Сходства и различия эмбрионального развития животных и человека реферат

Обновлено: 04.07.2024

Развитие человека имеет общие черты с эмбриогенезом представителей различных групп животных и особенно позвоночных. Общими чертами являются:

1. Однообразные в принципе процессы эмбриогенеза, начиная от прогенеза и заканчивая органогенезом.

2. Родство с приматами в характере плаценты (гемохориальная).

3. Раннее и мощное развитие трофобласта.

4. Раннее обособление внезародышевой мезодермы.

Наряду с общими с животными чертами эмбрионального развития у человека наблюдаются черты, типичные для него:

1. Еще более раннее, чем у человекообразных обезьян, развитие внезародышевой мезодермы.

2. Более мощное развитие центральной нервной системы.

3. Несоответствие известному принципу зависимости размеров тела от длительности внутриутробного развития.

4. Относительное функциональное несовершенство новорожденного. Последнее объясняется запаздыванием так называемой миелинизации пирамидных путей, проводящих нервные импульсы от коры головного мозга к скелетной мускулатуре.

Влияние внешней среды на эмбриогенез человека

На развитие зародыша человека влияют биологические и социальные факторы. Если они благоприятны, развитие протекает нормально. Наоборот, вредоносные факторы вызывают у развивающегося эмбриона ряд отклонений от нормы, вплоть до его гибели.

Повреждающими факторами при развитии эмбриона могут быть:

1. Недостаточное снабжение плода кислородом и питательными веществами.

2. Воздействие ионизирующей радиации.

3. Перегревание и переохлаждение организма матери.

4. Лекарственные и ядовитые вещества (алкоголь, никотин, наркотики, синтетические продукты питания), попадающие в кровь плода через плаценту от матери.

5. Вирусные (корь, оспа, грипп) и другие заболевания (дизентерия, малярия, турберкулез, сифилис, краснуха), действие которых проявляется соответственно в первые месяцы беременности, во вторую и последнюю ее трети.

6. Резус-несовместимость матери и плода, когда у плода кровь резус-положительная, а у матери резус-отрицательная, вызывает отклонения от нормального течения беременности и заболевание ребенка.

Все эти факторы могут вызывать серьезные нарушения в развитии эмбриона и плода: замедление и остановку развития, появление разнообразных уродств, высокую смертность зародышей.

Таким образом, эмбрион и плод чрезвычайно чувствительны к изменениям условий внутренней и внешней среды, в первую очередь, к изменениям в организме матери. Кроме того, исследованиями установлено отрицательное влияние на потомство не только через материнский, но и через отцовский организм (неполноценное питание, инфекционные заболевания, алкоголизм). Следовательно, в отличие от животных, на развитие человека оказывают влияние и социальные факторы.

Органогенез происходит в определенной последовательности. У хордовых животных он начинается с образования зачатка хорды и нервной системы. На спинной стороне зародыша происходит обособление группы клеток эктодермы в виде длинной пластинки. Эти клетки начинают активно делиться, погружаясь в тело зародыша и образуя желобок, края которого постепенно сближаются, а затем смыкаются, формируя первичную нервную трубку.

Кроме нервной системы из эктодермы возникают также кожные железы, эмаль зубов, волосы, ногти, кожный эпителий. Энтодерма дает начало тканям, выстилающим кишечник и дыхательные пути, образует печень и поджелудочную железу. Из мезодермы образуются мышцы, хрящевой и костный скелет, органы выделительной, половой и кровеносной систем организма.

В процессе эмбриогенеза между частями развивающегося зародыша существует тесное взаимодействие: зачаток одного органа или системы органов определяет (индуцирует) местоположение и время образования другого органа или системы органов.

