Ontogenesi chiama la totalità dei processi che si verificano nel corpo dal momento della formazione dello zigote fino alla morte.

Si divide in due fasi: embrionale E postembrionale.

Periodo embrionale Il periodo embrionale è considerato il periodo di sviluppo embrionale dal momento della formazione dello zigote fino all'uscita dalle membrane dell'uovo o alla nascita; nel processo di sviluppo embrionale, l'embrione attraversa le fasi di frantumazione, gastrulazione, organogenesi primaria e ulteriore differenziazione di organi e tessuti. Schiacciato . La scissione è il processo di formazione di un embrione multicellulare a strato singolo: blastula. La frammentazione è caratterizzata da: 1) divisione cellulare per mitosi con conservazione dell'insieme diploide dei cromosomi; 2) ciclo mitotico molto breve; 3) i blastomeri non sono differenziati e in essi non vengono utilizzate informazioni ereditarie 4) i blastomeri non crescono e successivamente diventano più piccoli; 5) il citoplasma dello zigote non si mescola né si muove.

Fasi dello sviluppo dell'embrione.

1. Il periodo di un embrione unicellulare, o zigote, è a breve termine e si verifica dal momento della fecondazione fino all'inizio della frammentazione dell'uovo. 2. Periodo di frantumazione. Durante questo periodo avviene la moltiplicazione cellulare. Le cellule risultanti sono chiamate blastomeri. Innanzitutto, si forma un grappolo di blastomeri, che ricorda la forma di un lampone: una morula, quindi una blastula sferica a strato singolo; la parete della blastula è il blastoderma, la cavità è il blastocele. 3. Gastrulazione. Un embrione a strato singolo si trasforma in uno a due strati - una gastrula, costituita da uno strato germinale esterno - ectoderma e uno interno - endoderma. Nei vertebrati, già durante la gastrulazione, compare il terzo strato germinale, il mesoderma. Durante l'evoluzione dei cordati, il processo di gastrulazione è diventato più complicato con l'emergere di un complesso assiale di rudimenti (la formazione del sistema nervoso, scheletro assiale e muscoli) sul lato dorsale dell'embrione. 4. Il periodo di separazione dei principali rudimenti di organi e tessuti e il loro ulteriore sviluppo. Contemporaneamente a questi processi, si intensifica l'unificazione delle parti in un unico tutto in via di sviluppo. Dall'ectoderma si formano l'epitelio della pelle, il sistema nervoso e in parte gli organi di senso, dall'endoderma l'epitelio del canale digestivo e le sue ghiandole; dal mesoderma - muscoli, epitelio del sistema genito-urinario e membrane sierose, dal mesenchima - tessuto connettivo, cartilagineo e osseo, sistema vascolare e sangue.

Conseguenze dell'influenza di alcol, nicotina e droghe sull'embrione umano.

L'uso sistematico di droghe, tra cui l'alcol e persino la nicotina, provoca danni alle cellule germinali: sperma e ovuli. Un bambino può nascere con un ritardo nella lunghezza e nel peso del corpo, avere uno sviluppo fisico scarso e predisposto allo sviluppo di qualsiasi malattia. Quanto più forte è il farmaco utilizzato dai genitori, tanto più gravi possono essere i cambiamenti nel corpo dei bambini. L'uso di queste sostanze da parte delle donne è particolarmente pericoloso.

2. La lotta per l'esistenza. Premessa della selezione naturale. Forme della lotta per l'esistenza.

Lotta per l'esistenza – relazioni complesse e diversificate degli individui all'interno di una specie, tra specie e con condizioni sfavorevoli della natura inanimata. Charles Darwin sottolinea che la discrepanza tra la possibilità delle specie di riproduzione illimitata e le risorse limitate è la ragione principale della lotta per l'esistenza. La lotta per l’esistenza è di tre tipi:

Intraspecifico

Interspecifico

Combattere i fattori abiotici

Domanda 1. Cos'è chiamato lo sviluppo individuale di un organismo?
Lo sviluppo individuale di un organismo o ontogenesi si riferisce all'intero insieme di trasformazioni di un individuo dalla sua origine alla fine della vita. La cellula con cui inizia l'ontogenesi contiene il programma per lo sviluppo dell'organismo. Si realizza attraverso l'interazione del nucleo (informazione genetica) e del citoplasma di ciascuna cellula, nonché delle cellule e dei tessuti tra loro.
Nei batteri e negli eucarioti unicellulari, l'ontogenesi inizia al momento della formazione di una nuova cellula a seguito della divisione e termina con la morte o una nuova divisione.
Negli organismi multicellulari che si riproducono asessualmente, l'ontogenesi inizia dal momento della separazione di una cellula o di un gruppo di cellule dell'organismo madre.
Negli organismi che si riproducono sessualmente, l'ontogenesi inizia dal momento della fecondazione e della formazione dello zigote.

