Презентация на тему эмбриональный период развития. Индивидуальное развитие организмов (онтогенез)
1 слайд
Эмбриональное и постэмбриональное развитие организмов
2 слайд
ОНТОГЕНЕЗ Онтогенез, или индивидуальное развитие, - процесс развития особи от момента образования зиготы до смерти. ОНТОГЕНЕЗ Проэмбриональный период Эмбриональный период Постэмбриональный период
3 слайд
4 слайд
Дробление После оплодотворения зигота быстро начинает делиться митозом. Интерфазы очень короткие, поэтому образовавшиеся клетки – бластомеры не успевают вырасти. Дробление заканчивается образованием бластулы, однослойного зародыша, внутри которого находится полость -бластоцель. По величине бластула не превышает размеров зиготы.
5 слайд
Гаструляция На одном из полюсов бластулы появляется углубление и происходит впячивание одного слоя клеток внутрь полости. В результате образуется гаструла, двухслойный зародыш, который состоит из наружного зародышевого листка – эктодермы, и внутреннего зародышевого листка – энтодермы. Полость, образовавшаяся внутри гаструлы – первичная кишка, а отверстие, ведущее в первичную кишку – первичный рот.
6 слайд
У зародышей многоклеточных животных, за исключением губок и кишечнополостных, закладывается ещё и третий зародышевый слой – мезодерма. Она образуется между первым и вторым зародышевыми слоями – эктодермой и энтодермой
7 слайд
Образование органов В энтодерме образуется зачаток хорды. Из эктодермы закладывается нервная пластика, которая в дальнейшем сворачивается в нервную трубку. Трубка погружается под эктодерму, формируя зачаток центральной нервной системы
8 слайд
Формирование органов Эктодерма Мезодерма Энтодерма Нервная система Эпителиальные покровы тела Хрусталик глаза Эмаль зубов Мышцы Скелет Почки Сердечно-сосудистая система Половая система Пищеварительная система Дыхательная система Выделительная система Железы внутренней секреции
9 слайд
Постэмбриональное развитие Развитие Прямое Непрямое, или с метаморфозом С полным метаморфозом С неполным метаморфозом
10 слайд
Прямое развитие Происходит без превращений Родившийся организм имеет сходство со взрослой особью, отличается величиной, пропорциями тела и недоразвитием некоторых органов Рыбы Пресмыкающиеся Птицы Млекопитающие
11 слайд
Развитие с неполным превращением У личинок и взрослых особей, как правило, одинаковый образ жизни и есть внешнее сходство Отряды насекомых Стрекозы Прямокрылые Подёнки Термиты и др.
12 слайд
Развитие с полным превращением Личинки и взрослые особи, как правило, резко отличаются друг от друга внешне, образом жизни, характером питания Миноги Земноводные Отряды насекомых: Жесткокрылые, Чешуекрылые и др.
13 слайд
Постэмбриональное развитие растений Период молодости Период зрелости Период старости Начинается с момента прорастания семени и образования проростка, и завершается с началом цветения растения. Растение способно цвести и давать плоды. В это время растение наиболее жизнеспособно. Завершающий этап в жизни растения. Растение не способно к половому размножению, постепенно истощается и умирает.
Слайд 1
Слайд 2
Слайд 3
Слайд 4
Слайд 5
Слайд 6
Слайд 7
Слайд 8
Слайд 9
Слайд 10
Слайд 11
Слайд 12
Слайд 13
Слайд 14
Слайд 15
Слайд 16
Слайд 17
Слайд 18
Слайд 19
Слайд 20
Слайд 21
Слайд 22
Слайд 23
Слайд 24
Слайд 25
Презентацию на тему "Эмбриональное развитие организма" можно скачать абсолютно бесплатно на нашем сайте. Предмет проекта: Медицина. Красочные слайды и иллюстрации помогут вам заинтересовать своих одноклассников или аудиторию. Для просмотра содержимого воспользуйтесь плеером, или если вы хотите скачать доклад - нажмите на соответствующий текст под плеером. Презентация содержит 25 слайд(ов).
Слайды презентации
Слайд 1
Цель урока: расширить знания учащихся о процессе оплодотворения, закономерностях и этапах зародышевого развития
Эмбриональное развитие организма
Слайд 2
Проникновение сперматозоида в яйцеклетку
Слияние ядер гамет и образование зиготы
Продолжительность жизни нового организма в виде одной клетки (зиготы) продолжается у разных животных от нескольких минут до нескольких часов и даже дней, а затем начинается
Яйцеклетка после оплодотворения
Оплодотворение
Слайд 3
Развитие организма с момента оплодо- Творения до рождения или выхода из зародышевых оболочек.
Этапы: Дробление зиготы. 2.Образование бластулы. 3.Гаструляция. 4.Нейрула.
Этапы эмбриогенеза
Слайд 4
Первый этап эмбрионального развития называется дроблением. В результате деления из зиготы образуются вначале 2 клетки, затем 4, 8, 16 и т.д. Клетки, возникающие при дроблении, называются бластомерами.
В процессе дробления количество клеток быстро растет, они становятся мельче и мельче и образуют сферу, внутри которой возникает полость – бластоцель. С этого момента зародыш называется бластулой.
Каким способом делятся бластомеры и какой набор хромосом содержится в их ядрах?
зигота 2 сутка 1 сутка 3 сутка Тутовая ягода
Слайд 5
Дробление отличается от обычного митотического деления следующими особенностями: 1) бластомеры не достигают исходных размеров зиготы; 2) бластомеры не расходятся, хотя и представляют собой самостоятельные клетки.
Дробление – процесс митотического деления зиготы на дочерние клетки (бластомеры).
Бластула состоит из: 1) бластодермы – оболочки из бластомеров; 2) бластоцели – полости, заполненной жидкостью. Бластула человека – бластоциста.
Слайд 6
Когда число клеток бластулы достигает нескольких сотеили тысяч, начинается следующий этап эмбриогенеза – гаструляция. Гаструляция - это процесс образования зародышевых листков. Гаструляция у человека происходит в два этапа.
У каких животных на этом этапе заканчивается эмбриональное развитие?
Слайд 7
В процессе первого этапа образуются два зародышевых листка (экто- и энтодерма), два провизорных органа (амнион и желточный мешок). Кроме того, непосредственно перед началом первого этапа происходит образование такого провизорного органа, как хорион. Формирование хориона - это второй этап в образовании плаценты.
эктодерма энтодерма первичный рот
вторичная полость тела
Слайд 8
Второй этап гаструляции - образование третьего (среднего) зародышевого листка. Он называется мезодермой, т. к. образуется между наружным и внутренним листками.
В этом случае с двух сторон от первичной кишки образуются втягивания - карманы (целомические мешки). Внутри карманов находится полость, представляющая собой продолжение первичной кишки - гастроцеле. Целомические мешки полностью отшнуровываются от первичной кишки и разрастаются между эктодермой и энтодермой. Клеточный материал этих участков дает начало среднему зародышевому листку - мезодерме. Дорсальный отдел мезодермы, лежащий по бокам от нервной трубки и хорды, расчленен на сегменты - сомиты. Вентральный ее отдел образует сплошную боковую пластину, находящуюся по бокам кишечной трубки.
Слайд 9
Слайд 10
Слайд 11
В процессе гаструляции и после образования зародышевых листков клетки, расположенные в разных листках или в различных участках одного зародышевого листка, оказывают влияние друг на друга. Такое влияние называют индукцией. Индукция осуществляется путем выделения химических веществ (белков), но существуют и физические методы индукции. Индукция оказывает влияние прежде всего на геном клетки. В результате индукции одни гены оказываются блокированными, другие свободными – рабочими. Сумма свободных генов данной клетки называется ее эпигеном. Сам процесс формирования эпигенома, т. е. взаимодействия индукции и генома, носит название детерминации. После сформирования эпигенома клетка становится детерминированной, т. е. запрограммированной к развитию в определенном направлении.
Слайд 12
Слайд 13
По окончании второй стадии гаструляции зародыш носит название гаструлы и состоит из трех зародышевых листков – эктодермы, мезодермы и энтодермы и четырех внезародышевых органов – хориона, амниона, желточного мешка и аллантоиса. Одновременно с развитием второй фазы гаструляции формируется зародышевая мезенхима посредством миграции клеток из все трех зародышевых листков. На 2 – 3-й неделе, т. е. в процессе второй фазы гаструляции и сразу же после нее, происходит закладка зачатков осевых органов: 1) хорды; 2) нервной трубки; 3) кишечной трубки.
Слайд 14
Функции хориона: 1) защитная; 2) трофическая, газообменная, экскреторная и другие, в которых хорин принимает участие, будучи составной частью плаценты и которые выполняет плацента.
Функции амниона – образование околоплодных вод и защитная функция.
Функции желточного мешка: 1) кроветворение (образование стволовых клеток крови); 2) образование половых стволовых клеток (гонобластов); 3) трофическая (у птиц и рыб).
Слайд 15
Формирование органов
Христиан Иванович Пандер (1794-1865, Россия)
Сущность теории зародышевых листков сводится к двум основным положениям: 1) организмы многоклеточных животных развиваются из трех зародышевых листков: наружного, или эктодермы, среднего, или мезодермы, внутреннего, или энтодермы; 2) каждая система органов у разных групп многоклеточных животных развивается, как правило, из одного и того же листка.
Зародышевые листки были впервые описаны в работе русского академика X. Пандера в 1817 г., изучившего эмбриональное развитие куриного зародыша
Слайд 16
Правильно описывает яйцеклетку у млекопитающих и человека, распространяет учение Х. Пандера о зародышевых листках на всех позвоночных, формулирует закон «зародышевого сходства», названный впоследствие его именем.
Карл Бэр (1792 1876)
«Законами Бэра»: наиболее общие признаки любой крупной группы животных появляются у зародыша раньше, чем менее общие признаки; после формирования самых общих признаков появляются менее общие и так до появления особых признаков, свойственных данной группе; зародыш любого вида животных по мере развития становится все менее похожим на зародышей других видов и не проходит через поздние стадии их развития; зародыш высокоорганизованного вида может обладать сходством с зародышем более примитивного вида, но никогда не бывает похож на взрослую форму этого вида.
Слайд 17
Биогенетический закон Геккеля-Мюллера: каждое живое существо в своем индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет в известной степени формы, пройденные его предками или его видом
Яркий пример выполнения биогенетического закона - развитие лягушки У головастика, как и у низших рыб и рыбьих мальков, основой скелета служит хорда. Череп у головастика хрящевой, и к нему примыкают хорошо развитые хрящевые дуги; дыхание жаберное. Кровеносная система также построена по рыбьему типу: предсердие ещё не разделилось на правую и левую половины.
Эрнст Геккель (1834-1919)
Фриц Мюллер (1822 - 1897)
Слайд 20
Нервная система и органы чувств
Эпидермис кожи Производные кожи
Из эктодермы развиваются: нервная система (вместе с органами чувств), наружный покров тела (у позвоночных только наружная часть его), ногти, волосы, сальные и потовые желез), эпителий рта, носа, анального отверстия, выстилка прямой кишки, эмаль зубов, воспринимающие клетки органов слуха, обоняния, зрения и т.д..
Слайд 21
Энтодерма
Эпителий органов дыхания
Эпителий органов пищеварения
поджелудочная железа
Из энтодермы развиваются эпителиальные ткани, выстилающие пищевод, желудок, кишечник, дыхательные пути, легкие или жабры, печень, поджелудочную железу, эпителий желчного и мочевого пузыря, мочеиспускательного канала, щитовидную и околощитовидную железы.
мочевого пузыря
Щитовидная железа
Слайд 22
мускулатура
кровеносная система
мочеполовая система
Из мезодермы формируются: скелет, скелетная мускулатура, соединительно тканная основа кожи (дерма), органы выделительной и половой систем, сердечно - сосудистая система, лимфатическая система, хорда, дерма кожи, склера
Мезодерма дерма склера
Слайд 23
Оплодотворение яйцеклетки. 1 сутки (Зигота) и 3 сутки (Морула). 5 суток (Бластула) и 10 суток (Гаструла). 3 надели. Начало органогенеза. 5 недель. Длина зародыша 10-15 мм. 6 неделя. Регистрируются движение плода и сокращение сердца. 8-10 недель. Длина плода 10 см все органы сформированы. 11 недель и 12 недель Продолжается развитие всех систем организма. 16 недель и 18 недель.Плод быстро растет и мать ощущает его движение. 7 месяцев. Завершающий период развития. 9 месяцев. Рождение человека.
Развитие эмбриона
1 из 32
Презентация на тему: критические периоды беременности
№ слайда 1
Описание слайда:
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Г.СЕМЕЙ КАФЕДРА МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНСКОЙ ГЕНЕТИКИ СРС Тема: «Критические периоды эмбрионального развития.Тератогенные факторы.Тератогенез» Выполнила: студентка Болатова А.К. Омф, 123 группа Проверила: Семей-2013г
№ слайда 2
Описание слайда:
План 1.Введение 2. Критические периоды эмбрионального развития 3. Влияние тератогенных факторов 4. Тератогенные факторы в эмбриологии а) Физические факторы б) Химические факторы в) Вирусное воздействие на плод г) Эндокринные болезни матери 5.Заключение 6.Список используемой литературы
№ слайда 3
Описание слайда:
Введение Развитие человека – это сложный биологический процесс, представляющий собой совокупность закономерных, взаимосвязанных, характеризующихся определенной временной последовательностью структурных, физиологических и метаболических изменений от зачатков, имеющих простое строение, до сложных органов. Такой процесс развития человека принято обозначать как онтогенез. Термин «Онтогенез» введён Э. Геккелем (1866) при формулировании им биогенетического закона. Онтогенез включает рост, т. е. увеличение массы тела, его размеров, дифференцировку. В основе онтогенеза лежит сложный процесс реализации на разных стадиях развития организма наследственной информации, заложенной в каждой из его клеток.