Дифференцировка клеток зародыша возникает не сразу, а на определенном этапе развития. На ранних стадиях дробления клетки зародыша еще не специализированы, поэтому каждая из них может дать начало целому организму. Если по какой-либо причине эти клетки разъединяются, образуются два одинаковых эмбриона, содержащих идентичную генетическую информацию, каждый из которых развивается в полноценную особь. В итоге рождаются однояйцевые, или монозиготные близнецы. В человеческой популяции — это единственные люди, имеющие идентичный генотип и являющиеся копиями друг друга,

Взаимовлияние частей зародыша было продемонстрировано в много численных экспериментах. Немецкие исследователи Ханс Шпеман и Хилд Мангольд брали у зародышей тритона на стадии ранней гаструлы участок спинной стороны тела, из которого в дальнейшем должна была развиться хорда и мезодерма, и пересаживали его на брюшную сторону другой гаструлы. В результате на брюшной стороне второго зародыша из клеток, которые должны были дать начало кожным покровам, формировалась дополнительная нервная трубка. Это явление получило название Эмбриональная индукция.

Создание сравнительной эмбриологии

К.М. Бэр впервые применил эмбриологический критерий в систематике и обосновал его значение. Сравнивая способы развития животных, ученый пришел к выводу, что существует 4 типа организации — тип позвоночные, тип удлиненные или членистые, тип массивные и тип периферические или лучистые. Каждый тип соответствует особому плану развития. Внутри каждого типа можно выделить разные уровни развития, соответствующие классам. Животные отличаются друг от друга и типом онтогенеза, и степенью гетерогенности.

Таким образом, к середине XIX в., с одной стороны, были обрисованы различия в онтогенезе животных разных типов и классов. С другой стороны, стало ясно, что эмбриональное развитие весьма несходных организмов протекает с образованием зародышевых листков, что позволяет говорить о гомологичных структурах у представителей разных групп. Появилась возможность сопоставить данные эмбриологии и сравнительной анатомии.

В начале XIX в. И. Меккель, Л. Окен , М. Ратке, Гидемман выдвинули утверждение, что эмбрионы высших животных проходят в своем развитии все стадии, соответствующие взрослому состоянию низших животных.

К.М. Бэр , тщательно изучив индивидуальное развитие представителей разных групп позвоночных и беспозвоночных, пришел к выводу, что можно сравнивать лишь зародышей животных. В процессе зародышевого развития первыми появляются признаки типа, затем класса, отряда, семейства, рода и вида. Чем моложе зародыши, относящиеся к разным классам одного типа, тем они более сходны между собой. Иначе говоря, представители разных групп, например, классов подтипа позвоночных, на ранних стадиях онтогенеза обычно более сходны, чем взрослые особи. Эта закономерность получила название Закона зародышевого сходства .

Результаты эмбриологических изысканий К.М. Бэра были использованы Ч. Дарвином в качестве одного из доказательств эволюции.

Сравнительная эмбриология

Фон Бэр (1792-1867), изучая эмбриональное развитие у представителей разных групп позвоночных, обнаружил удивительное структурное сходство во всех этих группах, особенно на стадиях дробления, гаструляции и дифференцировки зарождающегося организма.

ЗАКОН БЭРА - группа положений, постулирующих сходство ранних стадий развития эмбрионов представителей разных классов позвоночных животных. К. Э. Бэр (русский эмбриолог, живший в XIX в.) считал, что вначале у зародышей появляются признаки типа, затем класса, отряда и, наконец, на поздних стадиях развития - индивидуальные признаки, характеризующие специализацию таксона, т.е. зародыши разных классов вначале сходны, а затем отклоняются в своём развитии друг от друга.

ЗАКОН МЮЛЛЕРА-ГЁККЕЛЯ (биогенетический) - утверждает, что онтогенез есть краткое повторение филогенеза. Закон был сформулирован Э. Геккелем на основе идей Ч. Дарвина и исследований Ф. Мюллера. В начале XX в. закон был дополнен положением А. Н. Северцова о том, что в онтогенезе организмов повторяются не целые филогенетические стадии, а возможна лишь рекапитуляция (краткое и сжатое повторение) отдельных признаков и процессов.

Закон зародышевого сходства

Исследователи начала XIX в. впервые стали обращать внимание на сходство стадий развития эмбрионов высших животных со ступенями усложнения организации, ведущими от низкоорганизованных форм к прогрессивным. Сопоставляя стадии развития зародышей разных видов и классов хордовых, К. Бэр сделал следующие выводы.

