Индивидуальное развитие. Постэмбриональный период. Основы онтогенеза (постэмбриональное развитие) Постэмбриональный период развития у животных с метаморфозом

24.09.2024 Урология

Значение нарушения механизмов онтогенеза в формировании пороков развития.

Пороки развития звукопроводящей системы среднего уха могут быть причиной врожденного нарушения слуха наряду с нарушениями других отделов слухового анализатора. Врожденная фиксация стремечка приводит к врожденной проводниковой глухоте при нормальном развитии уха в остальном. Дефекты молоточка и наковальни часто сочетаются с синдромом первой дуги. Механизмами возникновения подобных пороков развития могут быть нарушения рассасывания (гибели) молодой соединительной ткани в барабанной полости и остановка развития всей области первой висцеральной дуги. Большинство видов врожденной глухоты обусловлены генетически и носят наследственный характер.

Пороки развития пищеварительной системы выражаются в недоразвитии (гипогенезия) или полном отсутствии развития (агенезия) участков кишечной трубки или ее производных, в отсутствии естественного отверстия, сужении канала, персистировании эмбриональных структур, незавершенном повороте и гетерогонии различных тканей в стенку желудочно-кишечного тракта.

Врожденные пороки сердечно-сосудистой системы насчитывают десятки разновидностей. Частота встречаемости -б-10 на 1000 новорожденных. Пороки сердечно-сосудистой системы бывают изолированными и в сочетании с пороками других систем, т.е. множественными пороками. Изолированные пороки чаще мультифакториальные, но известны также доминантные и рецессивные формы. Среди пороков, входящих в группу множественных, поражение сердечно-сосудистой системы часто сопровождается хромосомными и генными синдромами. Пороки сердечно-сосудистой системы в основном представляют собой либо недоразвитие каких-либо структур в эмбриогенезе, либо персистирование этих эмбриональных структур, в то время как они должны видоизменяться и принять дефинитивный вид. Иногда встречаются грубые нарушения топографии сердца и сосудов.

Период развития организма от момента рождения до смерти.

Постэмбриональный период характеризуется:

1. Интенсивным ростом

2. Установлением окончальных пропорций тела

3. Постепенным переходом систем органов к функционированию в режиме, свойственном зрелому организму.

В постэмбриональном онтогенезе различают ювениальный и пубертатный периоды, а также период старости, заканчивающийся смертью.

Ювенильный период . Этот период (от лат. juvenilis - юный) определяется временем от рождения организма до полового созревания. У разных организмов он протекает по-разному и зависит от типа онтогенеза организмов. Для этого периода характерно либо прямое, либо непрямое развитие.

В случае организмов, для которых характерно прямое развитие (многие беспозвоночные, рыбы, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие, человек), вылупившиеся из яйцевых оболочек или новорожденные сходны с взрослыми формами, отличаясь от последних лишь меньшими размерами, а также недоразвитием отдельных органов и несовершенными пропорциями тела.

Характерной особенностью роста в ювенильный период организмов, подверженных прямому развитию, является то, что происходит увеличение количества и размеров клеток, изменяются пропорции тела. Рост человека в разные периоды его онтогенеза показан на рис. 95. Рост разных органов человека неравномерен. Например, рост головы заканчивается в детстве, ноги достигают пропорциональной величины примерно к 10 годам. Наружные половые органы очень быстро растут в возрасте 12-14 лет. Различают определенный и неопределенный рост. Определенный рост характерен для организмов, которые к определенному возрасту прекращают свой рост, например, насекомые, млекопитающие, человек. Неопределенный рост характерен для организмов, которые растут всю жизнь, например, моллюски, рыбы, земноводные, рептилии, многие виды растений.

В случае непрямого развития организмы претерпевают превращения, называемые метаморфозами (от лат. metamorphosis - превращение). Они представляют собой видоизменения организмов в процессе развития. Метаморфозы широко встречаются у кишечно-полостных (гидры, медузы, коралловые полипы), плоских червей (фасциолы), круглых червей (аскариды), моллюсков (устрицы, мидии, осьминоги), членистоногих (раки, речные крабы, омары, креветки, скорпионы, пауки, клещи, насекомые) и даже у некоторых хордовых (оболочечники и земноводные). При этом различают полные и неполные метаморфозы. Наиболее выразительные формы метаморфозов наблюдают у насекомых, которые подвергаются как неполным , так и полным метаморфозам .

Неполное превращение - это такое развитие, при котором из яйцевых оболочек выходит организм, строение которого сходно со строением взрослого организма, но размеры намного меньше. Такой организм называют личинкой. В процессе роста и развития размеры личинок увеличиваются, но имеющийся хитинизированный покров мешает дальнейшему увеличению размеров тела, что приводит к линьке, т. е. сбрасыванию хитинизированного покрова, под которым находится мягкая кутикула. Последняя расправляется, и это сопровождается увеличением размеров животного. После нескольких линек животное достигает зрелости. Неполное превращение характерно, например, в случае развития клопов.

Полное превращение - это такое развитие, при котором из яйцевых оболочек освобождается личинка, существенно отличающаяся по строению от взрослых особей. Например, у бабочек и многих насекомых личинками являются гусеницы. Гусеницы подвержены линьке, причем могут линять по нескольку раз, превращаясь затем в куколки. Из последних развиваются взрослые формы (имаго), которые не отличаются от исходных.

Пубертатный период. Этот период называют еще зрелым, и он связан с половой зрелостью организмов. Развитие организмов в этот период достигает максимума.

Рост и индивидуальное развитие животных организмов подвержены нейрогуморальной регуляции со стороны гуморальных и нервных механизмов регуляции.

У позвоночных железами внутренней секреции являются гипофиз, эпифиз, щитовидная, паращитовидная, поджелудочная, надпочечники и половые железы, которые тесно связаны одна с другой. Гипофиз у позвоночных вырабатывает гонадотропный гормон, стимулирующий деятельность половых желез. У человека гормон гипофиза влияет на рост. При недостатке развивается карликовость, при избытке - гигантизм. Эпифиз продуцирует гормон, который влияет на сезонные колебания в половой активности животных. Гормон щитовидной железы влияет на метаморфоз насекомых и земноводных. У млекопитающих недоразвитие щитовидной железы ведет к задержке роста, недоразвитию половых органов. У человека из-за дефекта щитовидной железы задерживается окостенение, рост (карликовость), не наступает полового созревания, останавливается психическое развитие (кретинизм). Надпочечники продуцируют гормоны, оказывающие влияние на метаболизм, рост и дифференцировку клеток. Половые железы продуцируют половые гормоны, которые определяют вторичные половые признаки. Удаление половых желез ведет к необратимым изменениям ряда признаков. Например, у кастрированных петухов прекращается рост гребня, теряется половой инстинкт. Кастрированный мужчина приобретает внешнее сходство с женщиной (не растет борода и волосы на коже, отлагается жир на груди и в области таза, сохраняется тембр голоса и т. д.).

На всех периодах онтогенеза организмы способны к восстановлению утраченных или поврежденных частей тела. Это свойство организмов носит название регенерации, которая бывает физиологической и репаративной.

Физиологическая регенерация - это замена утерянных частей тела в процессе жизнедеятельности организма. Регенерации этого типа очень распространены в животном мире. Например, у членистоногих она представлена линькой, которая связана с ростом. У рептилий регенерация выражается в замещении хвоста и чешуи, у птиц - перьев, когтей и шпор. У млекопитающих примером физиологической регенерации может быть ежегодное сбрасывание оленями рогов.

Репаративная регенерация - это восстановление части тела организма, отторгнутой насильственным путем. Регенерация этого типа возможна у многих животных, но ее проявления различны. Например, она часта у гидр и связана с размножением последних, поскольку из части регенерирует весь организм. У других организмов регенерации проявляются в виде способности отдельных органов к восстановлению после утраты ими какой-либо части. У человека достаточно высокой регенеративной способностью обладают эпителиальная, соединительная, мышечная и костная ткани.

Старость как этап онтогенеза . Старость является предпоследним этапом онтогенеза животных, причем ее длительность определяется общей продолжительностью жизни, которая является видовым признаком и которая у разных животных является разной. Наиболее точно старость изучена у человека.

Известны самые различные определения старости человека. В частности, одно из наиболее популярных определений заключается в том, что старость есть накопление последовательных изменений, сопровождающих повышение возраста организма и увеличивающих вероятность его болезней или смерти. Науку о старости человека называют геронтологией (от греч. geron - старик, старец, logos - наука). Ее задачей является изучение закономерностей возрастного перехода между зрелостью и смертью.

Научные исследования в геронтологии распространяются на разные области, начиная с исследований изменения активности клеточных ферментов и заканчивая выяснением влияния психологических и социологических смягчений в стрессах среды на поведение старых людей.

В случае человека различают физиологическую старость, старость, связанную с календарным возрастом, и преждевременное старение, обусловленное социальными факторами и болезнями.

Стремления понять природу старения организма возникли давно. В Древней Греции Гиппократ считал, что старение связано с неумеренностью в пище, недостаточным пребыванием на свежем воздухе. Аристотель считал, что старение связано с расходом тепловой энергии организмом. Значение пищи как фактора старения отмечал также Гален. Но долгое время для объективного понимания этой проблемы не хватало научных данных. Лишь в XIX в. в изучении старения наметился некоторый прогресс, стали формулировать теории старения.

Одной из первых наиболее известных теорий старения организма человека является теория немецкого врача Х. Гуфеланда (1762-1836), который отмечал в долголетии значение трудовой деятельности. До нас дошло его высказывание о том, что ни один лентяй не дожил до преклонного возраста. Еще более известной является эндокринная теория старения, которая берет начало от опытов, выполненных еще в середине прошлого века Бертольдом (1849), который показал, что пересадка семенников от одних животных к другим сопровождается развитием вторичных половых признаков. Позднее французский физиолог Ш. Броун Секар (1818-1894) на основе результатов впрыскиваний себе экстрактов из семенников утверждал, что эти инъекции производят благотворное и омолаживающее действие. В начале XX в. уже сложилось убеждение в том, что наступление старости связано с угасанием деятельности желез внутренней секреции, в частности, половых желез. В 20-30-е гг. на основе этого убеждения в разных странах было проделано много операций по омолаживанию пожилых или старых людей. Например, Г. Штейнах в Австрии перевязывал у мужчин семенные канатики, что вело к прекращению внешней секреции половых желез и, якобы, к некоторому омоложению. С. А. Воронов во Франции пересаживал семенники от молодых животных к старым и от обезьян к мужчинам, а Тушнов в СССР омолаживал петухов, вводя им гистолизаты половых желез. Все эти операции приводили к некоторым эффектам, но лишь временным. После названных воздействий процессы старения продолжались, причем еще интенсивнее.

В начале нашего века возникла микробиологическая теория старения, творцом которой был И. И. Мечников, который различал физиологическую старость и патологическую. Он считал, что старость человека является патологической, т. е. преждевременной. Основу представлений И. И. Мечникова составляло учение об ортобиозе (Orthos - правильный, bios - жизнь), в соответствии с которым основной причиной старения является повреждение нервных клеток продуктами интоксикации, образующимися в результате гниения в толстом кишечнике. Развивая учение о нормальном образе жизни (соблюдение правил гигиены, регулярный труд, воздержание от вредных привычек), И. И. Мечников предлагал также способ подавления гнилостных бактерий кишечника путем употребления кисломолочных продуктов.

В 30-е гг. широкое распространение получила теория о роли центральной нервной системы в старении. Творцом этой теории является И. П. Павлов, который установил интегрирующую роль центральной нервной системы в нормальном функционировании организмов. Последователи И. П. Павлова в экспериментах на животных показали, что преждевременное старение вызывается нервными потрясениями и продолжительным нервным перенапряжением.

Заслуживает упоминания теория возрастных изменений соединительной ткани, сформулированная в те годы А. А. Богомольцем (1881-1946). Он считал, что физиологическую активность организма обеспечивает соединительная ткань (костная ткань, хрящи, сухожилия, связки и волокнистая соединительная ткань) и что изменения коллоидного состояния клеток, потеря их тургора и т. д. определяют возрастные изменения организмов. Современные данные указывают на значение накопления кальция в соединительной ткани, т. к. он способствует потере ее упругости, а также уплотнению сосудов.

Известна также гипотеза, в соответствии с которой старение является результатом изменения митохондриальных метаболитов с последующим нарушением функций ферментов.

Смерть . Смерть является завершающим этапом онтогенеза.

Смерть – это прекращение жизнедеятельности организма, гибель его как обособленной живой системы. Наука о смерти получила название танатологии.

Различают естественную смерть , наступающую в результате длительного постепенного угасания жизненных функций организма в процессе старения, и преждевременную смерть , вызываемую болезнями, поражением жизненно важных органов.

Смерть у высших млекопитающих включает два этапа: клиническую и биологическую смерть.

Признаками клинической смерти является прекращение важнейших жизненных функций: потеря сознания, прекращение сердцебиения, дыхания и т.п. Однако в это время большинство клеток и органов еще остаются живыми, их обмен веществ сохраняет упорядоченность. Затем развивается биологическая смерть, связанная с прекращением самообновления, утратой обменом веществ упорядоченности, наступлением в клетках самопереваривания и разложения. Первой погибает кора головного мозга, мпустя некоторое время погибают клетки эпителия кишечника, легких, печени, затем сердечной мышцы и других органов. Этот процесс растягивается на много часов. Некоторое время у трупа продолжается перистальтика кишечника, растут волосы и ногти.

Клиническая смерть представляет собой переходное состояние между жизнью и смертью, когда признаки жизни отсутствуют, но ткани еще живы. Организм из состояния клинической смерти возможно возвратить – реанимировать. Оживление человека возможно лишь в течение 6-7 минут с момента начала клинической смерти, пока не начались необратимые процессы в коре головного мозга.

Контрольные вопросы для закрепления:

1. Учение об онтогенезе.

2. Эмбриональный период.

2.1. Дробление.

2.2. Гаструляция.

2.3. Образование органов и тканей.

3. Провизорные органы зародышей позвоночных.

3.1. Амнион

3.2. Хорион

3.3. Желточный мешок

3.4. Аллантоис

4. Механизмы онтогенеза.

4.1. Деление клеток

4.2. Миграция клеток

4.3. Дифференцировка клеток

4.4. Эмбриональная индукция

5. Критические периоды онтогенеза.

6. Классификация врожденных пороков развития.

7. Значение нарушения механизмов онтогенеза в формировании пороков развития.

Основная:

1. Биология. В 2 кн. Кн. 2: Учеб. для спец. вузов/ В.Н.Ярыгин, В.И.Васильева, И.Н.Волков, В.В.Синельщикова; Под ред. В.Н.Ярыгина.- 2-е изд., испр.- М.: Высш. шк., 2008.

2. Биология с общей генетикой. Слюсарев А.А. изд. 2-Е, М.: Медицина, 2007

Независимо от способа размножения, начало новому организму дает одна клетка, содержащая наследственные задатки и обладающая всеми характерными признаками и свойствами целого организма.
Индивидуальное развитие заключается в постепенной реализации наследственной информации, полученной от родителей.

Начало эволюционной эмбриологии положили русские ученые А.О. Ковалевский и И.И. Мечников. Они впервые обнаружили три зародышевых листка и установили принципы развития беспозвоночных и позвоночных животных. Онтогенезом, или индивидуальным развитием, называется весь период жизни особи с момента образования зиготы до гибели организма.

Онтогенез делится на два периода:

— эмбриональный период: от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек;
— постэмбриональный период : от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.

Стадии эмбрионального развития (на примере ланцетника)

Дробление — многократное деление зиготы путем митоза. Образование бластулы — многоклеточного зародыша.

Гаструляция — образование двухслойного зародыша — гаструлы с наружным слоем клеток (эктодермой) и внутренним, выстилающим полость (энтодермой). У многоклеточных животных часто вслед за образованием двухслойного зародыша, возникает третий зародышевый слой — мезодерма, который находится между экто — и энтодермой.

Зародыш становится трехслойным. Сущность процесса гаструляции заключается в перемещении клеточных масс. Клетки зародыша практически не делятся и не растут. Появляются первый признаки дифференцировки клеток.

Органогенез — образование комплекса осевых органов: нервной трубки, хорды, кишечной трубки, мезодермальных сомеитов. Дальнейшая дифференцировка клеток приводит к возникновению многочисленных производных зародышевых листков — органов и тканей. Из эктодермы формируются: нервная система, кожа, органы зрения и слуха. Из энтодермы формируются: кишечник, легкие, печень, поджелудочная железа. Из мезодермы — хорда, скелет, мышцы, почки, кровеносная и лимфатическая системы.
В ходе органогенеза одни зачатки влияют на развитие других зачатков (эмбриональная индукция). Взаимодействие частей зародыша является основой его целостности. В период эмбрионального развития зародыш очень чувствителен к влиянию факторов среды. Такие вредные воздействия, как алкоголь, табак, наркотики, могут нарушить ход развития и привести к различным уродствам.

Постэмбриональное или послезародышевое развитие начинается с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и длится до смерти организма. Оно бывает двух типов: прямое и непрямое.

При прямом развитии родившиеся потомки во всем сходны с взрослыми особями, обитают в той же среде и питаются той же пищей, что обостряет внутривидовую конкуренцию (птицы, пресмыкающиеся, млекопитающие, некоторые насекомые и др.).

При непрямом развитии новый организм появляется на свет в виде личинки, претерпевающей в своем развитии ряд превращений — метаморфозов (амфибии, многие насекомые). Метаморфоз связан с разрушением личиночных органов и возникновением органов, присущих взрослым животным. Например, у головастика в процессе метаморфоза, происходящего под влиянием гормона щитовидной железы, исчезает боковая линия, рассасывается хвост, появляются конечности, развиваются легкие и второй круг кровообращения.

Значение метаморфоза :

— личинки могут самостоятельно питаться, расти и накапливать вещества для формирования постоянных органов, обитая в среде, нехарактерной для взрослых особей;

— личинки могут играть важную роль в расселении организмов (например, личинки двухстворчатых моллюсков).

— разная среда обитания снижает интенсивность внутривидовой борьбы за существование.

Непрямое развитие особей является важным приспособлением, возникшим в ходе эволюции

Эмбриональное и постэмбриональное развитие

Дальнейшее развитие связано с увеличением размеров и приобретением половой зрелости. Например: развитие рептилий, птиц, млекопитающих.

Непрямое развитие, или развитие с метаморфозом - появившийся организм отличается по строению от взрослого организма, обычно устроен проще, может иметь специфические органы, такой зародыш называется личинкой. Личинка питается, растет и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослому организму (имаго). Например: развитие лягушки, некоторых насекомых, различных червей.
Постэмбриональное развитие сопровождается ростом.

Филогене́з (от греческого phylos - племя, раса и geneticos - имеющий отношение к рождению) - историческое развитие организмов. В биологии филогенез рассматривает развитие биологического вида во времени. Таксономия, классификация организмов по сходству, основана на филогенезе, но методологически отличается от филогенетического представления организмов.

Филогенез рассматривает эволюцию в качестве процесса, в котором генетическая линия - организмы от предка к потомкам - разветвляется во времени, и её отдельные ветви могут специализироваться относительно общего предка, сливаться в результате гибридизации или исчезать в результате вымирания.

Тема 3.3 Постэмбриональное развитие

Терминология

1. Амнион – тело зародыша, окруженное водной оболочкой.

2. Метаморфоз – превращения в период развития.

3. Рост определенный – рост ограниченный сроком.

4. Рост неопределенный – продолжающийся всю жизнь.

5. Дивергенций – расхождение признаков.

6. Филогенез – историческое развитие организмов.

Постэмбриональный период развития

В момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек заканчивается эмбриональный и начинается постэмбриональный период развития, завершающийся смертью организма.

Постэмбриональное развитие может быть прямым или сопровождаться превращением – метаморфозом.

При прямом развитии из яйцевых оболочек или из тела матери выходит организм, в котором заложены все основные органы, свойственные взрослому организму (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие). Постэмбриональное развитие у этих животных сводится в основном к росту и половому созреванию. При развитии с метаморфозом из яйца выходит личинка, обычно устроенная проще взрослого животного, со специальными личиночными органами, отсутствующими во взрослом состоянии. Личинка питается, растёт и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослым животным.

Следовательно, при метаморфозе разрушаются личиночные органы и возникают органы, присущие взрослым животным.

Например, у асцидий (тип хордовых) образуется личинка, обладающая всеми основными признаками хордовых: хордой, нервной трубкой, жаберными щелями. Личинка свободно плавает, а затем прикрепляется к твёрдой поверхности и совершает метаморфоз: исчезает хвост, хорда и нервная трубка распадаются. Асцидия ведёт прикреплённый образ жизни. Строение личинки указывает на происхождение их от хордовых, ведущих свободный образ жизни. В процессе метаморфоза асцидии переходят к сидячему образу жизни, в связи с чем упрощается их организация.

Личиночная форма амфибий – головастик, для которого характерны жаберные щели, боковая линия, один круг кровообращения. В процессе метаморфоза, проходящего под влиянием гормона щитовидной железы исчезает хвост, появляются конечности, исчезает боковая линия, развиваются лёгкие. Обращает на себя внимание сходство ряда черт строения головастика и рыб.

Примером полного метаморфоза может служить развитие насекомых. Гусеницы бабочек или личинки стрекоз резко отличаются по строению, образу жизни и среде обитания от взрослых животных. Таким образом, метаморфоз связан с переменой образа жизни или среды обитания.

С неполным метаморфозом протекает развитие у некоторых насекомых, например таракан.

Значение метаморфоза заключается в том, что личинки могут самостоятельно питаться и растут, накапливая клеточный материал для формирования постоянных органов, свойственных взрослым животным. Кроме того, свободноживущие личинки прикреплённых животных играют важную роль в расселении вида, в расширении ареала. Смена образа жизни или среды обитания в процессе онтогенеза благодаря тому, что личиночные формы некоторых животных обитают в иных условиях и имеют другие источники питания, снижает интенсивность борьбы за существование внутри вида.

В ряде случаев процессы, происходящие в индивидуальном развитии, указывают на события, имевшие место в филогенезе, т.е. процессе исторического развития данного вида.

Постэмбриональный период развития имеет разную продолжительность.

Онтогенез. Эмбриональное и постэмбриональное развитие

Например, подёнка в личиночном состоянии живёт 2-3 года, а во взрослом состоянии 2-3 часа или 2-3 дня. Взрослые особи не питаются из-за отсутствия ротового аппарата. После оплодотворения и откладки яиц они умирают. В большинстве случаев постэмбриональный период более продолжителен. У человека он включает стадию полового созревания, стадию зрелости и старости.

У млекопитающих наблюдается зависимость продолжительности жизни от длительности полового созревания и беременности.

Постэмбриональное развитие сопровождается ростом. Различают рост неопределённый, продолжающийся в течение всей жизни и определённый, ограниченный каким-то сроком. Неопределённый рост наблюдается у деревьев, моллюсков. У многих животных рост прекращается вскоре после достижения полового созревания.

Биогенетический закон

Все многоклеточные организмы развиваются из одной оплодотворённой клетки. Развитие зародышей у животных, относящихся к одному типу, во многом сходно. На ранних стадиях развития зародыши позвоночных очень похожи. Эти факты подтверждаются справедливостью закона зародышевого сходства: «Эмбрионы обнаруживают, уже начиная с ранних стадий, известное общее сходство в пределах типа».

Сходство зародышей разных систематических групп свидетельствует об общности их происхождения. В дальнейшем в строении зародышей проявляются признаки класса, рода, вида и, наконец, признаки, характерные для данной особи. Расхождение признаков зародышей в процессе развития называется эмбриональной дивергенцией и объясняется историей развития данного вида, отражая эволюцию той или иной систематической группы животных.

Изменчивости подвержены все стадии развития. Мутации затрагивают гены, обуславливающие особенности строения и обмена веществ у эмбрионов на самых ранних стадиях развития. Но структуры, возникающие у эмбрионов играют важную роль в процессах дальнейшего развития. Поэтому изменения на ранних стадиях обычно приводят к недоразвитию и гибели организма. Напротив, изменения на поздних стадиях, затрагивая менее значительные признаки, могут быть благоприятные для организма и в таких случаях подхватываются естественным отбором.

Появление в эмбриональном периоде развития признаков, свойственных далёким предкам, отражает эволюционные преобразования в строении органов.

Многочисленные примеры указывают на глубокую связь между индивидуальным развитием организмов и их историческим развитием.

Эта связь нашла выражение в биогенетическом законе : Онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть кратное и быстрое повторение филогенеза (исторического развития) вида, к которому эта особь относится.

Биогенетический закон сыграл важную роль в развитии эволюционных идей. В ряде случаев изменения, отличающие строение взрослых организмов от строения предков, появляются в эмбриональном периоде.

В некоторых случаях изменения возникают на средних стадиях развития.

Таким образом, в основе филогенеза лежат изменения, происходящие в онтогенезе отдельных особей.

Развитие организмов и окружающая среда. Организм не может жить вне среды обитания. Столь же невозможно и развитие организма вне окружающей среды. Например, куриное яйцо развивается только при определённой температуре. Не менее важен ионный состав для развития водных организмов. Всем видам не безразличны концентрация кислорода, содержание углекислоты и т.д.

В развитии зародыша существуют критические периоды, когда эмбрион более чувствителен к действию внешних агентов. Организм развивается в условиях, характерных для особей данного вида и вне этих условий развитие нарушается.

Таким образом, воздействия неблагоприятных факторов на организм в большинстве случаев обязательно сказываются на развитии потомства.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте.

Основные понятия и ключевые термины: Постэмбриональное развитие. Возрастные периоды человека. Репродуктивное здоровье. Вспомните! Что такое развитие?

Подумайте!

Почему человек изменяется в процессе развития, если наследственная информация, полученная от родителей, одна и та же на каждом из возрастных периодов?

Каковы особенности постэмбрионального развития?

После рождения ребенка начинается его постэмбриональное развитие, продолжающееся до конца жизни. С наступлением половой зрелости в постэмбриогенезе выделяют три периода: дорепродуктивный, репродуктивный и послерепродуктивный.

Дорепродуктивний период - это период жизни организма от рождения до наступления половой зрелости. У девочек этот период длится от рождения до 16 лет, у мужчин - до 18 лет. Характеризуется продолжением развития органов и увеличением массы и роста организма. Усиленный рост ребёнка наблюдается в возрасте 1-3 лет, в возрасте 5-7 лет и в подростковом возрасте. У человека дорепродуктивный период отличается относительно большей продолжительностью, поскольку происходит физиологическое и психическое развитие.

Репродуктивный период - это период половой зрелости организма, характеризующийся способностью человека к размножению. В этом промежутке организм человека функционирует как устойчивая саморегулирующаяся система. Характеризуется период уравновешенностью процессов образования и гибели клеток и сохранением массы и размеров тела. В этот период масса нарастает, в основном, за счёт жировой ткани, хотя при спортивных тренировках она может увеличиваться за счёт мышечной массы.

Послерепродуктивный период - это период, характеризующийся потерей организма способности к размножению. В организме человека уменьшаются содержание воды, интенсивность обмена веществ, ослабляются жизненные функции, наблюдается уменьшение массы тела и его размеров. На этом этапе происходит старение организма. Старение человека - процесс закономерного возникновения возрастных изменений, которые постепенно приводят к сокращению приспособительных возможностей организма. Наука о закономерностях старения - геронтология. Признаки старения проявляются на всех уровнях организации живого организма. Так, в клетках снижается активность ферментов, нарушаются процессы самовосстановления белков, нуклеиновых кислот. Особую роль в старении играет потеря нейронов ЦНС.

Итак, ПОСТЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ - это развитие от рождения до смерти организма, основными событиями которого являются половое созревание, рост и старение.

Каковы возрастные периоды постэмбрионального развития человека?

Возрастные периоды - это периоды жизни человека, которые отличаются особенностями роста и развития. В соответствии с возрастными особенностями развития жизненный цикл человека разделяют на периоды.

Период новорождённости (первые 10 дней). У новорождённого наблюдается непропорциональное телосложение, кости черепа и тазовые кости несросшиеся, в черепе есть роднички, позвоночник без изгибов. Начинают функционировать органы дыхания, малый круг кровообращения, механизмы терморегуляции, активизируется иммунная система, проявляются пищевые рефлексы.

Грудной возраст (до 1 года). У ребенка увеличивается рост - в среднем на 23-25 см, формируются изгибы позвоночника, появляются молочные зубы. Формируются мышцы и появляется потребность ходить, образуются пищевые условные рефлексы.

Раннее детство - период ясельного возраста (1-3 года). У ребёнка зарастают роднички, изменяются пропорции тела, замедляется рост (8-11 см в год), развивается мозг, заканчивают формироваться молочные зубы. Происходит постепенный переход на общий стол, быстро развиваются речь, мышление, эмоции.

Первое детство - это период дошкольного возраста (3-7 лет). У дошкольников происходит замена молочных зубов на постоянные, дети вырастают на 5-7 см в год. В движениях проявляется устойчивая согласованность, речь связывается с мышлением, формируются условные рефлексы письма, развивается фантазия, ведущей деятельностью является игровая.

