• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Періодизація онтогенезу

Вступ

ЗМІСТ

Курс лекцій

Васильєва Тетяна Андріївна

ББК 28.0

РОЗВИТКУ

ІНДИВІДУАЛЬНОГО

БІОЛОГІЯ

КУРС ЛЕКЦІЙ

МИКОЛАЇВ - 2007

УДК 57 (075.8)

Курс лекцій з дисципліни “Біологія індивідуального розвитку” для студентів біологічних спеціальностей підготовлений доцентом кафедри біології, кандидатом сільськогосподарських наук Васильєвою Т.А.

Рецензенти:

- зав. кафедри біології Миколаївського державного університету, доктор біологічних наук, професор Цебржинський О.І.

- доцент кафедри спеціальної зоотехнії Миколаївського державного аграрного університету, кандидат сільськогосподарських наук Калиниченко Г.І.

Рекомендовано до друку вченою радою Миколаївського державного університету, протокол № від “___”____________ 2007 року

“Біологія індивідуального розвитку”

Навчальне видання

Рекомендовано студентам біологічних спеціальностей вищих навчальних закладів

Вступ …………………………………………………………..

1. Предмет вивчення дисципліни. Періодизація

онтогенезу …………………………………………………..

2. Характеристика процесу запліднення …………………....

3. Стадії ембріонального розвитку ………………………….

4. Основні рушійні механізми ембріонального

розвитку ……………………………………………………..

5. Взаємодія ембріону і середовища. Провізорні органи ……

6. Початок постембріонального розвитку ……………………

7. Гомеостаз та способи його підтримки …………………….

8. Старіння і смерть як біологічні явища …………………….

9. Особливості онтогенезу у рослин ………………………….

Живі організми різних поколінь, змінюючи одне одного, здійснюють закономірний процес розвитку, або життєвий цикл. Найбільш показним видається життєвий цикл багатоклітинних організмів, що розмножуються статевим способом. Тоді процес починається з однієї клітини – зиготи. Перетворення клітин, які з'являються в результаті поділу зиготи та її потомків, відбуваються у певній послідовності й обумовлюють ріст організму, виділення у ньому клітин різної будови, функції та напрямів спеціалізації, спрямовує процес на досягнення розквіту організму – його зрілості. Зрілий організм виконує свою головну життєву задачу – відтворення особин наступного покоління. У подальшому організм старіє, що проявляється у зниженні ефективності метаболізму і рівня його життєдіяльності. Цикл життя закінчується смертю.

Для спеціалістів в області біологічних знань безумовно важливим є розуміння особливостей кожного з періодів життя організмів з врахуванням їх еволюційного рівня, специфіки кожної стадії індивідуального розвитку особини у певних умовах середовища. Курс лекцій з дисципліни «Біологія індивідуального розвитку» консолідує, систематизує та доповнює знання про розвиток організму протягом його життєвого циклу, отриманні студентами при вивченні цитології, гістології, ембріології, анатомії й фізіології людини і тварин. Окремо розглянуто особливості онтогенезу рослинних організмів.

Лекція № 1

Предмет вивчення дисципліни.

Питання:

1. Предмет вивчення дисципліни та її місце в системі біологічних дисциплін. Поняття про онтогенез.

2. Завдання дисципліни, основні проблеми.

3. Основні етапи онтогенезу, періодизація. Значення вчення про онтогенез.

Предмет вивчення дисципліни та її місце в системі біологічних дисциплін. Поняття про онтогенез.У часі життя організоване як зміна поколінь організмів. Організми кожного покоління здійснюють закономірний процес розвитку або життєвий цикл. Найбільш демонстративний життєвий цикл багатоклітинних рослин і тварин, що розмножуються половим способом, що починається однією клітиною – зиготою. Перетворення, що відбуваються в певній послідовності, клітин, що утворяться в результаті розподілу зиготи і її нащадків, обумовлюють ріст організму, виділення в ньому клітин різних напрямків спеціалізації й частин, що розрізняються будовою й виконуваними функціями, і, нарешті, досягнення стану зрілості. Зрілий організм виконує головне біологічне завдання – відтворення особин наступного покоління. Надалі організм старіє, що проявляється в зниженні рівня його життєдіяльності. Життєвий цикл завершується смертю.

Життєві цикли деяких одноклітинних еукаріот і мікроорганізмів нерідко вичерпуються клітинним циклом. Їхнє ускладнення пов'язане з можливістю утворення цист або суперечка, включенням стадії полового розмноження.

Перехідною формою між циклами одноклітинних і багатоклітинних організмів служить життєвий цикл деяких колоніальних найпростіших. На відміну від одноклітинних у них відбувається стабільне виділення в розвитку ліній генеративних і соматичних клітин, однак не спостерігається розмаїття морфофункціональних спеціалізацій соматичних клітин. У багатьох найпростіші й нижчі багатоклітинні цикли відрізняються високим ступенем складності.

Сукупність взаємозалежних і детермінованих хронологічних подій, що закономірно відбуваються в процесі здійснення організмом життєвого циклу, позначають термінами онтогенез або індивідуальний розвиток.