Domanda 2. Elenca i periodi di ontogenesi.
Periodi di ontogenesi:
Nell'ontogenesi ci sono 3 periodi: proembrionale, embrionale E postembrionale. Per gli animali superiori e gli esseri umani è accettata la divisione in periodi di sviluppo prenatale (prima della nascita), intranatale (nascita) e postnatale (dopo la nascita).
Periodo proembrionale . Periodo proembrionale, che precede la formazione dello zigote, è associato alla formazione dei gameti. Altrimenti, questa è la gametogenesi (ovogenesi e spermatogenesi).
Periodo embrionale . Periodo embrionale(Embrione greco - embrione) inizia con la fecondazione e la formazione di uno zigote. La fine di questo periodo per diversi tipi di ontogenesi è associata a diversi momenti di sviluppo. Il periodo embrionale è suddiviso nelle seguenti fasi:
1) fecondazione: la formazione di uno zigote;
2) frantumazione – formazione di una blastula;
3) gastrulazione – formazione di strati germinali;
4) isto e organogenesi: la formazione di organi e tessuti dell'embrione. Periodo postembrionale dello sviluppo animale.
Periodo postembrionale Lo sviluppo degli animali inizia dopo la loro nascita ed è diviso in tre periodi:
Periodo di crescita e morfogenesi (pre-riproduttivo);
Periodo di maturità (riproduttivo);
Il periodo della vecchiaia (post-riproduttivo).
Periodo postembrionale sviluppo umano.
Postembrionale postnatale) periodo dello sviluppo umano, altrimenti detto postnatale, è anch'esso suddiviso in tre periodi:
1) Giovanile (prima della pubertà);
2) Maturo (adulti, stato sessualmente maturo);
3) Il periodo della vecchiaia che termina con la morte.
In altre parole possiamo dire che per l'uomo è possibile distinguere anche i periodi pre-riproduttivo, riproduttivo e post-riproduttivo dello sviluppo postembrionale. Va tenuto presente che qualsiasi schema è condizionato, poiché lo stato reale di due persone della stessa età può differire in modo significativo.

Domanda 3. Quale sviluppo è chiamato embrionale e quale è postembrionale?
L'ontogenesi è divisa in due periodi. Il primo di questi è il periodo embrionale (embriogenesi) che dura dal momento della fecondazione fino all'uscita dall'uovo o alla nascita. Descriviamo le sue fasi usando l'esempio della lancetta.
Frammentazione: l'uovo viene diviso ripetutamente e velocemente per mitosi, le interfasi sono molto brevi;
blastula: si forma una palla cava, costituita da un unico strato di cellule; in uno dei poli della palla le cellule iniziano a dividersi più attivamente, preparando la fase successiva;
gastrula: formata a seguito dell'invaginazione del polo della blastula che si divide più attivamente; la gastrula iniziale è un embrione a due strati; il suo strato esterno (strato germinale) è chiamato ectoderma, lo strato interno è endoderma; la cavità della gastrula rappresenta la futura cavità intestinale del corpo; gastrula tardiva - un embrione a tre strati: formato in tutti gli organismi (eccetto celenterati e spugne) durante la formazione del terzo strato germinale - mesoderma, che sorge tra l'ectoderma e l'endoderma;
isto e organogenesi: avviene lo sviluppo dei tessuti e dei sistemi di organi dell'embrione. La seconda fase dell'ontogenesi è il periodo postembrionale. Dura dal momento dell'uscita dall'uovo (o nascita) fino alla morte.

Domanda 4. Quali tipi di sviluppo postembrionale del corpo esistono? Dare esempi.
Esistono due tipi di sviluppo postembrionale.
Sviluppo indiretto o sviluppo con metamorfosi. Questo tipo di sviluppo è caratterizzato dal fatto che l'individuo nato (larva) è spesso completamente diverso dall'organismo adulto. Dopo qualche tempo subisce la metamorfosi, ovvero la trasformazione in una forma adulta. Lo sviluppo indiretto è caratteristico degli anfibi, degli insetti e di molti altri organismi.
Sviluppo diretto. Con questo tipo di sviluppo il bambino nato assomiglia ad un adulto. Lo sviluppo diretto è oviparo e intrauterino. Durante lo sviluppo oviparo, l'embrione trascorre la prima fase dell'ontogenesi in un uovo, fornito di sostanze nutritive e protetto da un guscio (guscio) dall'ambiente. Così si sviluppano, ad esempio, i piccoli degli uccelli, dei rettili e dei mammiferi che depongono le uova. Durante lo sviluppo intrauterino, la crescita dell'embrione avviene all'interno del corpo della madre. Tutte le funzioni vitali (nutrizione, respirazione, escrezione, ecc.) Vengono svolte attraverso l'interazione con la madre attraverso un organo speciale: la placenta, formata dai tessuti dell'utero e dalle membrane embrionali del bambino. Il tipo di sviluppo intrauterino è caratteristico di tutti i mammiferi superiori, compreso l'uomo.

Domanda 5. Qual è il significato biologico della metamorfosi?
La metamorfosi consente a individui di età diverse di non competere per il cibo. Ad esempio, girini e rane, farfalle e bruchi hanno fonti di cibo diverse. Inoltre, la presenza di uno stadio larvale spesso aumenta la possibilità di dispersione degli organismi. Ciò è particolarmente importante se gli adulti sono sedentari (ad esempio, molti molluschi marini, vermi e artropodi).