№ слайда 4
Описание слайда:
Эмбриональное развитие - это раз ви тие организма от оплодотворения до рождения. Эмбриональное развитие возможно лишь при оптимальном сочетании внутренних и внешних условий. Каждая последующая стадия развития эмбриона или плода вытекает из предыдущей и из имеющихся в данный момент условий развития. Если какого-либо внешнего или внутреннего условия недостаточно, или если возникает необычный внешний фактор, способный кардинально повлиять на ход развития плода, эмбриогенез может отклониться от нормального пути.
№ слайда 5
Описание слайда:
«Критические периоды» - что это значит? Критические периоды беременности, или критические периоды в развитии эмбриона и плода - это те периоды, когда чувствительность их повышается, а адаптационные возможности снижаются и зародыш становится особенно легко уязвимым Эти периоды характеризуются активными клеточными и тканевыми процессами и значительным повышением обмена веществ
№ слайда 6
Описание слайда:
В эмбиогенезе человека к критическим периодам относят: 1) оплодотворение; 2) имплантацию (7 - 8-е сутки эмбриогенеза); 3) развитие осевого комплекса зачатков органов и плацентацию (3 - 8-я недели); 4) развитие головного мозга (15 - 20-я недели); 5) формирование основных систем организма, в том числе половой (20 - 24-я недели). В эти периоды наиболее вероятно возникновение различных аномалий и пороков развития у плода.
№ слайда 7
Описание слайда:
Также критическими периодами можно назвать определенные сроки беременности, когда особенно высока опасность ее прерывания. Как правило, угроза невынашивания на этих сроках обусловлена обычными физиологическими процессами, которые становятся патологическими под действием неблагоприятных факторов. Для каждого критического периода можно выделить наиболее характерные причины прерывания беременности.
№ слайда 8
Описание слайда:
Действие неблагоприятных факторов окружающей среды: А) недостаток кислорода (гипоксия), Б) переохлаждение, В) перегревание, Г) врачебные препараты, Д) токсины, Е) продукты химического производства, Ж) возбудители вирусных и бактериальных инфекций и т.д., В зависимости от стадии развития зародыша может оказаться крайне опасным и даже губительным для него
№ слайда 9
Описание слайда:
№ слайда 10
Описание слайда:
№ слайда 11
Описание слайда:
На этом сроке происходит имплантация плодного яйца, т.е. его внедрение в слизистую оболочку матки. Процесс имплантации может нарушаться: - при аномалиях строения матки (инфантилизме, двурогой или седловидной матке, наличии перегородки в полости матки); - при травмах эндометрия, т.е. внутреннего слоя матки в результате искусственных абортов и воспалительных заболеваний (хронического эндометрита); - при наличии миомы матки; - при рубце на матке после кесарева сечения и других операций.
№ слайда 12
Описание слайда:
№ слайда 13
Описание слайда:
№ слайда 14
Описание слайда:
Нарушения функции яичников могут быть врожденными или следствием абортов, воспалительных процессов или нарушения функции других эндокринных желез - гипофиза, надпочечников, щитовидной железы. Чаще всего наблюдается недостаток прогестерона - гормона яичников, необходимого для поддержания беременности на ее ранних сроках.
№ слайда 15
Описание слайда:
Снижение уровня прогестерона приводит к угрозе прерывания беременности. В некоторых случаях может быть исходно снижен как уровень прогестерона, так и других яичниковых гормонов, в особенности эстрогенов. Последние, в частности, влияют на рост и развитие матки. При недостатке эстрогенов отмечается недоразвитие матки и ее слизистой оболочки - эндометрия. После оплодотворения плодное яйцо внедряется в эндометрий. Если он развит недостаточно, то процесс внедрения зародыша в стенку матки может нарушаться, что приводит к выкидышу.
№ слайда 16
Описание слайда:
№ слайда 17
Описание слайда:
На этом этапе опасность представляет низкое расположение и предлежание плаценты (полное, неполное). Если у женщины еще в первом триместре наблюдались описанные выше патологические явления, а также были обнаружены какие-либо инфекционные заболевания, то плацента становится уязвимой, а неправильное расположение может спровоцировать ее отслойку и кровотечение.
№ слайда 18
Описание слайда:
3. Истмико - цервикальная недостаточность Истмико-цервикальная недостаточность - это патология шейки, при котором она неспособна выполнять эту функцию. Под действием силы тяжести плодное яйцо постепенно опускается вниз, шейка матки раскрывается и… беременность прерывается Для устранения истмико-цервикальной недостаточности необходимо до наступления критического срока наложить шов на шейку матки
№ слайда 19
Описание слайда:
№ слайда 20
Описание слайда:
Очередной этап интенсивного роста плода и матки приходится на сроки 28-32 недели. Нарушение развития беременности в эти сроки могут вызывать такие осложнения, как поздний гестоз, плацентарная недостаточность и отслойка плаценты. Прерывание беременности на этом сроке называют преждевременными родами, т.к. ребенок появляется на свет жизнеспособным, однако его состояние требует серьезной реабилитации
№ слайда 21
Описание слайда:
№ слайда 22
Описание слайда:
Влияние тератогенных факторов. Изучение эпидемиологии врожденных пороков развития (ВПР) является актуальной проблемой современной медицины. ВПР занимают второе-третье место в структуре младенческой смертности. Причем, чем меньше показатель младенческой смертности, тем большую роль в нем составляют врожденные аномалии. Большую роль в возникновении ВПР играют так называемые тератогенные факторы. Тератология - наука, изучающая причины возникновения, развития и профилактику врожденных пороков развития. Под термином "врожденные пороки" следует понимать стойкие морфологические изменения органа или всего организма, выходящие за пределы вариаций их строений. ВП развития возникают внутриутробно в результате нарушения процессов развития зародыша или (много реже) после рождения ребенка, как следствие нарушения дальнейшего формирования органов.
№ слайда 23
Описание слайда:
Тератогенные факторы в эмбриологии 1) Физические факторы. а) радиационное воздействие. Специфического комплекса пороков ионизирующее излучение не дает, однако, наиболее часто в таких случаях наблюдаются пороки нервной системы и черепа. б) механическое воздействие. Возможно неправильное формирование органов плода (встречаются врожденные ампутации пальцев или стоп,сращивание отдельных органов и т.д.). В отдельных случаях может наблюдаться смерть плода. 2) Химические факторы. Все исследователи солидарны в том, что химические вещества, включая и медикаменты, до клинической апробации на тератогенность беременным женщинам лучше не назначать. Но если применение лекарственных препаратов необходимо, то следует учитывать химическое строение вещества, его способность преодолевать плацентарный барьер, суммарную и одноразовую дозу введенного в организм беременной вещества, скорость распространения вещества. Большое значение имеет доза вещества. Важно и то, как вводится медикамент: дробными дозами и неоднократно или за короткий отрезок времени получена "ударная" доза препарата
№ слайда 24
Описание слайда:
Химические вещества, применяемые в быту и промышленности Наибольший интерес исследователей привлекал алкоголь. На значение хронического алкоголизма матери в происхождении врожденных пороков указывалось давно. Еще в 1959 г. Л.А. Богданович писал о том, что у женщин, которые хронически употребляют спиртные напитки, дети в 34,5 % случаев рождаются недоношенными, в 19 % - физически ослабленными и 3% случаев наблюдаются ВП развития. В таких случаях дети рождаются с дефицитом роста, массы тела, общей задержкой физического и психического развития. Наблюдалась частая поражаемость центральной нервной системы. Нередки пороки сердца и почек
№ слайда 25
Описание слайда:
Причинно-следственная связь курения с врожденными пороками не установлена, однако известно, что масса тела новорожденных у курящих матерей ниже, чем у некурящих, чаще разрывы плодных оболочек и преждевременная отслойка плаценты. Это все объясняют прямым воздействием никотина на кровеносные сосуды матери и изменением состава крови матери. Широко применяемые в промышленности и сельском хозяйстве бензин, бензол, фенолы, окись азота, многие ядохимикаты, а также свинец и пары ртути обладают эмбриотоксическими свойствами. Воздействие их может вызвать смерть плода или рождение ослабленного ребенка.
№ слайда 26
Описание слайда:
Наркотики. Вещества разных химических групп оказывают неодинаковое действие на организм матери, а как следствие и на плод. Опиаты влияют мозаично (одни центры активизируют, другие тормозят). Кокаин, препараты конопли вызывают галлюцинации. Общее для все групп наркотиков: вызывают сильнейшую зависимость, особенно опиаты, и психическую (из-за эйфории), и физическую (так встраиваются в обмен веществ, медиаторные процессы головного мозга, что при лишении наркотика вызывают "ломку" - абструктивный синдром. Все группы наркотиков вызывают привыкание - для эйфории требуется увеличивать дозу. Парализуют волю, социальные функции, ведут к преступлениям (добыть дозу). При введении морфина и его аналогов сильно угнетается дыхательный центр, нередки смерти от остановки дыхания.
№ слайда 27
Описание слайда:
3) Вирусное воздействие. Практически все половые инфекции могут привести к преждевременному прерыванию беременности, внутриутробному заражению плода и инфицированию новорожденного при родах. Сифилис передается от матери к плоду. Микроорганизмы, вызывающие сифилис, поражают плод, быстро проникая почти во все его ткани и органы, разрушая почки, печень, кровеносные сосуды, легкие. Если ребенок выживет, то над ним будет постоянно висеть угроза заболеть острой пневмонией или потерять зрение. Синдром приобретенного иммунного дефицита (СПИД). Выявление во время беременности заражения ВИЧ-инфекцией, создает угрозу не только для будущей матери, но и для ее ребенка. Большой процент (по оценкам специалистов от 20 до 65 %) детей, рожденных матерями - носительницами вируса ВИЧ, уже в течение первых 6 месяцев после рождения несет признаки развивающейся инфекции. Во время беременности мать может передать вирус из своего кровотока через плаценту плоду.
Описание слайда:
Список использованной литературы: Бекман Д. A., Брент Р.Л. Механизм тератогенезиса. – М.: «Медицина», 1992 Шепард T. H. «Каталог тератогенных факторов», 1992 Физиология развития ребенка / Под ред. В.И.Козлова и Д.А.Фарбер. - М.: Просвещение, 1983 Давыдов И.О., Кальпунов Г.С. Критические периоды развития. – Спб.: «Феникс», 2004 Большая медицинская энциклопедия, т.2, изд. «Юный медик», 1998 Горенов А.В. Основные пороки развития плода. – М.: «АстраМед», 2001 Ленгмур Т.С., Саприконова С.Я. Курс эмбриологии, гистологии. – М.: «Медицина», 1995
№ слайда 32
Описание слайда:
«Приход наш и уход … загадочны – их цели
Все мудрецы Земли осмыслить не сумели.
Где круга этого начало, где конец?
Откуда мы пришли, куда уйдем отсель?»
Омар Хайям
Тема урока: «Эмбриональное развитие организма»
дать характеристику основным этапам эмбриогенеза
Эмбриогенез
Эмбриогенез - период развития особи от момента образования
зиготы до рождения (например, у млекопитающих)
или выхода из яйцевых оболочек (у птиц).
дробления (бластуляция)
нейруляция и органогенез
гаструляция
Эмбриогенез
Эмбриональный период состоит из ряда стадий:
дробления (бластуляция)
нейруляция и органогенез
гаструляция
1. Дробление (бластуляция)
Дробление - ряд последовательных митотических делений зиготы, в результате которых огромный объем цитоплазмы яйца разделяется на многочисленные, содержащие ядра клетки меньшего размера. В результате дробления образуются клетки, которые называют бластомерами .
Рис. 312. Дробление яйцеклетки амфибий (лягушка):
1 - двуклеточная стадия; 2 - четырехклеточная стадия; 3 - восьмиклеточная стадия; 4 - переход от восьми- к шестнадцатиклеточной стадии (клетки анимального полюса уже поделились, а клетки вегетативного только начинают дробиться; 5 - более поздняя стадия дробления; 6 - бластула; 7 - бластула в разрезе.
Однако дробление не может происходить бесконечно. Так как каждое деление дробления сопровождается уменьшением размера клетки, постепенно происходит повышение величины ядерно-цитоплазматического отношения, сниженного в период роста ооцита. Наступает момент, когда это отношение достигает значения, типичного для соматических клеток данного вида.
Биологическое значение процесса дробления сводится к следующему:
благодаря повторяющимся циклам репродукции, происходит размножение генотипа зиготы;
происходит накопление клеточной массы для дальнейших преобразований, т.е. зародыш из одноклеточного превращается в многоклеточный.
Деление бластомеров бывает синхронным и несинхронным . У большинства видов оно несинхронно с самого начала развития, у других становится таковым уже после первых делений.
Характер дробления определяется, прежде всего, строением яйцеклетки, главным образом, количеством желтка и особенностями его распределения в цитоплазме. В этой связи по способу дробления выделяют два основных типа яиц (рис. 313):
полностью дробящиеся;
дробящиеся частично.
Полное дробление
Полным дробление называется тогда, когда цитоплазма яйцеклетки полностью разделяется на бластомеры. Оно может быть:
равномерным , при котором все образовавшиеся бластомеры имеют одинаковые размеры и форму; оно характерно для алецитальных и изолецитальных яйцеклеток;
неравномерным , при котором образуются неравные по размерам бластомеры; свойственно телолецитальным яйцеклеткам с умеренным содержанием желтка; мелкие бластомеры возникают у анимального полюса, крупные - в области вегетативного полюса зародыша.
Рис. 313. Различные типы дробления:
А - полное; Б - частичное; В - дискоидальное.
