18 мая 2022 года 10Б класс Биология
Тема. Оплодотворение у
животных и растений. Этапы онтогенеза. Эмбриональное развитие хордовых.
Просмотреть видеоуроки.
https://zen.yandex.ru/video/watch/628706a03e78be4dd67da348
Прочитайте
предложенный текст и § 25 с. 117-118,26.
Ответьте на вопросы
1,2,5 с.119 и в конце предложенного текста.
Онтогенез животных
Онтогенез
(индивидуальное развитие организма) животных — совокупность последовательных морфологических,
физиологических и биохимических преобразований, происходящих в организме
животного от момента его зарождения (образования зиготы) до смерти.
В процессе онтогенеза
происходит поэтапная реализация наследственной информации в определенных
условиях среды. Окружающая среда может оказывать существенное влияние на
развитие организма на разных стадиях онтогенеза. Онтогенез включает два этапа
развития: эмбриональный (эмбриогенез) и постэмбриональный.
Эмбриональное развитие организмов
Эмбриональный этап
(эмбриогенез) (от греч. émbryon — зародыш, génesis — развитие) — зародышевое
развитие организма от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых
оболочек. В течение данного этапа происходит преобразование зиготы в
многоклеточный организм, который у животных выходит в окружающую среду либо из
яйца, либо из организма матери. У растений зародыш развивается в семени и
эмбриогенез завершается до момента его прорастания. В зависимости от характера
протекающих процессов при развитии зародыша эмбриогенез у животных разделяют на
три стадии: дробление, гаструляция, гисто- и органогенез (образование тканей и
органов).
Рассмотрим более
подробно процессы, протекающие на разных стадиях эмбриогенеза у животных на
примере ланцетника (примитивного
хордового животного).
Дробление. Процесс
дробления заключается в серии последовательных делений зиготы. Образующиеся при
этом поколения клеток носят название бластомеров.
У некоторых кишечнополостных, плоских червей, членистоногих, большинства
млекопитающих после нескольких делений зиготы зародыш представляет собой
скопление бластомеров без обособленной полости и называется морула (от лат. morula — шелковица, тутовая ягода).
Между делениями
не происходит роста образующихся бластомеров, вследствие чего каждое новое
поколение представлено более мелкими клетками. В процессе дробления суммарный
объем зародыша почти не изменяется, а размеры составляющих его клеток
уменьшаются. Эта особенность клеточных делений зиготы и определила появление
термина «дробление». Когда бластомеров становится много, они смещаются к
периферии, образуя однослойную стенку — бластодерму. Появляющаяся
при этом внутри зародыша полость заполняется жидкостью и становится первичной
полостью тела — бластоцелью. Стадия
дробления завершается образованием многоклеточного однослойного зародыша с
первичной полостью тела, получившего название бластула (от
греч. blastós — росток). По
размерам бластула не намного крупнее зиготы.
У разных видов
животных яйцеклетки различаются по количеству и характеру распределения в
цитоплазме запасных питательных веществ (желтка). Это в значительной степени
определяет характер дробления зиготы и может влиять на строение бластулы. В типичном
случае (например, у ланцетника) бластула представляет собой полый шар. У
земноводных бластула имеет очень небольшую полость, а у членистоногих
бластоцель может полностью отсутствовать.
Гаструляция. Стадия
гаструляции (от греч. gastrḗr —
полость сосуда) представляет собой процесс перемещения эмбрионального материала
с образованием двух или трех зародышевых листков. Она может заканчиваться на
стадии двухслойного или трехслойного зародыша — гаструлы.
Гаструляция
может осуществляться разными способами и зависит от строения бластулы. Известны
такие способы, как впячивание (инвагинация), обрастание (эпиболия),
проникновение клеток внутрь (иммиграция) и расслоение (деламинация).
У животных с
однослойной бластулой (ланцетник) происходит впячивание (инвагинация)
бластодермы в первичную полость, которая при этом почти полностью исчезает.
Шаровидная бластула превращается в двухслойный чашевидный зародыш. Внешний слой
клеток называется эктодермой (от
греч. ektós — снаружи, dérma — кожа) — наружный зародышевый
листок, а внутренний слой — энтодермой (от
греч. entós — внутри, dérma — кожа) — внутренний зародышевый
листок. Образовавшаяся внутри зародыша полость называется гастроцелью (первичной кишкой), а вход
в нее — бластопором (первичным
ртом).
