Лекция - Основы онтогенеза (эмбриональное развитие)

Подождите немного. Документ загружается.

(

)

n Периодизация онтогенеза.

o Характеристика эмбриогенеза.

p Реализация действия генов в онтогенезе. Генетические

основы дифференцировки.

q Критические периоды эмбриогенеза. Тератогенез.

(индивидуальное развитие) – совокупность про-

цессов развития организма с момента образования зиготы и до

смерти на основе реализации генетической информации в оп-

ределенных условиях среды.

c Эколого-эмбриологическая периодизация онтогенеза:

•

Предэмбриональный (прогенез) – совокупность событий, проис-

ходящих в организме родителей и предшествующих собственно онтоге-

незу. Это цитогенетические процессы гаметогенеза и оплодотворения,

связывающие онтогенезы родителей с онтогенезом их потомства.

•

Эмбриональный (пренатальный) – от зиготы до рождения (выхо-

да из яйцевых оболочек). Организм находится под защитой яйцевых обо-

лочек или организма матери, не способен самостоятельно выполнять

большинство жизненных функций (питание, газообмен, выделение).

•

Постэмбриональный (постнатальный) – от рождения (выхода из

яйцевых оболочек) до смерти. Организм самостоятельно питается, пере-

двигается, устанавливаются новые связи со средой.

Периодизация

онтогенеза на основе способности к размножению особи:

•

Дорепродуктивный период – развитие половозрелого организма

(формирование первичных и вторичных половых признаков).

•

Репродуктивный период – происходит половое размножение.

•

Пострепродуктивный период – половое увядание, старение и смерть.

d Зигота – диплоидная клетка, которая образовалась в результате

оплодотворения. ЯЦО в зиготе человека = 1:250, она существует несколь-

ко часов (несколько суток) и вступает в фазу дробления.

Дробление

– ряд последовательных митотических делений зиготы

на 2, 4, 8, 16, 32 бластомера, при котором бластомеры уменьшаются в

размерах, и ЯЦО в них приближается к ЯЦО соматических клеток. Рост

клеток не происходит, но обязательно синтезируется ДНК. Все предшест-

венники ДНК и ферменты накоплены при овогенезе.

Морул

а – зародыш на стадии 32 бластомеров, которые плотно при-

легают друг к другу.

Бластула

– многоклеточный однослойный зародыш (обычно 64

бластомера), имеющий бластодерму и бластоцель. Способ дробления

зависит от коли-

чества, плотности

и характера рас-

пределения желт-

ка в яйцеклетке.

Типы дробления:

полное равномерное синхронное (ланцетник);

полное равномерное асинхронное (человек);

частичное дискоидальное асинхронное (птица);

полное неравномерное асинхронное (лягушка);

поверхностное (насекомые).

Гаструляция

– образование двухслойного за-

родыша (клетки делятся, растут и перемещаются).

Гипотезы, объясняющие гаструляцию:

• разный темп деления клеток в разных час-

тях зародыша;

• механическое давление делящихся клеток

друг на друга;

• характер взаимодействия и сцепления ме-

жду клетками;

• способность клеток к движению;

• различный химический состав клеток.

Способы гаструляции:

• инвагинация – впя-

чивание бластодермы

внутрь бластоцели целым

пластом (у ланцетника);

• иммиграция – пере-

мещение групп или отдель-

ных клеток, не объединен-

ных в единый пласт (выс-

шие позвоночные);

• деламинация – рас-

слоение клеток бластодермы на 2 слоя, лежащих друг над другом (репти-

лиии, птицы);

• эпиболия – обрастание клетками анимального полюса более

крупных клеток вегетативного полюса (у амфибий);

• смешанный (первая фаза гаструляции у человека – деламинация,

вторая фаза – иммиграция).

Гаструла имеет 2 слоя клеток (эктодерму и

энтодерму), гастроцель (полость первичной кишки),

бластопор (первичный рот). У беспозвоночных

бластопор развивается в ротовое отверстие

(первичноротые). У хордовых бластопор превращается

в анальное отверстие, а рот развивается на проти-

воположном конце тела (вторичноротые).

