Онтогенез - это что за процесс? Понятие, этапы онтогенеза. Биология индивидуального развития (онтогенез)

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 - 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.

ὄντος , ontos «сущий» + γένεσις , genesis «зарождение») - индивидуальное развитие организма , совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до конца жизни.

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 - эмбриогенез - 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). Некоторые зародыши даны с искажениями, чтобы казаться более похожими на остальных. Тем не менее, зародыши обычно действительно представляются более сходными между собой, чем взрослые организмы, что было отмечено эмбриологами ещё 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, как правило, выделяют следующие этапы: дробление , гаструляцию и 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 объём 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 объём 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 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

Гаструляция- гаструла формируется в результате инвагинации клеток. В ходе гаструляции клетки зародыша практически не делятся и не растут. Происходит активное передвижение клеточных масс (морфогенетические движения). В результате гаструляции формируются зародышевые листки (пласты клеток). Гаструляция приводит к образованию зародыша, называемого гаструлой . Типы гаструляции: инвагинация, иммиграция, эпиболия , деляминация .

Инвагинация

Наблюдается у животных с изолецитальным типом яиц(голотурия, ланцентник). Вегетативный полюс бластулы впячивается внутрь. В результате противоположные полюса бластодермы практически смыкаются, так что бластоцель либо исчезает, либо от него остаётся небольшая щель. В результате возникает двухслойный зародыш, наружной стенкой которого является первичная эктодерма , а внутренней-первичная энтодерма .Впячивание образует первичный кишечник-архентерон, или гастроцель .Отверстие, при помощи которого он сообщается с наружной средой. называется первичным ртом, или бластопором .

Иммиграция

Была описана Мечниковым И. И. у зародышей медуз. Отдельные клетки бластодермы мигрируют в бластоцель, и из них формируется внутренний слой. Возникает двухслойный зародыш. Его наружный слой-эктодерма, и внутренний-энтодерма окружают полость первичной кишки-гастроцель.

Эпиболия

Наблюдается у животных, имеющих телолецитальные яйца, богатые желтком(пресмыкающиеся, птицы). При этом способе гаструляции, мелкие клетки анимального полюса, размножаясь быстрее, обрастают и покрывают снаружи крупные, богатые желтком клетки вегетативного полюса, которые становятся внутренним слоем

Деламинация

Наблюдается у кишечнополостных. При деламинации бластомеры зародыша делятся параллельно его поверхности, образуя наружный и внутренний зародышевые листки. Этот тип образования гаструлы впервые был описан И. И. Мечниковым у кишечнополостных(сцифомедузы)

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

Онтогенез - это индивидуальное развитие особи, которое начинается с зиготы и заканчивается ее смертью (или делением). Впервые этот термин был употреблен в науке Э. Геккелем.

Соотношение понятий: индивидуальное и историческое развитие

Все морфологические, биохимические, физиологические и иные признаки проявляются на определенных стадиях онтогенеза и обеспечивают адаптацию и приспособленность организма к условиям внешней среды. Но гораздо ранее все они сформировались у вида в процессе его эволюции и были закодированы в геноме. Онтогенез - это есть закономерный результат продолжительного исторического развития этого вида - филогенеза.

Над данным вопросом изначально трудились несколько ученых, в том числе, зоолог Ф. Мюллер и биолог Э. Геккель (Германия). Сформулированные и установленные ими различного рода обобщения впоследствии получили название биогенетического закона. Согласно ему процесс индивидуального развития любого организма (онтогенез) - это есть относительно непродолжительное и сжатое повторение (иначе рекапитуляция) филогенеза его вида. Практически параллельно с данными разработками в 1910 году А. Н. Северцовым была разработана теория филэмбриогенезов. Она говорит о том, что эволюция организмов идет на базе наследственных изменений, которые происходят на любой стадии онтогенеза (анаболия, архаллаксис, девиация).

