Работа 3. Вскрытие куриного яйца

62

Оплодотворение яйцеклетки у птиц происходит в яйцеводе. Там же начинается эмбриональное развитие, т. е. дробление. При этом по мере продвижения яйцеклетки по половым путям вокруг нее откладываются различные оболочки, которые, с одной стороны, представляют добавочный

питательный материал для будущего зародыша, а с другой – образуют механические защитные покровы. Так формируется яйцо птиц. Если оплодотворение не произошло, формирование яйца все же продолжается. Как это имело место в настоящем случае.

Острым концом тонких изогнутых ножниц просверлите сверху в скорлупе небольшое (1-2 мл) отверстие и, пользуясь им, срежьте верхнюю часть скорлупы (не погружайте глубоко концы ножниц!) таким образом, чтобы образовалось окно размером 2х3 см. Рассмотрите содержимое яйца (рис. 29.).

Яйцеклетка окружена тягучим водянистым белком, в центральной части которого удерживается при помощи уплотненных тяжей белка халаз. Под наружной скорлупой, обуславливающей форму яйца и обеспечивающей защиту зародыша, расположена подскорлуповая оболочка.

На тупом конце яйца она разделяется на

два листка, образуя воздушную камеру. На верхней поверхности яйцеклетки (желтка) видно небольшое беловатое пятнышко – зародышевый диск, представляющий

Рис.30. Зародыш курицы во второй половине насиживания

1 – желточный мешок;

2 – аллантоис; 3 – белок.

участок плазмы, свободный от желтка и содержащий ядро яйцеклетки. В остальной части яйцеклетки содержится много желтка.

Яйцеклетка птицы является примером резко телолецитальных яиц, характеризующихся наличием громадного количества желтка и резкой дифференцировкой цитоплазмы на зону, почти лишенную желтка и содержащую ядро, и остальную зону, содержащую весь желток яйцеклетки.

! Зарисуйте строение куриного яйца.

Просмотр фильма: «Эмбриональное развитие птиц».

Работа 4. Биогенетический закон

Все многоклеточные организмы развиваются из оплодотворенного яйца. Развитие зародышей у животных, относящихся к одному типу, во многом сходно. У всех хордовых животных в эмбриональном периоде закладывается осевой скелет — хорда, возникает нервная трубка, в переднем отделе глотки образуются жаберные щели. План строения хордовых животных также одинаков. На ранних стадиях развития зародыши позвоночных очень похожи (рис. 31). Эти факты подтверждают справедливость сформулированного К. Бэром закона зародышевого сходства: «Эмбрионы обнаруживают, уже начиная с самых ранних стадий, известное общее сходство в пределах типа». Сходство зародышей разных систематических групп свидетельствует об общности их происхождения. В дальнейшем в строении зародышей

проявляются признаки класса, рода, вида и, наконец, признаки, характерные для данной особи. Расхождение признаков зародышей в процессе развития называется эмбриональной дивергенцией и отражает эволюцию той или иной систематической группы животных, историю развития данного вида, отражая эволюцию той или иной систематической группы животных.

 

I стадия

II стадия

III стадия

Рис.31 Зародышевое сходство у позвоночных

 

Большое сходство зародышей на ранних стадиях развития и по явление различий на более поздних стадиях имеют свое объяснение.

Изменчивости подвержены все стадии развития. Мутационный процесс затрагивает гены, обусловливающие особенности строения и обмена веществ у самых молодых эмбрионов. Но структуры, возникающие у ранних эмбрионов (древние признаки, свойственные далеким предкам) играют весьма важную роль в процессах дальнейшего развития. Как указывалось, зачаток хорды индуцирует образование нервной трубки, а его утрата приводит к прекращению развития. Поэтому изменения на ранних стадиях обычно приводят к недоразвитию и гибели. Напротив, изменения на поздних стадиях, затрагивая менее значительные признаки, могут быть благоприятны для организма и в таких случаях подхватываются естественным отбором.

Появление в эмбриональном периоде развития современных животных признаков, свойственных их далеким предкам, отражает эволюционные преобразования в строении органов.

В своем развитии организм проходит одноклеточную стадию (стадия зиготы), что может рассматриваться как повторение филогенетической стадии первобытной амебы. У всех позвоночных, включая высших их представителей, закладывается хорда, которая далее замещается позвоночником, а у их предков, если судить по ланцетнику, хорда оставалась на всю жизнь. В ходе эмбрионального развития птиц и млекопитающих, включая человека, появляются жаберные щели в глотке и соответствующие им перегородки. Факт закладки жаберного аппарата у зародышей наземных позвоночных объясняется их происхождением от рыбообразных предков, дышащих жабрами. Строение сердца человеческого зародыша в ранний период формирования напоминает строение этого органа у рыб: оно с одним предсердием и одним желудочком. У беззубых китов в эмбриональном периоде появляются зубы. Зубы эти не прорезываются, они разрушаются и рассасываются.