У всех типов животных (кроме кишечнополостных) образуется тре-

тий слой клеток (мезодерма).

Способы образования мезодермы:

• энтероцельный – с двух сторон

от первичной кишки образуются выпячи-

вания – целомические мешки. Они полно-

стью отшнуровываются от нее, разрастаются между эктодермой и энто-

дермой и превращаются в мезодерму (хордовые);

• телобластический – вблизи бластопора с двух сторон первичной

кишки образуется по одной крупной клетке – телобласту. В результате

деления телобластов и формируется мезодерма (беспозвоночные).

Образование осевых органов (хордовые):

• Нервная трубка – эктодерма на спин-

ной стороне зародыша прогибается, образуя

продольный желобок, края которого смыка-

ются.

• Хорда – образуется в результате по-

степенного обособления спинной части энтодермы,

расположенной под нервным зачатком.

• Кишечная трубка – образуется из энтодермы в

результате преобразования гастроцели.

Гистогенез

и органогенез.

Из

эктодермы: эпителиальная и нервная ткань, эпидермис, произ-

водные кожи, эпителиальная выстилка ротовой полости и влагалища,

нервная система и органы чувств.

Из

мезодермы: соединительная и мышечная ткань, скелетные

мышцы, скелет, дерма кожи, дентин, мочевыделительная и половая сис-

темы, гладкая мускулатура, сердце, кровеносные сосуды, кровь, лимфа-

тическая система.

Из энтодермы: эпителиальная ткань, эпителиальная выстилка ки-

шечника, мочевого пузыря, легких и дыхательных путей, печень, подже-

лудочная железа.

Провизорные

(временные) органы зародыша.

Амнион – мешок, заполненный

жидкостью, которая создает водную

среду, защищает зародыш от высыха-

ния и повреждений, имеет значение

для развития покровов тела.

Хорион (серозная оболочка) –

наружная оболочка, прилежащая к

скорлупе или материнским тканям.

Служит для обмена веществ с окружающей средой.

Желточный мешок – участвует в питании зародыша и является

кроветворным органом.

Аллантоис – вырост задней кишки, вместилище для мочевины и

мочевой кислоты. У млекопитающих он вместе с хорионом образует пла-

центу.

e Реализация действия генов в онтогенезе.

Генетическая информация (последовательность нуклеотидов ДНК),

обеспечивает синтез и-РНК, белков-ферментов, которые обуславливают

развитие признаков.

Проявление действия гена зависит от других генов. Они могут вли-

ять на данный ген, на белки-ферменты, кодируемые этим геном, на про-

явление признака.

Данный ген может влиять на реализацию действия других генов. На

реализацию действия гена влияют факторы среды, которые могут изме-

нять структуру ДНК, и-РНК, белков-ферментов и фенотипических прояв-

лений гена.

Другие гены

Ген (ДНК)

и-РНК признак

Факторы внешней среды

белок (фермент)

другие признаки

Механизмы, обеспечивающие эмбриогенез.

1. Дифференциальная активность генов – в течение эмбрионально-

го развития различные блоки генов имеют строго определенный порядок

репрессии и дерепрессии.

2. Детерминация – выбор конкретного пути развития, приобретение

клетками способности развиваться в определенном направлении и одно-

временно ограничение их будущих возможностей развития. В начале эм-

бриогенеза бластомеры тотипотентны (могут дать начало целому организ-

му) и их развитие зависит от внешних индукторов и соседних клеток. На бо-

лее поздних стадиях эмбриогенеза клетки становятся детерминированными

(их развитие предопределено) и они развиваются по намеченному плану.

3. Дифференцировка – биохимическая, функциональная и морфоло-

гическая специализация клеток; изменение развивающейся структуры, при

котором относительно однородные образования превращаются во все бо-

лее различные.

Фазы дифференцировки:

• зависимая (до стадии ранней гаструлы);

• независимая (на стадии поздней гаструлы).