Периоды онтогенеза

Основных периодов существует три:

1. Предзародышевый (проэмбриональный), заключается в гаметогенезе (развитии половых клеток) и последующем оплодотворении.
2. Зародышевый, или эмбриональный. Начинается с того момента, когда образуется зигота и завершается выходом организма из яйцевых оболочек. Он, в свою очередь, подразделяется на стадии: зигота, дробление, гаструляция, гистогенез, первичный, а затем окончательный органогенез. Их общая характеристика дана ниже.
3. Послезародышевый (постэмбриональный), включает развитие после выхода из зародышевых оболочек и продолжается до смерти. В данном периоде выделяют два постнатальных этапа: ранний и поздний.

Некоторые особенности периодизации онтогенеза у млекопитающих и человека

У плацентарных млекопитающих и человека существует деление на дородовой и послеродовой периоды онтогенеза. Первый включает стадию зародыша, которая длится первые 8 недель (на фото) и плодную, на которой организм приобретает характерные черты наружного строения.

Послеродовой период, на основании данных возрастной физиологии и медицины, принято делить на следующие этапы:

• новорожденный;
• грудной возраст;
• дошкольный период;
• школьный период;
• половое созревание.

Опираясь на общебиологические закономерности, можно выделить дорепродуктивную, зрелую и пострепродуктивную стадию в послеродовом периоде. Человек имеет свои исключительные особенности онтогенеза.

Стадия дробления

Оплодотворение - это процесс, в результате которого происходит слияние гамет (двух половых клеток). В ходе него так же осуществляется две функции: половая (комбинирование генов от двух родительских особей) и репродуктивная (возникновение и развитие нового организма).

После оплодотворения в яйцеклетке происходит восстановление двойного набора хромосом. Далее центросома образует веретено деления. Зигота переходит в первую стадию эмбриогенеза - дробление. Под ним подразумевается ряд последовательных делений (митотических), в результате которых идет образование более мелких клеток - бластомеров. В конце концов формируется зародыш. Второе его название - бластула. Это пузырчатое образование, выстроенное одним или несколькими слоями клеток, окружающими полость (бластоцель).

Виды дробления зиготы

Основываясь на положении бластомеров относительно друг друга в пространстве, можно говорить о том, что онтогенез организмов может иметь различный тип дробления:

• радиальное, характерное, например, для ланцетника; борозды деления при нем ориентированы параллельно или перпендикулярно оси яйцеклетки;
• спиральное, отличается от предыдущей нарушением такого соответствия и дочерние бластомеры расположены как бы по спирали; при этом бластула не имеет полости и плоскостей симметрии; например, у моллюсков;
• билатеральное (двустороннесимметричное) дробление отмечается у круглых червей; в формирующейся бластуле есть только одна плоскость симметрии;
• бисимметричное, например, у гребневиков, есть две оси симметрии;
• анархичное деление, как у плоских червей, характеризуется неупорядоченным расположением бластомеров и абсолютным отсутствием плоскости симметрии.

Стадия гаструляции: краткая характеристика

Развитие в онтогенезе (период эмбриогенеза) включает стадию гаструляции, результатом которой является образование гаструлы (двух- или трехслойного зародыша). Первый вариант имеет место у кишечнополостных и губок. Три слоя гаструлы носят название: экто -, энто - и мезодерма. Впервые их описал Х. Пандер (русский эмбриолог и палеонтолог). Данная стадия состоит из двух фаз: на первой образуется двухслойный зародыш, на второй добавляется третий слой. Первый процесс может осуществляться четырьмя способами:

1. Инвагинация, в этом случае стенка бластулы впячивается внутрь зародыша. В результате образуется мешок, состоящий из двух слоев, внутри которого полость (гастроцель).
2. Эпиболия - микромеры, которые быстро делятся, обрастают вокруг макромеров.
3. Иммиграция - перемещение некоторых клеток бластодермы из нескольких или одного места в бластоцель. Из них далее образуется эктодерма.
4. Деляминация. Под данным термином понимается процесс расслоения на внутренний и внешний пласт.

Вторая стадия гаструляции также может происходить несколькими способами: телобластическим, энтероцельным и путем миграции. Первый характерен для всех беспозвоночных, кроме представителей иглокожих. При нем мезодерма образуется из двух или нескольких клеток-телобластов. При энтероцельном способе спинная часть энтодермы выпячивается и отшнуровывается. Миграция первичных клеток эктодермы происходит через утолщение первичной полоски и дальнейшего их погружения (инвагинации).

