Индивидуальное развитие (онтогенез), периодизация онтогенеза

 

Если использовать формулу 2n2c в стадии размножения в одинарном гаплоидном наборе, где n – это количество хромосом, а с – количество ДНК до синтетического периода митоза, то после него (репликации ДНК) эта генетическая формула будет иметь вид 2n4c.

 

Период роста. На этапе роста клетки растут, увеличиваются и становятся сперматоцитами и овоцитами первого порядка. Овоциты значительно больше сперматоцитов за счет большего содержания питательных веществ (желток и белковые гранулы). Этап роста соответствует интерфазе первого мейоза. В это время происходит репликация молекул ДНК, а количество хромосом остается неизменным. Молекулы приобретают так называемую двунитчатую структуру и определяются генетической формулой 2n4c.

 

Период созревания. На этом этапе осуществляются два последовательных деления клеток: первый мейоз (редукция) и второй мейоз (эквация), составляющих мейоз. После мейоза I (первого деления) появляются овоциты (формула n2c) и сперматоциты, а после второго мейоза – зрелые яйцеклетки и сперматиды. У яйцеклеток генетическая формула на этом этапе nc, они имеют три редукционных тельца, которые в последующем погибают и уже не участвуют в процессе размножения. Этим достигается сохранение максимального количества желтка в яйцеклетке. Получается, что на этапе созревания один сперматоцид производит 4 сперматида, а один овоцит производит одну яйцеклетку и 3 редукционных (желтых) тельца. Описанные различия при образовании количества половых клеток у мужских и женских особей несут определенный биологический смысл. У женских особей в цитоплазме накопление питательных веществ необходимо для того, чтобы «дочерний» организм смог развиться из оплодотворенного яйца. Так же, крупная яйцеклетка получается в следствии неравномерного деления клетки при овогенезе. У сперматозоидов основная функция – это отыскать яйцеклетку, добраться до нее, проникнуть внутрь и передать ей свой хромосомный набор, поэтому сперматозоиды должны быть очень подвижны, и нести в себе запас питательных веществ им не нужно. Так же количество сперматозоидов в разы больше потому, что в процессе поиска яйцеклетки большинство из них погибает, и лишь один (два) могут добраться до цели. Итак, основным событием этапа созревания можно обозначить образование гаплоидных гамет.

 

Период формирования. Еще его называют этапом спермиогенеза (при сперматогенезе). На этом этапе каждый сперматид превращается в зрелый сперматозоид, имеющий формулу nc, со всеми свойственными ему структурами. Формируется головка и жгутик. В формировании жгутика участвуют центриоли, и вокруг него спиралевидно закручивается митохондрия. В головке сперматозоида практически нет цитоплазмы сперматиды.

 

 

4. Эмбриональный период развития, периодизация. Общая характеристика стадий эмбриогенеза. Особенности эмбрионального развития у человека. Критические периоды эмбрионального развития

 

Эмбриогенез (греч. embryon - зародыш, genesis - развитие) - ранний период индивидуального развития организма от момента оплодотворения (зачатия) до рождения, является начальным этапом онтогенеза (греч. ontos - существо, genesis - развитие), процесса индивидуального развития организма от зачатия до смерти.

 Развитие любого организма  начинается в результате слияния  двух половых клеток (гамет), мужской  и женской. Все клетки тела, несмотря  на различия в строении и  выполняемых функциях, объединяет  одно - единая генетическая информация, хранящаяся в ядре каждой клетки, единый двойной набор хромосом (кроме узкоспециализированных клеток  крови - эритроцитов, которые не имеют  ядра). То есть, все соматические (сома - тело) клетки диплоидны и  содержат двойной набор хромосом - 2 n, и лишь половые клетки (гаметы), формирующиеся в специализированных половых железах (семенниках и яичниках), содержат одинарный набор хромосом - 1 n.

 

При слиянии половых клеток образуется клетка - зигота, в которой восстанавливается двойной набор хромосом. Напомним, что в ядре клетки человека содержится 46 хромосом, соответственно половые клетки имеют 23 хромосомы

 

 Образовавшаяся зигота  начинает делиться. I этап деления  зиготы называется дроблением, в  результате которого образуется  многоклеточная структура морула (тутовая ягода). Цитоплазма распределяется  между клетками неравномерно, клетки  нижней половины морулы крупнее, чем верхней. По объему морула  сравнима с объемом зиготы.

 

 На II этапе деления, в  результате перераспределения клеток, образуется однослойный зародыш - бластула, состоящий из одного  слоя клеток и полости (бластоцель). Клетки бластулы различаются  между собой по размерам.