Частичное дробление
Частичное дробление - тип дробления, при котором цитоплазма яйцеклетки не полностью разделяется на бластомеры. Одним из видов частичного дробления является дискоидальное , при котором дроблению подвергается только лишенный желтка участок цитоплазмы у анимального полюса, где находится ядро. Участок цитоплазмы, подвергшийся дроблению, называется зародышевым диском. Этот тип дробления характерен для резко телолецитальных яиц с большим количеством желтка (рептилии, птицы, рыбы);
Образование бластулы
Дробление у представителей разных групп животных имеет свои особенности, однако завершается оно образованием близкой по строению структуры - бластулы.
Бластула - это однослойный зародыш. Она состоит из слоя клеток - бластодермы , ограничивающей полость - бластоцель , или первичную полостью тела . Бластула формируется начиная с ранних этапов дробления, благодаря расхождению бластомеров. Возникающая при этом полость заполняется жидкостью.
Типы бластул
Строение бластулы во многом зависит от типа дробления (рис. 314).
Целобластула (типичная бластула). Образуется при равномерном дроблении. Имеет вид однослойного пузырька с большим бластоцелем (у ланцетника).
Амфибластула. При дроблении телолецитальных яиц бластодерма построена из бластомеров разного размера: микромеров на анимальном и макромеров на вегетативном полюсах. Бластоцель при этом смещается в сторону анимального полюса (у земноводных).
Рис. 314. Типы бластул:
1 - целобластула; 2 - амфибластула; 3 - дискобластула; 4 - бластоциста; 5 - эмбриобласт; 6 - трофобласт.
Дискобластула . Образуется при дискоидальном дроблении. Полость бластулы имеет вид узкой щели, находящейся под зародышевым диском (у птиц).
Бластоциста . Представляет собой однослойный пузырек, заполненный жидкостью, в котором различают эмбриобласт (из него развивается зародыш) и трофобласт , обеспечивающий питание зародыша (у млекопитающих).
Гаструляция
После того как сформировалась бластула, начинается новый этап эмбриогенеза - гаструляция (образование зародышевых листков). Для гаструляции характерны интенсивные перемещения отдельных клеток и клеточных масс. Деление клеток при гаструляции отсутствует или выражено очень слабо. В результате гаструляции образуется двухслойный, а затем трехслойный зародыш (у большинства животных) - гаструла (рис. 315). Первоначально образуются наружный (эктодерма ) и внутренний (энтодерма ). Позже между экто- и энтодермой закладывается третий зародышевый листок - мезодерма .
Зародышевые листки - это отдельные пласты клеток, занимающие определенное положение в зародыше и дающие начало соответствующим органам и системам органов. Зародышевые листки возникают не только в результате перемещения клеточных масс, но и в результате дифференциации сходных между собой сравнительно однородных клеток бластулы. В процессе гаструляции зародышевые листки занимают положение, соответствующее плану строения взрослого организма. Дифференциация - это процесс появления и нарастания морфологических и функциональных различий между отдельными клетками и частями зародыша.
Способы гаструляции
Рис. 315. Гаструла.
4 - гастроцель.
Инвагинация
кишки, или гастроцель бластопором, или первичным ртом первичноротых животных вторичноротых
Рис. 316. Типы гаструл:
Иммиграция -
Деламинация
Эпиболия
Образование мезодермы
Первичный органогенез
органогенезом
нейруляция
Нейруляция
нейрулой нейроэктодерма
Рис. 317. Нейрула:
нервной пластинки нервные валики нервный желобок невроцелем .
ганглиозную пластинку , или нервный гребень
Образование систем органов
Из материала эктодермы
хорда целомическими мешками. целом ).
Эмбриональная индукция
эмбриональной индукции
рост организма;
Прямое
неличиночный
Рис. 319. Развитие лягушки
внутриутробный
С превращением
1. Дробление (бластуляция)
Дробление завершается образованием бластулы – стадии, на которой у зародыша появляется первичная полость тела – бластоцель (4).
Способы гаструляции
Рис. 315. Гаструла.
1 - эктодерма; 2 - энтодерма; 3 - бластопор;
4 - гастроцель.
В зависимости от типа бластулы и от особенностей перемещения клеток, различают следующие основные способы образования двухслойного зародыша, или способы гаструляции (рис. 316):
Инвагинация . При данном способе один из участков бластодермы начинает впячиваться внутрь бластоцеля (у ланцетника). При этом бластоцель практически полностью вытесняется. Образуется двухслойный мешок, наружная стенка которого является первичной эктодермой, а внутренняя - первичной энтодермой, выстилающей полость первичной
кишки, или гастроцель . Отверстие, при помощи которого полость сообщается с окружающей средой, называется бластопором, или первичным ртом . У представителей разных групп животных судьба бластопора различна. У первичноротых животных он превращается в ротовое отверстие. У вторичноротых бластопор зарастает, и на его месте нередко возникает анальное отверстие, а ротовое отверстие прорывается на противоположном полюсе (переднем конце тела).
Рис. 316. Типы гаструл:
1 - инвагинационная; 2 - эпиболическая; 3 - иммиграционная; 4 - деламинационная; а - эктодерма; б - энтодерма; в - гастроцель
Иммиграция - выселение части клеток бластодермы в полость бластоцеля (у высших позвоночных). Из них образуется энтодерма.
Деламинация встречается у животных, имеющих бластулу без бластоцеля (у птиц). При таком способе гаструляции клеточные перемещения минимальны или совсем отсутствуют, так как происходит расслоение - наружные клетки бластулы преобразуются в эктодерму, а внутренние формируют энтодерму.
Эпиболия происходит, когда более мелкие бластомеры анимального полюса дробятся быстрее и обрастают более крупные бластомеры вегетативного полюса, образуя эктодерму (у земноводных). Клетки вегетативного полюса дают начало внутреннему зародышевому листку - энтодерме.
Описанные способы гаструляции редко встречаются в чистом виде и обычно наблюдаются их сочетания (инвагинация с эпиболией у амфибий или деляминация с иммиграцией у иглокожих).
Образование мезодермы
Чаще всего клеточный материал мезодермы входит в состав энтодермы. Он впячивается в бластоцель в виде карманообразных выростов, которые затем отшнуровываются.
При образовании мезодермы происходит образование вторичной полости тела, или целома.
Первичный органогенез
Процесс формирования органов в эмбриональном развитии называют органогенезом . В построении любого органа участвуют несколько тканей. Поэтому стадия органогенеза является и стадией гистогенеза.
В органогенезе можно выделить две фазы:
нейруляция - образование комплекса осевых органов (нервная трубка, хорда, кишечная трубка и мезодерма сомитов), в который вовлекается почти весь зародыш;
построение остальных органов, приобретение различными участками тела типичной для них формы и черт внутренней организации, установление определенных пропорций (пространственно ограниченные процессы).
По теории зародышевых листков Карла Бэра, возникновение органов обусловлено преобразованием того или иного зародышевого листка - экто-, мезо- или энтодермы. Некоторые органы могут иметь смешанное происхождение, то есть они образованы при участии сразу несколько зародышевых листков. Например, мускулатура пищеварительного тракта является производным мезодермы, а его внутренняя выстилка - производное энтодермы. Однако, несколько упрощая, происхождение основных органов и их систем все-таки можно связать с определенными зародышевыми листками.
Нейруляция
Зародыш на стадии нейруляции называется нейрулой (рис. 317). Материал, используемый на построение нервной системы у позвоночных животных - нейроэктодерма , входит в состав спинной (дорсальной) части эктодермы. Он располагается над за
Рис. 317. Нейрула:
1 - эктодерма; 2 - хорда; 3 - вторичная полость тела; 4 - мезодерма; 5 - энтодерма; 6 - кишечная полость; 7 - нервная трубка.
чатком хорды. Взаимодействие этихзачатков
является одним из наиболее важных во всем развитии. Сначала в области нейроэктодермы происходит уплощение клеточного пласта, что приводит к образованию нервной пластинки . Затем края нервной пластинки утолщаются и приподнимаются, образуя нервные валики . В центре пластинки за счет перемещения клеток по средней линии возникает нервный желобок , разделяющий зародыш на будущие правую и левую половины. Нервная пластинка начинает складываться по средней линии. Края ее соприкасаются, а затем смыкаются. В результате этих процессов возникает нервная трубка с полостью - невроцелем .
Смыкание валиков происходит сначала в средней, а затем в задней части нервного желобка. В последнюю очередь это происходит в головной части, которая по ширине превосходит другие. Передний, расширенный отдел в дальнейшем образует головной мозг, остальная часть нервной трубки - спинной. В результате нервная пластинка превращается в нервную трубку, лежащую под эктодермой.
В ходе нейруляции часть клеток нервной пластинки не входят в состав нервной трубки. Они образуют ганглиозную пластинку , или нервный гребень , - скопление клеток вдоль нервной трубки. Позднее эти клетки мигрируют по всему зародышу, образуя клетки нервных узлов, мозгового вещества надпочечников, пигментные клетки и т.п.
Образование систем органов
Из материала эктодермы , помимо нервной трубки, развиваются эпидермис и его производные (перо, волосы, ногти, когти, кожные железы и т.д.), компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эпителий ротовой полости, эмаль зубов.
Мезодермальные и энтодермальные органы формируются не после образования нервной трубки, а одновременно с ней. Практически одновременно с нейруляцией происходят процессы закладки мезодермы и хорды. Вначале вдоль боковых стенок первичной кишки путем выпячивания энтодермы образуются карманы, или складки. Участок энтодермы, расположенный между этими складками, утолщается, прогибается, сворачивается и отшнуровывается от основной массы энтодермы. Так появляется хорда . Возникшие карманообразные выпячивания энтодермы отшнуровываются от первичной кишки и превращаются в ряд сегментарно-расположенных замкнутых мешков, называемых также целомическими мешками. Их стенки образованы мезодермой, а полость внутри представляет собой вторичную полость тела (или целом ).
Из мезодермы развиваются все виды соединительной ткани, дерма, скелет, поперечно-полосатая и гладкая мускулатура, кровеносная и лимфатическая системы, половая система.
Из материала энтодермы развивается эпителий кишечника и желудка, клетки печени, секретирующие клетки поджелудочной, кишечных и желудочных желез. Передний отдел эмбриональной кишки образует эпителий легких и воздухоносных путей, секретирующие отделы передней и средней доли гипофиза, щитовидной и паращитовидной желез.
Эмбриональная индукция
Наблюдения за оплодотворенной яйцеклеткой лягушки позволили проследить путь развития клеток, входящих в состав того или иного участка зародыша. Оказалось, что определенные клетки, занимающие соответствующее место в бластуле, дают начало строго определенным зачаткам органов. Удалось выяснить, какие группы клеток дают начало нервной трубке, хорде, мезодерме, кожному эпителию и т.д. Действительно, в развивающемся организме различные группы клеток дают начало определенным органам и тканям, а культивирование клеток вне зародыша (в пробирке) не приводит к формированию типичных тканевых структур, которые должны были бы образоваться из клеток. Чем же вызывается преобразование тех или иных клеток зародыша в конкретные ткани и органы?
В 1924 г. были опубликованы результаты опытов Г.Шпемана и Г.Мангольда, посвященные выяснению этого вопроса (рис. 318). На стадии ранней гаструлы зачаток эктодермы, который в нормальных условиях должен был развиться в структуры нервной системы, из зародыша гребенчатого (непигментриованного) тритона пересаживался под эктодерму брюшной стороны, дающую начало эпидермису кожи, зародыша обыкновенного (пигментированного) тритона. В итоге на брюшной стороне зародыша-реципиента возникала сначала нервная трубка и другие компоненты комплекса осевых органов, а затем формировался дополнительный зародыш. Причем, наблюдения показали, что ткани дополнительного зародыша формируются почти исключительно из клеточного материала реципиента.
Эти данные доказывают, что в ходе эмбриогенеза некоторые части зародыша влияют на пути развития соседних участков. Такое влияние одного зачатка на другой получило название эмбриональной индукции . Насколько важную роль играет эмбриональная индукция в развитии, показывает следующий опыт. Если на стадии ранней гаструлы полностью удалить
Рис 318. Эмбриональная индукция:
1 - зачаток хордомезодермы; 2 - полость бластулы; 3 - индуцирорванная нервная трубка; 4 - индуцированная хорда; 5 - первичная нервная трубка; 6 - первичная хорда; 7 - формирование вторичного зародыша, соединенного с зародышем-хозяином.
зачаток хорды, то нервная трубка совсем не развивается. Эктодерма на спинной стороне зародыша, из которой в норме формируется нервная трубка, образует кожный эпителий.
При дальнейшем изучении развития зародышей оказалось, что зачаток хордомезодермы представляет собой не только индуктор нервной трубки, но и сам для дифференцировки нуждается в индуцирующем влиянии со стороны зачатка нервной системы. Во время эмбрионального развития имеет место не односторонняя индукция, а взаимодействие частей развивающегося зародыша. Таким образом, эмбриональную индукцию можно определить как явление, при котором в процессе эмбриогенеза один зачаток влияет на другой, определяя путь его развития, и, кроме того, сам подвергается индуцирующему воздействию со стороны первого зачатка.
38.6. Постэмбриональное развитие
Постэмбриональный период развития начинается в момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до его смерти. Постэмбриональное развитие включает в себя:
рост организма;
установление окончательных пропорций тела;
переход систем органов на режим взрослого организма (в частности, половое созревание).
Типы постэмбрионального развития
Различают два основных типа постэмбрионального развития:
Прямое , при котором из тела матери или яйцевых оболочек выходит особь, отличающаяся от взрослого организма только меньшим размером (птицы, млекопитающие). Различают:
неличиночный (яйцекладный) тип, при котором зародыш развивается внутри яйца (рыбы, птицы);
Рис. 319. Развитие лягушки
внутриутробный тип, при котором зародыш развивается внутри организма матери и связан с ним через плаценту (плацентарные млекопитающие).
С превращением (метаморфозом), при котором из яйца выходит личинка, устроенная проще взрослого животного (иногда сильно отличающаяся от него); как правило, она имеет специальные личиночные органы, отсутствующие у взрослого животного, и не способна к размножению; часто личинка ведет иной образ жизни, чем взрослое животное (насекомые, некоторые паукообразные, амфибии).
Примером животных, имеющих постэмбриональное развитие с метаморфозом, служат бесхвостые земноводные (рис. 319). Из яйцевых оболочек земноводных выходит личинка - головастик, больше напоминающий рыбу, чем земноводное. Он имеет обтекаемую форму тела, хвостовой плавник, жаберные щели и жабры, органы боковой линии, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. Со временем, под влиянием гормона щитовидной железы, головастик претерпевает метаморфоз. У него рассасывается хвост, появляются конечности,
исчезает боковая линия, развиваются легкие и второй круг кровообращения, то есть постепенно он приобретает признаки, характерные для земноводных.
У млекопитающих образуется бластоциста - однослойный пузырек, заполненный жидкостью, в котором различают эмбриобласт (5), из него развивается зародыш и трофобласт (6) , обеспечивающий питание зародыша.
Бластоциста
2. Гаструляция
Гаструляция – этап образования зародышевых листков
Бластула в разрезе 1-бластомеры 2-бластоцель
Начало образования гаструлы 3-энтодерма
Гаструла 4-эктодерма 5-первичный рот 6-первичная кишка
Способы гаструляции
Рис. 315. Гаструла.
1 - эктодерма; 2 - энтодерма; 3 - бластопор;
4 - гастроцель.
В зависимости от типа бластулы и от особенностей перемещения клеток, различают следующие основные способы образования двухслойного зародыша, или способы гаструляции (рис. 316):
Инвагинация . При данном способе один из участков бластодермы начинает впячиваться внутрь бластоцеля (у ланцетника). При этом бластоцель практически полностью вытесняется. Образуется двухслойный мешок, наружная стенка которого является первичной эктодермой, а внутренняя - первичной энтодермой, выстилающей полость первичной
кишки, или гастроцель . Отверстие, при помощи которого полость сообщается с окружающей средой, называется бластопором, или первичным ртом . У представителей разных групп животных судьба бластопора различна. У первичноротых животных он превращается в ротовое отверстие. У вторичноротых бластопор зарастает, и на его месте нередко возникает анальное отверстие, а ротовое отверстие прорывается на противоположном полюсе (переднем конце тела).
Рис. 316. Типы гаструл:
1 - инвагинационная; 2 - эпиболическая; 3 - иммиграционная; 4 - деламинационная; а - эктодерма; б - энтодерма; в - гастроцель
Иммиграция - выселение части клеток бластодермы в полость бластоцеля (у высших позвоночных). Из них образуется энтодерма.
Деламинация встречается у животных, имеющих бластулу без бластоцеля (у птиц). При таком способе гаструляции клеточные перемещения минимальны или совсем отсутствуют, так как происходит расслоение - наружные клетки бластулы преобразуются в эктодерму, а внутренние формируют энтодерму.
Эпиболия происходит, когда более мелкие бластомеры анимального полюса дробятся быстрее и обрастают более крупные бластомеры вегетативного полюса, образуя эктодерму (у земноводных). Клетки вегетативного полюса дают начало внутреннему зародышевому листку - энтодерме.
Описанные способы гаструляции редко встречаются в чистом виде и обычно наблюдаются их сочетания (инвагинация с эпиболией у амфибий или деляминация с иммиграцией у иглокожих).
Образование мезодермы
Чаще всего клеточный материал мезодермы входит в состав энтодермы. Он впячивается в бластоцель в виде карманообразных выростов, которые затем отшнуровываются.
При образовании мезодермы происходит образование вторичной полости тела, или целома.
Первичный органогенез
Процесс формирования органов в эмбриональном развитии называют органогенезом . В построении любого органа участвуют несколько тканей. Поэтому стадия органогенеза является и стадией гистогенеза.
В органогенезе можно выделить две фазы:
нейруляция - образование комплекса осевых органов (нервная трубка, хорда, кишечная трубка и мезодерма сомитов), в который вовлекается почти весь зародыш;
построение остальных органов, приобретение различными участками тела типичной для них формы и черт внутренней организации, установление определенных пропорций (пространственно ограниченные процессы).
По теории зародышевых листков Карла Бэра, возникновение органов обусловлено преобразованием того или иного зародышевого листка - экто-, мезо- или энтодермы. Некоторые органы могут иметь смешанное происхождение, то есть они образованы при участии сразу несколько зародышевых листков. Например, мускулатура пищеварительного тракта является производным мезодермы, а его внутренняя выстилка - производное энтодермы. Однако, несколько упрощая, происхождение основных органов и их систем все-таки можно связать с определенными зародышевыми листками.
Нейруляция
Зародыш на стадии нейруляции называется нейрулой (рис. 317). Материал, используемый на построение нервной системы у позвоночных животных - нейроэктодерма , входит в состав спинной (дорсальной) части эктодермы. Он располагается над за
Рис. 317. Нейрула:
1 - эктодерма; 2 - хорда; 3 - вторичная полость тела; 4 - мезодерма; 5 - энтодерма; 6 - кишечная полость; 7 - нервная трубка.
чатком хорды. Взаимодействие этихзачатков
является одним из наиболее важных во всем развитии. Сначала в области нейроэктодермы происходит уплощение клеточного пласта, что приводит к образованию нервной пластинки . Затем края нервной пластинки утолщаются и приподнимаются, образуя нервные валики . В центре пластинки за счет перемещения клеток по средней линии возникает нервный желобок , разделяющий зародыш на будущие правую и левую половины. Нервная пластинка начинает складываться по средней линии. Края ее соприкасаются, а затем смыкаются. В результате этих процессов возникает нервная трубка с полостью - невроцелем .
Смыкание валиков происходит сначала в средней, а затем в задней части нервного желобка. В последнюю очередь это происходит в головной части, которая по ширине превосходит другие. Передний, расширенный отдел в дальнейшем образует головной мозг, остальная часть нервной трубки - спинной. В результате нервная пластинка превращается в нервную трубку, лежащую под эктодермой.
В ходе нейруляции часть клеток нервной пластинки не входят в состав нервной трубки. Они образуют ганглиозную пластинку , или нервный гребень , - скопление клеток вдоль нервной трубки. Позднее эти клетки мигрируют по всему зародышу, образуя клетки нервных узлов, мозгового вещества надпочечников, пигментные клетки и т.п.
Образование систем органов
Из материала эктодермы , помимо нервной трубки, развиваются эпидермис и его производные (перо, волосы, ногти, когти, кожные железы и т.д.), компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эпителий ротовой полости, эмаль зубов.
Мезодермальные и энтодермальные органы формируются не после образования нервной трубки, а одновременно с ней. Практически одновременно с нейруляцией происходят процессы закладки мезодермы и хорды. Вначале вдоль боковых стенок первичной кишки путем выпячивания энтодермы образуются карманы, или складки. Участок энтодермы, расположенный между этими складками, утолщается, прогибается, сворачивается и отшнуровывается от основной массы энтодермы. Так появляется хорда . Возникшие карманообразные выпячивания энтодермы отшнуровываются от первичной кишки и превращаются в ряд сегментарно-расположенных замкнутых мешков, называемых также целомическими мешками. Их стенки образованы мезодермой, а полость внутри представляет собой вторичную полость тела (или целом ).
Из мезодермы развиваются все виды соединительной ткани, дерма, скелет, поперечно-полосатая и гладкая мускулатура, кровеносная и лимфатическая системы, половая система.
Из материала энтодермы развивается эпителий кишечника и желудка, клетки печени, секретирующие клетки поджелудочной, кишечных и желудочных желез. Передний отдел эмбриональной кишки образует эпителий легких и воздухоносных путей, секретирующие отделы передней и средней доли гипофиза, щитовидной и паращитовидной желез.
Эмбриональная индукция
Наблюдения за оплодотворенной яйцеклеткой лягушки позволили проследить путь развития клеток, входящих в состав того или иного участка зародыша. Оказалось, что определенные клетки, занимающие соответствующее место в бластуле, дают начало строго определенным зачаткам органов. Удалось выяснить, какие группы клеток дают начало нервной трубке, хорде, мезодерме, кожному эпителию и т.д. Действительно, в развивающемся организме различные группы клеток дают начало определенным органам и тканям, а культивирование клеток вне зародыша (в пробирке) не приводит к формированию типичных тканевых структур, которые должны были бы образоваться из клеток. Чем же вызывается преобразование тех или иных клеток зародыша в конкретные ткани и органы?
В 1924 г. были опубликованы результаты опытов Г.Шпемана и Г.Мангольда, посвященные выяснению этого вопроса (рис. 318). На стадии ранней гаструлы зачаток эктодермы, который в нормальных условиях должен был развиться в структуры нервной системы, из зародыша гребенчатого (непигментриованного) тритона пересаживался под эктодерму брюшной стороны, дающую начало эпидермису кожи, зародыша обыкновенного (пигментированного) тритона. В итоге на брюшной стороне зародыша-реципиента возникала сначала нервная трубка и другие компоненты комплекса осевых органов, а затем формировался дополнительный зародыш. Причем, наблюдения показали, что ткани дополнительного зародыша формируются почти исключительно из клеточного материала реципиента.
Эти данные доказывают, что в ходе эмбриогенеза некоторые части зародыша влияют на пути развития соседних участков. Такое влияние одного зачатка на другой получило название эмбриональной индукции . Насколько важную роль играет эмбриональная индукция в развитии, показывает следующий опыт. Если на стадии ранней гаструлы полностью удалить
Рис 318. Эмбриональная индукция:
1 - зачаток хордомезодермы; 2 - полость бластулы; 3 - индуцирорванная нервная трубка; 4 - индуцированная хорда; 5 - первичная нервная трубка; 6 - первичная хорда; 7 - формирование вторичного зародыша, соединенного с зародышем-хозяином.
зачаток хорды, то нервная трубка совсем не развивается. Эктодерма на спинной стороне зародыша, из которой в норме формируется нервная трубка, образует кожный эпителий.
При дальнейшем изучении развития зародышей оказалось, что зачаток хордомезодермы представляет собой не только индуктор нервной трубки, но и сам для дифференцировки нуждается в индуцирующем влиянии со стороны зачатка нервной системы. Во время эмбрионального развития имеет место не односторонняя индукция, а взаимодействие частей развивающегося зародыша. Таким образом, эмбриональную индукцию можно определить как явление, при котором в процессе эмбриогенеза один зачаток влияет на другой, определяя путь его развития, и, кроме того, сам подвергается индуцирующему воздействию со стороны первого зачатка.
38.6. Постэмбриональное развитие
Постэмбриональный период развития начинается в момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до его смерти. Постэмбриональное развитие включает в себя:
рост организма;
установление окончательных пропорций тела;
переход систем органов на режим взрослого организма (в частности, половое созревание).
Типы постэмбрионального развития
Различают два основных типа постэмбрионального развития:
Прямое , при котором из тела матери или яйцевых оболочек выходит особь, отличающаяся от взрослого организма только меньшим размером (птицы, млекопитающие). Различают:
неличиночный (яйцекладный) тип, при котором зародыш развивается внутри яйца (рыбы, птицы);
Рис. 319. Развитие лягушки
внутриутробный тип, при котором зародыш развивается внутри организма матери и связан с ним через плаценту (плацентарные млекопитающие).
С превращением (метаморфозом), при котором из яйца выходит личинка, устроенная проще взрослого животного (иногда сильно отличающаяся от него); как правило, она имеет специальные личиночные органы, отсутствующие у взрослого животного, и не способна к размножению; часто личинка ведет иной образ жизни, чем взрослое животное (насекомые, некоторые паукообразные, амфибии).
Примером животных, имеющих постэмбриональное развитие с метаморфозом, служат бесхвостые земноводные (рис. 319). Из яйцевых оболочек земноводных выходит личинка - головастик, больше напоминающий рыбу, чем земноводное. Он имеет обтекаемую форму тела, хвостовой плавник, жаберные щели и жабры, органы боковой линии, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. Со временем, под влиянием гормона щитовидной железы, головастик претерпевает метаморфоз. У него рассасывается хвост, появляются конечности,
исчезает боковая линия, развиваются легкие и второй круг кровообращения, то есть постепенно он приобретает признаки, характерные для земноводных.
Для гаструляции характерны интенсивные перемещения отдельных клеток и клеточных масс. Деление клеток отсутствует или выражено очень слабо. Образуется двуслойный, а затем трехслойный зародыш (у большинства животных) - гаструла. позже между экто- и энтодермой закладывается третий зародышевый листок - мезодерма.
3. Нейруляция
Нейруляция – этап формирования тканей и органов будущего
животного (образование комплекса осевых органов)
Способы гаструляции
Рис. 315. Гаструла.
1 - эктодерма; 2 - энтодерма; 3 - бластопор;
4 - гастроцель.
В зависимости от типа бластулы и от особенностей перемещения клеток, различают следующие основные способы образования двухслойного зародыша, или способы гаструляции (рис. 316):
Инвагинация . При данном способе один из участков бластодермы начинает впячиваться внутрь бластоцеля (у ланцетника). При этом бластоцель практически полностью вытесняется. Образуется двухслойный мешок, наружная стенка которого является первичной эктодермой, а внутренняя - первичной энтодермой, выстилающей полость первичной
кишки, или гастроцель . Отверстие, при помощи которого полость сообщается с окружающей средой, называется бластопором, или первичным ртом . У представителей разных групп животных судьба бластопора различна. У первичноротых животных он превращается в ротовое отверстие. У вторичноротых бластопор зарастает, и на его месте нередко возникает анальное отверстие, а ротовое отверстие прорывается на противоположном полюсе (переднем конце тела).
