Что такое онтогенез: этапы развития организмов. Биология индивидуального развития (онтогенез)

от греч. ontos - сущее и genes -рождающий, рожденный) - процесс развития индивидуального организма, в отличие от филогенеза как процесса формирования вида. Термин введен немецким биологом Геккелем (в 1866 г.).

Отличное определение

Неполное определение ↓

ОНТОГЕНЕЗ

греч рождение, происхождение), процесс развития индивидуального организма, в отличие от филогенеза как процесса формирования систематич. группы. Термин «О.» введен в 1866 Э. Геккелем, исходившим при этом из своей концепции индивидуального развития как краткого воспроизведения филогенеза. В О. выделяются количественная (увеличение размеров и живой массы организма, продолжительность жизни) и качественная (дифференцировка, появление новых функций и структур) стороны. В ходе О. у высших животных и человека сменяются сравнительно четко отграничиваемые фазы: эмбриогенез, созревание, взрослое состояние, старение. У беспозвоночных и низших позвоночных наблюдаются разнообразные типы О., нередко сопровождающиеся перестройкой всей структуры организма (метаморфоз).

Направленный, согласованный характер изменений при О. уже в древности (Аристотель) и в ср. века выдвигался в качестве довода в пользу наличия в организме некой «жизненной силы». В эпоху Возрождения распространилось учение о преформации, т. е. о наличии внутри зародыша всех частей организма в неявном «предобразованном» (преформированном) виде (см. Преформизм). В 18 в. на смену концепции преформации пришло учение об эпигенезе (Ж. Бюффон, К. Ф. Вольф, П. Л. Мопертюи), сторонники к-рого рассматривали О. как ряд качеств. новообразований.

Согласно совр. представлениям, новообразования, непрерывно происходящие в ходе О. под влиянием среды, выступают в единстве с моментом преформизма, поскольку реализуемые во взрослом организме наследств. признаки записаны уже в исходной зиготе на молекулах вещества ДНК, структурированного в генах. Противоречие между консервативной наследств. стороной развития организма и индивидуальной изменчивостью, прямо или косвенно связанной со средой и приспособлением, снимается в филогенезе, ведущем к фиксации полезных изменений хода О. через естеств. отбор в новом и также относит. постоянстве более совершенного (или более адекватного данной среде) генотипа, обусловливающего и новый тип О. В трактовке функциональной стороны О. в биологии 20 в. преобладают два методологически различных подхода: «от целого к частному» (Дж. Когхилл) и «от частного к целому», или теория локальной интеграции (А. А. Волохов, Дж. Баркрофт, М. Малколм). Согласно первому подходу, в О. сначала формируются неспецифич. реакции, из к-рых затем вычленяются специализиров. акты; согласно второму, первичны локальные формы активности, развивающиеся затем в целостную систему функций. Помимо О. организма в целом, говорят также об О. отд. органов, функций, об О. поведения и психики. Выявление закономерностей О. человеч. сознания в его связи с биологич. и социальными факторами воспитания и формирования личности способствует исследованию всего комплекса психич. явлении как целостной развивающейся системы.

Отличное определение

Неполное определение ↓

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.

Основные этапы онтогенеза.

Типы онтогенеза.

Прямой (без превращения)
1. Неличиночный (яйцекладный)

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

1. Внутриутробный

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

Непрямой (с превращением)
1. Полным: яйцо – личинка – куколка – взрослая особь
2. Не полным: яйцо – личинка – взрослая особь

Периодизация онтогенеза

Общебиологическая (по способности особи осуществлять функцию размножения)
1. Прогенез
2. Дорепродуктивный
  1. Эмбриональный

Развитие внутри яйцевых оболочек

Зародыш относительно изолирован от окружающей среды

Наиболее короток у Плацентарных – несколько суток до имплантации бластоцисты в матку

Наиболее долог у птиц и других яйцекладущих

Выход бластоцисты из оболочки – конец эмбрионального периода у Плацнтарных

1. 1. Личиночный

Может длиться от дней или месяцев до нескольких лет (миноги)

Личинка – свободноживущий зародыш. Она имеет временные (провизорные) органы

Период важен для питания и расселения

У человека личиночный период гомологичен периоду развития плода в матке

Некоторые виды достигают половой зрелости на стадии личинки (Аксолотль – личинка амблиомы, способна размножаться)

1. 1. Метаморфоз (превращение)

Личинка превращается в ювенильную (юную) форму

Личиночные (провизорные) органы исчезают, организм перестраивается и появляются органы взрослой жизни

У человека гомологичен родам Когда отбрасываются зародышевые оболочки, изменяется кровообращение, дыхание, гемоглобин и др.

