижнюю часть эктодермы на верхнюю сторону, то из нее разовьется нервная пластинка. Эксперименты по пересадке различных частей зародыша позволили определить роль каждой части в эмбриональной индукции.

Установлено, что в развитии зародыша имеются критические периоды, когда может произойти нарушение нормального развития. Такими периодами являются, например, середина дробления, начало гаструляции, формирование осевых органов. В это время зародыш особенно чувствителен к недостатку кислорода, температурным перепадам, механическому воздействию. Критические периоды совпадают с дифференцировкой тканей и органов. Чем лучше защищено яйцо, тем менее оно подвержено внешним воздействиям. Например, гибель икринок рыб в несколько раз выше, чем зародышей в яйцах птицы. У млекопитающих развитие эмбриона происходит в теле матери, поэтому вероятность гибели зародышей значительно меньше.

На внутриутробное развитие плода оказывают влияние условия жизни матери. Неблагоприятному воздействию могут подвергнуться первичные овоциты еще до наступления беременности. Известно, что овоциты 1-го порядка закладываются в эмбриональном развитии и далее периодически созревают в течение всего детородного периода женщины. Но чем старше женщина, тем старее и овоциты, а значит, они более подвержены изменению под действием различных факторов, вероятность возникновения какой-либо аномалии в них повышена. Статистика свидетельствует, что чем старше женщина, тем выше вероятность рождения ребенка с аномалиями. Отрицательное воздействие на развитие эмбриона оказывают также различные заболевания вирусного характера, применение некоторых медикаментов (антибиотики, гормональные препараты), наркотические вещества, алкоголь. Мощным фактором, вызывающим аномалии развития эмбриона, являются рентгеновские лучи и другие ионизирующие излучения.

Вопросы для самоконтроля

1. Сравните разные типы дробления яйца, представленные на рисунке 16. Объясните отличия в дроблении у разных организмов.

2. Как называются клетки, образующиеся в результате дробления?

3. В чем отличие дробления от обычного деления?

4. Назовите основные стадии развития зародыша.

5. На какой стадии происходит дифференцировка клеток?

6. У рыб, амфибий, рептилий, птиц очень крупные яйцеклетки. У млекопитающих они значительно меньше. С чем это связано?

8. Что же такое развитие?

8. Что же такое развитие? Все сказанное выше подготовило нас к ответу на основ ной вопрос: что же такое развитие? С одной стороны, развитие — это прохождение организмом последовательных стадий. Чем значительнее они отличаются друг от друга, чем разнообразнее происходящие

10. Гаметогенез и развитие растений

10. Гаметогенез и развитие растений Мейоз в жизненном цикле растений. У растений гаметогенез и размножение протекают иначе, чем у животных. Процесс мейоза происходит у них не на стадии образования гамет, а на стадии образования спор. Кроме того, у растений наблюдается

Развитие человека

Развитие человека Зверям нужны сильные челюсти и крупные зубы, чтобы хватать пастью добычу, дробить кости, разжёвывать жёсткую пищу.Зубам же первобытного человека помогали руки. С помощью рук он охотился на животных, дробил кости, чтобы достать из них костный мозг,

Развитие и эмбриология.

Развитие и эмбриология. Это один из наиболее важных отделов во всей естественной истории. Метаморфоз насекомых, столь хорошо известный каждому из нас, обыкновенно совершается резкими и немногочисленными стадиями, но в действительности превращения многочисленны и

3. Развитие животных

3. Развитие животных Каждое рождающееся существо начинает свою жизнь из одной яйцевой клеточки и затем проходит длинный ряд изменений, прежде чем сделается по внешнему виду и по внутреннему строению совершенно сходным со взрослыми животными. Весь этот ряд постепенных

Развитие поведения

Развитие поведения Каково же значение этих исследований для человека? Прежде всего генетически фиксированные формы поведения у человека играют подчиненную роль. Строим ли мы дом, общаемся ли со своими друзьями — мы действуем теми способами, которым, сознательно или нет,

8. Развитие щенков

8. Развитие щенков Очень интересно ежедневно наблюдать за ростом щенков, их развитием. Новорожденные щенки еще ничего не умеют. Но это не мешает им, будучи освобожденными от околоплодного пузыря и пуповины, сделать первый и все последующие вдохи-выдохи и ползком наощупь

Происхождение и развитие половых клеток животных

Происхождение и развитие половых клеток животных Гаметогенез у животных проходит в несколько этапов (табл. 4.1).Таблица 4.1. Этапы гаметогенеза у животных На 1-м этапе (период размножения) первичные клетки (сперматогонии и оогонии) делятся митозом.На 2-м этапе (период роста)

Развитие щенка

Развитие щенка Щенок очень быстро развивается умственно и физически. Двухнедельного щенка легко научить сосать из бутылочки, он быстро привыкает к рукам. Если щенка такого возраста спровоцирует кто-либо из его братьев или сестер, просто удивительно, как свирепо он

10.4. Развитие биосферы

10.4. Развитие биосферы Возраст Земли, определяемый методами изотопной геологии, составляет около 5 млрд лет. Наиболее принятые показатели 4,6–4,7 млрд лет. Приблизительно таков же возраст Солнца и других планет Солнечной системы. По современным представлениям, они

Развитие щенка

Эмбриональное научение и созревание

Развитие

Развитие Недостаточно констатировать развитие по спирали. Необходимо объяснить, не прибегая к слишком абстрактным схемам, почему эволюционная последовательность имеет именно такую форму. Выше обсуждался механизм снятия климаксной фазы биологических сообществ и

Читайте также: