Этапы онтогенеза | Дистанционные уроки

30-Июл-2013 | комментария 3 | Лолита Окольнова

Онтогенез  — индивидуальное развитие организма от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до смерти.

 

По сути, онтогенез — это путь организма от зачатия и до смерти.

 


 

Термин «онтогенез» введен Эрнстом Геккелем в 1866 г.

Индивидуальное развитие (онтогенез) всегда находится под контролем генов.

В процессе онтогенеза реализуется генетическая информация, полученная от родителей.

 

Все клетки одного организма потенциально несут одну и ту же генетическую программу, но по мере развития организма разные его клетки используют разные части этой программы. На характер работы генов большое влияние оказывают условия внешней среды.

 

 

 

Гаметогенез — развитие половых клеток — гамет до момента, когда они становятся готовыми к оплодотворению.

 

Партеногенез — развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки.

 

Эмбриогенез — развитие организма от оплодотворения и до момента выхода из материнского организма (из зародышевой оболочки).

 

Рост — постэмбриональное развитие — накопление массы, изменение в размерах, становление обмена веществ и т.д. Метаморфозы = превращения. Для некоторых организмов очень важный этап (у бабочек — переход: гусеница — куколка — бабочка)

 

Старение — процесс постепенного нарушения функций организма, деградация систем организма.

 

Гаметогенез мы уже рассмотрели.

 

Перейдем теперь к следующему этапу.

 

Первый этап онтогенеза — Эмбриогенез

 

— онтогенез от оплодотворения до рождения

 

 

Итак, сперматозойд оплодотворил яйцеклетку. Гаплойдный набор гамет объединился и образовалась диплойдная

зигота .

 

 

 

Эта клеточка приступает к интенсивному дроблению — масса и объем зародыша остается постоянным, но внутри — быстрое увеличение (митоз) количества клеток — бластомеров . Образуется бластула.

 


 

Так, клеточки поднакопили, пора им форму придать… ?

 

 

Гаструляция — следующий этап онтогенеза. С делением закончили, теперь клетки интенсивно перемещаются, образуются пласты из этих клеток — зародышевые листки.

 

Образуется

гаструла. Зародыш становится двух- или трехслойным (в зависимости от сложности организма), эти слои в будущем будут формировать органы.

 

Органогенез. Образование органов и систем органов.

 

Интересно, что первыми закладываются:

 

  • нервная трубка — будущая ЦНС (центральная нервная система),
  • хорда — будущий позвоночник и
  • кишечная трубка — будущая пищеварительная система.

 

Образуется нейрула.

 

Это самые основные системы любого организма и, как видите, они закладывается уже тогда, когда у зародыша и органов-то еще нет…

 

Дальше идет накопление массы зародыша, дальнейшая дифференцировка, развитие и т.д.

 

Постэмбриональный этап онтогенеза

 

Развитие организма после появления на свет бывает

прямое и непрямое.

 

Прямое развитие  — характерно для млекопитающих, рептилий, птиц. Маленький организм отличается от взрослого только размерами и половым созреванием.

 

Непрямое развитие — развитие с метаморфозами (с превращениями).

Есть такое понятие — имаго — это взрослая особь. На свет появляется личинка, и она может ОЧЕНЬ отличаться от взрослого организма, может иметь такие органы, которые не присущи взрослому. Далее эта личинка претерпевает превращения — метаморфозы (полный или неполный метаморфоз), и уже в результате становится имаго — взрослой особью.

 

Такое развитие характерно, например,  для насекомых и земноводных.

 

Последующие процессы, такие как рост, будут рассмотрены для каждого типа животных отдельно.

 

Конечно, у каждого вида организма свое развитие, свой онтогенез. Есть схожие процессы, есть явные различия, но суть остается та же — развитие каждого организма определено генетической информацией, заложенной в половых клетках, которые, объединяясь, дают начало новому организму.

 

Путь организма от зачатия и до смерти определяется его генетической информацией.

 


 

 

 


 

Еще на эту тему:

Обсуждение: «Этапы онтогенеза»

(Правила комментирования)

distant-lessons.ru

Дробление Бластула Гаструла Нейрула Гистогенез Органогенез

Поиск Лекций

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

Московский педагогический государственный университет

 

 

План урока

по дисциплине:

«Теория и методика обучения биологии»

 

на тему:

«Онтогенез. Эмбриогенез»

 

 

Выполнил: студент 3 курса

заочной формы обучения

 

Цурин Н.В.

 

 

Проверил: доцент,

Цветкова Мария Александровна

 

 

Москва

2017 год

Цель:сформировать у учащихся представление об индивидуальном развитии организма.

Задачи.Обучающие – сформировать понятия онтогенез, эмбриогенез, постэмбриогенез, бластула, гаструла, нейрула, гистогенез, органогенез, морула, бластоцель; познакомить с периодами онтогенеза; охарактеризовать процессы, протекающие на стадиях эмбриогенеза; познакомить с законом зародышевого сходства.

Развивающие – продолжить формирование навыков работы с книгой, с дополнительной научной литературой, немыми таблицами, интерактивной доской; развивать умение готовить сообщения, анализировать рисунки учебника, обобщать и делать выводы, выявлять закономерности.
Воспитывающие – аккуратное оформление схем в тетради, показать отрицательное влияние алкоголя, никотина, лекарственных препаратов, применяемых без назначения врача на эмбрион.

Оборудование.Таблицы «Индивидуальное развитие хордовых», «Взаимодействие развивающихся частей зародыша», «Зародышевые листки» (рисованная), мячик, Интерактивные.

Ход урока

I. Оргмомент. 5 минут

II. Актуализация знаний. 10 минут

Сегодня на уроке мы продолжаем изучение темы «Размножение и развитие организмов».

Фронтальный опрос.

Вспомните:

— Что называется размножением?

(Способность организма воспроизводить себе подобных).

— Какие Вы знаете способы размножения?

(Бесполое и половое).

— В чём различие между бесполым и половым размножением?

(При бесполом размножении принимает участие одна особь и дочерние организмы наследуют идентичную генетическую информацию материнской особи, а при половом –участие принимают два организма, которые производят гаметы и при слиянии гамет образуются особи с генетической информацией от обоих родителей).

— Что такое гамета?

(Половая клетка).

— Какие Вы знаете гаметы?

(Яйцеклетка и сперматозоид или спермии).

— Где они образуются?

(В половых железах).

— Что называется оплодотворением?

(Процесс слияния гамет).

— При каких условиях происходит оплодотворение у животных?

(Одновременное созревание гамет, встреча гамет, определённая концентрация гамет).

— В чём биологическое значение оплодотворения?

(Восстановление диплоидного набора хромосом).

— Что образуется в результате оплодотворения?

(Зигота).

— Что такое зигота?

(Это клетка с диплоидным набором хромосом, половина из которых получена от материнского организма, а половина – от отцовского).

Зигота – это одна клетка. Все живые организмы (грибы, растения, животные) начинают своё развитие с зиготы, то есть с одной клетки. О чём это свидетельствует?

(О родстве и единстве происхождения).

— Каким же образом из зиготы развивается целый организм? Из яйца курицы — цыплёнок, из икринки рыбы — малёк, из икринки лягушки – головастик, у млекопитающих – детёныш? Ведь зигота у большинства животных имеет микроскопические размеры, например, у млекопитающих 0,1 мм?

(Благодаря делению и росту клеток).

Правильно. Зигота претерпевает ряд изменений и благодаря вначале делению клеток, затем росту и дифференцировке клеток формируется организм. Деление клеток – рост клеток – дифференцировка клеток – это основа онтогенеза. Цель урока: изучить процесс онтогенеза, периоды онтогенеза (подробно эмбриогенез), этапы онтогенеза и процессы, протекающие на этих этапах, познакомиться с явлением эмбриональной индукции и влиянием внешней среды на развитие зародыша (эмбриона). План урока на доске.

1. Онтогенез. Этапы онтогенеза.

2. Эмбриогенез. Стадии эмбриогенеза.

— дробление
— бластула
— гаструла
— нейрула
— гистогенез и органогенез

3.Влияние частей развивающегося зародыша.

4. Влияние внешней среды на развитие зародыша.

III. Изучение нового материала. 25 минут

Онтогенез.

Слово учителя.

Онтогенез (греч.ontos – сущее, genesis — происхождение) – процесс, присущий любому живому организму, независимо от сложности его организации.

— Что же такое онтогенез? Найдите определение в учебнике на стр.145.

(Онтогенез – это процесс индивидуального развития особи от момента её выделения в самостоятельный организм и до конца жизни).

Онтогенез одноклеточных организмов заключается в том, что возникшие после деления дочерние особи растут и в них происходит замена органелл материнского организма. В ходе онтогенеза у одноклеточных организмов (также, как и у многоклеточных) в ответ на изменения условий среды синтезируются определённые белки, меняется чувствительность к различным факторам внешней среды. В онтогенезе многоклеточных организмов выделяют два периода развития – эмбриональный (греч.embrion — зародыш ) и постэмбриональный. Эмбриональный период начинается с момента образования зиготы и до рождения или выхода из яйцевых оболочек. Он заключается в размножении клеток, их дифференцировке и формировании тканей и органов. Постэмбриональный период начинается с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и до смерти. Он заключается в развитии организма, взрослении, старости и смерти. Различные периоды онтогенеза по-разному выражены у разных многоклеточных. Например, у грибов, водорослей и лишайников зародыш отсутствует. Относительная продолжительность различных периодов онтогенеза также отличается. Так, у млекопитающих наиболее продолжительным является постэмбриональный. У многих насекомых, наоборот, постэмбриональный короче, чем эмбриональный. (Подёнки). Рассмотрим подробнее этапы эмбриогенеза на примере эмбрионального развития ланцетника. (Схема на доске и в тетрадях).

Дробление Бластула Гаструла Нейрула Гистогенез Органогенез

Этапы эмбриогенеза.

Работа с интерактивной доской — этапы эмбриогенеза.

— Дробление.

Первый этап эмбриогенеза называется дроблением, потому что образовавшиеся клетки не увеличиваются в размерах. Эти клетки называются бластомерами (греч. blastos – росток, meros – часть) и сильно отличаются от клеток взрослого организма. Вдавление цитоплазмы, образующееся при делении клетки на две, получило название борозд дробления. Первая борозда дробления проходит в вертикальной плоскости и зигота делится на две одинаковые клетки − стадия двух бластомеров. Бластомеры не расходятся, а делятся второй бороздой дробления так же в вертикальной плоскости, образуя четыре бластомера, затем третьей бороздой дробления в горизонтальной плоскости все четыре бластомера делятся с образованием восьми бластомеров. В дальнейшем, т. е. начиная с четвертого деления, борозды дробления чередуются: вслед за горизонтальным дроблением всегда идет вертикальное и т. д., образуется многоклеточный зародыш.

— Каким способом клетки делятся?

(Митоз).

— Что предшествует митозу?

(Интерфаза).

— Какие периоды интерфазы Вы знаете?

(Пресинтетический (G1), постсинтетический (G2), синтетический (S)).

Митотические деления следуют быстро одно за другим. Интерфазы очень короткие, в основном состоят из синтетического периода, где происходит редупликация ДНК, постсинтетический период (G2) очень короткий, а пресинтетический (G1) отсутствует совсем. По мере увеличения числа клеток деление их становится неодновременным. Бластомеры все дальше и дальше отходят от центра зародыша, образуя полость. В конце дробления зародыш принимает форму пузырька со стенкой, образованной одним слоем клеток, тесно прилегающих друг к другу. Внутренняя полость зародыша, по началу (соприкасавшаяся) сообщавшаяся с внешней средой через щели между бластомерами, в результате их полного смыкания становится полностью изолированной.

Эта полость получила название первичной полости тела − бластоцель. Завершается дробление образованием одного многоклеточного зародыша − бластулы.

— Бластула.

У разных организмов возникающие при дроблении бластомеры располагаются по-разному (это зависит от характера распределения питательных веществ в цитоплазме яйцеклетки). У ланцетника, лягушки, бластула представляет собой полый пузырек, оболочка которого образована одним слоем бластомеров. Внутри полость — бластоцель. У птиц, например, бластоцель практически отсутствует, и бластомеры плотно прилегают друг к другу, образуя плотный шар клеток. В этом случае говорят о моруле (лат.morum – тутовая ягода).

У всех животных по размерам бластула не отличается от зиготы, то есть клетки одинаковые по размерам.
— Почему клетки маленькие по размерам?

(Не происходит роста).

Так как митотическое деление зиготы и бластомеров не сопровождается ростом образовавшихся дочерних клеток до объема материнской, после каждого деления размеры бластулы уменьшались. То есть если диаметр зиготы 0,1 мм (млекопитающие), то и диаметр бластулы 0,1 мм. Когда число клеток бластулы достигает нескольких сотен тысяч (у разных видов по-разному), начинается следующая стадия − гаструляция (греч. gaster −желудок).

— Гаструла.

Во время гаструляции продолжающие быстро размножаться клетки становятся очень подвижными и начинают быстро перемещаться относительно друг друга. Гаструляция происходит либо путём впячивания стенки бластулы внутрь (ланцетник) (демонстрация на детском мячике), либо путём перемещения клеток бластулы, либо путём иммиграции клеток в бластоцель. В результате гаструляции зародыш становится двухслойным, у него возникают чётко выраженные пласты клеток, называемые зародышевыми листками. Наружный зародышевый листок – эктодерма (греч. ectos – снаружи, derma- кожа), внутренний – энтодерма (entos- внутри). У всех животных, кроме губок и кишечнополостных, вслед за гаструляцией или параллельно ей образуется третий зародышевый листок мезодерма (греч. mesos — средний), который образуется из клеток, лежащих на границе между эктодермой и энтодермой. В ходе гаструляции, как и во время дробления, рост клеток не происходит и зародыш на этапе гаструлы по размерам схож с зиготой. Следующим периодом эмбриогенеза является гистогенез и органогенез.