1. Эмбрионы животных одного типа на ранних стадиях развития сходны.

2. Они последовательно переходят в своем развитии от более общих признаков типа ко все более частным. В последнюю очередь развиваются признаки, указывающие на принадлежность эмбриона к определенному роду, виду, и, наконец, индивидуальные черты.

3. Эмбрионы разных представителей одного типа постепенно обособляются друг от друга

1. Введение
2. Сходства зародышей и эмбриональная дивергенция признаков (закон К. Бэра)
3. Биогенетический закон (Э. Геккель и Ф. Мюллер)
4. Работы Северцова А.Н.
Список литературы

1. Введение

Натурфилософы XVIII и XIX вв. говорили, что жизнь в своей основе едина. Это единство выражалось у них в параллелизме между эмбриональным развитием отдельного индивидуума и лестницей живых существ, ведущей начало еще от Аристотеля. Согласно концепции лестницы живых существ все существующие в природе объекты - это звенья непрерывной цепи, соединяющей неорганические творения с рядом живых форм все возрастающей сложности. От неодушевленной природы совершается постепенный переход к растениям, а затем к таким простым животным, как губки, после - к насекомым, рыбам, птицам, млекопитающим, и, наконец, к человеку. Эта схема была статичной и ее следует истолковывать как эволюционную. Она просто представляла собой план, по которому Господь сотворил мир.
Согласно закону параллелизма, известного под названием закона Меккеля-Серре (по именам двух его создателей: Меккеля - в Германии, Серре - во Франции), каждое живое существо в своем эмбриональном развитии повторяет взрослые формы животных, стоящих на более низких ступенях лестницы живых существ. И наоборот, низшие животные представляют собой перманентные личностные стадии эволюционно более продвинутых форм. Закон параллелизма, так же как и лестница живых существ, не содержал в себе ничего эволюционного. Детальный анализ такого параллелизма позволил Карлу Бэру сформулировать закон зародышевого сходства.

2. Сходства зародышей и эмбриональная дивергенция признаков (закон К. Бэра)

1. Общее каждой более крупной группы животных образуется в зародыше раньше, чем специальное.
2. Из более общего. образуется менее общее, и так далее, пока, наконец, не возникает самое специальное.
3. Зародыш каждой формы животных отнюдь не повторяет при развитии другие формы животных, а напротив, скорее обособляется от них.
4. В основе своей, значит, зародыш высшей формы животного никогда не бывает подобен другой форме животного, а лишь ее зародышу.

3. Биогенетический закон (Э. Геккель и Ф. Мюллер)

4. Работы А. Н. Северцова

Список литературы

Человек в биологической системе

Современный человек относится к роду Люди и виду Homo sapiens (человек разумный). Существуют разные теории об истинном происхождении столь развитого существа: теория внешнего вмешательства, пространственных аномалий, креационизм и эволюционизм.

Согласно научной теории, люди появились путём эволюции точно так же, как и другие животные планеты. Ближайшим родственником рода людей является австралопитек, а от него примерно 2.3 миллиона лет назад появился первый человек - Homo habilis (умелый). Человек разумный возник только 130-150 тыс. лет назад.

В биологической систематике мы относимся к хордовым млекопитающим и отряду приматов, чем и объясняются некоторые сходства человека и животных. Из живущих на Земле видов наиболее близкими к людям по ДНК являются обыкновенные и карликовые шимпанзе.

Общие сходства человека и животных

Люди принадлежат к царству животных, а значит, обладают сходными чертами с другими его представителями. Так, наши органы и ткани состоят из клеток, которые оснащены клеточным ядром и лишены вакуолей.

Как представитель класса млекопитающих человек обладает двухсторонней симметрией тела, четырьмя конечностями, четким разделением частей тела на голову, конечности, туловище и шею (у животных ещё выделяется хвост). Людям присущи теплокровность, внутриутробное развитие зародышей, живорождение, кормление детенышей молоком, наличие волосяного покрова на теле.