1. 1. Ювенильный

Длится до полового созревания

Происходит интенсивный рост

У млекопитающих и птиц молодь сильно зависит от родителей

1. Репродуктивный

Остановка роста и активное размножение

Вторичные половые признаки

Есть виды, размножающиеся однократно (лосось) и многократно (чем больше помет, тем меньше продолжительность жизни вида)

1. Пострепродуктивный (старение)

Связан со старением, характерно прекращение участия в размножении, устойчивость снижается. Различают внешние признаки старости (снижение эластичности кожи, поседение волос, развитие дальнозоркости) и внутренние (обратное развитие органов, снижение эластичности кровеносных сосудов, нарушение кровоснабжения мозга, деятельности сердца и др.). Все это приводит к снижению жизнеспособности и повышению вероятности гибели.

Существуют десятки гипотез, объясняющие механизмы старения. В настоящее время ученые рассматривают в качестве основных 2 причины старения:

· износ биологических структур вследствие возрастного накопления ошибок в клеточных механизмах под действием мутаций;

· генетически предопределенное разрушение.

1. Смерть

Смерть как биологическое явление – универсальный способ ограничить участие многоклеточного организма в размножении, обеспечить смену поколений и эволюционный процесс. Скорость нарастания и выраженность изменений в процесс старения зависит от генотипа, условий жизни, образа жизни, в т.ч. питания

Эмбриологическая (по происходящим процессам)
1. Дробление
2. Гаструляция
3. Гисто- и органогенез
Антропологическая
1. Предзиготный (предэмбриональный)

Период образования и созревания половых клеток

1. Пренатальный (эмбриональный)

Начинается с момента оплодотворения и заканчивается рождением или выходом из яйца. После оплодотворения зигота начинает дробиться, бластомеры постепенно выстраиваются по периферии, образуя однослойный зародыш – бластулу. Затем образуется двухслойный зародыш – гаструла, имеющая эктодерму и энтодерму, первичный рот – бластопор и полость – гастроцель. На следующем этапе закладывается третий слой клеток – мезодерма. Далее из этих пластов клеток образуются ткани и органы, т.е. идет гисто- и органогенез.

1. 1. Начальный – 1 неделя после оплодотворения
  2. Зародышевый (зародыш называют эмбрионом) – со 2ой по 9ую недели после оплодотворения
  3. Плодный (зародыш называют плодом) – с 9ой по 40ую недели
2. Постнатальный (постэмбриональный)
  1. Новорожденность (1-10 дней). Сложный период адаптации к совершенно новым условиям существования
  2. Грудной (до 1 года). Ребенок вскармливается молоком матери, в котором содержатся помимо питательных веществ, солей и витаминов готовые антитела
  3. Раннее детство (1 -3 года). Ребенок учится нормально ходить, говорить, начинает познавать окружающий мир
  4. Первое детство (4-6 лет). Ребенка интересует все окружающее и он стремится его понять
  5. Второе детство (м 7-12 лет, ж 7-11 лет). Школьный период до полового созревания
  6. Подростковый (м 13-16 лет, ж 12-15 лет). Период наступления полового созревания
  7. Юношеский (м 17-21 год, ж 16-20 лет). Период окончания роста, полового и физического созревания
  8. Первая зрелость (м 22-35 лет, ж 21-35 лет). Наилучший период для деторождения
  9. Вторая зрелость (м 36-60 лет, ж 36-55 лет). Период максимального профессионализма; после 35 лет обнаруживаются изменения некоторых физиологических и биохимических реакций обмена, которые предшествуют инволюции; к концу этого периода происходят изменения, определяющие начало процессов старения и включаются механизмы, обеспечивающие перестройку организма и его адаптацию
  10. Пожилой (м 61-75 лет, ж 56-75 лет). В это период многие люди еще сохраняют достаточную профессиональную трудоспособность, хотя процессы старения продолжают развиваться
  11. Старческий (76-90 лет). Заметно выражены старческие изменения, однако в этом возрасте многие люди сохраняют ясность ума и способность к творческому труду
  12. Долгожители (более 90 лет). До этого последнего периода онтогенеза доживают преимущественно женщины

