Что такое онтогенез: этапы развития организмов.

(под покровом яйцевых оболочек) и постэмбрионального (за пределами яйца) развития, а у живородящих животных перенатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения) онтогенез.

Термин «онтогенез» впервые был введён Э. Геккелем в 1866 году . В ходе онтогенеза происходит процесс реализации генетической информации, полученной от родителей.

Раздел современной биологии, изучающий онтогенез, называется биологией развития ; начальные этапы онтогенеза изучаются также эмбриологией .

Онтогенез животных

Сравнение зародышей позвоночных на разных стадиях эмбрионального развития. Иллюстрация из работы Эрнста Геккеля , на которой демонстрируется теория рекапитуляции (повторения филогенеза в онтогенезе). Зародыши обычно действительно представляются более сходными между собой, чем взрослые организмы, что было отмечено эмбриологами еще до возникновения теории эволюции.

Онтогенез делится на два периода:

1. эмбриональный - от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек;
2. постэмбриональный - от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.

Эмбриональный период

В эмбриональном периоде выделяют три основных этапа: дробление , гаструляцию и первичный органогенез . Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. У большинства позвоночных он включает стадии (фазы) дробления, гаструляции, гисто- и органогенеза.

Дробление

Дробление - ряд последовательных митотических делений оплодотворенного или инициированного к развитию яйца. Дробление представляет собой первый период эмбрионального развития, который присутствует в онтогенезе всех многоклеточных животных и приводит к образованию зародыша, называемого бластулой (зародыш однослойный). При этом масса зародыша и его объем не меняются, то есть они остаются такими же, как у зиготы, а яйцо разделяется на все более мелкие клетки - бластомеры. После каждого деления дробления клетки зародыша становятся все более мелкими, то есть меняются ядерно-плазменные отношения: ядро остается таким же, а объем цитоплазмы уменьшается. Процесс протекает до тех пор, пока эти показатели не достигнут значений, характерных для соматических клеток. Тип дробления зависит от количества желтка и его расположения в яйце. Если желтка мало и он равномерно распределен в цитоплазме (изолецитальные яйца: иглокожие, плоские черви, млекопитающие), то дробление протекает по типу полного равномерного : бластомеры одинаковы по размерам, дробится все яйцо. Если желток распределен неравномерно (телолецитальные яйца: амфибии), то дробление протекает по типу полного неравномерного : бластомеры - разной величины, те, которые содержат желток - крупнее, яйцо дробится целиком. При неполном дроблении желтка в яйцах настолько много, что борозды дробления не могут разделить его целиком. Дробление яйца, у которого дробится только сконцентрированная на анимальном полюсе «шапочка» цитоплазмы, где находится ядро зиготы, называется неполным дискоидальным (телолецитальные яйца: пресмыкающиеся, птицы). При неполном поверхностном дроблении в глубине желтка происходят первые синхронные ядерные деления, не сопровождающиеся образованием межклеточных границ. Ядра, окруженные небольшим количеством цитоплазмы, равномерно распределяются в желтке. Когда их становится достаточно много, они мигрируют в цитоплазму, где затем после образования межклеточных границ возникает бластодерма (центролецитальные яйца: насекомые).

Гаструляция

Один из механизмов гаструляции - инвагинация (впячивание части стенки бластулы внутрь зародыша)1 - бластула, 2 - гаструла.

Первичный органогенез

Первичный органогенез - процесс образования комплекса осевых органов. В разных группах животных этот процесс характеризуется своими особенностями. Например, у хордовых на этом этапе происходит закладка нервной трубки , хорды и кишечной трубки.

В ходе дальнейшего развития формирование зародыша осуществляется за счет процессов роста, дифференцировки и морфогенеза . Рост обеспечивает накопление клеточной массы зародыша. В ходе процесса дифференцировки возникают различно специализированные клетки, формирующие различные ткани и органы. Процесс морфогенеза обеспечивает приобретение зародышем специфической формы.

Постэмбриональное развитие

Постэмбриональное развитие бывает прямым и непрямым.

1. Прямое развитие - развитие, при котором появившийся организм идентичен по строению взрослому организму, но имеет меньшие размеры и не обладает половой зрелостью. Дальнейшее развитие связано с увеличением размеров и приобретением половой зрелости. Например: развитие рептилий, птиц, млекопитающих.
2. Непрямое развитие (личиночное развитие, 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.

См. также

Литература

• Gould, S.J. (1977). Ontogeny and Phylogeny . Cambridge, Massachusetts: The Belknap Press of Harvard University Press.

