Этапы процесса оплодотворения

1. Фаза сближения

В основе этой фазы лежит выделение половыми клетками веществ, называемых гомонами. Сперматозоиды выделяют андрогамоны, а яйцеклетки гиногамоны.

1. Фаза активации

Эта фаза начинается с прикрепления сперматозоида к поверхности яйца, либо проникает в нее через микропиле.

1. Фаза проникновения в яйцо одного или нескольких сперматозоидов.

Биологическое значение оплодотворения

В процессе оплодотворения осуществляются важные генетические явления, необходимые для существования вида:

1. Восстановление диплоидного набора хромосом, а в пределах диплоидного набора – парности хромосом;
2. Обеспечение материальной непрерывности между следующими друг за другом поколениями;
3. Объединение в одном индивидууме наследственных признаков материнского и отцовского организмов.

Сочетание нескольких способов размножения и чередование поколений у разных видов организмов

Нередко разным видам организмов свойственно сочетание нескольких способов размножения.

У многих простейших (жгутиконосцев, инфузорий) при благоприятных условиях происходит интенсивное размножение путем деления — быстрый рост численности. Время от времени у них осуществляется половой процесс —увеличение разнообразия особей. Затем снова начинается бесполое размножение.

Подобное наблюдается и у многих многоклеточных организмов. Так, например, гидра размножается и бесполым (почкование), и половым способом.

У многих водорослей спорофит и гаметофит могут быть внешне одинаковыми. Высшим споровым растениям (хвощам, плаунам, папоротникам) присуще резкое различие между спорофитом и гаметофитом. Так, гаметофит папоротника (заросток) имеет вид небольшой (3–30 мм) зеленой пластиночки, а спорофит представлен крупным (до 1,5 м) растением.

В еще более значительной степени редукция гаметофита наблюдается у семенных растений. Развитие и существование их гаметофитов происходит на спорофите. Так, у цветковых растений женский гаметофит (зародышевый мешок) располагается в завязи пестика цветка, а мужской (пыльцевое зерно) — в пыльнике тычинки.

Онтогенез

Онтогенез – это процесс индивидуального развития особи от момента образования зиготы при половом размножении до конца жизни.

Рост и развитие организма в онтогенезе определяется наследственной информацией зиготы, но реализация этих процессов во многом зависит от воздействия окружающей среды.

Периоды онтогенеза

I Эмбриональный период- от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек

Вклад в эмбриологию внесли следующие ученые:

Ø Антони Ван Левенгук в 1677г впервые обнаружил сперматозоиды, им был впервые изучен партеногенез у тлей;

Ø Ян Сваммердам впервые провел изучение метаморфоза насекомых;

Ø Марчелло Мальпиги – провел первые исследования по микроскопической анатомии развития органов зародыша курицы.

Ø Каспар Вольф – основатель современной эмбриологии; точнее и подробнее всех предшественников исследовал развитие цыпленка в яйце.

Ø Карл Бэр сформулировал законы эмбрионального развития (Дарвин назвал их законами зародышевого сходства):

1.В процессе индивидуального развития общие признаки проявляются раньше, чем частные;

2.Частные признаки развиваются из общих;

3.В процессе развития животные постепенно все больше дивергируют от родственных форм;

4.На ранних стадиях развития все животные бывают сходны, с аналогичными стадиями развития более примитивных форм

Ø А.О. Ковалевскийизучал развитие ланцетника, еще раз подтвердил правильность идеи о единстве развития во всем животном царстве

Ø И. И. Мечников особую известность приобрел при исследовании губок и медуз.

Ø Северцовсоздал теорию филэмбриогенеза

Стадии эмбриогенеза

Дробление зиготы или стадия морулы.

После оплодотворения зигота многократно дробится (митотическое деление) образуя бластомеры, которые с каждым делением становятся все мельче. У ланцетника зародыш из 64 бластомеров напоминает ягоду малины. Эта стадия называется морулой. Далее бластомеры выстраиваются по периферии, образуя бластулу.

Бластула

Шарообразный многоклеточный однослойный зародыш Образующиеся клетки называются бластомерами, а зародыш на этой стадии развития – бластулой. Полость внутри бластулы – бластоцель. В ходе дальнейшего развития у беспозвоночных бластоцель превращается в первичную полость тела, которая у позвоночных почти полностью вытесняется вторичной полостью – целомом.

Гаструла ( двухслойный зародыш)

После образования многоклеточной бластулы начинается процесс гаструляции: перемещение части клеток с поверхности бластулы вовнутрь и в результате образуется чашевидный двухслойный зародыш - гаструла. Наружная стенка гаструлы -первичная эктодерма, внутренняя – энтодерма. Впячивание образует гастроцель (первичный кишечник), а ведущее в нее отверстие – бластопор (первичный рот). Края бластопора называются губами. Если первичный рот, развиваясь и дифференцируясь образует окончательный рот, таких животных называют первичноротыми (черви, моллюски, членистоногие). Животные у которых первичный рот превращается в анальное отверстие называются вторичноротыми. (иглокожие кишечнодышащие и хордовые).

У большинства многоклеточных животных в процессе гаструляции образуется третий зародышевый листок – мезодерма. Она расположена между эктодермой и энтодермой.

Клетки зародыша в процессе гаструляции становятся различными по структуре и химическому составу, то есть они дифференцируются. Биохимическая специализация клеток обеспечивается различной активностью генов.

Нейруляция

Дифференцировка клеток каждого зародышевого листа эмбриона приводит к образованию различных тканей и органов. Производные эктодермы выполняют в основном покровную и чувствительную функции, производные энтодермы –функции дыхания и питания, а производные мезодермы обеспечивают связи между частями зародыша – двигательную, опорную, транспортную и трофическую.

У эмбриона хордовых животных одновременно с появлением и обособлением энтодермы начинается формирование хорды, которая впоследствии у всех позвоночных замещается позвоночником. Затем из эктодермы расположенной над хордой образуется нервная пластинка из которой образуется нервная трубка. Процесс образования нервной трубки и осевого комплекса органов зародыша называется нейруляцией, а зародыш на этой стадии нейрулой.

Гисто- и органогенез

В животном мире определенные органы берут начало от одного и того же зародышевого листка.

1. Производные эктодермы.

Клетки эктодермы принимают в формировании наружного слоя эпидермиса, нервной системы, органа зрения, органа слуха, кожных желез, поверхностного слоя зубов (эмаль), задней доли гипофиза, эпифиза, а у многих низших животных передней и задней кишки.

1. Производные энтодермы

Внутренний зародышевый пласт развивается в эпителий кишечника, пищеварительных желез, ротовая полость, передняя доля гипофиза глоточная или жаберная полость, язык, легкие, щитовидная железа, тимус, околощитовидные железы.

1. Производные мезодермы.

Из мезодермы развиваются все не перечисленные органы: мышечные ткани, все виды соединительной ткани (костная, хрящевая и собственно соединительная ткань), выделительная, кровеносная, половая системы, целом.

II. Постэмбриональный -от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма Постэмбриональное развитие включает в себя: рост организма; установление окончательных пропорций тела; переход систем органов на режим взрослого организма