Biologi av individuell utvikling (ontogenese). Hva er ontogenese: stadier av utvikling av organismer

ONTOGENESE (ontogenese; gresk på, mot å være + genesis opprinnelse, opprinnelse) - prosessen med individuell utvikling av en organisme, som er et sett med regelmessige, sammenkoblede, preget av en viss tidssekvens av morfologiske, fysiologiske og metabolske transformasjoner i kroppen fra det øyeblikket den isolasjon som individ inntil død eller opphør av eksistens i sin tidligere kapasitet (for eksempel som et resultat av deling av en encellet organisme).

Begrepet "ontogenese" ble introdusert i 1866 av tysk. zoolog E. Haeckel i forbindelse med formuleringen av den grunnleggende biogenetiske loven (se), ifølge hvilken ontogenese er en kort og fortettet repetisjon av fylogeni - prosessen historisk utvikling individuelle typer, klasser, ordener, familier, slekter, arter av levende organismer. I samsvar med moderne syn er O. ikke bare et resultat av fylogeni (se), men også dens grunnlag, og fylogenien i seg selv fremstår som en historisk serie av ontogenier.

O. deles vanligvis inn i embryonale (embryonale, prenatale) og postembryonale (postembryonale, postnatale) perioder. Den første dekker tidsperioden fra befruktning til fødsel (eller til utgang fra eggmembranene), den andre - fra fødsel til død.

Varigheten av hver oksygenperiode bestemmes av egenskapene til organismer av en gitt art, så vel som av virkningen av miljøfaktorer. Mengde næringsstoffer, kuttet denne typen dyr kan brukes til å sikre de innledende stadiene av utviklingen, avhenger av varigheten av embryonalperioden.

Basert på helheten av egenskapene til en organisme på relativt tidlige stadier av individuell utvikling, for å sikre dens adaptive forhold til miljøet, skilles frie larver, sekundære larver og ikke-larvetyper av utvikling.

Den frie larvetypen for utvikling - utvikling med metamorfose (se), eller indirekte utvikling - er preget av tilstedeværelsen i sin livssyklus spesiell intercalary stadium - larve, hvor organismen skiller seg fra det modne individet og har nødvendig utstyr for en uavhengig livsstil (se Larver). Overgangen fra larven til den modne formen kalles metamorfose. Larvetypen for utvikling er karakteristisk for dyr som legger egg med en relativt liten mengde næringsmateriale.

I den ikke-larve typen utvikling, også kalt direkte, embryoene lang tid utvikler seg under dekke av eggmembranene, og den unge organismen forlater dem, og er i stand til uavhengig å skaffe mat. Hos noen arter, etter klekking, mottar det unge individet mat fra foreldrene (for eksempel oviparøse pattedyr). Med en ikke-larve type utvikling tilsvarer organismen, når den kommer ut av eggeskallene, i sin grunnleggende strukturplan, sett av organer og systemer til den kjønnsmodne formen, og skiller seg fra den bare i mindre kroppsstørrelser, underutvikling (hovedsakelig i kvantitative termer) av visse systemer, inkludert reproduktive, etc.

Denne typen utvikling er typisk for dyr som legger egg med en betydelig mengde eggeplomme, innelukket i spesielle skjell (skall, kokong, etc.).

O. av placentale pattedyr (inkludert mennesker) har en rekke funksjoner. De tidlige stadiene av O. fortsetter i henhold til typen intrauterin utvikling, der det befruktede egget (embryoet) utvikler seg inne i morens kropp og næringsstoffer under hele embryogenese går de inn i embryoet først direkte fra livmoren og deretter gjennom morkaken.

Denne typen utvikling er fylogenetisk den yngste og sikrer best individets overlevelse.

Den intrauterine perioden for menneskelig utvikling er vanligvis delt inn i den faktiske embryonale og fosterperioden. Den første av disse finner sted i løpet av de første 7 ukene av utviklingen. Fra den 8. uken begynner fosterperioden, preget av vekst, ytterligere differensiering av organer, dannelsen av deres funksjoner og slutter med fødselen.