— Гистогенез и органогенез.

У позвоночных животных он начинается с образования зачатка нервной системы. Эта стадия носит название нейрула (новолат. neurula, уменьшит. от греч. neuron — нерв). У нейрулы на будущей спинной стороне зародыша обособляется часть клеток эктодермы в виде пластинки. Эктодерма спинной стороны прогибается по средней линии, края пластинки сближаются и образуется сначала желобок, затем края желобка смыкаются и образуется нервная трубка. Она оказывается погружённой под клетки эктодермы. В последующем из нервной трубки будут формироваться органы нервной системы. Спинная часть энтодермы, располагающаяся непосредственно под нервной трубкой, обособляется от остальной энтодермы и сворачивается в плотный тяж – хорду. Из остальной части энтодермы образуется мезодерма и эпителий кишечника. Таким образом образуется осевой комплекс клеток, называемый так потому, что его клетки оказывают влияние на развитие других частей зародыша. Дальнейшая дифференцировка (различия) клеток приводит к образованию тканей и органов из зародышевых листков. Каким же образом, из зиготы образуются клетки, специализированные на выполнение различных функций? Первые этапы дифференцировки определяются цитоплазмой зиготы. Ведь вещества, при образовании яйцеклетки, располагаются в цитоплазме неравномерно. И при дроблении дочерние клетки получают более или менее различные участки цитоплазмы материнской клетки. И бластомеры, имея одинаковый набор хромосом, оказываются неравноценными по составу цитоплазмы. Эти различия и определяют начальные этапы клеточной дифференцировки (различия).

Из эктодермы формируется нервная система, покровы тела (эпидермис), кожные железы, органы чувств, эмаль зубов. Из энтодермы − эпителий средней кишки, печень, поджелудочная железа, плавательный пузырь, легкие, жабры. Из мезодермы − мышцы, соединительная ткань, кости внутреннего скелета, кровь, лимфа, половые железы, органы выделения. (Демонстрация рисованной таблицы).
Таким образом, у разных видов животных одни и те же зародышевые клетки дают начало одним тем же органам. О чем это свидетельствует? (О родстве и единстве происхождения).
Изучение вопросов, связанных с индивидуальным развитием организма, занимается наука эмбриология, основателем которой по праву считается академик Российской академии наук Карл Бэр. Наблюдая за развитием зародыша курицы и зародыша млекопитающих, он обратил внимание на то, что эмбрионы всех групп позвоночных на ранних стадиях внешне очень похожи. Это позволило ему в 1828 году сформулировать закон зародышевого сходства: «В пределах типа эмбрионы на ранних стадиях сходны». Современными представлениями о зародышевых листках наука обязана А. О. Ковальскому, обнаружившему экто-, энто-, и мезодерму у всех групп хордовых.

Влияние частей развивающегося зародыша. Дифференцировка клеток. Эмбриональная индукция.

Каким же образом клети разных тканей у организмов оказываются разными по строению и функциям, т. е. дифференцируются? Ведь они все образуются из зиготы, путем деления и имеют одинаковый набор хромосом. Специальные свойства тканей определяются белками. Специфичность работы клеток зачатков органов возникает не сразу, а лишь на стадии гаструлы и нейрулы. Это было доказано немецким ученым Гансом Шпеманом. (Сообщение учащегося см. приложение 1).

Влияние внешней среды на развитие зародыша.

На развивающийся зародыш оказывает влияние окружающая среда. Например: зародыш моллюсков получает из внешней среды воду, кислород, неорганические вещества. Эмбриональное развитие млекопитающих находится в полной зависимости от материнского организма, т. к. от него получает все необходимое для жизни. Тем не менее, зародыш тоже подвержен влиянию внешней среды − через материнский организм. (Сообщение учащегося с использованием таблицы см. приложение 2).

Рекомендуемые страницы:

poisk-ru.ru

это… Определение и описание стадии зародышевого развития, отличительные особенности процесса

Гаструла — это двухслойный зародыш, который образуется в процессе эмбрионального развития из бластулы. Это одна из основных стадий формирования зародыша. Чтобы понять механизм образования эмбриона, необходимо подробно рассмотреть процессы его формирования и проследить развитие всех внутренних органов будущего организма. В данной статье мы поговорим о каждой из стадий развития эмбриона, узнаем, что такое гаструла зародыша, познакомимся с некоторыми закономерностями, найденными известными учеными на основании процессов эмбриогенеза.

Что такое эмбриональный период?

Каждый живой организм, размножающийся половым путем, способен образовывать репродуктивные клетки — гаметы. Женская и мужская гамета сливаются в процессе оплодотворения, образуется диплоидная клетка — зигота. Именно зигота является одноклеточной стадией развития живого организма.

Эмбриональный период развития, или эмбриогенез, — это первый период индивидуального развития особи, онтогенеза. Эмбриогенез длится с момента образования зиготы до появления на свет полноценного многоклеточного организма.

Стадии эмбрионального периода развития сходны у всех многоклеточных организмов, однако могут протекать по-разному. Основной общей чертой является формирование трех стадий развития зародыша — бластулы, гаструлы и нейрулы. Рассмотрим каждую из этих стадий поподробнее.

Бластула

Бластула — это однослойный зародыш, но для его формирования необходимо протекание большого количества сложных процессов. Как же образуется бластула?

Оплодотворенная яйцеклетка, то есть зигота, начинает делиться посредством митоза. Сначала зигота делится на две абсолютно одинаковые клетки, которые получили название бластомеров. Затем из двух бластомер образуется четыре клетки и так далее.

Бластомеры продолжают свои продольные и поперечные деления, которые происходят очень быстро и приводят к образованию все большего числа бластомеров. При этом бластомеры, которых становится все больше, уменьшаются в своих размерах. Когда образуется достаточное количество бластомеров, они выстраиваются в один слой и образуют пустой внутри пузырек, который и является бластулой.

Внутри бластулы находится кишечная полость, названная первичной полостью тела, или бластоцелью. Такой и является однослойный зародыш будущего организма — бластула.

Гаструла

Следующая стадия развития — гаструла. Приводит к образованию гаструлы дробление бластулы, а именно ее впячивание. То есть область на одной из стенок бластулы начинает впячиваться внутрь бластоцели. Таким образом у бластулы появляется наружный и внутренний листки (слои клеток) — эктодерма и энтодерма. Именно благодаря взаимодействию этих слоев клеток и образуется полноценный двухслойный зародыш — гаструла.