Системы органов человека и животных (млекопитающих) обладают общими чертами, которые приведены в таблице ниже.

Два круга кровообращения.

Есть щитовидный хрящ и надгортанник.

Млечные, сальные и потовые железы

Внутренний скелет (череп, грудная клетка, позвоночник, пояса конечностей).

Пять отделов позвоночника.

Парная барабанная кость.

4 отдела пищеварительного тракта (ротоглотка, пищевод, желудок, кишечник).

Развитые железы и удлинённый тракт.

Центральная и периферическая НС.

Синаптическая передача с помощью нейромедиаторов, а не электрических сигналов.

Вкусовые почки на слизистых языка и нёба.

Соматовисцеральная кожная чувствительность.

Развитие зародышей

Сходство человека и животных наблюдается уже на первых этапах жизни. Эмбрионы человека на ранних стадиях практически не отличаются от эмбрионов других высших позвоночных. Только со временем они начинают приобретать специфические для каждого вида черты. При этом гомологичные органы формируются из одинаковых структур, то есть там, где у ящериц появляются передние конечности, у птиц развиваются крылья, а у человека руки и т. д.

Чем же похожи наши эмбрионы? Развитие всех позвоночных начинается с оплодотворения, далее образуется зигота, которая дробится, переходя в стадии морулы, бластулы и гаструлы. Из средних (мезодермы), внутренних (эндодермы) и внешних (эктодермы) зародышевых листков начинают формироваться органы и ткани.

Как и у остальных позвоночных животных, на 2,5 неделе жизни у нас появляется хорда – длинный продольный тяж, который со временем преобразуется в позвоночник. Сердце вначале выглядит как трубка с пульсирующими стенками, а то, что позже перерастет в спинной мозг и полноценную нервную систему, является поначалу нервной трубкой.

Как и у рыб, человеческий мозг до 3 месяцев состоит из пяти мозговых пузырей. С материнским организмом нас связывает пупочный канатик, что наблюдается у всех плацентарных млекопитающих. У приматов, грызунов и хищников он отпадает при рождении плода.

Люди и приматы

Лучше всего сходство человека и животных прослеживается на больших человекообразных обезьянах. Это ближайшие к нам представители млекопитающих, объединённые с людьми в семейство гоминид. Во многих чертах шимпанзе имеют больше общего с человеком, чем с другими обезьянами. Когда-то их даже хотели определить в группу Homo.

Внешняя схожесть заключается в удлиненных по сравнению с телом конечностях, в широких плечах, длинной шее и седалищных мозолях. И у тех, и у других нет хвоста, а на коже нет подшерстка, нос выступает из плоскости лица, на пальцах есть ногти вместо когтей. Тело человекообразных обезьян (антропоидов) покрыто волосами не так густо, как у их собратьев.

Кровь шимпанзе также имеет четыре группы, а сроки их беременности и полового созревания почти идентичны нашим. У нас одинаковые рисунки на коренных зубах, равное число долей в легких и схожее строение гортани. Обезьяны тоже имеют 4 резца и 4 клыка, 8 коренных зубов, 5-6 крестцовых позвонков в скелете. Они могут ходить на задних конечностях, помогая себе руками.

Наши общие болезни

Схожесть внутреннего устройства людей и животных приводит к тому, что нас могут одолевать одинаковые вирусы и инфекции. Так как обезьяны ближе всего к нам по структуре ДНК, то они наиболее подвержены нашим болезням. Они легко заражаются от нас туберкулёзом, гриппом, холерой, оспой, гепатитом.

Все млекопитающие подвержены действию прионных болезней. Человек и животные одинаково поддаются бешенству. В истории известно немало случаев, когда крысы передавали человеку чуму и лептоспироз.

От домашних питомцев человек может заразиться гельминтами, стригущим лишаем, лихорадкой от кошачьих царапин, токсоплазмозом. Птицы и рептилии переносят сальмонеллёз и орнитоз, грызуны – туляремию. Как дикие, так и домашние животные подвержены сибирской язве и фасцилёзу.