Эмбриогенез
Биология развития
Стадии	Зигота Морула Бластула (Организмы: Диплобласты Триплобласты) Бластоциста Гаструла Нейрула Эмбрион
Процессы	Дробление яйца Бластуляция Гаструляция (деламинация , инвагинация , иммиграция , эпиболия) Нейруляция Органогенез
Зародышевые листки	Эктодерма Энтодерма Мезодерма
Дифференцировка клеток	Бластомер Эмбриобласт Трофобласт Эпибласт Гипобласт

Wikimedia Foundation . 2010 .

Синонимы :

Смотреть что такое "Онтогенез" в других словарях:

Онтогенез … Орфографический словарь-справочник

онтогенез - (от греч. on,. род. падеж ontos сущее, genesis рождение, происхождение) процесс развития индивидуального организма. В психологии О. формирование основных структур психики индивида в течение его детства; изучение О. главная задача детской… … Большая психологическая энциклопедия

- (от греч. оn, род. падеж ontos сущее и...генез), онтогения, индивидуальное развитие особи, вся совокупность её преобразований от зарождения (оплодотворение яйцеклетки, начало самостоят, жизни органа вегетативного размножения или деление… … Биологический энциклопедический словарь

- [Словарь иностранных слов русского языка

- (греч.ον, род. падеж o сущее и рождение, происхождение), процесс развития индивидуального организма, в отличие от филогенеза как процесса формирования систематич. группы. Термин «О.» введён в 1866 Э. Геккелем, исходившим при этом из своей … Философская энциклопедия

Развитие, онтогения Словарь русских синонимов. онтогенез сущ., кол во синонимов: 2 онтогения (2) … Словарь синонимов

ОНТОГЕНЕЗ - ОНТОГЕНЕЗ, история индивидуального или «онтогенетического» развития живого^су щества (в отличве от исторического развития его рода или «филогенеза»), охватывающая все процессы морфологических и фнкц. изменений,… … Большая медицинская энциклопедия

БИОЛОГИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ (ОНТОГЕНЕЗ)
Онтогенез, или индивидуальное развитие, – это совокупность преобразований , происходящих в организме от момента образования зиготы до смерти. Термин «онтогенез» впервые введен биологом Э.Геккелем в 1866 г. (от греч. онтос- существо и генезис- развитие).

Учение об онтогенезе – это один из разделов биологии, который изучает механизмы, регуляцию и особенности индивидуального развития организмов.

Знание онтогенеза имеет не только общетеоретическое значение. Оно необходимо врачам для понимания особенностей течения патологических процессов в разные возрастные периоды, профилактики заболеваний, а также для решения социально- гигиенических проблем, связанных с организацией труда и отдыха людей различных возрастных групп.

Различают 2 типа онтогенеза: непрямой и прямой. Непрямой протекает в личиночной форме. Личинки ведут активный образ жизни, сами себе добывают пропитание. Для осуществления жизненных функций у личинок имеется ряд провизорных (временных) органов, отсутствующих у взрослых организмов. Этот тип развития сопровождается метаморфозом (превращением) -анатомо-физиологической перестройкой организма. Он свойствен различным группам беспозвоночных (губкам, кишечнополостным, червям, насекомым) и нисшим позвоночным (амфибиям).

Прямое развитие может протекать в неличиночной форме или быть внутриутробным. Неличиночный тип развития имеет место у рыб, пресмыкающихся, птиц, а также беспозвоночных, яйцеклетки которых богаты желтком - питательным материалом, достаточным для завершения онтогенеза. Для питания, дыхания и выделения у зародышей также развиваются провизорные органы.

Внутриутробный тип развития характерен для млекопитающих и человека. Их яйцеклетки почти не содержат питательного материала, и все жизненные функции осуществляются через материнский организм. В связи с этим у зародышей имеются провизорные органы – зародышевые оболочки и плацента, обеспечивающая связь организма матери и плода. Это наиболее поздний в филогенезе тип онтогенеза, и он обеспечивает наилучшим образом выживание зародышей.

Изменения в опорно-двигательном аппарате характеризуются увеличением окостенения, нарастанием мышечной массы и формированием высокой способности к координации движений.

В этот период значительную перестройку претерпевают железы внутренней секреции. Усиливается функция передней и средней долей гипофиза: возрастает уровень соматотропина, определяющего интенсивность роста тела. Усиление образования меланокортинов (вырабатываются средней долей гипофиза) может привести к потемнению волос, т.к. этот гормон контролирует процесс пигментации.

Усиливается функция щитовидной железы, что приводит к повышению обмена веществ, расходу энергии. В связи с этим наблюдаются повышенная возбудимость, быстрая утомляемость, некоторая худоба, усиление функций половых желез, повышается интерес к противоположному полу. Продолжают развиваться первичные и вторичные половые признаки: у мальчиков – ломается голос, пробиваются усы и борода и т.д.; у девочек – развиваются молочные железы, начинаются менструации и т.д.