Полость, которая в результате преобразований образуется внутри гаструлы, называется первичной кишкой, а небольшое углубление, или отверстие, которое ведет в первичную кишку, является первичным ртом зародыша. Клетки гаструлы продолжают активные процессы деления, чтобы позволить зародышу перейти к следующей стадии развития — стадии нейрулы.

Гаструла кишечнополостных

Гаструла является образцом простейшего устройства живых организмов, например, таких как кишечнополостные животные. Гаструла — это не только стадия зародышевого развития, но и организм, выполняющий все жизненные функции.

Так, кишечнополостные животные состоят из двух слоев клеток — наружного и внутреннего, то есть эктодермы и энтодермы. Внутри животных находится особая полость тела, называемая кишечной.

Другими словами, кишечнополостные в своем развитии остановились на стадии гаструлы, продолжая функционировать так же, как и многие зародыши на самых ранних стадиях.

Нейрула

В результате деления гаструлы образуется уже трехслойный зародыш — нейрула. Третий слой, появляющийся у нейрулы, получил название мезодермы. Он расположен в средней части между эктодермой и энтодермой.

Нейрула является более организованной и совершенной стадией развития зародыша. Для стадии нейрулы характерно такое явление, как органогенез, то есть формирование будущих внутренних органов живого существа.

Органогенез

На стадии нейрулы из эктодермы закладывается нервная пластинка, которая в будущем превратится в нервную трубку. У высоко организованных животных из этой трубки впоследствии развивается спинной и головной мозг. Эктодерма дает начало развитию всех органов чувств и кожных покровов.

Из энтодермы формируется кишечник, а затем и вся пищеварительная система организма.

Важнейшую роль играет мезодерма, из которой вследствие многочисленных преобразований развивается скелет, выделительная, половая, мышечная и сердечно-сосудистая системы организма.

Таким образом, в процессе прохождения трех стадий — образования бластулы, гаструлы и нейрулы — из зиготы формируется полноценный эмбрион будущего организма. Примечательно, что клетки всех органов и тканей живого существа содержат одинаковый набор генов, то есть генотип.

На основе знаний, полученных при изучении генетики и ее закономерностей, известнейшими учеными были сформулированы и позднее скорректированы два важнейших биологических закона — закон сходства зародышей и биогенетический закон. Рассмотрим каждый из них.

Закон зародышевого сходства

Наблюдая за строением эмбрионов на наиболее ранних стадиях развития и сравнивая их между собой, эстонский ученый Карл Бэр сформулировал закон зародышевого сходства.

Его основная мысль заключается в том, что в пределах какого-либо типа зародыши на самых ранних и более поздних стадиях сходны между собой. При последующем развитии эмбрион каждого организма принимает свою форму и приобретает собственные уникальные свойства.

Например, бластула зародыша человека аналогична колониальным животным, а человеческая гаструла — это вариант развития кишечнополостных организмов.

То есть зародыши организмов в начале их развития очень похожи друг на друга. Особенно хорошо это прослеживается на эмбрионах хордовых животных, в том числе и человека. Так, зародыши рыбы, черепахи, крысы и человека на первой стадии формирования имеют практически одинаковое строение.

Биогенетический закон

Не менее важным биологическим законом является биогенетический закон, сформулированный двумя учеными: Фрицем Мюллером и Эрнстом Геккелем. Его смысл заключается в следующем: онтогенез до определенной степени повторяет филогенез вида. Разберем формулировку закона поподробнее.

Онтогенез, как было сказано выше, — это индивидуальное развитие живого организма. То есть весь период его жизни от зачатия до смерти.

Филогенез — это историческое развитие вида, то есть эволюционные изменения, которые привели к формированию данного вида.

Итак, в биогенетическом законе Мюллера и Геккеля говорится о том, что каждый организм в процессе своего формирования повторяет свое историческое развитие.

Позже закон был дополнен и усовершенствован русским ученым Алексеем Николаевичем Северцовым. Он уточнил, что повторение филогенеза происходит только у эмбрионов, но не у взрослых особей.

Итак, в данной статье мы познакомились с важнейшими процессами эмбриогенеза. Также мы узнали, что гаструла — это двухслойный зародыш, или вторая стадия развития эмбриона многоклеточного организма.

Желаем успехов в изучении биологии!

www.nastroy.net

1. Онтогенез. Эмбриональное развитие животных

Онтогенез — индивидуальное развитие организма от начала существования до конца жизни.

В онтогенезе животных выделяют два периода — эмбриональный и постэмбриональный.

 

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.

Дробление — это семь — восемь последовательных митотических делений зиготы.

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 количества желтка, то наблюдается частичное дробление — делится только диск цитоплазмы с ядром, а сам желток остается без изменений (например, у птиц).

 

Завершается дробление образованием однослойного многоклеточного зародыша — бластулы.

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

 

После дробления идет процесс гаструляции, который характеризуется перемещением части клеточного материала с поверхности бластулы внутрь, на места будущих органов. В результате этих перемещений образуется гаструла.

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

У ланцетника гаструла возникает путем впячивания бластодермы в полость бластоцеля.

 

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

 

 

На стадии двух зародышевых листков заканчивается развитие 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 дифференцировка клеток каждого зародышевого листка приводит к образованию тканей и органов, т. е. к гисто- и органогенезу.

 

Из энтодермы образуется хорда — внутренний скелет в виде гибкого тяжа, расположенный на спинной стороне. Впоследствии хорда у позвоночных замещается позвоночником, и только у некоторых животных (например, у хрящевых рыб) ее 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.

 

Ранняя нейрула

 

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

 

Поздняя нейрула

 

Ткани и органы развиваются одинаково у всех трёхслойных животных.

 

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 образуется мышечная ткань, все виды соединительной ткани (например, дерма кожи, тела позвонков), кровеносная система, органы выделения, половые железы.

 

Зародыш развивается как единый организм, в котором все клетки, ткани и органы находятся в тесном взаимодействии.

www.yaklass.ru

160. Бластула и гаструла, способы гаструляции у человека.

Дробление у человека полное, неравномерное, асинхронное.После первого деления дробления образуются 2 бластомера. Из крупного бластомера развивается зародыш и почти все провизорные органы (соединительная ткань хориона и плодной части плаценты, амнион, желточный мешок, аллантоис). Из мелкого бластомера развивается трофобласт.В процессе дробления мелкие клетки делятся быстрее крупных. В результате этого мелкие клетки обрастают снаружи крупные. Поэтому образующаяся клеточная масса — морула состоит из двух групп клеток. Внутри находятся крупные клетки. Их совокупность называется эмбриобластом. Снаружи располагаются мелкие клетки, называемые трофобластом.