Problemet med dyrehelse i den post-embryonale perioden gjenspeiles i teorier om vekst og modning av organismen fra fødselsøyeblikket til begynnelsen av puberteten. Spesielt M. M. Zavadovsky foreslo en teori som indikerer viktigheten av interaksjonen mellom organer i postnatal utvikling og rollen til de endokrine kjertlene i denne prosessen. Teorier om aldring har også blitt foreslått, som understreker rollen til genetiske faktorer eller indikerer en dominerende rolle i å bestemme aldringshastigheten til faktorer miljø(se Gerontologi).

Teorien til O., som, basert på termodynamikkbegrepene, kobler sammen prosessene med oogenese, embryonal og postnatal utvikling, aldring, regenerering og ondartet vekst, ble foreslått av A. I. Zotin. I samsvar med denne teorien, O. av en levende organisme, som er åpent system, er generelt sett på som en prosess for å nærme seg energinivået til en organisme til en mer sannsynlig endelig stasjonær tilstand, tilsvarende overgangen fra levende til ikke-levende og preget av de laveste hastighetene for energispredning. Denne prosessen starter fra befruktningsøyeblikket og er mulig takket være oogeneseprosessen som går foran den, når fremtidig organisme i form av et egg dannet av mors organisme, på grunn av sin vitale aktivitet får det en energisk mindre sannsynlig, men en slik tilstand, som gjør utviklingen av et nytt individ mulig. Vi kan si at under oogenese får egget evnen til å gi O.-prosessen som helhet.

I henhold til ideene som vurderes, innledende stadier prosesser med regenerering, sårheling og ondartet vekst er gitt av de indre ressursene i kroppen, overgangen til sistnevnte til en energisk mindre sannsynlig tilstand, men preget av økte plastiske evner.

Inndeling av postnatal O. i aldersperioder reflekterer endringer i kroppens morfofunksjonelle indikatorer over tid etter fødselen. Eksisterende alternativer slike inndelinger er rettet mot å gi en løsning spesifikke oppgaver aldersfysiologi og medisin. Den mest detaljerte inndelingen av O.-segmentet fra fødselsøyeblikket til oppnåelse av puberteten er utviklet. Periodene med neonatalitet, spedbarnsalder, barndom og skolealder, pubertet og voksen alder (se Alder), samt perioder med presenile og senile endringer (se Alderdom, aldring).

Bibliografi: Zavarzin A. A. DNA-syntese og kinetikk av cellepopulasjoner i ontogenesen til pattedyr, D., 1967, bibliogr.; Zotin A.I. Termodynamisk tilnærming til problemene med utvikling, vekst og aldring, M., 1974; Knorre A. G. Embryonic histogenesis, JI., 1971; Koltsov N.K. Celleorganisasjon, M.-JI., 1936; Patten B. M. Human embryology, trans. fra engelsk, M., 1959; Svetlov P. G. Physiology (mekanikk) for utvikling, vol. 1-2, JI., 1978; T om k og N B. P. General embryology, M., 1977; WaddingtonK. Morfogenese og genetikk, trans. fra engelsk, M., 1964; aka, Grunnleggende biologiske begreper, i boken: På vei til teori. biol., trans. fra engelsk, red. B.JI. Astaurova, t. 1, s. 11, M., 1970; Shmalgauzen I.I. The problem of Darwinism, JI., 1969; Schmidt G. A. Typer av embryogenese og deres adaptive betydning, M., 1968; Yablokov A.V. og Yusufov A.G. Evolutionary doktrine, M., 1976.

V.N. Yarygin, S.B. Tarabrin.

fra gresk ontos - eksisterende og gener - fødende, født) - utviklingsprosess individuell organisme, i motsetning til fylogeni som prosessen med artsdannelse. Begrepet ble introdusert av den tyske biologen Haeckel (i 1866).