Domanda 6. Parlaci degli strati germinali.
I primi due strati germinali - ectoderma ed endoderma - si formano nella fase di formazione della gastrula dalla blastula. Successivamente, in tutti (eccetto celenterati e spugne) si sviluppa il terzo strato germinale: il mesoderma, che si trova tra l'ectoderma e l'endoderma. Successivamente, tutti gli organi dell'embrione si sviluppano dai tre strati germinali. Ad esempio, negli esseri umani, il sistema nervoso, le ghiandole della pelle, lo smalto dei denti, i capelli, le unghie e l'epitelio esterno si formano dall'ectoderma. Dall'endoderma: i tessuti che rivestono l'intestino e le vie respiratorie, i polmoni, il fegato, il pancreas. Dal mesoderma si formano muscoli, cartilagine e scheletro osseo, organi dei sistemi escretore, endocrino, riproduttivo e circolatorio.

Domanda 7. Cos'è la differenziazione cellulare? Come si svolge durante lo sviluppo embrionale?
Differenziazioneè il processo di trasformazione delle cellule germinali non specializzate in varie cellule del corpo, diverse per struttura e che svolgono funzioni specifiche. La differenziazione non inizia immediatamente, ma ad un certo stadio di sviluppo e viene effettuata attraverso l'interazione degli strati germinali (in una fase iniziale) e dei rudimenti degli organi (in una fase successiva).
Alcune cellule, anche in un organismo adulto, non rimangono completamente differenziate. Tali cellule sono chiamate cellule staminali. Negli esseri umani si trovano, ad esempio, nel midollo osseo rosso. Attualmente si sta studiando attivamente la possibilità di utilizzare le cellule staminali per curare molte malattie, ripristinare organi dopo lesioni, ecc.

Domanda 8. Descrivi il concetto di “crescita”. Qual è una certa altezza? Crescita incerta?
La crescita del corpo è accompagnata da un aumento delle cellule e dall'accumulo di peso corporeo. Viene fatta una distinzione tra crescita definita e indefinita.
La crescita indefinita è caratteristica di molluschi, crostacei, pesci, anfibi, rettili e altri animali che non smettono di crescere per tutta la vita.
Una certa quantità di crescita è caratteristica degli organismi che crescono solo per un periodo di tempo limitato, come insetti, uccelli e mammiferi. Nell'uomo la crescita intensiva si ferma all'età di 13-15 anni, corrispondente al periodo della pubertà.
La crescita e lo sviluppo dell'organismo sono controllati geneticamente e dipendono anche dalle condizioni ambientali in cui avviene lo sviluppo.
Con un tipo di crescita che si dice definita, l'organismo, raggiunto un certo livello di maturità, smette di aumentare di dimensioni. Questo tipo di crescita è caratteristico della maggior parte degli animali. Se un organismo cresce durante tutta la sua vita, si dice che abbia un tipo di crescita indefinito. È caratteristico di piante, pesci, molluschi e anfibi.

Lo sviluppo individuale degli animali - l'ontogenesi - è diviso in due periodi: embrionale e postembrionale.

Periodo embrionale

Il periodo embrionale è costituito da diverse fasi.

1 etano- frantumazione e inizio dello sviluppo dell'uovo di lanceola fecondato:

La frammentazione termina con la formazione di una blastula.

2a fase- formazione degli strati germinali, cioè la formazione di una gastrula, che ha una struttura a due strati. Lo strato esterno è l'ectoderma, lo strato interno è l'endoderma. Tra di loro appare un terzo strato: il mesoderma. L'ectoderma, l'endoderma e il mesoderma sono chiamati strati germinali.

3a fase- formazione di organi:

• dall'ectoderma: pelle, notocorda, tubo neurale, da cui si formano il midollo spinale, il cervello e gli organi sensoriali;
• dall'endoderma: il canale digestivo, il fegato, i polmoni;
• dal mesoderma: scheletro, muscoli, sistemi circolatorio ed escretore.

Durante il periodo dello sviluppo embrionale, avviene la differenziazione nella struttura e nelle funzioni delle cellule e degli organi: istogenesi e organogenesi.

L'istogenesi è un insieme di processi che assicurano la formazione, l'esistenza e il rinnovamento dei tessuti nell'ontogenesi degli organismi multicellulari.

L'organogenesi è il processo di formazione dei rudimenti degli organi e la loro ulteriore differenziazione.

Periodo postembrionale

Lo sviluppo postembrionale può essere:

• diretto, in cui i discendenti nati sono in tutto e per tutto simili agli organismi adulti (uccelli, mammiferi, uomo);
• indiretto (con metamorfosi), quando nasce un nuovo organismo sotto forma di larva che subisce una serie di trasformazioni nel suo sviluppo (negli anfibi, insetti, ecc.)

Ci sono tre fasi nello sviluppo postembrionale: adolescenza (giovanile), fase di maturità e fase di vecchiaia.