ОБРАЗОВАНИЕ БЛАСТУЛЫ. В процессе деления клеток трофобласта и эмбриобласта объем морулы увеличивается, а клетки зародыша начинают секретировать жидкость, которая накапливается внутри под трофобластом.Со временем количество жидкости увеличивается, и внутри зародыша образуется полость, заполненная этой жидкостью, а клетки эмбриобласта оттесняются к периферии и прилипают к трофобласту. Это и есть бластула. Такая бластула называется бластоцистой. Она состоит из: 1) трофобласта, образующего как бы стенку бластулы;2) клеток эмбриобласта, располагающихся внутри;3) полости бластулы, заполненной жидкостью.Поверхность бластоцисты неровная, так как трофобласт образует выросты. Эти выросты называются первичными ворсинками трофобласта. Они состоят только из клеток самого трофобласта. Трофобласт является первым провизорным органом, образующимся у зародыша человека. Трофобласт в последующем войдет в состав плаценты. Возникновение трофобласта и его первичных ворсинок — это первый этап в развитии плаценты.С помощью трофобласта происходит имплантация, то есть внедрение зародыша в толщу слизистой оболочки матки.Гаструляция — перемещение клеточного материала и образование зародышевых листков. Существует четыре основных способа гаструляции: инвагинация (впячивание), деляминация (расслоение, расщепление), иммиграция (выселение), эпиболия (обрастание).

На стадии гаструляции происходит выделение зародышевых листков: эктодерма (наружный листок), мезодерма (средний), энтодерма (внутренний). В наружном зародышевом листке выделяется зачаток нервной пластинки, которая образует желоб, идущий вдоль тела зародыша. Края желоба смыкаются и образуют нервную трубку, погруженную под эктодерму. Этот процесс называется нейруляцией. В области приподнятых краев нервного желоба (ганглионарных валиков) выделяется группа клеток, образующая сплошной клеточный тяж (ганглиозная пластинка). Из первичного внутреннего листка выделяется хордовая пластинка, которая преобразуется в трубку, затем — в плотный клеточный тяж — хорду, расположенную под нервной трубкой. Мелкоклеточный материал энтодермы по краям хорды выпячивается в виде 2-х карманов между энтодермой и эктодермой. Вначале карманы открываются в гастроцель, затем отделяются от нее в виде 2-х новых складок — образуется третий зародышевый листок (мезодерма). По длине мезодермального тяжа образуются перехваты, разделяющие его на отдельные участки (сомиты). После выделения хорды и мезодермы материал внутреннего листка смыкается и образует энтодерму, составляющую стенку первичной кишки зародыша.У человека гаструляция протекает в две фазы: первая (7-е сутки) — путем деляминации эмбриобласта образуются два листка: наружный — эпибласт и внутренний — гипобласт. Вторая стадия (14-15 сутки) происходит как и у птиц с образованием первичной полоски и первичного узелка путем перемещения, иммиграции клеточных масс, что в итоге приводит к формированию мезодермы и хорды

studfiles.net

Развернутый план-конспект урока биологии в 10-м классе по теме «Онтогенез. Эмбриогенез». Урок с использованием ИКТ

Разделы: Биология


Цель: сформировать у учащихся представление об индивидуальном развитии организма.

Задачи. Обучающие – сформировать понятия онтогенез, эмбриогенез, постэмбриогенез, бластула, гаструла, нейрула, гистогенез, органогенез, морула, бластоцель; познакомить с периодами онтогенеза; охарактеризовать процессы, протекающие на стадиях эмбриогенеза; познакомить с законом зародышевого сходства.

Развивающие – продолжить формирование навыков работы с книгой, с дополнительной научной литературой, немыми таблицами, интерактивной доской; развивать умение готовить сообщения, анализировать рисунки учебника, обобщать и делать выводы, выявлять закономерности.
Воспитывающие – аккуратное оформление схем в тетради, показать отрицательное влияние алкоголя, никотина, лекарственных препаратов, применяемых без назначения врача на эмбрион.

Оборудование.   Таблицы «Индивидуальное развитие хордовых», «Взаимодействие развивающихся частей зародыша», «Зародышевые листки» (рисованная), мячик, Интерактивные

 Ход урока.

I. Оргмомент.

II. Актуализация знаний.

Сегодня на уроке мы продолжаем изучение темы «Размножение и развитие организмов».

Фронтальный опрос.

Вспомните:

— Что называется  размножением?

(Способность организма  воспроизводить себе подобных).

— Какие Вы знаете способы размножения?

(Бесполое и половое).

— В чём различие между бесполым и половым размножением?

(При бесполом размножении принимает участие одна особь и дочерние организмы наследуют   идентичную генетическую информацию материнской особи, а при половом –участие принимают два организма, которые производят гаметы и при слиянии гамет образуются особи с  генетической информацией от обоих родителей ).

— Что такое гамета?

(Половая клетка ).

— Какие Вы знаете гаметы?

(Яйцеклетка  и сперматозоид или спермии).

— Где они образуются?

(В половых железах).

— Что называется оплодотворением?

(Процесс слияния гамет).

— При каких условиях происходит оплодотворение у животных?

(Одновременное созревание гамет, встреча гамет, определённая концентрация гамет).

— В чём биологическое значение оплодотворения?

(Восстановление диплоидного набора хромосом).

— Что образуется в результате  оплодотворения?

(Зигота).

— Что такое зигота?

(Это клетка с диплоидным набором хромосом, половина из которых получена от материнского организма , а половина – от отцовского).

Зигота – это одна клетка. Все живые организмы (грибы, растения, животные) начинают своё развитие с зиготы, то есть с одной клетки. О чём это свидетельствует?

(О родстве и единстве происхождения).

— Каким же образом из зиготы развивается целый организм? Из яйца курицы — цыплёнок, из икринки рыбы — малёк, из икринки лягушки – головастик, у млекопитающих – детёныш? Ведь зигота у большинства животных имеет микроскопические размеры, например, у млекопитающих 0,1 мм?

(Благодаря делению и росту клеток).

Правильно. Зигота претерпевает ряд изменений и благодаря  вначале делению клеток, затем росту и дифференцировке клеток формируется организм. Деление клеток – рост клеток – дифференцировка клеток – это основа онтогенеза. Цель урока : изучить процесс онтогенеза, периоды онтогенеза (подробно эмбриогенез), этапы онтогенеза и процессы, протекающие на этих этапах, познакомиться с явлением эмбриональной индукции и влиянием внешней среды на развитие зародыша (эмбриона). План урока на доске.

1. Онтогенез. Этапы онтогенеза.

2. Эмбриогенез. Стадии эмбриогенеза.

— дробление
— бластула
— гаструла
— нейрула
— гистогенез и органогенез

3.Влияние частей развивающегося зародыша.

4. Влияние внешней среды на развитие зародыша.

III. Изучение нового материала.

Онтогенез.

Слово учителя.

