Онтогенез и его периодизация. Прямое и непрямое развитие.

Онтогенез (индивидуальное развитие) –

совокупность процессов развития организма с момента образования зиготы и до

смерти на основе реализации генетической информации в определенных условиях среды

Эколого-эмбриологическая периодизация онтогенеза:

• Предэмбриональный (прогенез) –совокупность событий, проис-

ходящих в организме родителей и предшествующих собственно онтоге-

незу. Это цитогенетические процессы гаметогенеза и оплодотворения,

связывающие онтогенезы родителей с онтогенезом их потомства

· Эмбриональный (пренатальный) – от зиготы до рождения

 (выхода из яйцевых оболочек).

Организм находится под защитой яйцевых оболочек или организма матери, не способен самостоятельно выполнять

большинство жизненных функций

 (питание, газообмен, выделение).

• Постэмбриональный

 (постнатальный) – от рождения (выхода из яйцевых оболочек) до смерти. Организм самостоятельно питается, передвигается, устанавливаются новые связи со средой.

Периодизация онтогенеза на основе способности к размножению особи:

• Дорепродуктивный период –

развитие половозрелого организма (формирование первичных и вторичных половых признаков).

• Репродуктивный период – происходит половое размножение.

• Пострепродуктивный период – половое увядание, старение и смерть.

Различают прямое развитие и развитие с превращением (метаморфозом). При прямом развитии родившийся организм является уменьшенной копией взрослой особи, с небольшими отличиями. В этом случае в ходе постэмбрионального развития организм только растет и достигает половой зрелости. При развитии с превращением рождается личинка, устроенная иначе, чем взрослый организм. (Например, гусеницы - личинки бабочек - совершенно не похожи своим строением на взрослых насекомых). Многие органы личинки отсутствуют у взрослой особи. Вырастая, личинка проходит метаморфоз - часть ее органов отмирает, зато развиваются новые органы, свойственные новому организму. Так у земноводных личинкой является головастик, во многих чертах строения сходный с рыбой. В ходе головастик теряет хвост, жабры, приобретает конечности. Иногда личинка может быть устроена значительно сложнее, чем взрослая особь. Например, у морских животных из подтипа личиночнохордовых (асцидий) личинка имеет хорду, развитую нервную систему и свободно плавает в толще воды. Взрослая асцидия не имеет ни хорды, ни сложной нервной системы, плавать не способна и всю жизнь проводит, прикрепившись на дне моря.

Общие закономерности онтогенеза многоклеточных. Реализация наследственной информации в становлении фенотипа.

Онтогенез многоклеточных организмов сопровождается рядом общих основных процессов:

ü рост – увеличение числа клеток и/или их объема (растяжение);

ü гистогенез – образование и дифференцировка тканей;

ü органогенез – образование органов и систем органов;

ü морфогенез – формирование внутренних и внешних морфологических признаков;

ü физиолого-биохимические преобразования.

Все это происходит на основе биохимической, физиологической, генетической и морфологической дифференцировки клеток, тканей и органов. В ходе онтогенеза возникает ряд особенностей, обеспечивающих приспособление организма к окружающей среде.

Реализация наследственной информации в становлении фенотипа.

У земноводных и иглокожих каждый их двух изолированных бластомеров может развиваться в полноценный организм. Следовательно, на этой стадии они тотипотентны, т.е. равнонаследственны.

При дальнейшем развитии зародышевые клетки, начиная со стадии бластулы, теряют тотипотентность. Начинается дифференцировка (формирование разнообразных структур и частей тела). При этом клетки сохраняют генетическую информацию. (Опыты в 1964-1966 гг. Гордона. Он пересаживал ядра из клеток кожи и кишок головастика в яйцеклетки, лишенные ядер. Развивались нормальные головастики. Т.о. любая соматическая клетка представляет собой интегрированную часть в организме, выполняет узкоспециализированные функции, несет в себе генотип целого организма.

В яйцеклетке, затем в зиготе можно обнаружить неравномерное распределение цитоплазмы (в яйцах морского ежа заметны три зоны, отличающиеся по окраске). При дроблении яйца участки цитоплазмы попадают в разные бластомеры. Давно предполагалось, что это различие в характере цитоплазмы может служить регулятором считывания информации с разных генов в разным бластомерах и влиять на ход дифференцировки В наст. время показано, что цитоплазматические факторы белковой природы проникают ядро и определяет характер считываемой информации.

При изучении гигантских хромосом из клеток слюнных желез насекомых удалось выяснить, что в отдельных местах хромосомы образуют вздутия (пуффы). Хромосомные нити в этих местах деспирализованы. Эти участки хромосомы наиболее активно функционируют. Участки, в которых появляются пуффы, меняются в зависимости от стадии развития.

 В разные периоды развития организма, а также в различных частях тела функционируют то одни гены, то другие.

К регулированию деятельности генов имеют отношения белки-гистоны, входящие в состав хромосом. Эти белки покрывают значительную часть молекул ДНК. Синтез иРНК происходит только в тех участках ДНК, которые не закрыты гистонами.

Вещества, поступающие из цитоплазмы в ядро, освобождают определенные учатки ДНК от гистонов. Установлено действие гормонов на хромосомный аппарат клетки. (Экдизон – гормон линьки и метаморфоза насекомых – вызывает образование пуффов на хромосомах). Т.о. белки-ферменты образуются в результате деятельности генов, но последние регулируются белками-гистонами и гормонами. (Один ген один фермент – гены действуют через кодируемые ими ферменты. Ген (ДНК) – иРНК – белок(фермент) – признак. См. стр 151 Слюсарева