Примерно с конца XIX века во многих странах Европы, а затем и во всем мире, в детских популяциях было выявлено усиление роста, уровня физического развития, раннего полового созревания. Это явление было названо акселерацией (от латинского – axeleratio - ускорение).

Акселерация коснулась всех слоев населения, городских и сельских жителей, выявилась во всех возрастных группах детей, особенно у подростков.

Акселерация начала проявляться в раннем детстве : дети стали рождаться длиннее, с большей массой тела, чем несколько лет назад, наблюдаются ранние прорезывания зубов, смена молочных зубов постоянными, у них наблюдается более раннее половое созревание. Детородный возраст женщин увеличился на 7-8 лет. Возрос объем знаний у детей и т.д. Наряду с этим наблюдается «омоложение» ряда форм патологии детского возраста.

Причины акселерации пока неясны, но выдвинут ряд предположений: повышение температуры планеты, изменение магнитного поля Земли, усиление солнечной радиации, электромагнитное загрязнение, улучшение питания населения, значительное потребление витаминов и минеральных солей и др.

В юношеский период происходит замедление роста на 1-2 см с последующей его остановкой. В этот период завершается морфо-функциональная дифференцировка организма, происходит становление конституционального типа тела: астенический, нормостенический, гиперстенический и атлетический.

Зрелый возраст – характеризуется тем, что организм полностью сформирован в морфологическом и функциональном отношении с определенными индивидуальными особенностями. Организм готов к выполнению репродуктивной функции. Человек приобретает личностные черты, позволяющие реализовать себя в трудовой деятельности.

Выделяют первый зрелый возраст (20-21год – 35 лет), когда организм оптимально функционирует. Этот возраст наиболее оптимален и физиологичен для выполнения репродуктивной функции, становления как личности.

Во втором зрелом периоде (35 – 55-60 лет) наблюдается снижение многих функциональных показателей и проявление в связи с этим заболеваний. К концу второго зрелого периода у женщин наступает менопауза и угасает репродуктивная функция. У мужчин также происходит снижение репродуктивной функции.

Пожилой возраст следует за зрелым периодом и продолжается как у мужчин, так и у женщин до 75 лет. Этот период характеризуется резким старением организма.

Под старением понимают неизбежно возникающий и закономерно развивающийся процесс ограничения адаптивных возможностей организма.

Следует отметить, что признаки старения начинают проявляться задолго до наступления старости. Например: инволюция тимуса, которая начинается в возрасте 13-15 лет, ранняя седина, разрушение зубов, появление морщин, снижение силы скелетных мышц и миокарда, ферментной активности некоторых желез и т.д.

У пожилых людей изменения параметров организма носят неоднозначный характер: одни резко снижаются (функции анализаторов, пищеварительных желез, щитовидной железы, сократительная способность миокарда и т.д.), другие – существенно не изменяются (активность ряда ферментов, состав крови, мембранный потенциал клеток, кислотно-щелочное равновесие и др.).

Многие проявления старения прямо коррелируют с хронологическим возрастом, то есть степенью их развития.

Старость как этап онтогенеза

Старость – это заключительный этап онтогенеза. Наука, о старости как биологическом явлении называется геронтологией , а раздел медицины, изучающий особенности течения болезней у стариков и их лечение – гериатрией.

В основе старости лежит старение организма – разрушительный процесс, сокращающий продолжительность жизни и увеличивающий вероятность смерти.

Вместе с тем, в организме в ходе старения формируется комплекс адаптаций, направленных на поддержание жизнеобеспечения. Этот комплекс получил название «витаукта» (от лат.вита – жизнь, ауктум – увеличение). Он выражается:

В возникновении систем более экономного энергетического обеспечения организма;

В меньшей метаболической нагруженности белковых структур;

В снижении активности ферментов, расщепляющих некоторые гормоны и медиаторы в условиях ослабления их синтеза;

В увеличении объема митохондрий при снижении их числа;

В активации некоторых местных механизмов саморегуляции при ослаблении центрального нервного контроля и многом другом.

К настоящему времени накоплен большой фактический материал по биологии старения, существует много направлений в изучении этого процесса. Особенно много сделано в изучении молекулярно-биологических, генетических, функционально – метаболических и нейрогуморальных механизмов старения. Начиная с XIX века выдвинуто более 200 теорий старения и гипотез, пытающихся объяснить причины и механизмы старения. Большинство из этих гипотез носит органно-локалистический характер, в которых подчеркивается роль тех или иных возрастных изменений в отдельных органах и системах органов. Отсюда и название этих теорий: васкулярная, эндокринная, нервная, соединительнотканная и др. Общей теории старения пока нет.