Этапы онтогенеза на стадии гаструляции могут существенно различаться у разных групп организмов и иметь ряд специфических особенностей, как, например, у птиц или амфибий.

Первичный органогенез

Это третья стадия в эмбриональном периоде, входящем в онтогенез. Процесс состоит из двух этапов. На первом, слой эктодермальных клеток, располагающийся над хордой, обособляется в нервную пластинку, а затем замыкается и появляется трубка с невроцелем (на фото). Смыкание идет постепенно, сначала в среднем, затем в заднем конце зародыша и, в заключении, в переднем. Часть клеток обосабливается и образует нервный гребень, или ганглиозную пластинку. На второй фазе происходит развитие всех остальных первичных органов.

Стадия дефинитивного органогенеза

Этапы онтогенеза на данной стадии и все происходящие процессы, а именно формирование постоянных органов, являются предметом изучения частной эмбриологии. В общих словах можно сказать следующее.

Эктодерма дает начало эпидермису кожи и его производным (волосы, когти, перья, кожные и молочные железы). Из переднего отдела нервной трубки развивается головной, а из остальной части - спинной мозг.

Энтодерма преобразуется во внутреннюю выстилку дыхательной и пищеварительной систем, а так же ее секретирующие клетки.

Из сегментов сомитов (первичных участков мезодермы) формируется дерма, кроме того они принимают участие в формировании скелета и мускулатуры. Из нефротома образуется мочевыделительная система.

Несегментированная мезодерма участвует в развитии лимфатической и сердечно-сосудистой систем, а также дает начало брюшине, плевре и перикарду.

Человеку всегда было важно, кто он, откуда появился, как развивался. Онтогенез - это краткий вариант филогенеза. Его изучение помогает понять многие вопросы эволюции, а также цитологии, эмбриологии и вообще всех наук естественного цикла.

Понятие «онтогенез» определяет процесс индивидуального развития организма от его зарождения до момента смерти. Он включает несколько разных этапов, на каждом из которых происходят определенные изменения. Для любой стадии характерна координированная регуляция активности генов. Индивидуальное развитие организма рассматривается как совокупность биохимических, морфологических, психических и физиологический преобразований. В хоте онтогенеза различают количественные и качественные изменения. Они несколько отличаются для каждого типа живых организмов.

Понятие об онтогенезе

Данный термин был предложен Геккелем в 1886 году. Онтогенез – это совокупность последовательных биохимических, физиологических и морфологических преобразований, которые испытывает организм с момента оплодотворения или отделения от материнской особи до самой смерти. Первый случай касается полового размножения, второй – бесполого. В процессе онтогенезе реализуется генетическая информация, полученная от родителей. Это характерно для полового и бесполого размножения.

Онтогенез образован от греческих слов «ontos» и «genesis», которые переводятся, как «сущий» и «зарождение». Иначе этот процесс называется индивидуальным развитием организма. Его изучением занимаются:

• биология развития;
• эмбриология – изучает эмбриогенез (начальный этап онтогенеза).

Типы онтогенеза

Вопрос онтогенеза изучали многие ученые, включая Э. Геккеля и Ф. Мюллера. Они сформулировали и установили ряд обобщений, которые затем стали биогенетическим законом. Его суть в том, что онтогенез – это рекапитуляция, т.е. относительное непродолжительное и сжатое повторение филогенеза. Последнее понятие представляет собой эволюцию биологического вида многоклеточных или одноклеточных организмов во времени.

Практически в это же время Н. Северцев разрабатывал теорию филэмбриогенезов. Она была готова к 1920 году. Суть теории заключается в том, что животные, растения и другие организмы эволюционируют на всех стадиях онтогенеза, включая:

• анаболию;
• архаллаксис;
• девиацию.

По другому определению онтогенез является процессом реализации наследственной информации определенной особи в конкретных условиях среды. Он бывает двух типов, каждый из которых имеет еще несколько подвидов:

1. Прямой (без превращения). Наблюдается у ряда беспозвоночных, пресмыкающихся, рыб, птиц, высших млекопитающих и человека.
2. Непрямой (с превращением). Этот тип характерен для некоторых позвоночных животных и многих беспозвоночных. Бывает полным (яйцо-личинка-куколка-взрослая особь, или имаго) и неполным (яйцо-личинка-взрослая особь).

Прямой

При этом типе развития появившийся на свет организм сходен со взрослой особью. Стадия метаморфоза здесь отсутствует. Прямой тип разделяется на следующие подтипы:

1. Прямой внутриутробный. Такое развитие наблюдается у человека и высших млекопитающих, которые имеют яйцеклетку практически без желтка. Материнский организм обеспечивает плоду все жизненно важные функции. за этот процесс отвечает плацента – сложный провизорный орган. Он образуется из тканей зародыша и матери. Внутриутробное развитие завершается деторождением.
2. Прямой яйцекладный (неличиночный). Относится к яйцекладущим млекопитающим и беспозвоночным, рептилиям, птицам, рыбам. Яйца указанных видов, наоборот, богаты желтком. Зародыш длительное время развивается в яйце. За формирование жизненных функций отвечают специальные провизорные органы, называемые зародышевыми оболочками.

Непрямой

Следующий тип онтогенеза – непрямой. Для него характерно формирование одной или нескольких личиночных стадий. Личиночным путем развиваются кишечнополостные, моллюски, черви, насекомые, ракообразные. Появившаяся личинка внешне и внутренне отличается от взрослой особи. Ее наличие вызвано небольшим запасом желтка в яйцах и необходимостью перемены в ходе развития среды обитания.

Периоды онтогенеза

Для многоклеточных животных характерно развитие по стадиям. Этапы классифицируются в зависимости от характера изменений вида и его состояния в каждом из периодов. Первая стадия называется предзародышевой (проэмбриональной). На ней происходит развитие половых клеток – гаметогенез, и последующее их оплодотворение. Для млекопитающих и человека этот период называется пренатальным или дородовым. Этап длится до:

• вылупления из яйца у яйцекладущих;
• до рождения – у живородящих.

Следующая стадия – эмбриональная. Иначе она называется зародышевой. Она длится от образования зиготы до выхода организма из яйцевых оболочек. Весь процесс происходит в несколько стадий. В течение этого периода развивающийся организм представляет собой зародыш, или эмбрион. Этап эмбриогенеза разделяется на:

1. Оплодотворение. Это процесс слияния гамет – двух половых клеток. На данном этапе происходит комбинирование генов от двух родительских особей, а также возникает новый организм.
2. Дробление. Под этой стадией подразумевается ряд митотических делений клетки, в результате чего образуются более мелкие клетки – бластомеры. Окончанием этапа становится бластула – зародыш в виде пузырчатого образования. Он имеет один или несколько слоев клеток, который окружают внутреннюю полость.
3. Гаструляцию. На этой стадии онтогенеза образуется гаструла – двух- или трехслойный зародыш. Слои называются экто-, эндо- и мезодермой.
4. Первичный органогенез, или нейруляция. Здесь часть эктодермальных клеток обособляются в нервную пластинку, смыкаются и образуют трубку с невроцелием, а другие – становятся нервным гребнем, или ганглиозной пластинкой.
5. Гистогенез. Представляет собой совокупность процессов по образованию и восстановлению тканей. Например, из эктодермы образуется нервная, из мезодермы – мышечная.
6. Окончательный органогенез. На этой фазе развиваются все остальные органы.

Последний этап – послезародышевый (постэмбриональный, постнатальный). Он длится от рождения до самой смерти организма. На этом этапе организм и развивается по прямому или непрямому типу. Особенность постэмбриональной стадии в том, что ее длительность в десятки или сотни раз превышает длительность эмбриональной. Послезародышевый этап разделяется еще не несколько фаз, включая:

• ювенальную;
• взрослое состояние;
• старость.

Онтогенез животных

Все этапы онтогенеза отличаются определенными особенностями строения организма и сдвигами в его развитии, включая обмен веществ, химический состав, норму реакции на окружающую среду и сопротивляемость неблагоприятным факторам. Эти изменения разные для конкретных животных. Общим для них является развитие по одному из типов: личиночному, неличиночному или внутриутробному.

Личиночный онтогенез

Из-за малого количества желтка в яйцеклетке зигота быстро превращается в личинку. С течением времени в результате анатомо-физиологических изменений она превращается во взрослую особь. Данный процесс называется метаморфозом. Такой тип развития еще называется непрямым. Он характерен для большинства низших позвоночных и некоторых других организмов, включая:

• амфибий;
• иглокожих;
• кишечнополостных;
• губок;
• кольчатых червей;
• некоторых беспозвоночных;
• насекомых.

Личинка может превращаться в имаго в результате полного или неполного превращения. В последнем случае постоянные органы сменяют временные. Последние помогают личинке выполнять жизненно важные функции. Иначе эти органы называются провизорными. При полном превращении личинка сначала становится неподвижной куколкой. Затем из нее выходит взрослый организм.

Неличиночный тип

Это подтип прямого онтогенеза. Иначе он еще называется яйцекладным, потому как характерен для животных, которые откладывают яйца. Яйцеклетки у них богаты питательным материалом – желтком. Его количества хватает для завершения этапа эмбриогенеза. Весь процесс развития зародыша происходит в яйце. Во время этого эмбрион осуществляет питание, выделение и дыхание при помощи специальных провизорных органов. Они носят название зародышевых оболочек. Личиночная стадия здесь отсутствует. Данный тип развития отмечается у:

• птиц;
• пресмыкающихся;
• однопроходных млекопитающих;
• беспозвоночных.

Внутриутробный

Данный тип онтогенеза свойственен для млекопитающих и человека. Все жизненные функции плода осуществляются через материнский организм, потому как в яйцеклетке практически отсутствует питательный материал. Провизорными зародышевыми органами здесь выступают:

1. Плацента. Обеспечивает связь матери и плода, существует лишь во время беременности. Плацента располагается по задней или передней стенке матки. Ее формирование заканчивается к 15-16 неделе беременности. Активный обмен через плаценту начинается на 20 неделе.
2. Зародышевые оболочки. Образуются вокруг зародыша, служат для поддержания его жизнедеятельности и защиты от повреждений.

Внутриутробный тип развития обеспечивает более высокую выживаемость. В филогенезе он является самым поздним. Завершением внутриутробного типа развития выступает деторождение. Новорожденный нуждается во вскармливании матерью, которая дает ему молоко – секрет молочных желез. Внутриутробный период развития у человека еще называется антенатальным.

Онтогенез растений

Каждое растение тоже проходит несколько этапов своего развития. Они имеют несколько отличий от онтогенеза животных. Для семенного растения характерны следующие этапы развития:

1. Эмбриональный. Представляет собой образование зародыша и семени, которое после созревания сохраняется в состоянии покоя до момента прорастания.
2. Ювенильный. Длится от момента прорастания семян до заложения цветков. У однолетних растений это занимает несколько недель, у древесных – десятки лет. На этой стадии появляются корни, стебли и листья – вегетативные органы.
3. Зрелость. Начинается после закладки зачатков цветков и длится до появления новых зародышей, т.е. до оплодотворения.
4. Размножение. Длится до полного созревания семян и плодов. На этой стадии образуются вегетативные органы размножения, например, клубни или луковицы.
5. Старение. Начинается после полного прекращения плодоношения. Заканчивается отмиранием вегетативных органов и смертью растения.

Для высших растений характерен жизненный цикл, состоящий из двух фаз, или иначе – поколений. Особенность в том, что в течение жизни они могут чередоваться. Каждое поколения описывается следующим образом:

1. Бесполая фаза (спорофаза). Происходит без образования гамет или половых клеток. Для размножения требуется только один организм. При таком способе наследственные особенности передаются без каких-либо изменений.
2. Половая фаза (гаметофаза, или гаметофит). Еще называется гаплоидным поколением. На гаметофите образуются половые органы. Мужские называются антеридиями, а женские – аргехониями. В результате оплодотворения последней образуется диплоидная зигота. Из нее формируется зародыш, а затем – спорофит.

Видео