Приведенные здесь и многие другие примеры указывают на глубокую связь между индивидуальным развитием организмов и их историческим развитием. Эта связь нашла свое выражение в биогенетическом законе, сформулированном Ф. Мюллером и Э. Геккелем в XIX в.: онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития) вида, к которому эта особь относится.

Большой вклад в развитие биогенетического закона внес российский ученый акад. А.Н. Северцов. Им было установлено, что в индивидуальном развитии животных повторяются признаки не взрослых предков, а их зародышей. Филогенез рассматривается теперь как исторический ряд отобранных естественным отбором онтогенезов.

!   Зарисуйте  стадии  развития  разных  видов  позвоночных,

подтверждающие биогенетический закон.

 

Вопросы для повторения и обсуждения

1. Что вы понимаете под ростом и развитием организмов? Какова связь между ростом и дифференциацией клеток?

2. В чем заключаются молекулярные основы дифференцировки клеток?

3. Сформулируйте понятие онтогенеза и назовите периоды онтогенеза?

4. Какова разница между прямым и непрямым развитием?

5. Каким образом оплодотворенная яйцеклетка развивается в многоклеточную структуру?

6. Какие факторы влияют на продолжительность жизни?

 

Контрольные задания

1. Как вы прокомментируете высказывание: в построении любого органа или части организма принимают участие производные нескольких зародышевых листков?

2. Какие факты подтверждают, что развивающийся зародыш представляет собой целостную систему?

Познакомьтесь с личиночным типом онтогенеза (рис. 39.) на примере майского жука и бурой лягушки. Какие стадии метаморфоза обозначены цифрами 1-4 для А и 1-7 для Б? Чем эти стадии отличаются друг от друга?

3. В лаборатории были выращены лягушки из неоплодотворенных яиц (путем партеногенеза). Эти животные будут сильнее или слабее, чем обычные лягушки того же самого биологического вида? В чем конкретно могут проявиться различия между этими лягушками?

 

А                                                                                  Б

Рис. 32. Метаморфоз у животных

5. Американский ученый Гердон пересадил ядро из клетки кишечника лягушки в ее яйцеклетку, ядро которой предварительно было разрушено путем облучения ультрафиолетом. Таким образом, ему удалось вырастить головастика, а затем и лягушку, идентичную той особи, от которой было взято ядро (рис. 33). Что доказывает подобный опыт?

6. Проанализируйте процесс опыления и двойного оплодотворения у цветковых растений (рис. 34). Установите пра- вильную последовательность следующих событий: второй спермий сливается с крупной диплоидной центральной клеткой (образуется триплоидная клетка); пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика (опыление); после оплодотво- рения начинается процесс формирования семени и плода; первый спермий сливается с яйцеклеткой (образуется зигота); из

 

Рис. 33. Развитие взрослой лягушки из яйцеклетки, ядро которой заменено ядром из соматической клетки кишечного эпителия головастика

вегетативной клетки пыльцевого зерна образуется пыльцевая трубка. Что обозначено цифрами 1-6? Назовите части семени (7-9), которые образуются в результате двойного оплодотворения из клеток 4, 5, 6 (рис. 34).

8. Зародыш многоклеточного животного в своем развитии как бы повторяет этапы развития своих предков. Например, зародыш млекопитающего в ходе эмбрионального развития как бы проходит стадии развития одноклеточных, двухслойных, трехслойных. Используя рис. 35. объясните данное явление.

9. Назовите стадии развития зародыша, представленные на рис. (36. - I, II, III). Что обозначено цифрами 1-7? Охарактеризуйте каждую стадию эмбриогенеза. На какой стадии происходит дифференцировка клеток? Сколько зародышевых листков образуется у эмбрионов позвоночных животных?

Рис. 34. Схема двойного оплодотворения цветкового растения

 

Рис. 35. Стадии развития многоклеточных животных (А); организмы, организация которых соответствует определенной стадии развития зародышей (Б)

 

Рис. 36. Стадии развития зародыша

 

 

Тема: Популяционно - видовой уровень организации   Эволюция органического мира, факторы эволюционного процесса: наследственная изменчивость, свойственный отбор, дрейф генов, изоляция, миграция особей, борьба за существование. Видообразование и макроэволюционные процессы. Вид. Критерии вида. Видообразование.