Рис. 316. Типы гаструл:
1 - инвагинационная; 2 - эпиболическая; 3 - иммиграционная; 4 - деламинационная; а - эктодерма; б - энтодерма; в - гастроцель
Иммиграция - выселение части клеток бластодермы в полость бластоцеля (у высших позвоночных). Из них образуется энтодерма.
Деламинация встречается у животных, имеющих бластулу без бластоцеля (у птиц). При таком способе гаструляции клеточные перемещения минимальны или совсем отсутствуют, так как происходит расслоение - наружные клетки бластулы преобразуются в эктодерму, а внутренние формируют энтодерму.
Эпиболия происходит, когда более мелкие бластомеры анимального полюса дробятся быстрее и обрастают более крупные бластомеры вегетативного полюса, образуя эктодерму (у земноводных). Клетки вегетативного полюса дают начало внутреннему зародышевому листку - энтодерме.
Описанные способы гаструляции редко встречаются в чистом виде и обычно наблюдаются их сочетания (инвагинация с эпиболией у амфибий или деляминация с иммиграцией у иглокожих).
Образование мезодермы
Чаще всего клеточный материал мезодермы входит в состав энтодермы. Он впячивается в бластоцель в виде карманообразных выростов, которые затем отшнуровываются.
При образовании мезодермы происходит образование вторичной полости тела, или целома.
Первичный органогенез
Процесс формирования органов в эмбриональном развитии называют органогенезом . В построении любого органа участвуют несколько тканей. Поэтому стадия органогенеза является и стадией гистогенеза.
В органогенезе можно выделить две фазы:
нейруляция - образование комплекса осевых органов (нервная трубка, хорда, кишечная трубка и мезодерма сомитов), в который вовлекается почти весь зародыш;
построение остальных органов, приобретение различными участками тела типичной для них формы и черт внутренней организации, установление определенных пропорций (пространственно ограниченные процессы).
По теории зародышевых листков Карла Бэра, возникновение органов обусловлено преобразованием того или иного зародышевого листка - экто-, мезо- или энтодермы. Некоторые органы могут иметь смешанное происхождение, то есть они образованы при участии сразу несколько зародышевых листков. Например, мускулатура пищеварительного тракта является производным мезодермы, а его внутренняя выстилка - производное энтодермы. Однако, несколько упрощая, происхождение основных органов и их систем все-таки можно связать с определенными зародышевыми листками.
Нейруляция
Зародыш на стадии нейруляции называется нейрулой (рис. 317). Материал, используемый на построение нервной системы у позвоночных животных - нейроэктодерма , входит в состав спинной (дорсальной) части эктодермы. Он располагается над за
Рис. 317. Нейрула:
1 - эктодерма; 2 - хорда; 3 - вторичная полость тела; 4 - мезодерма; 5 - энтодерма; 6 - кишечная полость; 7 - нервная трубка.
чатком хорды. Взаимодействие этихзачатков
является одним из наиболее важных во всем развитии. Сначала в области нейроэктодермы происходит уплощение клеточного пласта, что приводит к образованию нервной пластинки . Затем края нервной пластинки утолщаются и приподнимаются, образуя нервные валики . В центре пластинки за счет перемещения клеток по средней линии возникает нервный желобок , разделяющий зародыш на будущие правую и левую половины. Нервная пластинка начинает складываться по средней линии. Края ее соприкасаются, а затем смыкаются. В результате этих процессов возникает нервная трубка с полостью - невроцелем .
Смыкание валиков происходит сначала в средней, а затем в задней части нервного желобка. В последнюю очередь это происходит в головной части, которая по ширине превосходит другие. Передний, расширенный отдел в дальнейшем образует головной мозг, остальная часть нервной трубки - спинной. В результате нервная пластинка превращается в нервную трубку, лежащую под эктодермой.
В ходе нейруляции часть клеток нервной пластинки не входят в состав нервной трубки. Они образуют ганглиозную пластинку , или нервный гребень , - скопление клеток вдоль нервной трубки. Позднее эти клетки мигрируют по всему зародышу, образуя клетки нервных узлов, мозгового вещества надпочечников, пигментные клетки и т.п.
Образование систем органов
Из материала эктодермы , помимо нервной трубки, развиваются эпидермис и его производные (перо, волосы, ногти, когти, кожные железы и т.д.), компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эпителий ротовой полости, эмаль зубов.
Мезодермальные и энтодермальные органы формируются не после образования нервной трубки, а одновременно с ней. Практически одновременно с нейруляцией происходят процессы закладки мезодермы и хорды. Вначале вдоль боковых стенок первичной кишки путем выпячивания энтодермы образуются карманы, или складки. Участок энтодермы, расположенный между этими складками, утолщается, прогибается, сворачивается и отшнуровывается от основной массы энтодермы. Так появляется хорда . Возникшие карманообразные выпячивания энтодермы отшнуровываются от первичной кишки и превращаются в ряд сегментарно-расположенных замкнутых мешков, называемых также целомическими мешками. Их стенки образованы мезодермой, а полость внутри представляет собой вторичную полость тела (или целом ).
Из мезодермы развиваются все виды соединительной ткани, дерма, скелет, поперечно-полосатая и гладкая мускулатура, кровеносная и лимфатическая системы, половая система.
Из материала энтодермы развивается эпителий кишечника и желудка, клетки печени, секретирующие клетки поджелудочной, кишечных и желудочных желез. Передний отдел эмбриональной кишки образует эпителий легких и воздухоносных путей, секретирующие отделы передней и средней доли гипофиза, щитовидной и паращитовидной желез.
Эмбриональная индукция
Наблюдения за оплодотворенной яйцеклеткой лягушки позволили проследить путь развития клеток, входящих в состав того или иного участка зародыша. Оказалось, что определенные клетки, занимающие соответствующее место в бластуле, дают начало строго определенным зачаткам органов. Удалось выяснить, какие группы клеток дают начало нервной трубке, хорде, мезодерме, кожному эпителию и т.д. Действительно, в развивающемся организме различные группы клеток дают начало определенным органам и тканям, а культивирование клеток вне зародыша (в пробирке) не приводит к формированию типичных тканевых структур, которые должны были бы образоваться из клеток. Чем же вызывается преобразование тех или иных клеток зародыша в конкретные ткани и органы?
В 1924 г. были опубликованы результаты опытов Г.Шпемана и Г.Мангольда, посвященные выяснению этого вопроса (рис. 318). На стадии ранней гаструлы зачаток эктодермы, который в нормальных условиях должен был развиться в структуры нервной системы, из зародыша гребенчатого (непигментриованного) тритона пересаживался под эктодерму брюшной стороны, дающую начало эпидермису кожи, зародыша обыкновенного (пигментированного) тритона. В итоге на брюшной стороне зародыша-реципиента возникала сначала нервная трубка и другие компоненты комплекса осевых органов, а затем формировался дополнительный зародыш. Причем, наблюдения показали, что ткани дополнительного зародыша формируются почти исключительно из клеточного материала реципиента.
Эти данные доказывают, что в ходе эмбриогенеза некоторые части зародыша влияют на пути развития соседних участков. Такое влияние одного зачатка на другой получило название эмбриональной индукции . Насколько важную роль играет эмбриональная индукция в развитии, показывает следующий опыт. Если на стадии ранней гаструлы полностью удалить
Рис 318. Эмбриональная индукция:
1 - зачаток хордомезодермы; 2 - полость бластулы; 3 - индуцирорванная нервная трубка; 4 - индуцированная хорда; 5 - первичная нервная трубка; 6 - первичная хорда; 7 - формирование вторичного зародыша, соединенного с зародышем-хозяином.
зачаток хорды, то нервная трубка совсем не развивается. Эктодерма на спинной стороне зародыша, из которой в норме формируется нервная трубка, образует кожный эпителий.
При дальнейшем изучении развития зародышей оказалось, что зачаток хордомезодермы представляет собой не только индуктор нервной трубки, но и сам для дифференцировки нуждается в индуцирующем влиянии со стороны зачатка нервной системы. Во время эмбрионального развития имеет место не односторонняя индукция, а взаимодействие частей развивающегося зародыша. Таким образом, эмбриональную индукцию можно определить как явление, при котором в процессе эмбриогенеза один зачаток влияет на другой, определяя путь его развития, и, кроме того, сам подвергается индуцирующему воздействию со стороны первого зачатка.
38.6. Постэмбриональное развитие
Постэмбриональный период развития начинается в момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до его смерти. Постэмбриональное развитие включает в себя:
рост организма;
установление окончательных пропорций тела;
переход систем органов на режим взрослого организма (в частности, половое созревание).
Типы постэмбрионального развития
Различают два основных типа постэмбрионального развития:
Прямое , при котором из тела матери или яйцевых оболочек выходит особь, отличающаяся от взрослого организма только меньшим размером (птицы, млекопитающие). Различают:
неличиночный (яйцекладный) тип, при котором зародыш развивается внутри яйца (рыбы, птицы);
Рис. 319. Развитие лягушки
внутриутробный тип, при котором зародыш развивается внутри организма матери и связан с ним через плаценту (плацентарные млекопитающие).
С превращением (метаморфозом), при котором из яйца выходит личинка, устроенная проще взрослого животного (иногда сильно отличающаяся от него); как правило, она имеет специальные личиночные органы, отсутствующие у взрослого животного, и не способна к размножению; часто личинка ведет иной образ жизни, чем взрослое животное (насекомые, некоторые паукообразные, амфибии).
Примером животных, имеющих постэмбриональное развитие с метаморфозом, служат бесхвостые земноводные (рис. 319). Из яйцевых оболочек земноводных выходит личинка - головастик, больше напоминающий рыбу, чем земноводное. Он имеет обтекаемую форму тела, хвостовой плавник, жаберные щели и жабры, органы боковой линии, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. Со временем, под влиянием гормона щитовидной железы, головастик претерпевает метаморфоз. У него рассасывается хвост, появляются конечности,
исчезает боковая линия, развиваются легкие и второй круг кровообращения, то есть постепенно он приобретает признаки, характерные для земноводных.
Ранняя нейрула Нейрула
7- нервная пластинка 9- мезодерма 8- хорда 10- вторичная полость тела
Органогенез.
Органогенез
в эмбриональном развитии.
Эктодерма
эпидермис и его производные
(перо, волосы, ногти, когти,
кожные железы и т.д.)
нервная трубка
Способы гаструляции
Рис. 315. Гаструла.
1 - эктодерма; 2 - энтодерма; 3 - бластопор;
4 - гастроцель.
В зависимости от типа бластулы и от особенностей перемещения клеток, различают следующие основные способы образования двухслойного зародыша, или способы гаструляции (рис. 316):
Инвагинация . При данном способе один из участков бластодермы начинает впячиваться внутрь бластоцеля (у ланцетника). При этом бластоцель практически полностью вытесняется. Образуется двухслойный мешок, наружная стенка которого является первичной эктодермой, а внутренняя - первичной энтодермой, выстилающей полость первичной
кишки, или гастроцель . Отверстие, при помощи которого полость сообщается с окружающей средой, называется бластопором, или первичным ртом . У представителей разных групп животных судьба бластопора различна. У первичноротых животных он превращается в ротовое отверстие. У вторичноротых бластопор зарастает, и на его месте нередко возникает анальное отверстие, а ротовое отверстие прорывается на противоположном полюсе (переднем конце тела).
Рис. 316. Типы гаструл:
1 - инвагинационная; 2 - эпиболическая; 3 - иммиграционная; 4 - деламинационная; а - эктодерма; б - энтодерма; в - гастроцель
Иммиграция - выселение части клеток бластодермы в полость бластоцеля (у высших позвоночных). Из них образуется энтодерма.
Деламинация встречается у животных, имеющих бластулу без бластоцеля (у птиц). При таком способе гаструляции клеточные перемещения минимальны или совсем отсутствуют, так как происходит расслоение - наружные клетки бластулы преобразуются в эктодерму, а внутренние формируют энтодерму.
Эпиболия происходит, когда более мелкие бластомеры анимального полюса дробятся быстрее и обрастают более крупные бластомеры вегетативного полюса, образуя эктодерму (у земноводных). Клетки вегетативного полюса дают начало внутреннему зародышевому листку - энтодерме.
Описанные способы гаструляции редко встречаются в чистом виде и обычно наблюдаются их сочетания (инвагинация с эпиболией у амфибий или деляминация с иммиграцией у иглокожих).
Образование мезодермы
Чаще всего клеточный материал мезодермы входит в состав энтодермы. Он впячивается в бластоцель в виде карманообразных выростов, которые затем отшнуровываются.
При образовании мезодермы происходит образование вторичной полости тела, или целома.
Первичный органогенез
Процесс формирования органов в эмбриональном развитии называют органогенезом . В построении любого органа участвуют несколько тканей. Поэтому стадия органогенеза является и стадией гистогенеза.
В органогенезе можно выделить две фазы:
нейруляция - образование комплекса осевых органов (нервная трубка, хорда, кишечная трубка и мезодерма сомитов), в который вовлекается почти весь зародыш;
построение остальных органов, приобретение различными участками тела типичной для них формы и черт внутренней организации, установление определенных пропорций (пространственно ограниченные процессы).
По теории зародышевых листков Карла Бэра, возникновение органов обусловлено преобразованием того или иного зародышевого листка - экто-, мезо- или энтодермы. Некоторые органы могут иметь смешанное происхождение, то есть они образованы при участии сразу несколько зародышевых листков. Например, мускулатура пищеварительного тракта является производным мезодермы, а его внутренняя выстилка - производное энтодермы. Однако, несколько упрощая, происхождение основных органов и их систем все-таки можно связать с определенными зародышевыми листками.
Нейруляция
Зародыш на стадии нейруляции называется нейрулой (рис. 317). Материал, используемый на построение нервной системы у позвоночных животных - нейроэктодерма , входит в состав спинной (дорсальной) части эктодермы. Он располагается над за
Рис. 317. Нейрула:
1 - эктодерма; 2 - хорда; 3 - вторичная полость тела; 4 - мезодерма; 5 - энтодерма; 6 - кишечная полость; 7 - нервная трубка.