Розрізняють два головних типи індивідуального розвитку – непрямий (з метаморфозом) і прямий. Перший з названих типів характеризується наявністю особливої вставної форми – личинки, більш-менш відмінної від зрілої особини за будовою тіла та активним способом життя. Деякі личинки мають органи захоплення й переробки їжі, тоді як інші мають лише органи всмоктування. Останнє типово для личинок паразитів.

Сукупність процесів, у результаті яких відбувається перехід від личинкової до дорослої форми, називається метаморфозом. Він полягає в зміні зовнішнього вигляду й будови тварини й досягненні нею статевозрілого стану. Непрямий тип індивідуального розвитку властивий видам, що відкладають яйця з відносно малою кількістю жовтка.

При прямому розвитку зародковий період закінчується народженням молодої форми, що має загальний план будови, набір органів і систем, характерний для зрілого стану, але відрізняється меншими розмірами, функціональною й структурною незрілістю органів і систем. Цей тип розвитку властивий твариною, що відкладає яйця з високим змістом жовтка.

Характерні риси має тип розвитку плацентарних ссавців і людини. Він є варіантом прямого розвитку, але відрізняється тим, що безпосередньо по закінченні зародкового періоду після народження новий організм не здатний до самостійного способу життя, тому що має потребу в специфічному харчуванні – секреті певних залоз материнського організму (молоко), а також нерідко відрізняється певною безпорадністю.

Завдання дисципліни, основні проблеми.Зміни в індивідуальному розвитку проявляються на різних рівнях організації особини – генетичному, молекулярно-біохімічному, клітинному, тканинному, органному, системному. Дослідження індивідуального розвитку проводяться за участю фахівців багатьох галузей біологічної науки – генетиків, біохіміків, морфологів, ембріологів, молекулярних біологів. Посилення ролі міждисциплінарних досліджень онтогенезу, що намітилося на початку поточного сторіччя, привело до виникнення самостійної галузі науки про живий організм – біології розвитку. Вона вивчає спадкові, молекулярні, структурні основи, а також механізми регуляції онтогенетичних змін на всіх етапах життєвого циклу особини. Основу процесу індивідуального розвитку становить спадкова інформація, одержувана нащадками від батьків. Досить порівняти, наприклад, людину на початковій, одноклітинній стадії онтогенезу й у дорослому стані, щоб дійти висновку про те, що в ході розвитку обсяг інформації, відтвореної у структурах і метаболізмі організму, зростає колосально. Про це свідчить, зокрема, значно більше розмаїття хімічних сполук, їхній невипадковий розподіл в органах, наявність самих органів і багато чого іншого, що ми спостерігаємо в дорослої особини й не виявляємо в зиготі. Нагромадження інформації в процесі розвитку служить важливою рисою онтогенезу й свідчить про його системний характер.

Первинна спадкова інформація зиготи відіграє роль інструкції, відповідно до якої при активному регулюючому впливі факторів навколишнього середовища в організмі, що розвивається, послідовно утворяться й закономірно взаємодіють друг з другом молекули й структури різних рівнів складності. З врахуванням цього зауваження онтогенез можна визначити як процес реалізації нащадком спадкової інформації батьків у певних умовах навколишнього середовища. Це визначення підкреслює, що генетичні закономірності відіграють важливу роль в індивідуальному розвитку, але не вичерпують усього його змісту. Крім зародкового розвитку, росту і старіння біологія розвитку вивчає також молекулярно-генетичні, клітинні й системні механізми регенерації – сукупності процесів, що обумовлюють відновлення структур, що зношуються у процесі життєдіяльності організму або втрачаються внаслідок травми.

Основні етапи онтогенезу, періодизація. Значення вчення про онтогенез.Отже,онтогенез являє собою безперервний процес розвитку особини. Однак, для зручності вивчення, а також у зв'язку з тим, що на окремих етапах його відбувається зміна різних молекулярних, клітинних і системних механізмів і характеру відносин організму з навколишнім середовищем, онтогенез багатоклітинних організмів підрозділяють на періоди й стадії. Запропоновано кілька схем періодизації індивідуального розвитку. Відповідно до однієї з них, що досить поширена, виділяють ембріональний і постембріональний періоди. У плацентарних тварин і людини виділяють дородовий (пренатальний) і післяродовий (постнатальний) періоди. Перший охоплює розвиток до народження особини й відбувається під покровом яйцевих оболонок, а в плацентарних – у материнському організмі. У цей період фактори навколишнього середовища діють на організм, що розвивається, опосередковано. Після народження, з початком постнатального періоду принципово міняються умови існування організму. Він починає самостійне життя, вступаючи в безпосередню взаємодію з навколишнім середовищем.