Второе детство - это младший школьный возраст (7-10 лет). Наблюдаются замедление темпов роста, развитие опорно-двигательного аппарата, секреция половых гормонов способствует появлению вторичных половых признаков. Ведущая деятельность - обучение, что обусловливает развитие умственных способностей.

Подростковый период - период среднего школьного возраста (11- 14 лет). В этот сложный период происходит бурное развитие всех систем, интенсивное половое созревание, формируются вторичные половые признаки. Наблюдается развитие абстрактного мышления, эмоций и проявляется психическая неуравновешенность.

Юношеский период - период старшего школьного возраста (15-17 лет). Завершаются рост, формирование организма и половое созревание.

Зрелый возраст наступает в возрасте 21 года. Первый период зрелого возраста (до 35 лет) является наиболее продуктивным периодом в жизни человека. Второй период зрелого возраста (от 35 до 60 лет) является периодом реализации человеком своих возможностей.

Преклонный возраст начинается с 61 года у мужчин и с 56 лет - у женщин.

Старческий возраст начинается в 75 лет. Люди с возрастом 100 и более лет - долгожители.

Итак, постэмбриональное развитие человека имеет условную периодизацию, основанную на биологических и социальных особенностях.

Как неблагоприятные факторы влияют на репродуктивное здоровье человека?

Репродуктивное здоровье - это состояние благополучия функций и процессов репродуктивной системы, а также половых отношений на всех стадиях жизни. Другими словами - это способность людей к зачатию и рождению детей, возможность сексуальных отношений без угрозы заболеваний, передающихся половым путём, безопасность беременности и родов, выживание ребенка, благополучие матери и возможность планирования последующих беременностей.

На репродуктивное здоровье человека влияет множество факторов, но наиболее распространёнными причинами нарушений являются аборты, болезни половых органов, вредные привычки, инфекционные заболевания и т. д.

Аборт вызывает гормональный стресс, приводит к различным нарушениям физического и психологического состояния. Не секрет, что аборт может привести в будущем к бесплодию. Раннее начало половой жизни и как следствие этого - аборты - у многих женщин являются причинами не только бесплодия, но и развития многих заболеваний организма.

Распространённой причиной возникновения заболеваний половых органов являются инфекции, передающиеся половым путем (ИППП). Такие болезни, как сифилис, гонорея, трихомоноз, хламидиоз, генитальный герпес разрушают половые органы, приводят к бесплодию и инфицированию будущего ребенка. Такие заболевания, как СПИД, гепатиты В и С могут передаваться половым путём и угрожать не только репродуктивному здоровью человека, но и его жизни.

Алкоголизм, курение и употребление наркотиков приводят к бесплодию, невынашиванию беременности и рождению тяжелобольных детей. Наличие этих вредных привычек способствует развитию импотенции, вызывает задержку внутриутробного развития плода, формирование тяжёлых пороков развития, возникновение наркотической зависимости у новорождённого, умственную отсталость и др.

Планирование и тщательная подготовка будущих родителей к беременности, ведение здорового образа жизни, отказ от вредных привычек способствуют нормальному течению беременности и родов, рождению здоровых детей.

Итак, репродуктивное здоровье - это важная составляющая общего здоровья каждого человека, каждой семьи и общества в целом.

ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Учимся познавать

Самостоятельная работа с таблицей

Примените полученные знания и обоснуйте основные рекомендации по сохранению репродуктивного здоровья женщин и мужчин.

	Обоснование

При обнаружении инфекций, передающихся половым путём, лечение необходимо начинать как можно раньше
Избегайте переохлаждений нижней части тела, сильных ударов в участки половых органов
Ведите активный образ жизни
Организуйте разумное сбалансированное питание с необходимым содержанием витаминов и биоэлементов
Избегайте нежелательной беременности и абортов, в том числе путём использования современных средств контрацепции
Оптимальный возраст для рождения ребенка - это 20-35 лет

Биология + Анатомия

В черепе новорожденного есть роднички -участки между костями черепа, защищённые мягкой соединительной тканью. Малыш рождается с шестью родничками: четыре из них закрываются в первые дни жизни, пятый - примерно на втором месяце, а шестой - наибольший -закрывается в период от трёх месяцев до двух лет. Это передний (1) и задний (2), два клиновидных (3) и два сосцевидных (4). Примените знания черепа и опишите расположение родничков, определите их биологическое значение.

Биология + Медицина

Простатит - самая распространённая мужская болезнь, с которой знакомы не менее половины мужчин планеты. О распространенности различных видов простатита свидетельствует довольно известная в медицинских кругах формула, по которой 30 % мужчин старше 30 лет, 40 % мужчин старше 40 лет, 50 % старше 50 лет и так далее страдают этой болезнью. К тому же, в последние годы простатит значительно «помолодел», и симптомы простатита всё чаще наблюдаются у совсем молодых мужчин, особенно в крупных городах. Попробуйте объяснить, почему. Какую роль играет простата для сохранения репродуктивного здоровья мужчин?

РЕЗУЛЬТАТ

	Вопросы для самоконтроля
	1. Что такое постэмбриональное развитие? 2. Назовите три основных этапа постэмбрионального развития человека. 3. Что такое возрастные периоды? 4. Почему выделяют возрастные периоды человека? 5. Что такое репродуктивное здоровье человека? 6. Назовите неблагоприятные для репродуктивного здоровья факторы среды.
	7. Назовите особенности постэмбрионального развития. 8. Назовите возрастные периоды постэмбриогенеза человека. 9. Как неблагоприятные факторы влияют на репродуктивное здоровье человека?

Обобщение темы 11.

РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЧЕЛОВЕКА

РАЗМНОЖЕНИЕ, или РЕПРОДУКЦИЯ, -

способность организмов к воспроизведению себе подобных, что обеспечивает существование вида во времени.

У человека половое размножение происходит с участием гамет, которые при оплодотворении формируют зиготу с наследственной информацией двух различных по полу особей. Новый организм несёт наследственную информацию обоих родителей. Это способствует наследственной изменчивости и создаёт благоприятные условия для существования и развития вида Человек разумный.