Lo sviluppo embrionale, la fase giovanile e la fase di maturità nell'ontogenesi sono di grande importanza adattativa e sono necessarie per garantire la conservazione e la riproduzione della specie.

Il ciclo vitale è la totalità di tutte le fasi di sviluppo delle generazioni di una determinata specie. Nei procarioti e in molti organismi unicellulari, il ciclo vitale e il ciclo cellulare sono gli stessi. Sono noti cicli di vita semplici e complessi, i cicli semplici nelle piante si verificano senza generazioni alternate, i cicli complessi sono accompagnati da generazioni alternate: sessuali (gametofito) e asessuate (sporofito). Negli animali i cicli semplici non sono accompagnati da trasformazioni complesse (metamorfosi) o da alternanza di generazioni. I cicli complessi sono accompagnati dall'alternanza di generazioni sessuali e asessuali, sessuali e partenogenetiche, dioiche ed ermafrodite.

Nella lezione parliamo di come ci sviluppiamo - organismi unicellulari e multicellulari, consideriamo il loro sviluppo individuale - ontogenesi e apprendiamo fasi importanti nella vita degli organismi multicellulari.

La nuova cellula non ha ancora abbastanza strutture cellulari e non forma tutte le proteine ​​necessarie per la sua vita normale. Pertanto, il ciclo cellulare può essere suddiviso in più fasi o fasi (Fig. 2).

Riso. 2. Fasi di sviluppo di un organismo unicellulare ()

La prima fase è la fase di maturazione. Quando si formano le strutture cellulari necessarie, la cellula entra nella fase successiva: la maturità. In questa fase la cellula svolge tutte le funzioni di cui ha bisogno. Dietro un nuovo atto o la morte di una cellula c'è la maturità.

Con many-kle-toch-ny-mi or-ga-niz-ma-mi si-tu-a-tion il processo è molto più complicato. Nella vita di tali organizzazioni si possono identificare due fasi importanti (Fig. 3).

Riso. 3. Ontogenesi ()

Il primo periodo è em-bri-o-nal, nel caso dei giovani il periodo em-bri-o-nal è pro-is-ho -dits internal ma-te-rin-sko-go-ga-niz- ma (sviluppo intrauterino). Il secondo periodo di na-chi-na-et-sya dal momento della nascita o dell'uscita dai gusci delle uova - secondo lo sviluppo em-bri-o-nal.

Il periodo em-bri-o-nal comprende 3 fasi principali:

1 fase di frazionamento(Fig. 4): la delezione delle cellule procede alla formazione di bla-sto-meri.

Riso. 4. Fase di frantumazione ()

In sole 4 ore, da una cellula si formano 64 esplosioni, ma la loro crescita non avviene. For-kan-chi-va-et-sya st-dia frazione-le-niya for-mi-ro-va-ni-em bla-stu-ly (for-ro-dy-she-vy pu-zy-rik ). È costituito da uno strato di cellule con una cavità all'interno;

2 fase di stru-la-zione del gas(Fig. 5) - sviluppo della crescita delle foglie.

Negli organi multicellulari più primitivi, ad esempio quelli intestinali, si formano -ci sono solo due foglie germinanti: quella esterna - ek-to-der-ma - e quella interna - en-to-der-ma. Higher-co-or-ga-ni-zo-van-living for-mi-ru-et-ha un drenaggio di terza generazione - me -zo-der-ma (tra ek-to-der-moy e en-to -der-moy).

Riso. 5. Gastrulazione ()

3 fase - or-ga-no-gen-ez(Fig. 6) - questo è il periodo di interazione tra la nascita delle foglie, da cui si forma tutto or-ga-ny e il tessuto or-ga-niz-ma.

Riso. 6. Organogenesi ()

In una persona, il cervello è il primo a separarsi, ciò avviene durante la terza settimana dopo za-cha-tiya. La dimensione dell'em-bri-o-on in questo momento è di soli 2 mil-li-metri (Fig. 7).

Riso. 7. Organogenesi, embrione umano ()

Ek-to-der-ma dà on-cha-lo alla pelle del sangue, così come ai tessuti epi-te-li-ali (capelli, ghiandole, sue secrezioni esterne, unghie), il sistema nervoso si sviluppa dal ectoderma. Me-zo-der-ma dà l'organo interno fondamentale-ga-us - you-de-li-tel-noy e po-lo-voy si-ste-me. En-to-der-ma ob-ra-zu-et or-ga-ny pi-sche-va-ri-tel-noy, sistema respiratorio-ha-tel-noy, nonché Chiamata per sezione interna.

Già dai primi giorni del suo sviluppo, l'or-ga-niz-ma percepisce l'influenza di fatti dannosi. Tali fatti includono varie sostanze chimiche personali: al-co-gol, ni-ko-tin, farmaci, sali di metalli pesanti e farmaci. Le radiazioni e varie infezioni sono molto pericolose per lo sviluppo di un organismo vivente.

L'influenza di questi fattori sull'organismo della madre può portare al fatto che non si verifica un ulteriore sviluppo del feto e porterà alla morte, o alla nascita di un bambino apparirà re-ben-ka a causa delle mancate misure che i biologi chiamano bruttezza.

