Онтогенез - це що за процес? Поняття, етапи онтогенезу
Онтогенез - це індивідуальний розвиток особини, яке починається з зиготи і закінчується її смертю (або поділом). Вперше цей термін був вжитий в науці Е. Геккелем.
Співвідношення понять: індивідуальне та історичний розвиток
Всі морфологічні, біохімічні, фізіологічні та інші ознаки проявляються на певних стадіях онтогенезу і забезпечують адаптацію і пристосованість організму до умов зовнішнього середовища. Але набагато раніше всі вони сформувалися у виду в процесі його еволюції і були закодовані в геномі. Онтогенез - це є закономірний результат тривалого історичного розвитку цього виду - філогенезу.
Над цим питанням спочатку працювали кілька вчених, в тому числі, зоолог Ф. Мюллер і біолог Е. Геккель (Німеччина). Сформульовані і встановлені ними різного роду узагальнення згодом отримали назву біогенетичного закону. Згідно з ним процес індивідуального розвитку будь-якого організму (онтогенез) - це є відносно нетривалий і коротке повторення (інакше рекапітуляція) філогенезу його виду. Практично паралельно з даними розробками в 1910 році А. Н. Северцовим була розроблена теорія філембріогенезов. Вона говорить про те, що еволюція організмів йде на базі спадкових змін, які відбуваються на будь-якій стадії онтогенезу (Анабола, архаллаксіс, девіація).
Періоди онтогенезу
Основних періодів існує три:
- Передзародкового (проембріонального), полягає в гаметогенезе (розвитку статевих клітин) і наступному заплідненні.
- Зародковий, або ембріональний. Починається з того моменту, коли утворюється зигота і завершується виходом організму з яйцевих оболонок. Він, у свою чергу, підрозділяється на стадії: зигота, дроблення, гаструляція, гістогенез, первинний, а потім остаточний органогенез. Їх загальна характеристика дана нижче.
- Післязародковий (постембріональний), включає розвиток після виходу із зародкових оболонок і триває до смерті. В даний час виділяють два постнатальних етапи: ранній і пізній.
Деякі особливості періодизації онтогенезу у ссавців і людини
У плацентарних ссавців і людини існує поділ на допологовий і післяпологовий періоди онтогенезу. Перший включає стадію зародка, яка триває перші 8 тижнів (на фото) і плодову, на якій організм набуває характерні риси зовнішнього будови.
Післяпологовий період, на підставі даних вікової фізіології та медицини, прийнято ділити на наступні етапи:
- новонароджений;
- грудної вік;
- дошкільний період;
- шкільний період;
- статеве дозрівання.
Спираючись на общебиологические закономірності, можна виділити дорепродуктівную, зрілу і пострепродуктивном стадію в післяпологовому періоді. Людина має свої виняткові особливості онтогенезу.
Стадія дроблення
Запліднення - це процес, в результаті якого відбувається злиття гамет (двох статевих клітин). В ході нього так само здійснюється дві функції: статева (комбінування генів від двох батьківських особин) і репродуктивна (виникнення і розвиток нового організму).
Після запліднення в яйцеклітині відбувається відновлення подвійного набору хромосом. Далі центросома утворює веретено поділу. Зигота переходить в першу стадію ембріогенезу - дроблення. Під ним мається на увазі ряд послідовних поділів (митотических), в результаті яких йде утворення більш дрібних клітин - бластомерів. Зрештою формується зародок. Друга його назва - бластула. Це пухирчас освіту, вибудуване одним або декількома шарами клітин, що оточують порожнину (бластоцель).