Онтогенез - это индивидуальное развитие организма от его зарождения до смерти. Период онтогенеза от оплодотворенной яйцеклетки до выхода молодой особи из яйцевых оболочек или тела матери называется зародышевым (эмбриональным) развитием (эмбриогенез). После рождения или вылупления из яйца начинается постэмбриональный период.

В животном мире наиболее распространены три типа онтогенеза - личиночный, неличиночный и внутриутробный. При первом из них развитие организма происходит с метаморфозом, при втором формирование происходит в яйце, при последнем - внутри материнского организма.

Эмбриогенез человека делят на периоды, каждый из которых характеризуется структурными особенностями, типом питания, дыхания и выделения. В медицинской практике обычно пользуются двумя понятиями: на протяжении 8 недель развивающийся организм называют зародышем (см.); начиная с 9 недели, т. е. с момента образования зачатков органов,- плодом. Постэмбриональный период человека делят на возрастные периоды. См. также Органогенез, .

Онтогенез (от греч. ontos - сущее и genesis - развитие) - история индивидуального развития.

Чарльз Дарвин дал эволюционное толкование онтогенеза. Сходство зародышей разных видов он объяснил существующими между видами родственными отношениями. В дальнейшем онтогенез исследовался в различных направлениях. Создано учение о зародышевых листках как закономерном этапе развития всех многоклеточных животных. Создание экспериментальной эмбриологии дало возможность исследовать зародышевое развитие экспериментальным путем. В последние годы успешно развивается физиологическая и биохимическая эмбриология. В СССР начало развиваться экологическое направление в эмбриологии.

Тип эмбриогенеза обнаруживает во многих случаях характерное чередование в ходе эволюции: от исходного, первичного свободного личиночного к неличиночному и далее к одной из форм вторичного личиночного эмбриогенеза.

Тип эмбриогенеза связан с его периодизацией. Крупнейшая единица периодизации - звено. У большинства животных онтогенез состоит из трех звеньев. Каждое звено делится на несколько периодов. Так, зародышевое звено у низших позвоночных делится на два периода - зародышевый и личиночный, у высших позвоночных на три - зародышевый, предплодный и плодный. Различают также переходные состояния - вылупление из яйцевых оболочек у рептилий и птиц; роды у млекопитающих; метаморфоз (см.) у многих животных.

Начальные стадии онтогенеза у человека характеризуются более быстрым темпом развития, чем у родственных видов (например, шимпанзе). Далее наступает замедление как антенатального, так и постнатального развития. Это замедление обусловлено интенсивным ростом головного мозга как во время внутриутробного развития (головной мозг новорожденного в среднем весит 340 г), так и в первые годы после рождения (мозг ребенка 2 лет весит свыше 1 кг). С ростом головного мозга связано замедление окостенений, отчасти зависящее и от размеров тазового кольца.

Как правило (при близком родстве двух видов плацентарных) животные меньшего размера имеют более короткую беременность.

Постнатальный онтогенез человека делится на четыре периода (возраста): детский, подростковый, юношеский и взрослый (зрелый).

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

Онтогенез делится на два периода:

эмбриональный - от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек ;
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

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

Энциклопедичный YouTube

1 / 3

Онтогенез - индивидуальное развитие организма

Индивидуальное развитие организмов - онтогенез

Урок биологии №41. Эмбриональное развитие.

Субтитры

Онтогенез животных

Онтогенез делится на два периода:

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

Эмбриональный период

Дробление

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).