 

 На III этапе, клетки нижнего  полюса как бы впячиваются (инвагинируют) вовнутрь, и образуется двухслойный зародыш - гаструла, состоящий из наружного слоя клеток - эктодермы и внутреннего слоя клеток - энтодермы.

 

 Очень скоро, между I и II слоями клеток формируется, в  результате деления клеток, еще  один слой клеток, средний - мезодерма, и зародыш становится трехслойным. На этом завершается стадия  гаструлы.

 

Из этих трех слоев клеток (их называют зародышевыми слоями) формируются ткани и органы будущего организма. Из эктодермы развивается покровная и нервная ткань, из мезодермы - скелет, мышцы, кровеносная система, половые органы, органы выделения, из энтодермы - органы дыхания, питания, печень, поджелудочная железа. Многие органы формируются из нескольких зародышевых слоев.

 Эмбриогенез включает  в себя процессы с момента  оплодотворения до рождения..

 

Развитие человеческого организма начинается после оплодотворения женской половой клетки – яйца (ovium) мужской – сперматозоидом (spermatozoon, spermium).

 Детальное изучение  развития человеческого зародыша (эмбриона) составляет предмет эмбриологии. Здесь мы ограничимся лишь  общим обзором развития зародыша (эмбриогенеза), что необходимо для  понимания телосложения человека.

 

Эмбриогенез всех позвоночных, в том числе и человека, можно разделить на три периода.

1. Дробление: оплодотворенное  яйцо, spermovium, или зигота последовательно делится на клетки (2,4,8,16 и так далее) в результате чего сначала образуется плотный многоклеточный шар, морула, а затем однослойный пузырек – бластула, которая содержит в середине первичную полость, бластоцель. Длительность этого периода – 7 дней.

2. Гаструляция заключается  в превращении однослойного зародыша  в двох-, а позже трехслойный – гаструлу. Первые два слоя клеток называются зародышевыми листками: внешний эктодерма и внутренний энтодерма (до двух недель после оплодотворения), а возникающий позже между ними третий, средний, слой получает название среднего зародышевого листка - мезодермы. Вторым важным результатом гаструляции у всех хордовых является возникновение осевого комплекса зачатков: на дорсальной (спинной) стороне энтодермы возникает зачаток спинной струны, хорды, а на вентральной (брюшной) ее стороне – зачаток кишечной энтодермы; на дорзальной стороне зародыша, по средней линии его из эктодермы выделяется нервная пластинка – зачаток нервной ситеми, а остальная эктодерма идет на построение эпидермиса кожи и потому называется кожной эктодермой.

 В дальнейшем зародыш  растет в длину и превращается  в цилиндрическое образование  с головным (краниальним) и хвостовым каудальным концами. Этот период длится до конца третьей недели после оплодотворения.

3. Органогенез и гистогенез: нервная пластинка погружается  под эктодерму и превращается  в нервную трубку, которая состоит  из отдельных сегментов – невротомов, – и дает начало развитию нервной системы. Мезодермальные зачатки отшнуровываются от энтодермы первичной кишки и образуют парной ряд метамерно размещенных мешков, которые, разрастаясь по бокам от тела зародыша, делятся каждый на два отдела: спинной, что лежит по бокам от хорды и нервной трубки, и брюшной, что лежит по бокам от кишки. Спинные отделы мезодермы образуют первичные сегменты тела – сомиты, каждый из которых в свою очередь делится на склеротом, который дает начало скелету и миотом, из которого развивается мускулатура. Из сомита (на боковой его стороне) выделяется также кожный сегмент – дерматом. Брюшные отделы мезодермы, которые называются спланхнотомами, образуют парные мешки, которые содержат вторичную полость тела.

 Кишечная энтодерма, которая  осталась после обособления хорды  и мезодермы, образует вторичную  кишку – основание для развития  внутренних органов. В последующем  закладываются все органы тела, материалом для построения которых  служат три зародышевых листка.

 

 

1. Из внешнего зародышевого  листка, эктодермы, развиваются:

 

    а) эпидермис кожи  и его производные (волосы, ногти, кожные железы);

     б) эпителий  слизистой оболочки носа, рта  и заднего прохода;

     в) нервная система  и эпителий органов чувств.

 

2. Из внутреннего зародышевого  листка, энтодермы, развивается эпителий  слизистой большей части пищеварительного  тракта со всеми принадлежащими  сюда железистыми структурами, большей  части дыхательных органов, а  также эпителий щитовидной и  зобной желез.