Онтогенез ( греч.ontos – сущее, genesis — происхождение) – процесс, присущий любому живому организму, независимо от сложности его организации.

— Что же такое онтогенез? Найдите определение в учебнике на стр.145.

(Онтогенез – это процесс индивидуального развития особи от момента её выделения в самостоятельный организм  и до конца жизни ).

Онтогенез одноклеточных организмов заключается в том, что возникшие после деления дочерние особи растут и в них происходит замена органелл материнского организма. В ходе онтогенеза у одноклеточных организмов (так же как и у многоклеточных) в ответ на изменения условий среды синтезируются определённые белки, меняется чувствительность к различным факторам внешней среды. В онтогенезе многоклеточных организмов выделяют два периода развития – эмбриональный (греч.embrion — зародыш ) и постэмбриональный. Эмбриональный период начинается с момента образования зиготы и до рождения или выхода из яйцевых оболочек. Он заключается в размножении клеток, их дифференцировке и формировании тканей и органов. Постэмбриональный период начинается с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и до смерти. Он заключается в развитии организма, взрослении, старости и смерти. Различные периоды онтогенеза по-разному выражены у разных многоклеточных. Например, у грибов, водорослей и лишайников зародыш отсутствует. Относительная продолжительность различных периодов онтогенеза также отличается. Так, у млекопитающих наиболее продолжительным является  постэмбриональный. У многих насекомых, наоборот, постэмбриональный короче, чем эмбриональный.(Подёнки). Рассмотрим подробнее этапы эмбриогенеза на примере эмбрионального развития ланцетника. (Схема на доске и в тетрадях).

 Дробление  Бластула Гаструла Нейрула Гистогенез Органогенез

Этапы эмбриогенеза.

Работа с интерактивной доской — этапы эмбриогенеза.

— Дробление.

Первый этап эмбриогенеза называется дроблением, потому что образовавшиеся клетки не увеличиваются в размерах. Эти клетки называются бластомерами (греч. blastos – росток, meros – часть ) и сильно отличаются от клеток взрослого организма. Вдавление цитоплазмы, образующееся при делении клетки на две, получило название борозд дробления. Первая борозда дробления проходит в вертикальной плоскости и зигота делится на две одинаковые клетки − стадия двух бластомеров. Бластомеры не расходятся, а делятся второй бороздой дробления так же в вертикальной плоскости, образуя четыре бластомера, затем третьей бороздой дробления в горизонтальной плоскости все четыре бластомера делятся с образованием восьми бластомеров. В дальнейшем, т. е. начиная с четвертого деления, борозды дробления чередуются: вслед за горизонтальным дроблением всегда идет вертикальное и т. д., образуется многоклеточный зародыш.

— Каким способом клетки делятся?

(Митоз).

— Что предшествует митозу? 

(Интерфаза).

— Какие периоды интерфазы Вы знаете?

(Пресинтетический (G1), постсинтетический (G2), синтетический (S)).

Митотические деления следуют быстро одно за другим. Интерфазы очень короткие, в основном состоят из синтетического периода, где происходит редупликация ДНК,  постсинтетический период (G2)очень короткий, а пресинтетический (G1) отсутствует совсем. По мере увеличения числа клеток деление их становится неодновременным. Бластомеры все дальше и дальше отходят от центра зародыша, образуя полость. В конце дробления зародыш принимает форму пузырька со стенкой, образованной одним слоем клеток, тесно прилегающих друг к другу. Внутренняя полость зародыша, по началу (соприкасавшаяся) сообщавшаяся с внешней средой через щели между бластомерами, в результате их полного смыкания становится полностью изолированной.

Эта полость получила название первичной полости тела − бластоцель. Завершается дробление образованием одного многоклеточного зародыша − бластулы.

 — Бластула.

У разных организмов возникающие при дроблении бластомеры располагаются по-разному (это зависит от характера распределения питательных веществ в цитоплазме яйцеклетки). У ланцетника, лягушки, бластула представляет собой полый пузырек, оболочка которого образована одним слоем бластомеров. Внутри полость — бластоцель. У птиц, например, бластоцель практически отсутствует, и бластомеры плотно прилегают друг к другу, образуя плотный шар клеток. В этом случае говорят о моруле (лат.morum – тутовая ягода).

У всех животных по размерам бластула не отличается от зиготы, то есть клетки одинаковые по размерам.
— Почему клетки маленькие по размерам?

(Не происходит роста).

Так как митотическое деление зиготы и бластомеров не сопровождается ростом образовавшихся дочерних клеток до объема материнской, после каждого деления размеры бластулы уменьшались. То есть если диаметр зиготы 0,1 мм (млекопитающие), то и диаметр бластулы 0,1 мм. Когда число клеток бластулы достигает нескольких сотен тысяч (у разных видов по-разному), начинается следующая стадия − гаструляция (греч. gaster −желудок).

— Гаструла.

Во время гаструляции продолжающие быстро размножаться клетки становятся очень подвижными и начинают быстро перемещаться относительно друг друга. Гаструляция происходит либо путём впячивания стенки бластулы внутрь (ланцетник) (демонстрация на детском мячике), либо путём перемещения клеток бластулы, либо путём иммиграции клеток в бластоцель. В результате гаструляции зародыш становится двухслойным, у него возникают чётко выраженные пласты клеток, называемые зародышевыми листками. Наружный  зародышевый листок – эктодерма (греч. ectos – снаружи, derma- кожа), внутренний – энтодерма (entos- внутри). У всех животных, кроме губок и кишечнополостных, вслед за гаструляцией или параллельно ей образуется третий зародышевый листок мезодерма (греч. mesos — средний), который образуется из клеток, лежащих на границе между эктодермой и энтодермой. В ходе гаструляции,  как и во время дробления, рост клеток не происходит и зародыш на этапе гаструлы по размерам схож с зиготой. Следующим периодом эмбриогенеза является гистогенез и органогенез.

  — Гистогенез и органогенез.

У позвоночных животных он начинается с образования зачатка нервной системы. Эта стадия носит название нейрула (новолат. neurula,  уменьшит. от греч. neuron — нерв ). У нейрулы на будущей спинной стороне зародыша обособляется часть клеток эктодермы в виде пластинки. Эктодерма спинной стороны прогибается  по средней линии , края пластинки сближаются и образуется сначала желобок , затем края желобка смыкаются и образуется нервная трубка. Она оказывается погружённой под клетки эктодермы. В последующем из нервной трубки будут формироваться органы нервной системы. Спинная часть энтодермы, располагающаяся непосредственно под нервной трубкой, обособляется  от остальной энтодермы и сворачивается в плотный тяж – хорду. Из остальной части энтодермы образуется мезодерма и эпителий кишечника. Таким образом образуется осевой комплекс клеток, называемый так потому,  что его клетки оказывают влияние на развитие других частей зародыша. Дальнейшая дифференцировка (различия) клеток приводит к образованию тканей и органов из зародышевых листков. Каким же образом, из зиготы образуются клетки, специализированные на выполнение  различных функций?  Первые этапы дифференцировки определяются цитоплазмой зиготы. Ведь вещества, при образовании яйцеклетки, располагаются в цитоплазме неравномерно. И при дроблении дочерние клетки получают более или менее различные участки цитоплазмы материнской клетки. И бластомеры, имея одинаковый набор хромосом, оказываются неравноценными по составу цитоплазмы. Эти различия и определяют начальные этапы клеточной дифференцировки (различия).