Dopo la nascita, il successivo periodo di sviluppo di un or-ga-niz-ma vivente - secondo st-em-bree -o-nal (Fig. 8).

Riso. 8. Sviluppo postembrionale ()

Sviluppo diretto- sviluppo senza rotazione, con crescita graduale (Fig. 9).

Riso. 9. Sviluppo diretto ()

L'individuo assomiglia ad un organismo ro-di-tel-sky. Sviluppo diretto ha-rak-ter-ma per pesci, prelavaggio-ka-yu-sya, uccelli e mammiferi.

Sviluppo indiretto(con meta-mor-pho-z) - il processo di trasformazione dell'or-ga-niz-ma nella fase li-chi-night in un individuo adulto (Fig. 10 ).

Riso. 10. Sviluppo indiretto ()

È co-pro-vozh-da-et-sya ana-to-mi-che-ski-mi e fi-zio-lo-gi-che-ski-mi per-re-stroy-ka-mi or-ga - fondo-ma. Questo è un modo di sviluppare ha-rak-te-ren per la terra e la terra.

Lo fanno mai metamorfosi completa E metamorfosi incompleta. Con il meta-mor-pho-ze completo, l'or-ga-ismo attraversa una serie di fasi, nettamente separate l'una dall'altra nella forma della vita e ha-rak-te-rom pi-ta-niya (Fig. 11) .

Riso. 11. Metamorfosi completa ()

Questi sono gli stadi di uovo, li-chin-ki, ku-kol-ki, individuo adulto (imago). Questo sviluppo è ha-rak-ter-ma per ba-bo-chek (che-shue con le ali) e gli scarafaggi (difficili da alare).

Con meta-mor-pho-ze incompleto (Fig. 12), lo stadio di ku-kol-ki è assente e il li-chin-ka è poco diverso da un adulto. Questo può essere visto a Kuz-ne-chi-kov e sa-ran-chi.

Riso. 12. Metamorfosi incompleta ()

Indipendentemente dal tipo di sviluppo, tutti gli organismi viventi hanno tre fasi: giovinezza, maturità e vecchiaia. Ciascuno degli stadiya ha-rak-te-ri-zu-et-sya determina-de-len-ny-mi fi-zio-lo-gi-che-ski-mi from-me-ne-ni- I-mi .

Lo sviluppo in-di-vi-du-al-noe è uno dei processi più in-te-res-s che avvengono in un organismo vivente, quando un organismo vivente complesso emerge da una singola cellula e nel processo di vita tel -no-sti pre-ter-pe-va-et un certo numero di-me-non. Ogni organismo adempie alla sua funzione principale: lasciare una prole, la vita dell'organismo è dietro la sua morte naturale.

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Compiti a casa

1. Cos'è l'ontogenesi e in quali fasi consiste negli organismi multicellulari?
2. Quali sono le fasi dello sviluppo embrionale?
3. Nomina le fasi di sviluppo del periodo postembrionale.

2. Sviluppo embrionale dell'embrione negli animali:

a) frantumazione; tipologie di frantumazione;

b) gastrulazione; metodi di gastrulazione;

c) organogenesi primaria (che stabilisce il complesso assiale degli organi);

d) induzione embrionale.

3. Sviluppo postembrionale:

a) tipi di sviluppo postembrionale;

b) sviluppo diretto - non larvale e intrauterino;

c) sviluppo indiretto - con metamorfosi completa e incompleta.

4. L'influenza dei fattori ambientali sullo sviluppo individuale dell'organismo.

1. Ontogenesi. Tipi di ontogenesi. Periodizzazione dell'ontogenesi.

Ontogenesi – il processo di sviluppo individuale di un individuo, cioè l’intero insieme di trasformazioni dal momento della formazione dello zigote fino alla morte dell’organismo.

Nelle specie che si riproducono asessualmente, l'ontogenesi inizia con la separazione di una o di un gruppo di cellule dell'organismo materno. Nelle specie con riproduzione sessuata, inizia con la fecondazione dell'uovo. Nei procarioti e negli organismi eucariotici unicellulari, l'ontogenesi è essenzialmente un ciclo cellulare, che di solito termina con la divisione cellulare o la morte cellulare.

Durante lo sviluppo individuale, gli organismi multicellulari subiscono una serie di processi regolari:

La formazione di tratti morfofunzionali inerenti a una particolare specie biologica;

Implementazione di funzioni specifiche;

Raggiungere la pubertà;

Riproduzione;

Invecchiamento;

Tutti questi processi, come componenti dell'ontogenesi, avvengono sulla base delle informazioni ereditarie ricevute dai discendenti dai genitori. Queste informazioni sono una sorta di istruzione sul tempo, il luogo e la natura dei meccanismi di sviluppo privato dell’individuo. Pertanto, l’ontogenesi può essere definita come il processo di implementazione delle informazioni genetiche ricevute dai genitori in determinate condizioni ambientali.

Si distinguono i seguenti tipi di ontogenesi: diretta e indiretta. Sviluppo indiretto si presenta in forma larvale, e sviluppo diretto– in forma non larvale e intrauterina (Fig...)