На стадии
образования двух зародышевых листков заканчивается эмбриональное развитие
кишечнополостных, поэтому их называют двухслойными животными. У всех остальных
животных между наружным и внутренним зародышевыми листками закладывается
средний зародышевый листок — мезодерма (от греч. mésos — средний, dérma — кожа). У хордовых животных
энтодерма с двух сторон первичной кишки образует карманоподобные впячивания в
бластоцель. Затем они отделяются от первичной кишки, разрастаются между экто- и
энтодермой, образуя мезодерму. Полость внутри впячиваний представляет собой
вторичную полость тела (целом). Таких
животных называют трехслойными и вторичнополостными.
Стадия гисто- и органогенеза. Образованием трех зародышевых
листков (экто-, энто- и мезодермы) завершается этап гаструляции. С этого
момента начинаются процессы гисто- и органогенеза. Появляются морфологические и
биохимические различия между клетками, что в дальнейшем приводит к формированию
тканей и органов.
Начальным
процессом, протекающим при гисто- и органогенезе, является нейруляция — образование нейрулы. Нейрула — стадия зародыша с комплексом осевых
органов (нервная трубка, хорда, пищеварительная трубка), в которой далее
активно происходит формирование всех остальных тканей и органов из зародышевых
листков.
Из каждого зародышевого
листка под влиянием клеток других листков развивается строго определенный
комплекс тканей и органов (см. табл.).
Таблица. Дифференциация
зародышевых листков на ткани и органы у хордовых
Эктодерма |
Энтодерма |
Мезодерма |
Нервная
система: полая нервная трубка, спинной мозг,
головной мозг Органы
чувств: орган зрения, орган слуха, орган
обоняния Покровная
система: эпидермис кожи, волосы, ногти, перья,
когти, рога, копыта, молочные, сальные и потовые железы Эмаль зубов |
Хорда Пищеварительная
система: эпителий желудка, эпителий
кишечника, печень, поджелудочная железа Плавательный пузырь Дыхательная
система: жабры, легкие, эпителий трахеи и бронхов Эндокринные
железы: щитовидная железа, паращитовидные железы |
Опорно-двигательный
аппарат: мышцы, кости, хрящи, связки,
сухожилия Кровеносная
система: кровь, сердце, артерии, вены, капилляры Лимфатическая
система: лимфа, лимфатические узлы, протоки,
сосуды, капилляры Выделительная
система: почки, мочеточники, мочевой пузырь Половая
система: половые железы, половые органы Дентин зубов Дерма кожи |
Если у зародыша ротовое
отверстие образуется на месте первичного рта (бластопора), то этих животных
называют первичноротыми (черви,
моллюски, членистоногие). Если же бластопор становится анальным отверстием, а
настоящий рот прорывается в противоположном месте, то таких животных называют вторичноротыми (иглокожие, хордовые).
Наземные
позвоночные животные (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие), зародыш которых
содержит оболочку амнион, создающую
заполненную жидкостью полость, в которой он развивается, называются амниотами. У водных позвоночных (костные
рыбы, земноводные) амнион отсутствует, поэтому их называют анамниотами (анамниями).
Зародыш
развивается как целостная система. Формирование строго определенных частей тела
в нем достигается взаимодействием между клетками. В то же время внешние факторы
среды (пестициды, радиоактивность, ультрафиолетовое излучение) могут
существенно влиять на гисто- и органогенез зародыша.
Ключевые вопросы
1. Дайте определение понятия «онтогенез». Какие
этапы он включает?
2. Укажите стадии эмбриогенеза и названия зародыша
на этих стадиях.
3. Охарактеризуйте стадию дробления и строение бластулы.
*4. Чем нейрула отличается от гаструлы?
*5. Какие систематические группы животных называются
амниотами, а какие — анамниями? Назовите их представителей.
*6. Из приведенного перечня структур зародыша выберите ткани и органы,
образующиеся из эктодермы: головной мозг, печень, орган зрения, волосы, ногти,
кости скелета, кровеносная система, эмаль зубов, легкие, наружный слой кожи.
Сложные вопросы
*1. Что произойдет, если у одного 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. Какова судьба второго зародыша? Дайте логическое объяснение.
2. Животные каких систематических групп относятся к
первичноротым, а каких — к вторичноротым? Почему? Приведите по три примера
каждой группы.