Из эктодермы формируется нервная система, покровы тела (эпидермис), кожные железы, органы чувств, эмаль зубов. Из энтодермы − эпителий средней кишки, печень, поджелудочная железа, плавательный пузырь, легкие, жабры. Из мезодермы − мышцы, соединительная ткань, кости внутреннего скелета, кровь, лимфа, половые железы, органы выделения. (Демонстрация рисованной таблицы).
Таким образом, у разных видов животных одни и те же зародышевые клетки дают начало одним тем же органам. О чем это свидетельствует? (О родстве и единстве происхождения).
Изучение вопросов, связанных с индивидуальным развитием организма, занимается наука эмбриология, основателем которой по праву считается академик  Российской академии наук Карл Бэр. Наблюдая за развитием зародыша курицы и зародыша млекопитающих, он обратил внимание на то, что эмбрионы всех групп позвоночных на ранних стадиях внешне очень похожи. Это позволило ему в 1828 году сформулировать закон зародышевого сходства: «В пределах типа эмбрионы на ранних стадиях сходны». Современными представлениями о зародышевых листках наука обязана А. О. Ковальскому, обнаружившему экто-, энто-, и мезодерму у всех групп хордовых.

Влияние частей развивающегося зародыша. Дифференцировка клеток. Эмбриональная индукция.

Каким же образом клети разных тканей у организмов оказываются разными по строению и функциям, т. е. дифференцируются? Ведь они все образуются из зиготы, путем деления и имеют одинаковый набор хромосом. Специальные свойства тканей определяются белками. Специфичность работы клеток зачатков органов возникает не сразу, а лишь на стадии гаструлы и нейрулы. Это было доказано немецким ученым Гансом Шпеманом. (Сообщение учащегося см. приложение 1).

Влияние внешней среды на развитие зародыша.

На развивающийся зародыш оказывает влияние окружающая среда. Например: зародыш моллюсков получает из внешней среды воду, кислород, неорганические вещества. Эмбриональное развитие млекопитающих находится в полной зависимости от материнского организма, т. к. от него получает все необходимое для жизни. Тем не менее, зародыш тоже подвержен влиянию внешней среды − через материнский организм. (Сообщение учащегося с использованием таблицы см. приложение 2).

IV. Закрепление.

Подведём итоги изученного на уроке.

— Что такое онтогенез?
— Какие периоды он включает?
— Эмбриогенез – это……?
— Назовите стадии эмбриогенеза?
— Кратко охарактеризуйте каждую из них? ( использование интерактивной доски.)
— Что называют зародышевым листком? Назовите их?
— Какие органы развиваются из эктодермы, энтодермы, мезодермы?

V. Домашнее задание.

По учебнику Д.К. Беляева параграф 21 , записи в тетради.

Литература

1. Общая биология: Учеб. для 10-11кл. общеобразоват. учреждений/ Д.К. Беляев, П.М. Бородин, Н.Н. Воронцов; Под ред. Д.К. Беляева, Г. М. Дымшица. – М.: Просвещение, 2001.-303с.: ил.
2. Общая биология: Учеб. для 10-11кл. с углубл. изуч. биологии в шк./ Л. В. Высоцкая, С. М. Глаголев, Г. М. Дымшиц и др.; Под ред. В. К. Шумного и др.-2-е изд. Перераб. – М.: Просвещение, 2002.-544с.: ил.
3. Программное обеспечение для интерактивных досок. Биология. Молекулярная и клеточная биология 10-11 классы. Разработано «Физикон».

Приложение 1.

Сообщение учащегося.

Взаимное влияние частей развивающегося зародыша.

Для развития зародыша важен не только состав цитоплазмы различных его клеток, но и характер клеточных взаимодействий.
Уже при возникновении двух первых бластомеров каждый из них «знает» о существовании другого. У лягушки, например, бластомеры после первого  дробления равноценны друг другу, и если их разделить, то из каждого бластомера разовьется нормальный головастик, который затем превратится в лягушку. Но если один из первых двух бластомеров убить, но не изолировать от другого, то из оставшегося живым бластомера начнет развиваться только половина тела зародыша.
Установлено, что некоторые части зародыша на определенной стадии развития выделяют вещества, которые заставляют окружающие их клетки развиваться в определенном направлении. Так, немецким эмбриологом Гансом Шпеманом и его последователями было выяснено, что если у зародыша на стадии гаструлы взять участок эктодермы, который должен развиваться в нервную трубку, и пересадить его в эктодерму брюшной стороны другого зародыша, находящегося примерно на той же стадии развития, то в месте трансплантации начинает развиваться сначала нервная трубка, затем другие компоненты осевых органов. Поэтому этот участок называют осевым комплексом. В результате в зародыше-хозяине возникает вторичный зародыш, который отличается от первичного лишь величиной.
Шпеман назвал это явление эмбриональной индукцией, во время которой трансплантат выступает в роли организатора, направляющего развитие окружающих клеток.
Клеточная специализация усиливается по мере роста и развития зародыша. Зигота представляет собой недифференцированную, или тотипотентную клетку − из нее возникают все типы клеток организма. Уже во время дробления  по мере увеличения числа бластомеров появляется и постепенно нарастает асинхронность деления. По мере развития зародыша многие клетки перестают делиться и специализируются на выполнении тех или иных функций. Чем сильнее специализированны клетки, тем в большей степени они зависят друг от друга. В таком организме невозможно удалить какую-либо часть без ущерба для всего организма.

Приложение 2.

Сообщение учащегося.

Влияние внешней среды на развитие зародыша.

Наиболее опасными для развития зародыша являются первые три месяца беременности. В этот период плод особенно чувствителен к вирусным инфекциям, поскольку плаценты еще нет. Она формируется к концу третьего месяца беременности. Например, такое почти безопасное для взрослых и детей заболевание, как краснуха, может привести к рождению ребенка с пороком сердца, глухотой, умственной отсталостью, если мать заболеет этой болезнью в начале беременности.
Вредное влияние на развитие эмбриона оказывает употребление его родителями алкоголя, наркотиков, курение табака. Алкоголь и никотин угнетают клеточное дыхание. Недостаточное снабжение кислородом привод

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

это… Определение и описание стадии зародышевого развития, отличительные особенности процесса :: SYL.ru

Гаструла — это двухслойный зародыш, который образуется в процессе эмбрионального развития из бластулы. Это одна из основных стадий формирования зародыша. Чтобы понять механизм образования эмбриона, необходимо подробно рассмотреть процессы его формирования и проследить развитие всех внутренних органов будущего организма. В данной статье мы поговорим о каждой из стадий развития эмбриона, узнаем, что такое гаструла зародыша, познакомимся с некоторыми закономерностями, найденными известными учеными на основании процессов эмбриогенеза.