TIPI DI ONTOGENESI

Sviluppo diretto Sviluppo indiretto

(con metamorfosi)

Tipo non larvale con metamorfosi incompleta:

(depone uova con una grande quantità di tuorlo) uovo - larva - adulto - individuo

Intrauterino con metamorfosi completa

Uovo – larva – pupa – adulto – individuo

L’ontogenesi è un processo continuo di sviluppo di un individuo. Tuttavia, le sue fasi differiscono nel contenuto e nei meccanismi dei processi che si verificano. Per questo motivo l’ontogenesi degli organismi multicellulari è divisa in periodi: embrionale– dal momento della fecondazione dell’uovo fino al rilascio delle membrane dell’uovo o alla nascita e postembrionale– dall’uscita dai gusci delle uova o dalla nascita alla morte. Per gli animali placentari e gli esseri umani è accettata la divisione in periodi prenatale (prima della nascita) e postnatale (dopo la nascita). Spesso si distingue anche un periodo proembrionale o prezigotico, che comprende i processi di formazione delle cellule germinali (spermato- e oogenesi).

1. Sviluppo embrionale negli animali.

Embrionale (embriogenesi) lo sviluppo inizia dal momento della formazione dello zigote ed è il processo di trasformazione di quest'ultimo in un organismo multicellulare.

Lo sviluppo embrionale consiste nelle seguenti fasi principali:

frazionamento, a seguito del quale si forma un embrione multicellulare;

gastrulazione, durante il quale nascono i primi tessuti - ectoderma, endoderma E mesoderma, e l'embrione diventa a due o tre strati;

organogenesi primaria - la formazione di un complesso di organi assiali dell'embrione (tubo neurale, notocorda, tubo intestinale);

uscita dall'uovo o dalle membrane embrionali (con tipi di sviluppo larvale e non larvale) o nascita (con sviluppo intrauterino).

Frazionamento - un processo di divisioni mitotiche multiple e rapidamente successive dello zigote, che porta alla formazione di un embrione multicellulare. Le divisioni di scissione, a differenza delle normali divisioni cellulari, avvengono senza un periodo postmitotico. blastomeri) non crescono. Durante il processo di scissione, il volume totale dell'embrione non cambia, ma

la dimensione delle sue cellule costituenti diminuisce, ad es. l'embrione è frammentato.

Il tipo di frammentazione di un uovo fecondato dipende dalla quantità di tuorlo e dalla natura della sua distribuzione nel citoplasma dell'uovo, cioè dal tipo di uovo. A questo proposito si distingue la frantumazione completare quando l'intero uovo è schiacciato, e incompleto, quando una parte di esso è schiacciata. Ciò è dovuto a sua volta al fatto che il tuorlo impedisce la formazione di un restringimento durante la divisione del corpo cellulare.

Si verifica uno schiacciamento completo uniforme, se le cellule formate a seguito della divisione hanno dimensioni approssimativamente uguali e irregolare se differiscono per dimensioni.

Potrebbe verificarsi una frantumazione incompleta parziale superficiale, O discoidale.

Succede lo schiacciamento sincrono(divisione simultanea di tutte le cellule) e asincrono(divisione cellulare non simultanea).

Isolecithal Lecithal moderato Telolecithal Alecithal

Completo, Completo, Incompleto, Completo,

Uniforme Discoidale Irregolare

(lancetta) (rana) (uccelli) asincrono

(Umano)

Frantumazione completa ed uniforme .

Il tuorlo nell'uovo lanceolato è poco ed è distribuito uniformemente nel citoplasma, quindi la frammentazione dell'uovo fecondato è completa e uniforme.

I – zigote; II – blastomeri degli stadi 2, 4 e 32; III - blastula; IV – gastrula; V – anlage del complesso assiale degli organi (1 – tubo neurale; 2 – notocorda; 3 – ectoderma; 4 – tubo intestinale).

Il 1° solco corre nel piano meridionale nella direzione dal polo animale al polo vegetativo; Lo zigote si divide in due cellule uguali: i blastomeri.

Il 2° solco corre perpendicolare al primo, anch'esso nel piano meridionale; Si formano 4 blastomeri.

Il terzo solco è latitudinale: corre leggermente sopra l'equatore e divide immediatamente 4 blastomeri in 8 cellule.

Inoltre, i solchi meridionali e latitudinali si alternano correttamente. All’aumentare del numero di cellule, la divisione diventa asincrona. Allo stadio di 32 blastomeri, l'embrione ha l'aspetto di un lampone e viene chiamato Morula. I blastomeri divergono sempre di più, formando una cavità allo stadio di 64 blastomeri - blastocele e l'embrione assume la forma di una vescicola con una parete formata da uno strato di cellule strettamente adiacenti tra loro, all'interno della quale si trova cavità corporea primaria, cioè è formato blastula (celoblastula).

Frantumazione completamente irregolare.

Caratteristico delle uova moderatamente telolecitali. Nell'uovo di rana c'è più tuorlo che in una lancetta, ed è concentrato soprattutto nel polo vegetativo.