Названі періоди онтогенезу підрозділяються на стадії, що розрізняються по конкретному змісту змін. У тварин, що розмножуються статевим способом, ембріональний період представлений наступними стадіями: одноклітинної (зигота), дроблення, утворення одношарового зародка (бластули), гаструляції (утворення двошарового зародка), гісто- і органогенезів (утворення тканин і органів). У перші 8 тижнів організм людини, що розвивається, називають ембріоном або зародком, що відповідає проходженню зародкової стадії. З 9-й тижня починається плодова стадія розвитку. Організм здобуває характерні зовнішні форми, у ньому уособлюються закладки органів. На цій стадії він називається плодом. У постнатальному періоді при прямому типі розвитку виділяють ранній і пізній постнатальний онтогенез. При цьому до раннього постнатального онтогенезу відносять відрізок життя до придбання рис структурно-функціональної та репродуктивної зрілості, а до пізнього – відрізок життя, що відповідає зрілому стану й старінню організму.

Подальший поділ найбільш детально проводиться для людини, що обґрунтовано результатами досліджень з вікової фізіології й медицини. Так, у ранньому постнатальному онтогенезі людини виділяють періоди новонародженості, грудного віку (або молочного харчування), дошкільного й шкільного віку (ювенальний та предпубертатний), куди також потрапляє й період статевого дозрівання (пубертатний). Виділення їх сприяє оптимальному рішенню практичних завдань педіатрії, тому що ранній постнатальний онтогенез характеризується швидкою зміною функціональних показників різних органів і систем організму. Відповідно міняються вимоги до характеру харчування, гігієнічному режиму, а також витривалість стосовно температурних, фізичних, емоційних навантажень.

Схема періодизації онтогенезу випливає з сутності генетичних механізмів індивідуального розвитку, що розглядається як процес реалізації спадкової інформації, з ходом якого досягається стан зрілості й організм приймає участь у репродукції. У цій схемі, що відбиває загальбіологічні закономірності, виділяють дорепро-дуктивний, зрілий (активний репродуктивний) і пост-репродуктивний періоди. Перший з них, починаючись з моменту утворення зиготи, обмежується досягненням статевої зрілості й може бути названий також періодом розвитку дефінітивного фенотипу, другий – періодом стабільного функціонування органів і систем, третій – періодом старіння організму. Одним з головних критеріїв виділення періодів відповідно до наведеної схеми є участь організму в репродукції, що створює труднощі з установленням точних меж періодів. Зокрема, у ссавців і людини стан статевої зрілості досягається організмом, що розвивається, нерідко раніше, ніж він реально одержує можливість брати активну участь у розмноженні. Репродуктивний і пострепродуктивний періоди онтогенезу жінки розмежовані досить чітко (менопауза). Старіючий чоловік зберігає здатність до відтворення потомства, однак активність його щодо цього знижується. Відповідно знижується частка його участі у формуванні складу генофонду наступного покоління. У силу соціальної сутності біологічний критерій зрілості, використовуваний у розглянутій схемі, відносно людини доповнюється показниками ефективності навчання, трудовій діяльності, творчій активності людей у різні вікові періоди.

Дорепродуктивний період включає ембріональний розвиток і ранній постнатальний онтогенез, виділені відповідно до першої схеми періодизації. Хоча акт народження принципово змінює характер відносин між організмом і зовнішнім середовищем, у ранньому постнатальному періоді в порівнянні з ембріональним періодом головний напрямок розвитку зберігається. Зокрема, тривають формотворчі процеси, ріст організму, відбуваються зміни клітинного складу й міжтканинних відносин у різних органах. Однак якщо в ембріональному періоді формотворчі процеси домінують, то в ранньому постнатальному онтогенезі відбувається зміна цих процесів звичайними формами життєдіяльності, характерними для кожного органа в дорослому стані.

Останнім часом з'явилися підстави для виділення в індивідуальному розвитку предзародкового (предембрі-онального) періоду, що відповідає гаметогенезу. Таке виділення обґрунтовується тим, що на додаток до вироблення живильного матеріалу зародка (жовтка) в овоґенезі синтезуються і зберігаються в цитоплазмі овоцитів до початку розвитку деякі біологічно важливі макромолекули, наприклад інформаційні РНК, що контролюють ранні стадії ембріогенезу.

Лекція № 2.

Читайте також:

1. Антропологічна періодизація первісної історії
2. Важливою методико-методологічною проблемою є періодизація історії економічної думки, визначення пріоритетів, що підлягають аналізу.
3. Виникнення єгипетської держави і періодизація історії Стародавнього Єгипту.
4. Вікова періодизація
5. Вікова періодизація дитинства
6. Вікова періодизація дітей.
7. Вікова періодизація за біологічними ознаками
8. Вікова періодизація росту у людини
9. Вступ. ОСНОВНІ ЗАВДАННЯ І МЕТА КУРСУ. НАУКОВА ПЕРІОДИЗАЦІЯ ІСТОРІЇ УКРАЇНИ. ІСТОРІОГРАФІЯ
10. Геологічна періодизація
11. Ґенеза та періодизація національно-культурного відродження в Україні.
12. Давній Рим і особливості його господарського устрою. Періодизація економічної історії Риму

Переглядів: 4937