чатком хорды. Взаимодействие этихзачатков
является одним из наиболее важных во всем развитии. Сначала в области нейроэктодермы происходит уплощение клеточного пласта, что приводит к образованию нервной пластинки . Затем края нервной пластинки утолщаются и приподнимаются, образуя нервные валики . В центре пластинки за счет перемещения клеток по средней линии возникает нервный желобок , разделяющий зародыш на будущие правую и левую половины. Нервная пластинка начинает складываться по средней линии. Края ее соприкасаются, а затем смыкаются. В результате этих процессов возникает нервная трубка с полостью - невроцелем .
Смыкание валиков происходит сначала в средней, а затем в задней части нервного желобка. В последнюю очередь это происходит в головной части, которая по ширине превосходит другие. Передний, расширенный отдел в дальнейшем образует головной мозг, остальная часть нервной трубки - спинной. В результате нервная пластинка превращается в нервную трубку, лежащую под эктодермой.
В ходе нейруляции часть клеток нервной пластинки не входят в состав нервной трубки. Они образуют ганглиозную пластинку , или нервный гребень , - скопление клеток вдоль нервной трубки. Позднее эти клетки мигрируют по всему зародышу, образуя клетки нервных узлов, мозгового вещества надпочечников, пигментные клетки и т.п.
Образование систем органов
Из материала эктодермы , помимо нервной трубки, развиваются эпидермис и его производные (перо, волосы, ногти, когти, кожные железы и т.д.), компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эпителий ротовой полости, эмаль зубов.
Мезодермальные и энтодермальные органы формируются не после образования нервной трубки, а одновременно с ней. Практически одновременно с нейруляцией происходят процессы закладки мезодермы и хорды. Вначале вдоль боковых стенок первичной кишки путем выпячивания энтодермы образуются карманы, или складки. Участок энтодермы, расположенный между этими складками, утолщается, прогибается, сворачивается и отшнуровывается от основной массы энтодермы. Так появляется хорда . Возникшие карманообразные выпячивания энтодермы отшнуровываются от первичной кишки и превращаются в ряд сегментарно-расположенных замкнутых мешков, называемых также целомическими мешками. Их стенки образованы мезодермой, а полость внутри представляет собой вторичную полость тела (или целом ).
Из мезодермы развиваются все виды соединительной ткани, дерма, скелет, поперечно-полосатая и гладкая мускулатура, кровеносная и лимфатическая системы, половая система.
Из материала энтодермы развивается эпителий кишечника и желудка, клетки печени, секретирующие клетки поджелудочной, кишечных и желудочных желез. Передний отдел эмбриональной кишки образует эпителий легких и воздухоносных путей, секретирующие отделы передней и средней доли гипофиза, щитовидной и паращитовидной желез.
Эмбриональная индукция
Наблюдения за оплодотворенной яйцеклеткой лягушки позволили проследить путь развития клеток, входящих в состав того или иного участка зародыша. Оказалось, что определенные клетки, занимающие соответствующее место в бластуле, дают начало строго определенным зачаткам органов. Удалось выяснить, какие группы клеток дают начало нервной трубке, хорде, мезодерме, кожному эпителию и т.д. Действительно, в развивающемся организме различные группы клеток дают начало определенным органам и тканям, а культивирование клеток вне зародыша (в пробирке) не приводит к формированию типичных тканевых структур, которые должны были бы образоваться из клеток. Чем же вызывается преобразование тех или иных клеток зародыша в конкретные ткани и органы?
В 1924 г. были опубликованы результаты опытов Г.Шпемана и Г.Мангольда, посвященные выяснению этого вопроса (рис. 318). На стадии ранней гаструлы зачаток эктодермы, который в нормальных условиях должен был развиться в структуры нервной системы, из зародыша гребенчатого (непигментриованного) тритона пересаживался под эктодерму брюшной стороны, дающую начало эпидермису кожи, зародыша обыкновенного (пигментированного) тритона. В итоге на брюшной стороне зародыша-реципиента возникала сначала нервная трубка и другие компоненты комплекса осевых органов, а затем формировался дополнительный зародыш. Причем, наблюдения показали, что ткани дополнительного зародыша формируются почти исключительно из клеточного материала реципиента.
Эти данные доказывают, что в ходе эмбриогенеза некоторые части зародыша влияют на пути развития соседних участков. Такое влияние одного зачатка на другой получило название эмбриональной индукции . Насколько важную роль играет эмбриональная индукция в развитии, показывает следующий опыт. Если на стадии ранней гаструлы полностью удалить
Рис 318. Эмбриональная индукция:
1 - зачаток хордомезодермы; 2 - полость бластулы; 3 - индуцирорванная нервная трубка; 4 - индуцированная хорда; 5 - первичная нервная трубка; 6 - первичная хорда; 7 - формирование вторичного зародыша, соединенного с зародышем-хозяином.
зачаток хорды, то нервная трубка совсем не развивается. Эктодерма на спинной стороне зародыша, из которой в норме формируется нервная трубка, образует кожный эпителий.
При дальнейшем изучении развития зародышей оказалось, что зачаток хордомезодермы представляет собой не только индуктор нервной трубки, но и сам для дифференцировки нуждается в индуцирующем влиянии со стороны зачатка нервной системы. Во время эмбрионального развития имеет место не односторонняя индукция, а взаимодействие частей развивающегося зародыша. Таким образом, эмбриональную индукцию можно определить как явление, при котором в процессе эмбриогенеза один зачаток влияет на другой, определяя путь его развития, и, кроме того, сам подвергается индуцирующему воздействию со стороны первого зачатка.
38.6. Постэмбриональное развитие
Постэмбриональный период развития начинается в момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до его смерти. Постэмбриональное развитие включает в себя:
рост организма;
установление окончательных пропорций тела;
переход систем органов на режим взрослого организма (в частности, половое созревание).
Типы постэмбрионального развития
Различают два основных типа постэмбрионального развития:
Прямое , при котором из тела матери или яйцевых оболочек выходит особь, отличающаяся от взрослого организма только меньшим размером (птицы, млекопитающие). Различают:
неличиночный (яйцекладный) тип, при котором зародыш развивается внутри яйца (рыбы, птицы);
Рис. 319. Развитие лягушки
внутриутробный тип, при котором зародыш развивается внутри организма матери и связан с ним через плаценту (плацентарные млекопитающие).
С превращением (метаморфозом), при котором из яйца выходит личинка, устроенная проще взрослого животного (иногда сильно отличающаяся от него); как правило, она имеет специальные личиночные органы, отсутствующие у взрослого животного, и не способна к размножению; часто личинка ведет иной образ жизни, чем взрослое животное (насекомые, некоторые паукообразные, амфибии).
Примером животных, имеющих постэмбриональное развитие с метаморфозом, служат бесхвостые земноводные (рис. 319). Из яйцевых оболочек земноводных выходит личинка - головастик, больше напоминающий рыбу, чем земноводное. Он имеет обтекаемую форму тела, хвостовой плавник, жаберные щели и жабры, органы боковой линии, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. Со временем, под влиянием гормона щитовидной железы, головастик претерпевает метаморфоз. У него рассасывается хвост, появляются конечности,
исчезает боковая линия, развиваются легкие и второй круг кровообращения, то есть постепенно он приобретает признаки, характерные для земноводных.
эпителий ротовой
эмаль зубов;
компоненты органов зрения,
слуха, обоняния
Органогенез.
Органогенез – процесс формирования органов
в эмбриональном развитии.
Энтодерма
эпителий кишечника
и желудка
клетки печени,
поджелудочной железы
Способы гаструляции
Рис. 315. Гаструла.
1 - эктодерма; 2 - энтодерма; 3 - бластопор;
4 - гастроцель.
В зависимости от типа бластулы и от особенностей перемещения клеток, различают следующие основные способы образования двухслойного зародыша, или способы гаструляции (рис. 316):
Инвагинация . При данном способе один из участков бластодермы начинает впячиваться внутрь бластоцеля (у ланцетника). При этом бластоцель практически полностью вытесняется. Образуется двухслойный мешок, наружная стенка которого является первичной эктодермой, а внутренняя - первичной энтодермой, выстилающей полость первичной
кишки, или гастроцель . Отверстие, при помощи которого полость сообщается с окружающей средой, называется бластопором, или первичным ртом . У представителей разных групп животных судьба бластопора различна. У первичноротых животных он превращается в ротовое отверстие. У вторичноротых бластопор зарастает, и на его месте нередко возникает анальное отверстие, а ротовое отверстие прорывается на противоположном полюсе (переднем конце тела).
Рис. 316. Типы гаструл:
1 - инвагинационная; 2 - эпиболическая; 3 - иммиграционная; 4 - деламинационная; а - эктодерма; б - энтодерма; в - гастроцель
Иммиграция - выселение части клеток бластодермы в полость бластоцеля (у высших позвоночных). Из них образуется энтодерма.
Деламинация встречается у животных, имеющих бластулу без бластоцеля (у птиц). При таком способе гаструляции клеточные перемещения минимальны или совсем отсутствуют, так как происходит расслоение - наружные клетки бластулы преобразуются в эктодерму, а внутренние формируют энтодерму.
Эпиболия происходит, когда более мелкие бластомеры анимального полюса дробятся быстрее и обрастают более крупные бластомеры вегетативного полюса, образуя эктодерму (у земноводных). Клетки вегетативного полюса дают начало внутреннему зародышевому листку - энтодерме.
Описанные способы гаструляции редко встречаются в чистом виде и обычно наблюдаются их сочетания (инвагинация с эпиболией у амфибий или деляминация с иммиграцией у иглокожих).
Образование мезодермы
Чаще всего клеточный материал мезодермы входит в состав энтодермы. Он впячивается в бластоцель в виде карманообразных выростов, которые затем отшнуровываются.
При образовании мезодермы происходит образование вторичной полости тела, или целома.
Первичный органогенез
Процесс формирования органов в эмбриональном развитии называют органогенезом . В построении любого органа участвуют несколько тканей. Поэтому стадия органогенеза является и стадией гистогенеза.
В органогенезе можно выделить две фазы:
нейруляция - образование комплекса осевых органов (нервная трубка, хорда, кишечная трубка и мезодерма сомитов), в который вовлекается почти весь зародыш;
построение остальных органов, приобретение различными участками тела типичной для них формы и черт внутренней организации, установление определенных пропорций (пространственно ограниченные процессы).
По теории зародышевых листков Карла Бэра, возникновение органов обусловлено преобразованием того или иного зародышевого листка - экто-, мезо- или энтодермы. Некоторые органы могут иметь смешанное происхождение, то есть они образованы при участии сразу несколько зародышевых листков. Например, мускулатура пищеварительного тракта является производным мезодермы, а его внутренняя выстилка - производное энтодермы. Однако, несколько упрощая, происхождение основных органов и их систем все-таки можно связать с определенными зародышевыми листками.
Нейруляция
Зародыш на стадии нейруляции называется нейрулой (рис. 317). Материал, используемый на построение нервной системы у позвоночных животных - нейроэктодерма , входит в состав спинной (дорсальной) части эктодермы. Он располагается над за
Рис. 317. Нейрула:
1 - эктодерма; 2 - хорда; 3 - вторичная полость тела; 4 - мезодерма; 5 - энтодерма; 6 - кишечная полость; 7 - нервная трубка.
чатком хорды. Взаимодействие этихзачатков
является одним из наиболее важных во всем развитии. Сначала в области нейроэктодермы происходит уплощение клеточного пласта, что приводит к образованию нервной пластинки . Затем края нервной пластинки утолщаются и приподнимаются, образуя нервные валики . В центре пластинки за счет перемещения клеток по средней линии возникает нервный желобок , разделяющий зародыш на будущие правую и левую половины. Нервная пластинка начинает складываться по средней линии. Края ее соприкасаются, а затем смыкаются. В результате этих процессов возникает нервная трубка с полостью - невроцелем .
Смыкание валиков происходит сначала в средней, а затем в задней части нервного желобка. В последнюю очередь это происходит в головной части, которая по ширине превосходит другие. Передний, расширенный отдел в дальнейшем образует головной мозг, остальная часть нервной трубки - спинной. В результате нервная пластинка превращается в нервную трубку, лежащую под эктодермой.
В ходе нейруляции часть клеток нервной пластинки не входят в состав нервной трубки. Они образуют ганглиозную пластинку , или нервный гребень , - скопление клеток вдоль нервной трубки. Позднее эти клетки мигрируют по всему зародышу, образуя клетки нервных узлов, мозгового вещества надпочечников, пигментные клетки и т.п.
Образование систем органов
Из материала эктодермы , помимо нервной трубки, развиваются эпидермис и его производные (перо, волосы, ногти, когти, кожные железы и т.д.), компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эпителий ротовой полости, эмаль зубов.
Мезодермальные и энтодермальные органы формируются не после образования нервной трубки, а одновременно с ней. Практически одновременно с нейруляцией происходят процессы закладки мезодермы и хорды. Вначале вдоль боковых стенок первичной кишки путем выпячивания энтодермы образуются карманы, или складки. Участок энтодермы, расположенный между этими складками, утолщается, прогибается, сворачивается и отшнуровывается от основной массы энтодермы. Так появляется хорда . Возникшие карманообразные выпячивания энтодермы отшнуровываются от первичной кишки и превращаются в ряд сегментарно-расположенных замкнутых мешков, называемых также целомическими мешками. Их стенки образованы мезодермой, а полость внутри представляет собой вторичную полость тела (или целом ).
Из мезодермы развиваются все виды соединительной ткани, дерма, скелет, поперечно-полосатая и гладкая мускулатура, кровеносная и лимфатическая системы, половая система.