I primi due solchi meridionali dividono l'uovo in 4 blastomeri uguali.

3° – il solco latitudinale è fortemente spostato verso il polo animale, dove c’è meno tuorlo. Di conseguenza, si formano 4 micro e 4 macroblastomeri, di dimensioni nettamente diverse.

A causa della continua frammentazione, le cellule del polo animale, meno sovraccariche di tuorlo, si dividono più spesso e sono di dimensioni più piccole rispetto alle cellule del polo vegetativo. La blastula ha una parete formata da più file di cellule; Il blastocele è piccolo e spostato verso il polo animale ( anfiblastula).

Schiacciamento discoidale incompleto.

Caratteristico delle uova telolecitali di rettili e uccelli, fortemente sovraccariche di tuorlo. Il citoplasma privo di tuorlo costituisce circa l'1% del volume. Il tuorlo impedisce la frammentazione e quindi solo una stretta striscia di citoplasma al polo animale viene frammentata. Di conseguenza, disco germinale (discoblastula).

Indipendentemente dalle caratteristiche della frammentazione delle uova fecondate nei diversi animali, a causa delle differenze nella quantità e nella natura della distribuzione del tuorlo nel citoplasma, la frammentazione, come periodo di sviluppo embrionale, è caratterizzata dalle seguenti caratteristiche:

Come risultato della frammentazione, si forma un embrione multicellulare (blastulazione): una blastula e materiale cellulare si accumulano per un ulteriore sviluppo.

Tutte le cellule della blastula hanno un corredo diploide di cromosomi (2n), sono identiche nella struttura e differiscono l'una dall'altra principalmente per la quantità di tuorlo, cioè le cellule della blastula non sono differenziate.

Una caratteristica della scissione è un ciclo mitotico molto breve rispetto alla sua durata negli animali adulti.

Durante il periodo di frammentazione, il DNA e le proteine ​​vengono sintetizzati intensamente, ma la sintesi dell'RNA è assente. L'informazione genetica contenuta nei nuclei del blastomero non viene utilizzata.

Durante la scissione, il citoplasma non si muove.

Gastrulazione - questo è il processo di formazione di un embrione a due o tre strati - gastrula, la cui base sono i movimenti complessi e diversificati delle masse cellulari e la differenziazione cellulare. Gli strati risultanti sono chiamati strati germinali. Sono strati di cellule che hanno una struttura simile, occupano una certa posizione nell'embrione e danno origine a determinati organi e sistemi di organi.

Ci sono esterni - ectoderma- e interno - endoderma- fogli tra i quali c'è negli animali a tre strati mesoderma.

Durante la gastrulazione, la divisione cellulare è debolmente espressa o assente e l'embrione non cresce.

1 – intussuscezione; 2 – epibolia; 3 – immigrazione; 4 – delaminazione.

A seconda del tipo di blastula, esistono quattro metodi principali di gastrulazione:

- intussuscezione– formazione di un embrione a due strati mediante invaginazione della parete della blastula nella cavità del blastocele (lancetta);

- epibolia– la formazione di un embrione a due strati a seguito dello scorrimento di piccole cellule del polo animale sul polo vegetativo, le cellule del polo animale crescono sopra di esso e finisce all'interno dell'embrione (anfibio);

- immigrazione– penetrazione per immersione di parte delle cellule della blastula nel blastocele (celenterati);

- delaminazione– a seguito della divisione cellulare, il disco germinale si divide in due strati (rettili e uccelli).

Tuttavia, i metodi di gastrulazione elencati non si trovano quasi mai in natura nella loro forma pura, il che dà motivo di individuare un quinto metodo: misto, O combinato.

Gastrula è una sacca a due strati, la cui cavità (gastrocele) comunica con l'ambiente esterno attraverso un'apertura - blastoporo(bocca primaria). Lo strato esterno della gastrula è l'ectoderma, lo strato interno è l'endoderma. La struttura della gastrula dipende dal tipo di uovo e dallo stile di vita dell'embrione in questa fase. Pertanto, nei celenterati, la gastrula è una larva a vita libera - una planula, in altre specie la gastrula si sviluppa nelle membrane delle uova o nel corpo della madre;

In alcuni animali (spugne, celenterati), il processo di gastrulazione termina con la formazione di due strati germinali: ecto ed endoderma. I restanti rappresentanti del mondo animale sono caratterizzati dalla formazione del terzo strato germinale: il mesoderma. La deposizione e la formazione del mesoderma avviene in due modi: teloblastico E enterocele. Con il metodo teloblastico dell'anlage, 2 grandi cellule vengono separate nella regione delle labbra del blastoporo ( teloblasti); Moltiplicandosi danno origine a due strisce mesodermiche, dalle quali (con la comparsa all'interno della cavità) si formano vescicole celomiche. Con il metodo dell'anlage dell'enterocele, l'intestino primario forma delle sporgenze simmetriche nel blastocele, che poi si staccano e si trasformano in vescicole celomiche. In entrambi i casi, le vescicole di anlage crescono e riempiono la cavità corporea primaria. Viene chiamato lo strato del mesoderma adiacente all'ectoderma parietale, O strato parietale, e adiacente all'endoderma – viscerale, O strato viscerale. Viene chiamata la cavità formata nelle vescicole mesodermiche e che sostituisce quella primaria cavità corporea secondaria, O Totale. Con il metodo teloblastico di deposizione del mesoderma, il blastoporo si trasforma nella bocca di un animale adulto ( protostomi). Con il metodo dell’enterocele il blastoporo si chiude e si forma una seconda volta la bocca dell’adulto ( deuterostomi).

La formazione degli strati germinali è il risultato della differenziazione di cellule di blastula relativamente omogenee e simili tra loro.

Differenziazione è il processo di comparsa e aumento delle differenze morfologiche e funzionali tra le singole cellule e parti dell'embrione.

Differenziazione morfologica si manifesta nella formazione di diverse centinaia di tipi di cellule di una struttura specifica.

Differenziazione biochimica– specializzazione delle cellule nella sintesi di proteine ​​specifiche caratteristiche solo di un dato tipo cellulare. La cheratina è sintetizzata nell'epidermide, l'insulina è sintetizzata nel tessuto delle isole del pancreas, ecc. La specializzazione biochimica delle cellule è assicurata dall'attività differenziale dei geni, cioè diversi geni iniziano a funzionare in diversi primordi. L'informazione genetica si realizza attraverso la sintesi dell'mRNA allo stadio della gastrula, che aumenta notevolmente durante la formazione del complesso dell'organo assiale.

Con l'ulteriore differenziazione delle cellule degli strati germinali nel processo di isto e organogenesi, gli stessi tessuti e organi si formano in diverse specie animali, il che significa l'omologia degli strati germinali. L'omologia degli strati germinali della stragrande maggioranza degli animali è una delle prove dell'unità del mondo animale.

Isto- e organogenesi.

Una volta completata la gastrulazione, l'embrione sviluppa un complesso di organi assiali: il tubo neurale, la notocorda e il tubo intestinale. Consideriamo questo processo usando l'esempio della lancetta

L'ectoderma, situato sul lato dorsale dell'embrione, si piega lungo la linea mediana formando un solco longitudinale. Le aree dell'ectoderma situate a destra e a sinistra del solco iniziano a crescere sui suoi bordi. Il solco - il rudimento del sistema nervoso - sprofonda sotto l'ectoderma e i suoi bordi si chiudono (il processo è chiamato neurulazione, e lo stadio di sviluppo è neurula). Si forma un tubo neurale. Il resto dell'ectoderma rappresenta i rudimenti dell'epitelio cutaneo, degli organi sensoriali..

La parte dorsale dell'endoderma, situata sotto il tubo neurale, si separa (separa) gradualmente dal resto dell'endoderma e si ripiega in una densa corda elastica - accordo. Dalla restante parte dell'endoderma si sviluppano l'epitelio intestinale, le ghiandole digestive e gli organi respiratori.

Un'ulteriore differenziazione delle cellule embrionali porta alla comparsa di numerosi derivati ​​degli strati germinali: organi e tessuti.

Induzione embrionale.

Il processo di differenziazione cellulare è in gran parte determinato dall'influenza reciproca di parti dell'embrione in via di sviluppo. Le osservazioni dello sviluppo di un uovo di rana fecondato ci permettono di tracciare il percorso di sviluppo delle cellule in diverse parti dell'embrione. Si scopre che le cellule rigorosamente definite, che occupano un posto rigorosamente definito nella blastula, danno origine a rudimenti di organi rigorosamente definiti. Con l'inizio della gastrulazione inizia il movimento cellulare. Se in questo momento (allo stadio iniziale della gastrula) una parte delle cellule del lato dorsale - il rudimento del complesso assiale - viene ritagliata e trapiantata sotto l'ectoderma cutaneo di un altro embrione sul lato ventrale, allora è possibile ottenere lo sviluppo di un ulteriore complesso di organi assiali nel secondo embrione. In questo caso l'embrione, privato delle sue cellule organizzatrici, muore. Di conseguenza, durante il processo di sviluppo, un rudimento ne influenza un altro, determinando il percorso del suo sviluppo. Questo fenomeno si chiama induzione embrionale, e vengono chiamate le parti dell'embrione che dirigono lo sviluppo delle strutture associate induttori(O centri organizzativi). Il fenomeno dell'induzione si osserva anche con la comparsa di altri organi: il contatto della sporgenza del tubo neurale - la vescicola ottica - con l'ectoderma porta allo sviluppo del cristallino dell'occhio; il cristallino, a sua volta, induce la trasformazione dell'ectoderma in cornea.

Lo sviluppo dell'embrione è fortemente influenzato da fattori ambientali sfavorevoli in cui si forma il futuro organismo (temperatura, luce, umidità, alcol, nicotina, pesticidi, una serie di farmaci, droghe, ecc.). Possono interrompere il normale corso dell'embriogenesi e portare alla formazione di varie deformità o al completo arresto dello sviluppo.

Derivati ​​dello strato germinale