Види дроблення зиготи
Грунтуючись на положенні бластомеров відносно один одного в просторі, можна говорити про те, що онтогенез організмів може мати різний тип дроблення:
- радіальне, характерне, наприклад, для ланцетніка- борозни поділу при ньому орієнтовані паралельно або перпендикулярно осі яйцеклітини;
- спіральне, відрізняється від попередньої порушенням такої відповідності і дочірні бластомери розташовані ніби по спіралі-при цьому бластула не має порожнини і площин сімметріі- наприклад, у молюсків;
- білатеральне (двустороннесимметрічних) дроблення відзначається у круглих червей- в формується бластуле є тільки одна площина симетрії;
- бісімметрічное, наприклад, у гребневиков, є дві осі симетрії;
- анархічною поділ, як у плоских хробаків, характеризується невпорядкованим розташуванням бластомеров і абсолютною відсутністю площині симетрії.
Стадія гаструляціі: коротка характеристика
Розвиток в онтогенезі (період ембріогенезу) включає стадію гаструляції, результатом якої є утворення гаструли (дво- або тришарового зародка). Перший варіант має місце у кишковопорожнинних і губок. Три шари гаструли носять назву: екто -, енто - і мезодерма. Вперше їх описав Х. Пандер (російська ембріолог і палеонтолог). Ця стадія складається з двох фаз: на першій утворюється двошаровий зародок, на другий додається третій шар. Перший процес може здійснюватися чотирма способами:
- Інвагінація, в цьому випадку стінка бластули впячивается всередину зародка. В результаті утворюється мішок, що складається з двох шарів, всередині якого порожнину (гастроцель).
- Епіболія - мікромери, які швидко діляться, обростають навколо макромеров.
- Імміграція - переміщення деяких клітин бластодерми з декількох або одного місця в бластоцель. З них далі утворюється ектодерма.
- Деляминации. Під даним терміном розуміється процес розшарування на внутрішній і зовнішній пласт.
Друга стадія гаструляції також може відбуватися декількома способами: телобластичний, ентероцельним і шляхом міграції. Перший характерний для всіх безхребетних, крім представників голкошкірих. При ньому мезодерма утворюється з двох або декількох клітин-телобластов. При ентероцельном способі спинна частина ентодерми випинається і отшнуровивается. Міграція первинних клітин ектодерми відбувається через потовщення первинної смужки і подальшого їх занурення (інвагінації).
Етапи онтогенезу на стадії гаструляції можуть істотно відрізнятися у різних груп організмів і мати ряд специфічних особливостей, як, наприклад, у птахів або амфібій.
Первинний органогенез
Це третя стадія в ембріональному періоді, входить до онтогенез. Процес складається з двох етапів. На першому, шар ектодермальних клітин, що розташовується над хордою, відокремлюються в нервову пластинку, а потім замикається і з'являється трубка з невроцель (на фото). Змикання йде поступово, спочатку в середньому, потім в задньому кінці зародка і, в ув'язненні, в передньому. Частина клітин відокремлюється і утворює нервовий гребінь, або гангліозна пластинку. На другій фазі відбувається розвиток всіх інших первинних органів.
Стадія дефинитивного органогенеза
Етапи онтогенезу на даній стадії і все що відбуваються процеси, а саме формування постійних органів, є предметом вивчення приватної ембріології. У загальних словах можна сказати наступне.
Ектодерма дає початок епідермісу шкіри і його похідних (волосся, кігті, пір'я, шкірні та молочні залози). З переднього відділу нервової трубки розвивається головний, а з іншої частини - спинний мозок.
Ентодерма перетвориться у внутрішню вистилання дихальної та травної систем, а так само її секретуючі клітини.
Із сегментів сомітов (Первинних ділянок мезодерми) формується дерма, крім того вони беруть участь у формуванні скелета і мускулатури. З нефротома утворюється сечовидільна система.
Несегментірованная мезодерма бере участь у розвитку лімфатичної та серцево-судинної систем, а також дає початок очеревині, плеврі і перикарду.
Людині завжди було важливо, хто він, звідки з'явився, як розвивався. Онтогенез - це короткий варіант філогенезу. Його вивчення допомагає зрозуміти багато питань еволюції, а також цитології, ембріології і взагалі всіх наук природничого циклу.