Из материала энтодермы развивается эпителий кишечника и желудка, клетки печени, секретирующие клетки поджелудочной, кишечных и желудочных желез. Передний отдел эмбриональной кишки образует эпителий легких и воздухоносных путей, секретирующие отделы передней и средней доли гипофиза, щитовидной и паращитовидной желез.
Эмбриональная индукция
Наблюдения за оплодотворенной яйцеклеткой лягушки позволили проследить путь развития клеток, входящих в состав того или иного участка зародыша. Оказалось, что определенные клетки, занимающие соответствующее место в бластуле, дают начало строго определенным зачаткам органов. Удалось выяснить, какие группы клеток дают начало нервной трубке, хорде, мезодерме, кожному эпителию и т.д. Действительно, в развивающемся организме различные группы клеток дают начало определенным органам и тканям, а культивирование клеток вне зародыша (в пробирке) не приводит к формированию типичных тканевых структур, которые должны были бы образоваться из клеток. Чем же вызывается преобразование тех или иных клеток зародыша в конкретные ткани и органы?
В 1924 г. были опубликованы результаты опытов Г.Шпемана и Г.Мангольда, посвященные выяснению этого вопроса (рис. 318). На стадии ранней гаструлы зачаток эктодермы, который в нормальных условиях должен был развиться в структуры нервной системы, из зародыша гребенчатого (непигментриованного) тритона пересаживался под эктодерму брюшной стороны, дающую начало эпидермису кожи, зародыша обыкновенного (пигментированного) тритона. В итоге на брюшной стороне зародыша-реципиента возникала сначала нервная трубка и другие компоненты комплекса осевых органов, а затем формировался дополнительный зародыш. Причем, наблюдения показали, что ткани дополнительного зародыша формируются почти исключительно из клеточного материала реципиента.
Эти данные доказывают, что в ходе эмбриогенеза некоторые части зародыша влияют на пути развития соседних участков. Такое влияние одного зачатка на другой получило название эмбриональной индукции . Насколько важную роль играет эмбриональная индукция в развитии, показывает следующий опыт. Если на стадии ранней гаструлы полностью удалить
Рис 318. Эмбриональная индукция:
1 - зачаток хордомезодермы; 2 - полость бластулы; 3 - индуцирорванная нервная трубка; 4 - индуцированная хорда; 5 - первичная нервная трубка; 6 - первичная хорда; 7 - формирование вторичного зародыша, соединенного с зародышем-хозяином.
зачаток хорды, то нервная трубка совсем не развивается. Эктодерма на спинной стороне зародыша, из которой в норме формируется нервная трубка, образует кожный эпителий.
При дальнейшем изучении развития зародышей оказалось, что зачаток хордомезодермы представляет собой не только индуктор нервной трубки, но и сам для дифференцировки нуждается в индуцирующем влиянии со стороны зачатка нервной системы. Во время эмбрионального развития имеет место не односторонняя индукция, а взаимодействие частей развивающегося зародыша. Таким образом, эмбриональную индукцию можно определить как явление, при котором в процессе эмбриогенеза один зачаток влияет на другой, определяя путь его развития, и, кроме того, сам подвергается индуцирующему воздействию со стороны первого зачатка.
38.6. Постэмбриональное развитие
Постэмбриональный период развития начинается в момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до его смерти. Постэмбриональное развитие включает в себя:
рост организма;
установление окончательных пропорций тела;
переход систем органов на режим взрослого организма (в частности, половое созревание).
Типы постэмбрионального развития
Различают два основных типа постэмбрионального развития:
Прямое , при котором из тела матери или яйцевых оболочек выходит особь, отличающаяся от взрослого организма только меньшим размером (птицы, млекопитающие). Различают:
неличиночный (яйцекладный) тип, при котором зародыш развивается внутри яйца (рыбы, птицы);
Рис. 319. Развитие лягушки
внутриутробный тип, при котором зародыш развивается внутри организма матери и связан с ним через плаценту (плацентарные млекопитающие).
С превращением (метаморфозом), при котором из яйца выходит личинка, устроенная проще взрослого животного (иногда сильно отличающаяся от него); как правило, она имеет специальные личиночные органы, отсутствующие у взрослого животного, и не способна к размножению; часто личинка ведет иной образ жизни, чем взрослое животное (насекомые, некоторые паукообразные, амфибии).
Примером животных, имеющих постэмбриональное развитие с метаморфозом, служат бесхвостые земноводные (рис. 319). Из яйцевых оболочек земноводных выходит личинка - головастик, больше напоминающий рыбу, чем земноводное. Он имеет обтекаемую форму тела, хвостовой плавник, жаберные щели и жабры, органы боковой линии, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. Со временем, под влиянием гормона щитовидной железы, головастик претерпевает метаморфоз. У него рассасывается хвост, появляются конечности,
исчезает боковая линия, развиваются легкие и второй круг кровообращения, то есть постепенно он приобретает признаки, характерные для земноводных.
полость среднего уха.,
щитовидная железа
Органогенез.
Органогенез – процесс формирования органов
в эмбриональном развитии.
Мезодерма
и мускулатура
кровеносная
и лимфатическая системы
Способы гаструляции
Рис. 315. Гаструла.
1 - эктодерма; 2 - энтодерма; 3 - бластопор;
4 - гастроцель.
В зависимости от типа бластулы и от особенностей перемещения клеток, различают следующие основные способы образования двухслойного зародыша, или способы гаструляции (рис. 316):
Инвагинация . При данном способе один из участков бластодермы начинает впячиваться внутрь бластоцеля (у ланцетника). При этом бластоцель практически полностью вытесняется. Образуется двухслойный мешок, наружная стенка которого является первичной эктодермой, а внутренняя - первичной энтодермой, выстилающей полость первичной
кишки, или гастроцель . Отверстие, при помощи которого полость сообщается с окружающей средой, называется бластопором, или первичным ртом . У представителей разных групп животных судьба бластопора различна. У первичноротых животных он превращается в ротовое отверстие. У вторичноротых бластопор зарастает, и на его месте нередко возникает анальное отверстие, а ротовое отверстие прорывается на противоположном полюсе (переднем конце тела).
Рис. 316. Типы гаструл:
1 - инвагинационная; 2 - эпиболическая; 3 - иммиграционная; 4 - деламинационная; а - эктодерма; б - энтодерма; в - гастроцель
Иммиграция - выселение части клеток бластодермы в полость бластоцеля (у высших позвоночных). Из них образуется энтодерма.
Деламинация встречается у животных, имеющих бластулу без бластоцеля (у птиц). При таком способе гаструляции клеточные перемещения минимальны или совсем отсутствуют, так как происходит расслоение - наружные клетки бластулы преобразуются в эктодерму, а внутренние формируют энтодерму.
Эпиболия происходит, когда более мелкие бластомеры анимального полюса дробятся быстрее и обрастают более крупные бластомеры вегетативного полюса, образуя эктодерму (у земноводных). Клетки вегетативного полюса дают начало внутреннему зародышевому листку - энтодерме.
Описанные способы гаструляции редко встречаются в чистом виде и обычно наблюдаются их сочетания (инвагинация с эпиболией у амфибий или деляминация с иммиграцией у иглокожих).
Образование мезодермы
Чаще всего клеточный материал мезодермы входит в состав энтодермы. Он впячивается в бластоцель в виде карманообразных выростов, которые затем отшнуровываются.
При образовании мезодермы происходит образование вторичной полости тела, или целома.
Первичный органогенез
Процесс формирования органов в эмбриональном развитии называют органогенезом . В построении любого органа участвуют несколько тканей. Поэтому стадия органогенеза является и стадией гистогенеза.
В органогенезе можно выделить две фазы:
нейруляция - образование комплекса осевых органов (нервная трубка, хорда, кишечная трубка и мезодерма сомитов), в который вовлекается почти весь зародыш;
построение остальных органов, приобретение различными участками тела типичной для них формы и черт внутренней организации, установление определенных пропорций (пространственно ограниченные процессы).
По теории зародышевых листков Карла Бэра, возникновение органов обусловлено преобразованием того или иного зародышевого листка - экто-, мезо- или энтодермы. Некоторые органы могут иметь смешанное происхождение, то есть они образованы при участии сразу несколько зародышевых листков. Например, мускулатура пищеварительного тракта является производным мезодермы, а его внутренняя выстилка - производное энтодермы. Однако, несколько упрощая, происхождение основных органов и их систем все-таки можно связать с определенными зародышевыми листками.
Нейруляция
Зародыш на стадии нейруляции называется нейрулой (рис. 317). Материал, используемый на построение нервной системы у позвоночных животных - нейроэктодерма , входит в состав спинной (дорсальной) части эктодермы. Он располагается над за
Рис. 317. Нейрула:
1 - эктодерма; 2 - хорда; 3 - вторичная полость тела; 4 - мезодерма; 5 - энтодерма; 6 - кишечная полость; 7 - нервная трубка.
чатком хорды. Взаимодействие этихзачатков
является одним из наиболее важных во всем развитии. Сначала в области нейроэктодермы происходит уплощение клеточного пласта, что приводит к образованию нервной пластинки . Затем края нервной пластинки утолщаются и приподнимаются, образуя нервные валики . В центре пластинки за счет перемещения клеток по средней линии возникает нервный желобок , разделяющий зародыш на будущие правую и левую половины. Нервная пластинка начинает складываться по средней линии. Края ее соприкасаются, а затем смыкаются. В результате этих процессов возникает нервная трубка с полостью - невроцелем .
Смыкание валиков происходит сначала в средней, а затем в задней части нервного желобка. В последнюю очередь это происходит в головной части, которая по ширине превосходит другие. Передний, расширенный отдел в дальнейшем образует головной мозг, остальная часть нервной трубки - спинной. В результате нервная пластинка превращается в нервную трубку, лежащую под эктодермой.
В ходе нейруляции часть клеток нервной пластинки не входят в состав нервной трубки. Они образуют ганглиозную пластинку , или нервный гребень , - скопление клеток вдоль нервной трубки. Позднее эти клетки мигрируют по всему зародышу, образуя клетки нервных узлов, мозгового вещества надпочечников, пигментные клетки и т.п.
Образование систем органов
Из материала эктодермы , помимо нервной трубки, развиваются эпидермис и его производные (перо, волосы, ногти, когти, кожные железы и т.д.), компоненты органов зрения, слуха, обоняния, эпителий ротовой полости, эмаль зубов.
Мезодермальные и энтодермальные органы формируются не после образования нервной трубки, а одновременно с ней. Практически одновременно с нейруляцией происходят процессы закладки мезодермы и хорды. Вначале вдоль боковых стенок первичной кишки путем выпячивания энтодермы образуются карманы, или складки. Участок энтодермы, расположенный между этими складками, утолщается, прогибается, сворачивается и отшнуровывается от основной массы энтодермы. Так появляется хорда . Возникшие карманообразные выпячивания энтодермы отшнуровываются от первичной кишки и превращаются в ряд сегментарно-расположенных замкнутых мешков, называемых также целомическими мешками. Их стенки образованы мезодермой, а полость внутри представляет собой вторичную полость тела (или целом ).
Из мезодермы развиваются все виды соединительной ткани, дерма, скелет, поперечно-полосатая и гладкая мускулатура, кровеносная и лимфатическая системы, половая система.
Из материала энтодермы развивается эпителий кишечника и желудка, клетки печени, секретирующие клетки поджелудочной, кишечных и желудочных желез. Передний отдел эмбриональной кишки образует эпителий легких и воздухоносных путей, секретирующие отделы передней и средней доли гипофиза, щитовидной и паращитовидной желез.
Эмбриональная индукция
Наблюдения за оплодотворенной яйцеклеткой лягушки позволили проследить путь развития клеток, входящих в состав того или иного участка зародыша. Оказалось, что определенные клетки, занимающие соответствующее место в бластуле, дают начало строго определенным зачаткам органов. Удалось выяснить, какие группы клеток дают начало нервной трубке, хорде, мезодерме, кожному эпителию и т.д. Действительно, в развивающемся организме различные группы клеток дают начало определенным органам и тканям, а культивирование клеток вне зародыша (в пробирке) не приводит к формированию типичных тканевых структур, которые должны были бы образоваться из клеток. Чем же вызывается преобразование тех или иных клеток зародыша в конкретные ткани и органы?
В 1924 г. были опубликованы результаты опытов Г.Шпемана и Г.Мангольда, посвященные выяснению этого вопроса (рис. 318). На стадии ранней гаструлы зачаток эктодермы, который в нормальных условиях должен был развиться в структуры нервной системы, из зародыша гребенчатого (непигментриованного) тритона пересаживался под эктодерму брюшной стороны, дающую начало эпидермису кожи, зародыша обыкновенного (пигментированного) тритона. В итоге на брюшной стороне зародыша-реципиента возникала сначала нервная трубка и другие компоненты комплекса осевых органов, а затем формировался дополнительный зародыш. Причем, наблюдения показали, что ткани дополнительного зародыша формируются почти исключительно из клеточного материала реципиента.
Эти данные доказывают, что в ходе эмбриогенеза некоторые части зародыша влияют на пути развития соседних участков. Такое влияние одного зачатка на другой получило название эмбриональной индукции . Насколько важную роль играет эмбриональная индукция в развитии, показывает следующий опыт. Если на стадии ранней гаструлы полностью удалить
Рис 318. Эмбриональная индукция:
1 - зачаток хордомезодермы; 2 - полость бластулы; 3 - индуцирорванная нервная трубка; 4 - индуцированная хорда; 5 - первичная нервная трубка; 6 - первичная хорда; 7 - формирование вторичного зародыша, соединенного с зародышем-хозяином.
зачаток хорды, то нервная трубка совсем не развивается. Эктодерма на спинной стороне зародыша, из которой в норме формируется нервная трубка, образует кожный эпителий.