Наши различия

Несмотря на схожесть во многих аспектах, люди во многом отличаются от других видов. Многие физические различия человека и животных связаны с развитием у нас прямохождения и речи. Так, у нас более развит мозговой отдел, чем лицевой, есть подбородок, таз расширен.

У человекообразных обезьян 24 пары хромосом, когда у человека - 23. Позвоночник обезьян имеет дугообразный изгиб, в то время как у нас S-образный. На наши ноги приходится вес всего тела, поэтому они обладают более сильной мускулатурой. Стопы человека сводчатые, чтобы смягчать сотрясение органов при ходьбе. Грудная клетка плоская, но широкая.

От большинства млекопитающих нас отделяет трихроматическое зрение (также есть у приматов) и более слабое обоняние. За определение запахов у нас отвечает только 387 генов, у приматов – 500, у макросоматов – более 1000.

Наши ноги длиннее рук, а у приматов – наоборот. Клыки не выступают из зубного ряда, туловище короче, чем у обезьян. Большой палец человека противопоставлен остальным и очень подвижен, это помогает использовать различные орудия труда.

Мозг и интеллект

Конечно, главное различие человека и животных – интеллект. Дальше всех в мыслительных способностях продвинулись млекопитающие. Однако и они не в силах нас превзойти. Человек обладает сознанием, конкретным и отвлеченным мышлением. Мы умеем обобщать, мечтать, размышлять о прошлом и будущем.

Человек способен к дальнему планированию, в то время как животные принимают решения только для ближайшего временного отрезка. Люди – единственный вид, который способен делать выводы, познавать окружающий мир и передавать свои знания другим.

В связи с этим наш мозг приобрёл отличные от животных черты. Его кора в 2,5 раза больше по площади, чем у обезьян. Он крупнее, а борозды развиты сильнее. Теменные, лобные и височные доли, отвечающие за речь и психику, у нас тоже более развиты.

Поведение

Разница в интеллекте влияет и на различия поведения человека и животных. И тем, и другим свойственны условные и безусловные рефлексы. Но в целом действия животных более ритуализированы и диктуются древними инстинктами, а человек склонен поступать по ситуации, учитывая все внешние факторы и собственное желание. Иными словами, из всех животных мы склонны вести себя наиболее пластично.

Инстинкт – это форма поведения, которая заложена у вида на генетическом уровне, она диктуется биологическими потребностями и включает строго определённый порядок действий. Если хоть одно условие будет изменено, то животное растеряется или отреагирует не совсем адекватно.

Эмоции человека и животных

И у нас и у животных первичные эмоции являются врожденными. Отсюда можно сделать вывод, что связанные с ними чувства человека и животных ощущаются одинаково, а некоторые даже проявляются подобно нашим. Приматы владеют тем же набором лицевых мышц и тоже могут показывать гримасы радости, гнева, страха и т. д.

Яркое выражение эмоций присуще социальным животным, так как выполняет коммуникативную функцию. Одним из важных проявлений эмоций является оскал. Открытая пасть с торчащими клыками как ничто лучше предупреждает противника о воинственном настрое.

Но у животных эмоции носят чисто биологический характер и существуют только в пределах их прямых потребностей и инстинктов. Опасность для них существует только в конкретный момент нападения, и чувство страха появляется только тогда. У человека оно может возникнуть даже в спокойной обстановке, если он вообразит себе опасную ситуацию.

Культура и творчество

Если инстинкты и эмоции наблюдаются у всех высших животных, то культура – это то, что определяет именно человека. Люди являются единственными организмами, которые не просто существуют в окружающей среде, но и могут изменять её.

Посредством мышления, творческой деятельности и познания мы создаем материальные объекты и духовные ценности. Из всего царства животных только человек способен создавать орудия труда при помощи других орудий труда. Именно так мы придумали одежду, бытовые предметы, оружие, построили пирамиды, дворцы, города.

Некоторые животные тоже могут применять орудия труда. Например, вороны достают червяков и насекомых из коры дерева, используя палочки и веточки. Но они не могут сделать эту палку сами.