Что такое эмбриональный период?

Каждый живой организм, размножающийся половым путем, способен образовывать репродуктивные клетки — гаметы. Женская и мужская гамета сливаются в процессе оплодотворения, образуется диплоидная клетка — зигота. Именно зигота является одноклеточной стадией развития живого организма.

Эмбриональный период развития, или эмбриогенез, — это первый период индивидуального развития особи, онтогенеза. Эмбриогенез длится с момента образования зиготы до появления на свет полноценного многоклеточного организма.

Стадии эмбрионального периода развития сходны у всех многоклеточных организмов, однако могут протекать по-разному. Основной общей чертой является формирование трех стадий развития зародыша — бластулы, гаструлы и нейрулы. Рассмотрим каждую из этих стадий поподробнее.

Бластула

Бластула — это однослойный зародыш, но для его формирования необходимо протекание большого количества сложных процессов. Как же образуется бластула?

Оплодотворенная яйцеклетка, то есть зигота, начинает делиться посредством митоза. Сначала зигота делится на две абсолютно одинаковые клетки, которые получили название бластомеров. Затем из двух бластомер образуется четыре клетки и так далее.

Бластомеры продолжают свои продольные и поперечные деления, которые происходят очень быстро и приводят к образованию все большего числа бластомеров. При этом бластомеры, которых становится все больше, уменьшаются в своих размерах. Когда образуется достаточное количество бластомеров, они выстраиваются в один слой и образуют пустой внутри пузырек, который и является бластулой.

Внутри бластулы находится кишечная полость, названная первичной полостью тела, или бластоцелью. Такой и является однослойный зародыш будущего организма — бластула.

Гаструла

Следующая стадия развития — гаструла. Приводит к образованию гаструлы дробление бластулы, а именно ее впячивание. То есть область на одной из стенок бластулы начинает впячиваться внутрь бластоцели. Таким образом у бластулы появляется наружный и внутренний листки (слои клеток) — эктодерма и энтодерма. Именно благодаря взаимодействию этих слоев клеток и образуется полноценный двухслойный зародыш — гаструла.

Полость, которая в результате преобразований образуется внутри гаструлы, называется первичной кишкой, а небольшое углубление, или отверстие, которое ведет в первичную кишку, является первичным ртом зародыша. Клетки гаструлы продолжают активные процессы деления, чтобы позволить зародышу перейти к следующей стадии развития — стадии нейрулы.

Гаструла кишечнополостных

Гаструла является образцом простейшего устройства живых организмов, например, таких как кишечнополостные животные. Гаструла — это не только стадия зародышевого развития, но и организм, выполняющий все жизненные функции.

Так, кишечнополостные животные состоят из двух слоев клеток — наружного и внутреннего, то есть эктодермы и энтодермы. Внутри животных находится особая полость тела, называемая кишечной.

Другими словами, кишечнополостные в своем развитии остановились на стадии гаструлы, продолжая функционировать так же, как и многие зародыши на самых ранних стадиях.

Нейрула

В результате деления гаструлы образуется уже трехслойный зародыш — нейрула. Третий слой, появляющийся у нейрулы, получил название мезодермы. Он расположен в средней части между эктодермой и энтодермой.

Нейрула является более организованной и совершенной стадией развития зародыша. Для стадии нейрулы характерно такое явление, как органогенез, то есть формирование будущих внутренних органов живого существа.

Органогенез

На стадии нейрулы из эктодермы закладывается нервная пластинка, которая в будущем превратится в нервную трубку. У высоко организованных животных из этой трубки впоследствии развивается спинной и головной мозг. Эктодерма дает начало развитию всех органов чувств и кожных покровов.

Из энтодермы формируется кишечник, а затем и вся пищеварительная система организма.

Важнейшую роль играет мезодерма, из которой вследствие многочисленных преобразований развивается скелет, выделительная, половая, мышечная и сердечно-сосудистая системы организма.

Таким образом, в процессе прохождения трех стадий — образования бластулы, гаструлы и нейрулы — из зиготы формируется полноценный эмбрион будущего организма. Примечательно, что клетки всех органов и тканей живого существа содержат одинаковый набор генов, то есть генотип.

На основе знаний, полученных при изучении генетики и ее закономерностей, известнейшими учеными были сформулированы и позднее скорректированы два важнейших биологических закона — закон сходства зародышей и биогенетический закон. Рассмотрим каждый из них.

Закон зародышевого сходства

Наблюдая за строением эмбрионов на наиболее ранних стадиях развития и сравнивая их между собой, эстонский ученый Карл Бэр сформулировал закон зародышевого сходства.

Его основная мысль заключается в том, что в пределах какого-либо типа зародыши на самых ранних и более поздних стадиях сходны между собой. При последующем развитии эмбрион каждого организма принимает свою форму и приобретает собственные уникальные свойства.

Например, бластула зародыша человека аналогична колониальным животным, а человеческая гаструла — это вариант развития кишечнополостных организмов.

То есть зародыши организмов в начале их развития очень похожи друг на друга. Особенно хорошо это прослеживается на эмбрионах хордовых животных, в том числе и человека. Так, зародыши рыбы, черепахи, крысы и человека на первой стадии формирования имеют практически одинаковое строение.

Биогенетический закон

Не менее важным биологическим законом является биогенетический закон, сформулированный двумя учеными: Фрицем Мюллером и Эрнстом Геккелем. Его смысл заключается в следующем: онтогенез до определенной степени повторяет филогенез вида. Разберем формулировку закона поподробнее.

Онтогенез, как было сказано выше, — это индивидуальное развитие живого организма. То есть весь период его жизни от зачатия до смерти.

Филогенез — это историческое развитие вида, то есть эволюционные изменения, которые привели к формированию данного вида.

Итак, в биогенетическом законе Мюллера и Геккеля говорится о том, что каждый организм в процессе своего формирования повторяет свое историческое развитие.

Позже закон был дополнен и усовершенствован русским ученым Алексеем Николаевичем Северцовым. Он уточнил, что повторение филогенеза происходит только у эмбрионов, но не у взрослых особей.

Итак, в данной статье мы познакомились с важнейшими процессами эмбриогенеза. Также мы узнали, что гаструла — это двухслойный зародыш, или вторая стадия развития эмбриона многоклеточного организма.

Желаем успехов в изучении биологии!

www.syl.ru