Utmerket definisjon

Ufullstendig definisjon ↓

ONTOGENESE

Gresk fødsel, opprinnelse), prosessen med utvikling av en individuell organisme, i motsetning til fylogenese som prosessen med dannelse av systematisk. grupper. Begrepet "O." introdusert i 1866 av E. Haeckel, som gikk ut fra sitt konsept om individuell utvikling som en kort gjengivelse av fylogeni. O. skiller mellom kvantitative (økning i organismens størrelse og levende vekt, forventet levealder) og kvalitative (differensiering, fremveksten av nye funksjoner og strukturer) aspekter. I løpet av O. hos høyere dyr og mennesker veksler relativt klart avgrensede faser: embryogenese, modning, voksenliv og aldring. Hos virvelløse dyr og lavere virveldyr observeres ulike typer oksygen, ofte ledsaget av en omstrukturering av hele kroppens struktur (metamorfose).

Den regisserte, koordinerte karakteren av endringer under O. allerede i antikken (Aristoteles) og i ons. århundre ble fremsatt som et argument til fordel for tilstedeværelsen i kroppen av en viss " vitalitet" Under renessansen spredte læren om preformasjon seg, dvs. tilstedeværelsen inne i embryoet av alle deler av kroppen i en implisitt "preformed" (preformed) form (se preformasjonisme). På 1700-tallet Begrepet preformasjon ble erstattet av læren om epigenese (J. Buffon, K. F. Wolf, P. L. Maupertuis), hvis tilhengere betraktet O. som en rekke egenskaper. neoplasmer.

I følge moderne ideer, nye formasjoner som kontinuerlig oppstår i løpet av O. under påvirkning av miljøet vises i enhet med preformasjonsmomentet, siden de er realisert i den voksne arveorganismen. egenskapene er allerede registrert i den opprinnelige zygoten på molekylene til DNA-stoffet strukturert i gener. Motsetning mellom konservative arv. siden av utviklingen av organismen og individuell variasjon, direkte eller indirekte relatert til miljøet og tilpasning, fjernes i fylogenese, noe som fører til fiksering av nyttige endringer i løpet av oksygen gjennom naturen. utvalg i den nye og også forholder seg. konstansen til en mer perfekt (eller mer adekvat for et gitt miljø) genotype, som også bestemmer en ny type O. I tolkningen av den funksjonelle siden av O. i biologien på 1900-tallet. to metodisk forskjellige tilnærminger dominerer: «fra helheten til det spesielle» (J. Coghill) og «fra det spesielle til helheten», eller teorien om lokal integrasjon (A. A. Volokhov, J. Barcroft, M. Malcolm). I henhold til den første tilnærmingen, i O. dannes de først uspesifikke. reaksjoner, som spesialister deretter isoleres fra. handlinger; ifølge den andre, primære lokale former aktiviteter, som deretter utvikler seg til et integrert system av funksjoner. I tillegg til O. av kroppen som helhet, snakker de også om O. avdeling. organer, funksjoner, O. atferd og psyke. Identifikasjon av mønstre av O. menneske. bevissthet i forbindelse med biologi. Og sosiale faktorer utdanning og personlighetsdannelse bidrar til studiet av hele det mentale komplekset. fenomen som et integrert utviklingssystem.

Utmerket definisjon

Ufullstendig definisjon ↓

Ontogenese er den individuelle utviklingen av en organisme fra dens fødsel til døden. Perioden med ontogenese fra det befruktede egget til frigjøring av det unge individet fra eggeskallene eller morens kropp kalles embryonal (embryonal) utvikling (embryogenese). Etter fødsel eller klekking fra et egg begynner den postembryonale perioden.

I dyreverdenen er de vanligste tre typene ontogenese larve, ikke-larve og intrauterin. Med den første av dem skjer utviklingen av organismen med metamorfose, med den andre skjer dannelsen i egget, med den siste - inne i mors kropp.

Menneskelig embryogenese er delt inn i perioder, som hver er preget av strukturelle funksjoner, type ernæring, respirasjon og utskillelse. I medisinsk praksis brukes vanligvis to konsepter: i 8 uker utviklende organisme kalt embryo (se); fra og med 9. uke, dvs. fra øyeblikket av dannelsen av organer, av fosteret. Den postembryonale perioden til en person er delt inn i aldersperioder. Se også Organogenese, .