 

3. Из среднего зародышевого  листка, мезодермы, развивается мускулатура  скелета, мезотелий облочек серозных полостей с зачатками половых желез и почек.

 Кроме того, из спинных сегментов мезодермы возникает эмбриональная соединительная ткань, мезенхима, которая дает все виды соединительной ткани, в том числе хрящевую и костную. Так как сначала мезенхима проводит питательные вещества к разным участкам зародыша, выполняя трофическую функцию, то позже из нее развиваются кровь, лимфа, кровеносные сосуды, лимфатические узлы, селезенка.

 Кроме развития самого  зародыша, необходимо учитывать  также образование внезародышевых  частей, с помощью которых эмбрион  получает необходимые для его  жизни питательные вещества.

 

В многоклеточном плотном шаре выделяется внутренний зародышевый узелок, ембриобласт, и внешний слой клеток, который играет важную роль в питании зародыша и потому называется трофобластом. С помощью трофобласта зародыш проникает в толщу слизистой оболочки матки (вживление), и здесь начинается образование особенного органа, с помощью которого устанавливается связь зародыша с телом матери и осуществляется его питание. Этот орган называется детским местом, пометом, или плацентой. Млекопитающие, которые имеют плаценту называются плацентарными. Рядом с образованием плаценты идет процесс обособления зародыша, который развивается, от внезародышевых частей в результате возникновения так называемой туловищной складки, которая, вдаваясь гребнем к середине, будто отшнуровывает кольцом тело зародыша от внезародышевых частей. При этом, однако, сохраняется соединение с плацентой с помощью пупочного стебля, который дальше превращается в пупочный канатик. На ранних стадиях развития в последнем проходит желточная протока, которая соединяет кишку с ее выпячиванием в внезародышевый участок, – желточный мешок. У позвоночных, которые не имеют плаценты желточный мешок содержит питательный материал яйца – желток и является важным органом, через который осуществляется питание зародыша.

 

У человека желточный мешок хотя и возникает, но заметную роль в развитии зародыша не играет и после всасывания его содержимого постепенно редуцируется. В пупочном канатике проходят также пупочные (плацентарные) сосуды, через которые течет кровь от плаценты в тело зародыша и назад. Они развиваются из мезодермы мочевого мешка, или алантоиса, который выпирается из вентральной стенки кишки и выходит из тела зародыша через пупочное отверстие во внезародышевую часть. У человека из части алантоиса, что содержится в середине тела зародыша, образуется часть мочевого пузыря, а из его сосудов образуются пупочные кровеносные сосуды. Зародыш, который развивается, покрыт двумя зародышевыми оболочками. Внутренняя оболочка, амнион, образует объемитстий мешок, который наполнен белковой жидкостью и образует жидкую среду для зародыша, через что мешок называют водной оболочкой. Весь зародыш вместе с амниотичным и желточным мешками окружен внешней оболочкой (в состав которой входит и трофобласт). Эта оболочка, имея ворсинки, называется ворсинчатой, или хорион. Хорион выполняет трофическую, дыхательную, выделительную и барьерную функции.

 

Критические периоды внутриутробного развития человека. В процессе внутриутробной жизни зародыша (плода) имеются критические периоды, когда повышена чувствительность развивающегося организма к воздействиям факторов внутренней и внешней среды (алкоголю, никотину,   наркотикам,   рентгеновскому облучению, лекарственным препаратам и Др.). Такими наиболее опасными   периодами   являются:

 

1) время развития половых  клеток  –  овогенез  и  сперматогенез;

 

2) момент слияния половых  клеток  –  оплодотворение; 3) имплантация  зародыша (6 – 7-е сутки эмбриогенеза); 4) время усиленного роста и  развития головного мозга (15 –  20-я неделя беременности); 5) момент  рождения ребенка.

 

 

 

 

5. Паразитизм как форма взаимоотношений между особями различных видов. Взаимоотношения в системе паразит-хозяин

 

Паразитизм - форма антибиоза, когда представители одного вида используют питательные вещества или ткани особей другого вида, а также его самого в качестве временного или постоянного местообитания. Например, миноги нападают на треску, лососей, корюшку, осетров и других крупных рыб и даже на китов. Присосавшись к жертве минога питается соками ее тела в течение нескольких дней, даже недель. Многие рыбы погибают от нанесенных ею многочисленных ран.

В отличие от хищничества паразитизм характеризуется следующими основными особенностями:

 

1) паразит в течение  всей своей жизни нападает  всего на одну особь (редко - на  многих) и поедает только часть  своей жертвы (хозяина); паразит причиняет  хозяину вред, но очень редко  приводит к его быстрой гибели;