У человека половое размножение с раздельнополовым и половым диморфизмом и внутренним оплодотворением
Мужская репродуктивная система		Женская репродуктивная система
Наружные половые органы: мошонка, половой член Внутренние половые органы: яички, придатки яичка, семявыносящий проток, семенные пузырьки, семяизвергательный проток Предстательная железа		Наружные половые органы: половые губы и клитор Внутренние половые органы: яичники, маточные трубы, матка, влагалище Молочные железы
Яички продуцируют эстрогены		Яичники производят эстрогены
Сперматогенез, происходящий в яичках, обеспечивает образование сперма-тозоонов		Овогенез, происходящий в яичниках, обеспечивает образование яйцеклеток
Внутреннее оплодотворение происходит в верхней части маточных труб. Основные стадии оплодотворения: 1) внутреннее осеменение; 2) встреча гамет и активация яйцеклетки; 3) проникновение сперматозоона в яйцеклетку; 4) слияние ядер; 5) активация зиготы к делению.

ОНТОГЕНЕЗ, или ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ -

период существования организма от зиготы до смерти.

Для человека как биологического вида характерны увеличение продолжительности внутриутробного периода, замедление полового созревания, появление переходного периода (климакса) между периодами половой зрелости и пожилого возраста.

Это материал учебника

27. Типы развития организмов в постэмбриональном периоде

Фрунзенский район

РЕФЕРАТ

ПО БИОЛОГИИ

НА ТЕМУ: " ТИПЫ ПОСТЭМБРИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ И РОСТ ОРГАНИЗМОВ "

Подготовила: ученица 11-А класса

Лагунова Анна

Проверила: Колесник Н.Н.

Харьков, 2015г.

План

Введение
1. Прямое развитие
2. Непрямое развитие
3. Старость
4. Смерть

Введение

Постэмбриональное развитие (от лат. post - после и греч. йmbryon - зародыш) послезародышевое развитие, период онтогенеза многоклеточных животных, следующий за периодом зародышевого развития.

Постэмбриональное развитие начинается с момента рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до наступления полового созревания. Главной особенностью его является то, что он вступает в непосредственный контакт с внешней средой. Он начинает дышать, питаться, реагировать на различные воздействия. После рождения развитие организма продолжается в виде изменений в размере, дальнейшей специализации клеток и тканей, регенерации и старении. Постэмбриональное развитие сопровождается ростом (процессом увеличения массы тела и объема организма). При этом он может быть ограничен определенным сроком или длиться в течение всей жизни. Постэмбриональное развитие бывает прямым и непрямым.

1. Прямое развитие

Прямое развитие - развитие, при котором появившийся организм идентичен по строению взрослому организму, ведет тот же образ жизни, что и взрослые, но имеет меньшие размеры и не обладает половой зрелостью. Дальнейшее развитие связано с увеличением размеров и приобретением половой зрелости. Например: развитие рептилий, птиц, млекопитающих. В эволюции позвоночных животных наблюдается как бы выпрямление постэмбрионального развития.

Благодаря увеличению количества желтка в яйцеклетках или внутриутробному развитию эмбриональный период удлиняется, и организм к моменту выхода из яйцевых оболочек в главных чертах строения напоминает взрослую стадию . В этом случае постэмбриональный период характеризуется в основном ростом и изменением пропорций тела, приобретением состояния функциональной зрелости органов и систем. Созревает и начинает функционировать половая система .

Такой тип эмбрионального развития, лишенный личиночной стадии, называется прямым. Он характерен для онтогенеза высших позвоночных: пресмыкающихся, птиц, млекопитающих.

На рост и развитие в постэмбриональный период оказывают большое влияние условия внешней среды. Для растений решающими факторами являются свет, влажность, температура, количество и качество питательных веществ в почве. Для животных также большое значение имеет полноценное кормление (наличие в корме белков, углеводов, липидов, минеральных веществ , витаминов, микроэлементов). Важны также кислород, температура, свет (синтез витамина Д).

Рост и индивидуальное развитие организмов находятся также под контролем гуморальных и нервных механизмов регуляции.

В клетках животных синтезируются химически активные вещества , влияющие на процессы жизнедеятельности. Нервные клетки беспозвоночных и позвоночных вырабатывают так называемые нейросекреты. Железы эндокринной, или внутренней секреции продуцируют гормоны. У позвоночных железами внутренней секреции являются щитовидная, околощитовидная, поджелудочная железы, надпочечники, гипофиз, эпифиз, половые железы, которые тесно связаны между собой.

2. Непрямое развитие

онтогенез эмбриональный животное многоклеточный

Многие низшие многоклеточные (губки, кишечнополостные, плоские и кольчатые черви), низшие хордовые (асцидии, ланцетник), низшие позвоночные (рыбы, земноводные) выходят из яйцевых оболочек в виде личинок. У них не развиты половые железы, часто имеются специальные личиночные органы, обеспечивающие приспособленность к способу существования. Размеры обычно маленькие, самостоятельно питаясь, личинки растут, изменяют свою форму и превращаются в половозрелую особь. Личинка питается, растет и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослому организму (имаго). Например: развитие лягушки, некоторых насекомых, червей.

Постэмбриональное развитие сопровождается ростом. Жизненный цикл складывается из последовательных фаз (которые часто называют стадиями), отмечающих важнейшие, узловые состояния организма - зарождение, развитие и размножение. В жизненных циклах организмов, размножающихся половым способом, выделяют две фазы - гаплоидную и диплоидную.

Относительная продолжительность этих фаз варьируется у представителей различных групп живых организмов. Так, у простейших и грибов преобладает гаплоидная фаза, а у высших растений и животных - диплоидная. Жизненные циклы бывают простыми и сложными. Сложные состоят из простых циклов , которые в этом случае оказываются незамкнутыми звеньями сложного цикла. Чередование поколений свойственно почти всем эволюционно продвинутым водорослям и всем высшим растениям.

Чередование поколений - тип размножения, в котором есть чередование полового и бесполого поколений. Различают первичное и вторичное чередование поколений.

Первичное чередование поколений отмечается у организмов, развивших в ходе эволюции половой прогресс, но сохранивших способность к бесполому размножению , и заключается в регулярном чередовании полового и бесполого поколений. Оно встречается у животных, у водорослей и у всех высших растений.

Вторичное чередование поколений широко встречается у животных. Оно отмечается в формах гетерогонии и метагенеза. Гетерогония заключается в первичном чередовании полового процесса и партеногенеза. Например, у трематод половое размножение регулярно сменяется партеногенезом.

В отношении большинства видов считается, что непрямое развитие исторически первично. Биологическое значение личиночных стадий многообразно.

Во-первых, при небольшом запасе желтка в яйцеклетке благодаря самостоятельному питанию личинки обеспечивается дальнейшее развитие более сложно устроенной взрослой стадии.

В-третьих, вследствие иного способа существования личинок по сравнению с половозрелой стадией, они как бы выходят из конкуренции за пищу и другие факторы со своими взрослыми стадиями (насекомые).

Во всех периодах онтогенеза организмы способны к восстановлению утерянных или поврежденных частей тела. Это свойство носит название регенерации. Она бывает физиологическая и репаративная.

Физиологическая - это замена утраченных частей тела в жизнедеятельности организма. Регенерация этого типа очень широко распространена в животном мире. Например, у членистоногих она представлена линькой, которая связана с ростом, у рептилий - замещением хвоста и чешуи, у птиц - перьев, когтей и шпор, у млекопитающих - сбрасывание ежегодно оленями рогов.

Реперативная регенерация - это восстановление части тела организма, отторгнутой насильственным путем. Регенерация этого типа возможна у многих животных, но ее проявления различны. Например, она часто осуществляется у гидр, когда из части восстанавливается все животное. У человека репаративной способностью обладают эпителиальная, соединительная, мышечная и костная ткани.

3. Старость

Это предпоследний период онтогенеза и его длительность определяется общей продолжительностью жизни, которая является видовым признаком.

В случае человека различают физиологическую старость, связанную с календарным возрастом, и преждевременное старение под влиянием социальных факторов и болезней, причем старость характеризуется рядом внешних и внутренних признаков . Среди внешних признаков называют снижение плавности движений, изменение осанки, уменьшение эластичности кожи и мышц, упругости последних, появление морщин, выпадение зубов. Подвергается изменениям первая (притупляется острота органов чувств) и вторая (изменяется речевая интонация, голос становится глухим) сигнальные системы.

Среди внутренних признаков называют обратное развитие (инволюцию) органов. Отмечают уменьшение размеров печени и почек, эластичности кровеносных сосудов, упругости связок, способности органов и тканей к регенерации. В костях накапливаются неорганические соли, обызвествляются хрящи. Происходят существенные изменения в клетках.

Современные генетические представления о механизме старения сводятся к тому, что в процессе жизни в клетках организма накапливаются мутантные гены, в результате действия которых происходит синтез дефектных белков. Дефектные белки играют дезинтегрирующую роль в клеточном метаболизме, что ведет к старению. Однако исчерпывающей теории старения еще не создано.

4. Смерть

Это завершающий этап онтогенеза. У одноклеточных организмов смертью является их гибель, но прекращение существования клетки может быть связано с делением.

В случае более организованных животных, например, млекопитающих, смерть в полном смысле слова завершает жизнь организма.

У человека биологическая смерть характеризуется тем, что она необратима и сопровождается прекращением процессов самообновления, гибелью, разложением клеток. Однако умирание клеток начинается не во всех органах одновременно. Вначале гибнет кора головного мозга, затем эпителий кишечника, легких, печени, клетки мышц, сердца.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Характеристика стадий онтогенеза многоклеточных животных. Особенности эмбрионального и постэмбрионального периодов развития. Первичный органогенез, дифференцировка клеток зародыша. Последовательные стадии эмбрионального развития животных и человека.

презентация, добавлен 07.11.2013

Характеристика прямого и непрямого развития. Описание этапов эмбрионального периода развития человека, периоды постэмбрионального развития у людей и животных. Регенерация. Особенности вредного влияния алкоголя и курения на развитие организма человека.

реферат, добавлен 07.06.2010

Определение онтогенеза как индивидуального развития организма от зиготы (вегетативного зачатка) до естественной смерти. Морфологические и физиологические особенности этапов развития растений: эмбрионального, ювенального, репродуктивного и старости.

реферат, добавлен 17.04.2012

Дорепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный период онтогенеза. Сравнение онтогенеза и филогенеза. Взаимосвязь и взаимодействие онтогенетических дифференцировок. Проблема взаимоотношений индивидуального развития организмов и их эволюции.

реферат, добавлен 26.10.2015

Основные понятия онтогенеза. Сравнительная характеристика и соотношение онтогенеза и филогенеза. Законы, сформулированные в дальнейшем другими учеными на основе закона зародышевого сходства К. Бэра. Биологическая сущность биогенетического закона Геккеля.

курсовая работа, добавлен 09.10.2012

Теоретический анализ оплодотворения у животных (внешнее и внутреннее), у растений (простое и двойное). Характеристика основных этапов эмбрионального и постэмбрионального развития. Отличительные черты непрямого развития с неполным и полным метаморфозом.

презентация, добавлен 19.05.2010

Исследование закономерностей эмбрионального развития зародыша. Изучение периодов онтогенеза. Генетические основы дифференцировки. Критические периоды постнатального и пренатального эмбриогенеза. Анализ влияния факторов окружающей среды на эмбриогенез.

презентация, добавлен 26.05.2013

Характеристика клетки - элементарной генетической и структурно-функциональной единицы многоклеточных организмов . Особенности первого закона Менделя - закона единообразия гибридов первого поколения. Основы генетики пола. Типы онтогенеза: прямой и непрямой.

контрольная работа, добавлен 08.02.2011

Е. Период развития с момента выхода из яйцевых оболочек, или рождения, до смерти организма.