Ontogenese (fra gresk ontos - eksisterende og genesis - utvikling) er historien om individuell utvikling.

Charles Darwin ga en evolusjonær tolkning av ontogeni. Likhet mellom bakterier ulike typer han forklarte de relaterte relasjonene som eksisterer mellom arter. Deretter ble ontogenese studert i forskjellige retninger. Læren om kimlag som et naturlig stadium i utviklingen av alle flercellede dyr ble skapt. Opprettelsen av eksperimentell embryologi gjorde det mulig å studere embryonal utvikling eksperimentelt. I siste årene Fysiologisk og biokjemisk embryologi utvikler seg vellykket. I USSR begynte den økologiske retningen i embryologi å utvikle seg.

Typen embryogenese avslører i mange tilfeller en karakteristisk veksling under evolusjonen: fra den opprinnelige, primære frie larven til ikke-larve og deretter til en av formene for sekundær larveembryogenese.

Typen embryogenese er assosiert med periodiseringen. Den største enheten for periodisering er koblingen. Hos de fleste dyr består ontogeni av tre deler. Hver lenke er delt inn i flere perioder. Dermed er den embryonale koblingen hos lavere vertebrater delt inn i to perioder - embryonale og larve, hos høyere vertebrater i tre - embryonale, pre-føtale og føtale. Det er også overgangstilstander - klekking fra eggeskall hos reptiler og fugler; fødsel hos pattedyr; metamorfose (se) hos mange dyr.

De innledende stadiene av ontogenese hos mennesker er preget av et raskere utviklingstempo enn hos beslektede arter (for eksempel sjimpanser). Deretter kommer en nedgang i både prenatal og postnatal utvikling. Denne nedgangen skyldes intensiv hjernevekst både under intrauterin utvikling (hjernen til en nyfødt veier i gjennomsnitt 340 g) og i de første årene etter fødselen (hjernen til et 2 år gammelt barn veier over 1 kg). Hjernens vekst er assosiert med en nedgang i ossifikasjonen, som delvis avhenger av størrelsen på bekkenringen.

Som regel (når to arter av morkaker er nært beslektet), har mindre dyr en kortere graviditet.

Postnatal menneskelig ontogenese er delt inn i fire perioder (aldre): barndom, ungdomstid, ungdomstid og voksen alder.

ONTOGENESE- prosessen med individuell utvikling av en organisme (fra fødsel til død). Perioden for ontogenese fra befruktning av egget til frigjøring av det unge individet fra eggeskallene eller morens kropp kalles germinal eller embryonal utvikling (embryogenese); Etter fødselen begynner den postembryonale perioden.

Studiet av arv og variabilitet har vist at den sekvensielle utviklingen av egenskapene til en organisme i ontogenese skjer under kontroll av det genetiske apparatet. På ulike stadier Under ontogenese skjer koordinert regulering av aktiviteten til ulike gener. Mekanismene til denne reguleringen og den spesifikke sekvensen for utplassering av det genetiske programmet i ontogenesen til forskjellige arter av organismer blir intensivt studert. Det er bevist at selv om alle celler i en organisme potensielt bærer det samme genetiske programmet, men for det første, ettersom organismen utvikler seg, bruker dens forskjellige celler forskjellige deler av dette programmet, og for det andre er arten av geners arbeid sterkt påvirket av ytre forhold, i forhold til cellen og til den gitte organismen, miljøet.

Detaljert informasjon om hvordan genaktivitet reguleres er så langt hentet fra mikroorganismer. Denne prosessen har ennå ikke blitt studert i høyere organismer. Det er imidlertid klart at reguleringen av genaktivitet i høyere organismer, inkludert mennesker, utføres kontinuerlig gjennom ontogenesen. Mye data har blitt akkumulert om hvordan visse gener blir "slått på" på forskjellige stadier av utviklingen av en gitt organisme og i. dens forskjellige organer. For eksempel, i løpet av en persons liv, endres typen hemoglobinmolekyler som syntetiseres tre ganger. I de tidlige stadiene av embryoutvikling, den såkalte embryonalt hemoglobin. Så, etter en viss tid, "blir stille" (undertrykt) genet som kontrollerer syntesen av disse molekylene, og et annet gen som koder for det såkalte begynner å fungere i stedet. føtalt hemoglobin.