Обобщив современные теории старения, их можно разделить на две группы: стохастические (теории случайных повреждений) и программные (эволюционные). Представители стохастических гипотез предполагают, что в основе старения лежит накопление «ошибок» и повреждений, возникающих случайно (стохастически) на протяжении индивидуального развития. Такого рода изменения затрагивают различные уровни организации организма : молекулярный, клеточный, тканевой, органный, организменный. При этом первостепенное значение имеют повреждения генетического аппарата клеток. Генетические повреждения преобразуются в функциональные и структурные нарушения систем более высоких уровней организации.

Из стохастических гипотез заслуживает внимания адаптационно- регуляторная теория Фролькиса В.В. , выдвинутая в 70-х годах прошлого столетия. Согласно ей первичные изменения при старении наступают в регуляторных генах, что приводит к подавлению одних генов и активации других, которые до этого находились в неактивном состоянии. В итоге происходят изменения в синтезе белков и нарушение их первичной структуры, появляются неактивные белковые молекулы. Подобного рода изменения в нервных клетках приводят к нарушениям функций нервной системы, что сопровождается нарушениями различных регуляторных процессов, например слаженности работы органов и систем органов.

Согласно программным гипотезам, старение – это генетически детерминированный процесс, то есть каждый организм несет в себе сложившуюся в эволюции программу старения и смерти, заложенную в геноме.

Эти гипотезы предполагают, что в организме функционируют некие биологические «часы», определяющие возрастные изменения и смерть. Некоторые ученые полагают, что это летальные гены, вызывающие смерть (Ванюшин Б.П., Бердышев Г.Д.). Одной из ранних гипотез клеточного старения является гипотеза Хейфлика Л. (1982), который показал, что даже в идеальных условиях культивирования фибробласты эмбриона человека способны делиться ограниченное число раз (50±10). Последняя стадия жизни клеток в культуре была уподоблена клеточному старению, а сам феномен получил название по имени автора «предел Хейфлика». Последний наследуется и не зависит от условий культивирования клеток.

Для объяснения феномена Хейфлика была предложена гипотеза маргинотомии , согласно которой в соматических клетках при каждой репликации, предшествующей делению, недореплицируются концы хромосом – теломеры из-за особенностей работы фермента репликации (ДНК – полимеразы). В результате постоянного укорочения хромосом при каждом митозе недорепликация захватывает области, значимые для выживания клеток, что приводит к их гибели и старению организма.

Позднее была разработана редусомная гипотеза старения , являющаяся в некотором отношении преемницей теории маргинотомии. Согласно редусомной гипотезе ключевым субстратом старения служат некие, в настоящее время еще не найденные, частицы – редусомы. Редусомы, очевидно, представляют собой линейную копию сегмента хромосомы (ДНК с белками) Это, так называемые, рудомеры. Они располагаются в хромосомах в определенных гнездах и подразделяются на хрономеры и принтомеры. Хрономеры изменяют биологическое время в неделящихся клетках ЦНС, а принтомеры участвуют в поддержании состояния клеточной дифференцировки.

В редусомной модели в отличие от теории маргинотомии укорочение теломерных (концевых) участков ДНК происходит не только за счет недорепликации ДНК делящихся клетках, но и благодаря иному процессу, который был назван скраптингом . Последний, в отличие от маргинотомии, обеспечивает уменьшение длины ДНК в постмитотических, т.е. неделящихся, клетках (например, нейронах головного мозга). При этом скраптинг в некоторых условиях может суммироваться с репликативным укорочением ДНК в делящихся клетках.

Организм после достижения зрелости согласно редусомной гипотезе стареет благодаря событиям, начинающимся с укорочения участков ДНК, входящей в состав редусомы.

Убыль редусомных генов ведет к уменьшению транскрибируемых генов и к последующим изменениям транскрипции генов в хромосомах. Такого рода ступенчатые изменения необходимы для регуляции нормального развития организма. Однако, продолжающееся уменьшение генного резерва редусом в конечном счете заканчивается старением клеток и их гибелью.

В пользу генетической обусловленности старения говорит тот факт, что максимальная продолжительность жизни является видовым и индивидуальным признаком. У человека выявлена прямая зависимость между продолжительностью жизни потомков и родителей, особенно матери. Описаны наследственные заболевания с ранним появлением признаков, характерных для старых людей. Существует такое наследственное заболевание как синдром Хатчинсона-Гилфорда, когда уже на первом году жизни происходит замедление роста, рано появляется облысение, на коже - морщины, развивается атеросклероз. Обычно у таких людей не наступает половая зрелость, и они, как правило, погибают, не дожив до 30 лет.

Преждевременное старение наблюдается и при синдроме Вернера. Рост организма у людей с этим заболеванием прекращается в 12 лет, а к 20-ти годам появляются поседение и облысение. Примерно тогда же развиваются атеросклероз, катаракта, у женщин прекращаются менструации. Средняя продолжительность жизни у таких больных - около 45 лет.

Завершающим неизбежным этапом онтогенеза является смерть.

У человека различают смерть биологическую и клиническую. При клинической смерти останавливается сердце, прекращается дыхание, деятельность нервной системы, но большинство клеток и органов остаются живыми. Клиническая смерть обратима, в течение 6-7 минут.

Биологическая смерть характеризуется прекращением жизненных функций, нормального обмена веществ, в результате чего происходит гибель и разложение клеток. Вначале гибнет кора головного мозга, затем эпителий кишечника, легких, печени, клетки мышц, сердца.

Без смерти не было бы смены поколений – одного из главных условий эволюционного процесса .

Онтогенез (греч. on, ontos - сущее, существо; genesis - происхождение, развитие) - процесс индивидуального развития, рассматривается как совокупность последовательных морфологических, физиологических, психофизиологических и биохимических преобразований организма в течение всего жизненного цикла от момента оплодотворения яйцеклетки и образования зиготы до смерти. В процессе О. выделяют количественные изменения - увеличение размеров и живой массы организма, продолжительность жизни - и качественные изменения - тканевая дифференциация, появление органов и систем, возникновение новых структур и функций. В ходе О. четко вычленяются определенные фазы - пренатальный (внутриутробный) и постнатальный (после рождения) периоды.

Закономерности онтогенетического развития. Индивидуальное развитие подчиняется общей закономерности - оно находится под влиянием двух главных взаимодействующих факторов - внутреннего (наследственная программа) и внешнего (окружающая среда). На разных этапах онтогенеза оба фактора характеризуются различной эффективностью влияний и вклад каждого изменяется в ходе индивидуального развития.

В пренатальном периоде доминирует внутренний фактор, а влияния внешнего опосредуются материнским организмом. Наследственная программа интенсивно развертывается на протяжении внутриутробного периода. Ее полноценная реализация зависит прежде всего от качества генетического материала. Изменение числа хромосом и их характеристик, возникающее за счет непредвиденных мутаций, могут привести к различным нарушениям физического (заячья губа, волчья пасть, пороки сердца и др.) и психического развития (например, синдром Дауна).

Генетическая программа внутриутробного развития реализуется закономерно и последовательно во времени. Из физиологических причин, которые могут отрицательно повлиять на ее реализацию, следует упомянуть гипоксию. Развивающийся плод остро нуждается в притоке кислорода, поэтому нежелательны любые воздействия, приводящие к сужению или спазму сосудов у матери - активное и пассивное курение и особенно стрессы. Эксперименты на животных показали, что физический и "психический" стресс, переживаемый беременными самками, приводит к выраженным ранним и отдаленным последствиям. Наблюдалась более высокая, чем в контроле, смертность потомства, у детенышей отмечалась повышенная агрессивность, а при достижении половой зрелости у самок возникали нарушения репродуктивной функции.

Уже во внутриутробном периоде некоторые внешнесредовые воздействия могут опосредоваться не только гуморальными влияниями материнского организма, но и развивающейся нервной системой плода. Наблюдения показывают, что различные акустические воздействия приводят к изменениям сердцебиения и двигательной активности. Эти возможности нужно активно использовать, стимулируя положительный эмоциональный фон (тихая музыка, природные шумы) и избегая негативных эмоций (резкие звуки, крики, раздражение).

Наследственная программа определяет органогенез - закладку и развитие основных органов в первый, эмбриональный период (3-4 лунных месяца), и системогенез - объединение элементов разных органов в существенные для выживания и развития системы жизнеобеспечения - во второй, плодный (с 5-6 лунных месяцев).

Важнейшее значение для понимания общих закономерностей развития имеет сформулированный А.Н. Северцевым принцип гетерохронии развития (см. Гетерохрония развития), согласно которому отдельные органы и системы созревают неравномерно и достигают уровня зрелости в различные возрастные периоды. Значение принципа гетерохронии, понимание его роли в адаптивном характере развития отчетливо следует из разработанной П.К. Анохиным теории системогенеза (см. Системогенез).

Важное значение для понимания адаптивного (приспособительного) характера развития имеет выявленный А.А. Маркосяном принцип биологической надежности (см. Биологическая надежность).

Определения, значения слова в других словарях:

Психология развития. Словарь под. ред. А.Л. Венгера

Онтогенез [греч. on (ontos) - сущее + genesis - происхождение] - процесс развития индивидуального организма. В психологии О. - формирование основных структур психики индивида в течение его детства- изучение О. - главная задача психологии развития. С позиций отечественной...

Большой словарь эзотерических терминов - редакция д.м.н. Степанов А.М

(от греч. on, род. п. ontos - сущее и genesis - рождение, происхождение), в биологии - процесс развития индивидуального организма, охватывающий все изменения, претерпеваемые им от рождения до окончания жизни. В психологии - формирование основных структур психики индивидуума в...

Философский словарь

(от греч. on - сущее... + генез[ис]) - индивидуальное развитие растительного, животного, человеческого или социального организма, охватывающее все изменения, претерпеваемые им от момента зарождения до окончания жизни.

ОНТОГЕНЕЗ - процесс индивидуального развития организма (от его зарождения до смерти). Период онтогенеза от оплодотворения яйцеклетки до выхода молодой особи из яйцевых оболочек или тела матери называется зародышевым, или эмбриональным, развитием (эмбриогенез); после рождения начинается постэмбриональный период.

Изучение наследственности и изменчивости показало, что последовательное развитие признаков организма в онтогенезе происходит под контролем генетического аппарата. На разных стадиях онтогенеза происходит координированная регуляция активности различных генов. Механизмы этой регуляции и конкретная последовательность развертывания генетической программы в онтогенезе различных видов организмов интенсивно исследуются. Доказано, что хотя все клетки одного организма потенциально несут одну и ту же генетическую программу, но, во-первых, по мере развития организма разные его клетки используют разные части этой программы, а во-вторых, на характер работы генов большое влияние оказывают условия внешней, по отношению к клетке и к данному организму, среды.

Детальные сведения о том, как происходит регуляция генной активности, получены пока на микроорганизмах. Этот процесс у высших организмов еще предстоит изучить. Однако ясно, что регуляция генной активности у высших организмов, включая человека, осуществляется непрерывно на всем протяжении онтогенеза Накоплено много данных о том, как на разных стадиях развития данного организма и в разных его органах происходит «включение» тех или иных генов. Напр., у человека на протяжении его жизни трижды меняется тип синтезируемых молекул гемоглобина. На ранних стадиях развития зародыша образуется так наз. эмбриональный гемоглобин. Затем через нек-рое время ген, контролирующий синтез этих молекул, «замолкает» (подавляется) и вместо него вступает в работу другой ген, кодирующий так наз. гемоглобин плода.

Позже происходит еще одна смена, начинается синтез третьего типа гемоглобина - гемоглобина взрослого типа.

Необходимость смены одного типа гемоглобина другим обусловлена различными потребностями организмов. Так, в процессе внутриутробного развития организм снабжается кислородом из крови матери, а поскольку два первых типа гемоглобина (эмбриональный гемоглобин и гемоглобин плода) лучше связывают кислород, чем гемоглобин взрослого типа, то понятно, почему в ходе эволюционного развития выработалось такое важное приспособление, как смена типов гемоглобина на разных стадиях онтогенеза. Наблюдающаяся иногда задержка в смене ранних типов гемоглобина на взрослый тип или их неполная смена приводит к заболеванию - талассемии.

Прекращение работы генов не означает их разрушения. Опыты на растениях показали, что изолированные клетки практически всех частей растения (листьев, корней и стебля) способны в соответствующих условиях начать делиться и дать зрелый нормальный организм. Подобные опыты проведены и на животных.

Наряду с запрограммированной в самом организме переменой в работе разных генов осуществляется многообразное влияние на активность генов со стороны окружающей среды. Установлено, что развитие любого признака является следствием не только той генетической программы, к-рая уже заложена в оплодотворенной яйцеклетке и затем разворачивается в ходе онтогенеза, но и обусловливается действием окружающей среды. Наблюдения над однояйцовыми близнецами доказали это положение. У этих близнецов генетическая программа в начальные моменты развития была одинаковой, однако последующие различия в условиях жизни приводят к нек-рым различиям в их физич. и умственном развитии.

Вместе с тем следует подчеркнуть, что между развитием определенных признаков у человека (как и у любых других представителей высших организмов) и отдельными генами существует сложная связь. Те или иные признаки формируются под контролем большого числа генов и еще не выяснено, сколько, каких и каким образом связанных друг с другом генов контролируют образование отдельных органов (напр., глаза или даже частей глаза). Выяснение этих вопросов - дело будущего, и такая работа проводится биологами. Известно немного, напр., как происходит наследование цвета глаз, а также некоторых других признаков.

Изучение генетической программы развития имеет большое практич. значение, в особенности в отношении генов, определяющих предрасположенность к различным заболеваниям. Обнаружено большое число наследуемых болезней (многие болезни нервной системы, обмена веществ и др.), к-рые выявляются лишь на определенных стадиях онтогенеза. Знание особенностей протекания таких болезней чрезвычайно важно для их раннего выявления и лечения. Эти же сведения существенны для медико-генетического консультирования, т. к. раннее выявление носительства генов, определяющих развитие той или иной болезни, дает возможность специалистам по медицинской генетике высказать рекомендации о степени риска передачи таких генов потомству.

Типы и периодизация онтогенеза:

Прямой (без превращения)

1. Неличиночный (яйцекладный)

яйцеклетки богаты питательными веществами, значительная часть онтогенеза в яйце во внешней среде

Внутриутробный

обеспечение жизненных функций и развития зародыша материнским организмом через плаценту, роль провизорных органов

Непрямой (с превращением)

1. Полным: яйцо – личинка – куколка – взрослая особь

   Не полным: яйцо – личинка – взрослая особь

Онтогенез - это процесс индивидуального развития различных организмов от начала существования до самого конца жизни. Этот термин был предложен немецким ученым, в 1886 году. В статье мы вкратце рассмотрим онтогенез, типы его и их специфику у различных видов.

Онтогенез одно- и многоклеточных

У простейших и бактерий он почти совпадает с У этих организмов онтогенез начинается с появления одноклеточного организма путем деления материнской клетки. Завершается данный процесс смертью, наступающей в результате неблагоприятных воздействий, или же очередным делением.

Онтогенез многоклеточных видов, которые размножаются бесполым путем, начинается с того, что от материнского организма отделяется группа клеток (вспомните, к примеру, процесс почкования гидры). Делясь митозом, эти клетки образуют новую особь со всеми органами и системами. У видов, размножающихся половым путем, процесс онтогенеза начинается с оплодотворения яйцеклетки, после которого образуется зигота, являющаяся первой клеткой новой особи.

Онтогенез - это превращение организма во взрослую особь?

Надеемся, вы правильно ответили на этот вопрос, так как в начале статьи раскрывается интересующее нас понятие. И типы онтогенеза, и сам этот процесс, как вы помните, относятся ко всей жизни организма. Их нельзя сводить к росту особи до превращения ее во взрослую. Онтогенез - цепь сложнейших процессов, которые протекают на всех уровнях организма. Результатом их является формирование жизненных функций, особенностей строения, присущих особям этого вида, и способности к размножению. Онтогенез завершается процессами, которые ведут к старению, а затем к смерти.

Следующие 2 основных периода выделяют в онтогенезе - эмбриональный и постэмбриональный. На первом из них у животных образуется эмбрион. У него формируются основные системы органов. Далее наступает постэмбриональный период. Во время него заканчиваются формообразовательные процессы, далее происходит половое созревание, затем - размножение, старение и, наконец, смерть.

Реализация наследственной информации

Новая особь получает с генами родителей своего рода инструкции, в которых указано, какие изменения будут происходить в организме для успешного прохождения им жизненного пути. Следовательно, интересующий нас процесс - это реализация наследственной информации. Далее мы рассмотрим более подробно онтогенез (типы и их особенности).

Прямой и непрямой онтогенез

При прямом типе организм, появившийся на свет, в основных чертах сходен со взрослым, отсутствует стадия метаморфоза. При непрямом типе появляется личинка, которая отличается по своему внутреннему и внешнему строению от взрослого организма. Отличается она и по способу передвижения, характеру питания, а также имеет целый ряд других особенностей. Личинка превращается во взрослую особь в результате метаморфоза. Он дает организмам большие преимущества. Такой тип развития иногда называют личиночным. Прямой тип встречается во внутриутробной и в неличиночной форме.

Рассмотрим более подробно каждый из них.

Непрямой онтогенез: типы, периоды

Появившиеся на свет личинки живут самостоятельно. Они активно питаются, развиваются и растут. У них есть ряд особых временных которые отсутствуют у взрослых особей. Личиночный (непрямой) тип развития бывает с полным или неполным превращением. Это деление осуществляется на основании особенностей метаморфоза, которым характеризуется тот или иной онтогенез. Типы его требуют более детального рассмотрения, поэтому расскажем о них подробнее.

Если речь идет о появившаяся на свет личинка со временем утрачивает личиночные органы и получает взамен постоянные, которые характерны для взрослых организмов (вспомните, к примеру, кузнечиков). Если развитие осуществляется с полным превращением, то личинка сперва становится неподвижной куклой. Затем из нее выходит взрослая особь, которая очень сильно отличается от личинки (вспомните бабочек).

Зачем нужны личинки

Смысл их существования, возможно, состоит в том, что они используют не такую пищу, как взрослые особи, благодаря чему расширяется пищевая база данного вида. Можно сравнить, к примеру, питание гусениц и бабочек (листья и нектар соответственно) или головастиков и лягушек (зоопланктон и насекомые). Кроме того, многие виды, находясь в личиночной стадии, активно осваивают новые территории. Личинки к примеру, способны к плаванию, что нельзя сказать о взрослых особях, которые практически неподвижны.

Развитие с метаморфозом у амфибий и рыб

Типы развития (онтогенеза), происходящие с метаморфозом, характерны для таких позвоночных, как амфибии и рыбы. К примеру, из икринки лягушки формируется головастик (личинка), которая по своему строению, среде обитания и образу жизни сильно отличается от взрослых особей. У головастика есть жабры, хвост, орган боковой линии, двухкамерное сердце. Как и у рыб, у него один круг кровообращения. Когда личинка достигает определенного уровня развития, совершается ее метаморфоз, в ходе которого появляются признаки, свойственные взрослому организму. Именно так головастик со временем превращается в лягушку.

У земноводных существование личиночной стадии обеспечивает возможность обитать в разной среде, а также использовать разную пищу. Головастик, к примеру, живет в воде и ест растительную пищу. Лягушка же питается животной пищей и ведет по большей части наземный образ жизни. У многих насекомых наблюдается подобное явление. Смена среды обитания, а значит, и образа жизни при переходе от стадии личинки к стадии взрослого организма уменьшает интенсивность борьбы за выживание внутри данного вида.

Прямой тип развития

Продолжаем описывать основные типы онтогенеза и переходим к следующему - прямому. Его называют также неличиночным. Он бывает внутриутробным и яйцекладным. Вкратце охарактеризуем эти типы, этапы онтогенеза которых значительно отличаются друг от друга.

Яйцекладный тип

Он наблюдается у ряда позвоночных, а также у птиц, пресмыкающихся, рыб и некоторых млекопитающих, у которых яйца богаты желтком. Зародыш при этом развивается внутри яйца в течение длительного времени. Основные жизненные функции осуществляются зародышевыми оболочками - особыми провизорными органами.

Млекопитающие, откладывающие яйца

Существует 3 вида млекопитающих, откладывающих яйца, что в целом не свойственно данному классу. Однако при этом детенышей вскармливают молоком. Это характерно для млекопитающих в целом. (на фото выше), длинноносая и коротконосая ехидна. Они обитают в Австралии, Тасмании и Новой Гвинее и принадлежат к отряду Однопроходные.

Эти животные напоминают рептилий не только кладкой яиц, но и строением выделительной, репродуктивной и пищеварительной систем, а также множеством анатомических особенностей (строением позвоночника, ребер и плечевого пояса, строением глаза). Однопроходных, тем не менее, причисляют к млекопитающим, так как их сердце имеет 4 камеры, они являются теплокровными, покрыты мехом, вскармливают своих детенышей молоком. Кроме того, для млекопитающих характерен и ряд особенностей строения их скелета.

Внутриутробный тип

Тема "Типы онтогенеза и их характеристика" практически нами раскрыта. Однако мы не рассказали еще о последнем, внутриутробном типе. Он характерен для человека и высших млекопитающих, в яйцеклетках которых практически нет белка. В этом случае все жизненные функции образовавшегося зародыша реализуются через материнский организм. С этой целью из тканей зародыша и матери развивается плацента - особый провизорный орган.

Плацента

Этот орган существует лишь во время беременности. Плацента у человека находится в теле матки чаще по ее задней стенке, реже - по передней. Полностью она формируется примерно на 15-16 неделе беременности. На 20-й неделе через плацентарные сосуды начинает происходить активный обмен.

Плацента человека - это круглый плоский диск. Ее масса к моменту родов составляет около 500-600 г, толщина - 2-3 см, а диаметр - 15-18 см. В плаценте имеются 2 поверхности: плодовая и материнская.

В конце беременности происходит физиологическое Оно сопровождается возникновением участков отложения солей, сокращением площади обменной поверхности. Процессом деторождения продолжается онтогенез.

Типы, которые мы рассмотрели, были охарактеризованы лишь вкратце. Надеемся, вы нашли в этой статье всю необходимую информацию. Определение и типы онтогенеза следует хорошо знать, если вы готовитесь к экзамену по биологии.