При дальнейшем изучении развития зародышей оказалось, что зачаток хордомезодермы представляет собой не только индуктор нервной трубки, но и сам для дифференцировки нуждается в индуцирующем влиянии со стороны зачатка нервной системы. Во время эмбрионального развития имеет место не односторонняя индукция, а взаимодействие частей развивающегося зародыша. Таким образом, эмбриональную индукцию можно определить как явление, при котором в процессе эмбриогенеза один зачаток влияет на другой, определяя путь его развития, и, кроме того, сам подвергается индуцирующему воздействию со стороны первого зачатка.
38.6. Постэмбриональное развитие
Постэмбриональный период развития начинается в момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до его смерти. Постэмбриональное развитие включает в себя:
рост организма;
установление окончательных пропорций тела;
переход систем органов на режим взрослого организма (в частности, половое созревание).
Типы постэмбрионального развития
Различают два основных типа постэмбрионального развития:
Прямое , при котором из тела матери или яйцевых оболочек выходит особь, отличающаяся от взрослого организма только меньшим размером (птицы, млекопитающие). Различают:
неличиночный (яйцекладный) тип, при котором зародыш развивается внутри яйца (рыбы, птицы);
Рис. 319. Развитие лягушки
внутриутробный тип, при котором зародыш развивается внутри организма матери и связан с ним через плаценту (плацентарные млекопитающие).
С превращением (метаморфозом), при котором из яйца выходит личинка, устроенная проще взрослого животного (иногда сильно отличающаяся от него); как правило, она имеет специальные личиночные органы, отсутствующие у взрослого животного, и не способна к размножению; часто личинка ведет иной образ жизни, чем взрослое животное (насекомые, некоторые паукообразные, амфибии).
Примером животных, имеющих постэмбриональное развитие с метаморфозом, служат бесхвостые земноводные (рис. 319). Из яйцевых оболочек земноводных выходит личинка - головастик, больше напоминающий рыбу, чем земноводное. Он имеет обтекаемую форму тела, хвостовой плавник, жаберные щели и жабры, органы боковой линии, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. Со временем, под влиянием гормона щитовидной железы, головастик претерпевает метаморфоз. У него рассасывается хвост, появляются конечности,
исчезает боковая линия, развиваются легкие и второй круг кровообращения, то есть постепенно он приобретает признаки, характерные для земноводных.
выделительная система
половая система
Эмбриональная индукция.
Опыты Г. Шпемана
Эмбриональная индукция – явление, при котором в процессе эмбриогенеза один зачаток влияет на другой, определяя путь его развития
1 - зачаток хордомезодермы
2 - полость бластулы
3 - индуцирорванная нервная трубка
4 - индуцированная хорда
5 - первичная нервная трубка
6 - первичная хорда
7 - формирование вторичного зародыша, соединенного с зародышем-хозяином.
Эмбриональная индукция
38.6. Постэмбриональное развитие
Постэмбриональный период развития начинается в момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до его смерти. Постэмбриональное развитие включает в себя:
рост организма;
установление окончательных пропорций тела;
переход систем органов на режим взрослого организма (в частности, половое созревание).
Типы постэмбрионального развития
Различают два основных типа постэмбрионального развития:
Прямое , при котором из тела матери или яйцевых оболочек выходит особь, отличающаяся от взрослого организма только меньшим размером (птицы, млекопитающие). Различают:
неличиночный (яйцекладный) тип, при котором зародыш развивается внутри яйца (рыбы, птицы);
Рис. 319. Развитие лягушки
внутриутробный тип, при котором зародыш развивается внутри организма матери и связан с ним через плаценту (плацентарные млекопитающие).
С превращением (метаморфозом), при котором из яйца выходит личинка, устроенная проще взрослого животного (иногда сильно отличающаяся от него); как правило, она имеет специальные личиночные органы, отсутствующие у взрослого животного, и не способна к размножению; часто личинка ведет иной образ жизни, чем взрослое животное (насекомые, некоторые паукообразные, амфибии).
Примером животных, имеющих постэмбриональное развитие с метаморфозом, служат бесхвостые земноводные (рис. 319). Из яйцевых оболочек земноводных выходит личинка - головастик, больше напоминающий рыбу, чем земноводное. Он имеет обтекаемую форму тела, хвостовой плавник, жаберные щели и жабры, органы боковой линии, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. Со временем, под влиянием гормона щитовидной железы, головастик претерпевает метаморфоз. У него рассасывается хвост, появляются конечности,
исчезает боковая линия, развиваются легкие и второй круг кровообращения, то есть постепенно он приобретает признаки, характерные для земноводных.
Пятинедельный зародыш
имеет зачатки всех органов. Он уютно лежит в амниотической сумке, заполненной жидкостью.
Через пуповину он связан с плацентой- лепешкообразным органом на стенке матки.
Через плаценту зародыш получает от организма матери кислород и питательные вещества, а отдает углекислый газ и продукты распада.
Второй месяц (6недель): зародыш имеет все внутренние органы. У него бьется сердце, работают клетки мозга. Вес зародыша – 30 г.
Третий месяц (10 недель): плод полностью сформировался. Он умеет сосать палец, чувствует боль.
Пятый месяц (19 недель).
Ребенок активно двигается и реагирует на звуки.
Седьмой месяц (28 недель).
Ребенок готовится к самостоятельной жизни. Он засыпает и просыпается вместе с мамой, слушает ее голос.
Историческая справка
Основатель современной эмбриологии - Академик Российской Академии Карл Максимович Бэр (1792 -1876) .
человек развивается по единому плану со всеми позвоночными животными.
В начале ХХ в. Фриц Мюллер (1821 - 1897) и Эрнст Геккель (1834 - 1919) сформулировали биогенетический закон:
индивидуальное развитие каждой особи ( онтогенез) есть краткое и быстрое повторение исторического развития ( филогенез ) вида
Алексей Николаевич Северцов (1866 - 1936) уточнил формулировку:
«Повторяются признаки не взрослых предков, а их зародышей.»
Повторение
Повторение
- Что обозначено на рисунке цифрами 1-9?
- Что характерно для периода бластуляции?
- Как называется бластула млекопитающих?
- Что образуется из бластоцели у животных?
Повторение
- Назовите процессы, изображенные на рисунке?
- Что характерно для периода гаструляции?
- Когда зародыш можно назвать нейрулой?
- Как образуется нейрула?
Повторение
- Что обозначено на рисунке цифрами 10- 11?
- Какой опыт провел Г. Шпеман?
Cлайд 1
Цель урока: расширить знания учащихся о процессе оплодотворения, закономерностях и этапах зародышевого развития Эмбриональное развитие организмаCлайд 2
Проникновение сперматозоида в яйцеклетку Слияние ядер гамет и образование зиготы 1 2 3 Продолжительность жизни нового организма в виде одной клетки (зиготы) продолжается у разных животных от нескольких минут до нескольких часов и даже дней, а затем начинается Яйцеклетка после оплодотворения Оплодотворение
Cлайд 3
Развитие организма с момента оплодо- Творения до рождения или выхода из зародышевых оболочек. Этапы: Дробление зиготы. 2.Образование бластулы. 3.Гаструляция. 4.Нейрула. Этапы эмбриогенеза
Cлайд 4
Первый этап эмбрионального развития называется дроблением. В результате деления из зиготы образуются вначале 2 клетки, затем 4, 8, 16 и т.д. Клетки, возникающие при дроблении, называются бластомерами. В процессе дробления количество клеток быстро растет, они становятся мельче и мельче и образуют сферу, внутри которой возникает полость – бластоцель. С этого момента зародыш называется бластулой. Каким способом делятся бластомеры и какой набор хромосом содержится в их ядрах? зигота 2 сутка 1 сутка 3 сутка Тутовая ягода
Cлайд 5
Дробление отличается от обычного митотического деления следующими особенностями: 1) бластомеры не достигают исходных размеров зиготы; 2) бластомеры не расходятся, хотя и представляют собой самостоятельные клетки. Дробление – процесс митотического деления зиготы на дочерние клетки (бластомеры). Бластула состоит из: 1) бластодермы – оболочки из бластомеров; 2) бластоцели – полости, заполненной жидкостью. Бластула человека – бластоциста.
Cлайд 6
Когда число клеток бластулы достигает нескольких сотеили тысяч, начинается следующий этап эмбриогенеза – гаструляция. Гаструляция - это процесс образования зародышевых листков. Гаструляция у человека происходит в два этапа. У каких животных на этом этапе заканчивается эмбриональное развитие?
Cлайд 7
В процессе первого этапа образуются два зародышевых листка (экто- и энтодерма), два провизорных органа (амнион и желточный мешок). Кроме того, непосредственно перед началом первого этапа происходит образование такого провизорного органа, как хорион. Формирование хориона - это второй этап в образовании плаценты. эктодерма энтодерма первичный рот вторичная полость тела
Cлайд 8
Второй этап гаструляции - образование третьего (среднего) зародышевого листка. Он называется мезодермой, т. к. образуется между наружным и внутренним листками. В этом случае с двух сторон от первичной кишки образуются втягивания - карманы (целомические мешки). Внутри карманов находится полость, представляющая собой продолжение первичной кишки - гастроцеле. Целомические мешки полностью отшнуровываются от первичной кишки и разрастаются между эктодермой и энтодермой. Клеточный материал этих участков дает начало среднему зародышевому листку - мезодерме. Дорсальный отдел мезодермы, лежащий по бокам от нервной трубки и хорды, расчленен на сегменты - сомиты. Вентральный ее отдел образует сплошную боковую пластину, находящуюся по бокам кишечной трубки.
Cлайд 9
Cлайд 10
Гисто– и органогенез (или дифференцировка зародышевых листков) представляет собой процесс превращения зачатков тканей в ткани и органы, а затем и формирование функциональных систем организма.
Cлайд 11
В процессе гаструляции и после образования зародышевых листков клетки, расположенные в разных листках или в различных участках одного зародышевого листка, оказывают влияние друг на друга. Такое влияние называют индукцией. Индукция осуществляется путем выделения химических веществ (белков), но существуют и физические методы индукции. Индукция оказывает влияние прежде всего на геном клетки. В результате индукции одни гены оказываются блокированными, другие свободными – рабочими. Сумма свободных генов данной клетки называется ее эпигеном. Сам процесс формирования эпигенома, т. е. взаимодействия индукции и генома, носит название детерминации. После сформирования эпигенома клетка становится детерминированной, т. е. запрограммированной к развитию в определенном направлении.
Cлайд 12
После детерминации клеток, т. е. после окончательного формирования эпигенома, начинается дифференцировка – процесс морфологической, биохимической и функциональной специализации клеток.
Cлайд 13
По окончании второй стадии гаструляции зародыш носит название гаструлы и состоит из трех зародышевых листков – эктодермы, мезодермы и энтодермы и четырех внезародышевых органов – хориона, амниона, желточного мешка и аллантоиса. Одновременно с развитием второй фазы гаструляции формируется зародышевая мезенхима посредством миграции клеток из все трех зародышевых листков. На 2 – 3-й неделе, т. е. в процессе второй фазы гаструляции и сразу же после нее, происходит закладка зачатков осевых органов: 1) хорды; 2) нервной трубки; 3) кишечной трубки.
Cлайд 14
Функции хориона: 1) защитная; 2) трофическая, газообменная, экскреторная и другие, в которых хорин принимает участие, будучи составной частью плаценты и которые выполняет плацента. Функции амниона – образование околоплодных вод и защитная функция. Функции желточного мешка: 1) кроветворение (образование стволовых клеток крови); 2) образование половых стволовых клеток (гонобластов); 3) трофическая (у птиц и рыб).
Cлайд 15
Формирование органов Христиан Иванович Пандер (1794-1865, Россия) Сущность теории зародышевых листков сводится к двум основным положениям: 1) организмы многоклеточных животных развиваются из трех зародышевых листков: наружного, или эктодермы, среднего, или мезодермы, внутреннего, или энтодермы; 2) каждая система органов у разных групп многоклеточных животных развивается, как правило, из одного и того же листка. Зародышевые листки были впервые описаны в работе русского академика X. Пандера в 1817 г., изучившего эмбриональное развитие куриного зародыша
Cлайд 16
Правильно описывает яйцеклетку у млекопитающих и человека, распространяет учение Х. Пандера о зародышевых листках на всех позвоночных, формулирует закон «зародышевого сходства», названный впоследствие его именем. Карл Бэр (1792 1876) «Законами Бэра»: наиболее общие признаки любой крупной группы животных появляются у зародыша раньше, чем менее общие признаки; после формирования самых общих признаков появляются менее общие и так до появления особых признаков, свойственных данной группе; зародыш любого вида животных по мере развития становится все менее похожим на зародышей других видов и не проходит через поздние стадии их развития; зародыш высокоорганизованного вида может обладать сходством с зародышем более примитивного вида, но никогда не бывает похож на взрослую форму этого вида.
Cлайд 17
Биогенетический закон Геккеля-Мюллера: каждое живое существо в своем индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет в известной степени формы, пройденные его предками или его видом Яркий пример выполнения биогенетического закона - развитие лягушки У головастика, как и у низших рыб и рыбьих мальков, основой скелета служит хорда. Череп у головастика хрящевой, и к нему примыкают хорошо развитые хрящевые дуги; дыхание жаберное. Кровеносная система также построена по рыбьему типу: предсердие ещё не разделилось на правую и левую половины. Эрнст Геккель (1834-1919) Фриц Мюллер (1822 - 1897)
Cлайд 18
Cлайд 19
Cлайд 20
Нервная система и органы чувств Эпидермис кожи Производные кожи Из эктодермы развиваются: нервная система (вместе с органами чувств), наружный покров тела (у позвоночных только наружная часть его), ногти, волосы, сальные и потовые желез), эпителий рта, носа, анального отверстия, выстилка прямой кишки, эмаль зубов, воспринимающие клетки органов слуха, обоняния, зрения и т.д..