Senere skjer en annen endring, syntesen av den tredje typen hemoglobin begynner - hemoglobin av voksen type.

Behovet for å erstatte en type hemoglobin med en annen skyldes de ulike behovene til organismer. Under intrauterin utvikling tilføres således kroppen oksygen fra mors blod, og siden de to første typene hemoglobin (embryonalt hemoglobin og føtalt hemoglobin) binder oksygen bedre enn hemoglobin av voksentype, er det klart hvorfor, under evolusjonsutviklingen, en så viktig tilpasning som endring av hemoglobintyper i ulike stadier av ontogenese. Den noen ganger observerte forsinkelsen i endringen fra tidlige typer hemoglobin til den voksne typen eller deres ufullstendige endring fører til sykdommen - talassemi.

Å stoppe gener fra å virke betyr ikke å ødelegge dem. Eksperimenter på planter har vist at isolerte celler fra nesten alle deler av planten (blader, røtter og stilker) er i stand til, under passende forhold, å begynne å dele seg og gi opphav til en moden normal organisme. Lignende forsøk ble utført på dyr.

Sammen med endringene som er programmert i kroppen selv i arbeidet med ulike gener, påvirkes geners aktivitet på mange måter av miljøet. Det har blitt fastslått at utviklingen av en hvilken som helst egenskap ikke bare er en konsekvens av det genetiske programmet som allerede er lagt ned i det befruktede egget og deretter utfolder seg under ontogenesen, men bestemmes også av miljøets påvirkning. Observasjoner av eneggede tvillinger har bevist dette punktet. Hos disse tvillingene var det genetiske programmet i de første utviklingsøyeblikkene det samme, men påfølgende forskjeller i levekår fører til visse forskjeller i deres fysiske utseende. og mental utvikling.

Samtidig bør det understrekes at det er et komplekst forhold mellom utviklingen av visse egenskaper hos mennesker (som i alle andre representanter for høyere organismer) og individuelle gener. Visse tegn dannes under kontroll stort antall gener og det er ennå ikke avklart hvor mange, hva og hvordan gener knyttet til hverandre styrer dannelsen av individuelle organer (for eksempel øyet eller til og med deler av øyet). Å avklare disse spørsmålene er en sak for fremtiden, og slikt arbeid utføres av biologer. Lite er kjent, for eksempel hvordan øyefarge arves, samt noen andre egenskaper.

Studiet av det genetiske utviklingsprogrammet er av stor praktisk betydning. betydning, spesielt i forhold til gener som bestemmer mottakelighet for ulike sykdommer. Et stort antall arvelige sykdommer er oppdaget (mange sykdommer i nervesystemet, stoffskifte osv.), som bare oppdages i visse stadier av ontogenese. Kunnskap om egenskapene til slike sykdommer er ekstremt viktig for tidlig oppdagelse og behandling. Den samme informasjonen er avgjørende for medisinsk genetisk rådgivning, siden tidlig påvisning av transport av gener som bestemmer utviklingen av en bestemt sykdom gjør det mulig for spesialister i medisinsk genetikk å gi anbefalinger om graden av risiko for å overføre slike gener til avkom.

Typer og periodisering av ontogenese:

Direkte (ingen transformasjon)

1. Ikke-larve (oviparøs)

egg er rike på næringsstoffer, en betydelig del av ontogenesen i egget i det ytre miljøet

Intrauterin

tilveiebringelse av vitale funksjoner og utvikling av embryoet av mors kropp gjennom morkaken, rollen til provisoriske organer

Indirekte (med transformasjon)

1. Komplett: egg – larve – puppe – voksen

   Ikke komplett: egg – larve – voksen