Онтогенез представляет собой реализацию наследственной информации. С генами родителей новый организм получает своего рода инструкцию о том, когда и какие изменения будут в нем происходить, для того чтобы он нормально смог пройти свой жизненный путь.

Содержимое разработки

Закон зародышевого сходства

Методист Павлова Вероника Дмитриевна

Санкт-Петербург

Цель урока: сформировать у учащихся представление об индивидуальном развитии организма хордовых.

Задачи урока:

обучающие – сформировать знания о закономерностях индивидуального развития организмов на примере позвоночных животных, об этапах зародышевого развития животных, о взаимосвязи индивидуального и исторического развития организмов;

сформировать понятия онтогенез, эмбриогенез, бластула, гаструла, нейрула, органогенез; познакомить с периодами онтогенеза: эмбриональным и постэмбриональным;

развивающие – выработать умение устанавливать родство позвоночных животных, делать вывод об общности их происхождения; развивать умение анализировать иллюстративный материал, обобщать и делать выводы, выявлять закономерности;

содействовать развитию у учащихся таких мыслительных операций как анализ, сопоставление, обобщение, прогнозирование; создать условия для развития коммуникативных способностей учащихся, самостоятельности в овладении знаниями

воспитывающие – показать отрицательное влияние алкоголя, никотина, лекарственных препаратов, применяемых без назначения врача на эмбри он.

Онтогенез – это индивидуальное развитие организма.

Это совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, которые претерпевает организм от момента его появления до конца жизни .

Индивидуальное развитие организма - онтогенез (от греч. онтос - сущее и генезис - рождение) охватывает весь период его жизни.

За это время организм проходит несколько последовательных стадий: формируется зародыш, рождается новый организм, он растет, развивается, размножается, стареет и умирает.

Онтогенез делят на два периода - эмбриональный и постэмбриональный.

Доказательства эволюции органического мира

Палеонтологические доказательства

· Ископаемые остатки и отпечатки древних организмов показывают, как шла их эволюция.

· Филогенетические ряды : ряды видов последовательно сменяют друг друга в процессе эволюции.

· Переходные формы : латимерия — происхождение земноводных от рыб; стегоцефал — рептилий от амфибий

Эмбриологические доказательства эволюции органического мира

Эмбриологические — зародыши всех позвоночных животных на ранних стадиях очень похожи друг на друга.

· Сходство зародышей позвоночных животных: форма тела; наличие хорды, хвоста; зачатки конечностей; жаберные карманы; один круг кровообращения.

· Расхождение признаков зародышей: по мере развития черты сходства между зародышами разных видов ослабевают; сначала появляются признаки рода, а затем вида

Биогенетический закон Геккеля — Мюллера.

Онтогенез есть краткое и быстрое повторение филогенеза

Биогенетический закон Геккеля-Мюллера описывает наблюдаемое в живой природе соотношение - онтогенез, то есть персональное развитие каждого живого организма, в определенной степени оно повторяет филогенез - историческое развитие всей группы особей, к которой он относится.

Основателем современной эмбриологии по праву считается Академик Российской Академии Карл Максимович Бэр (1792 -1876).

Закон зародышевого сходства:

на ранних стадиях зародыши всех позвоночных сходны между собой, более развитые формы проходят этапы развития примитивных.

На более поздних фазах появляются признаки класса, затем отряда, семейства, рода, вида и особи. В эмбриональном развитии организмы имеют признаки своих эволюционных предков: все организмы начинают развитие с зиготы; двухслойный зародыш (гаструла); сходные стадии зародышевого развития (сходная последовательность закладки органов).

Закон зародышевого сходства

А.Н. Северцев внес определенные поправки к закону Геккеля-Мюллера. Ученый отметил, что во время эмбриогенеза, то есть стадии зародышевого развития, наблюдается сходство между органами именно эмбрионов, а не взрослых особей. Так, жаберные щели у человеческого зародыша схожи с жаберными щелями эмбрионов рыб, но никак не со сформировавшимися жабрами взрослых рыб. Наиболее значимых доказательств дарвиновской теории эволюции считается непосредственно биогенетический закон.

Читайте также: