Онтогенез животных. Эмбриональное и постэмбриональное развитие. З-н зародышевого сходства. Метаморфоз. Адаптивное значение личиночных стадий. Развитие позвоночных. Основные стадии развития зародыша.

Онтогене́з— индивидуальное развитие организма от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до смерти. У многоклеточных животных в составе онтогенеза принято различать фазы эмбрионального (под покровом яйцевых оболочек) и постэмбрионального (за пределами яйца) развития, а у живородящих животных пренатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения) онтогенез. В эмбриональном периоде выделяют 4 основных этапа: дробление, гаструляцию, гистогенез и органогенез. Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. Дробление — ряд последовательных митотических делений оплодотворенного или инициированного к развитию яйца. Тип дробления зависит от количества желтка и его расположения в яйце: если желток равномерно распределен в цитоплазме (изолецитальные яйца: иглокожие, плоские черви, млекопитающие), то дробление протекает по типу полного равномерного; если желток распределен неравномерно (телолецитальные яйца: амфибии), то дробление протекает по типу полного неравномерного. 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 (впячивание) — 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. Органогенез — процесс образования комплекса осевых органов. В разных группах животных этот процесс характеризуется своими особенностями. Например, у хордовых на этом этапе происходит закладка нервной трубки, хорды и кишечной трубки. В ходе дальнейшего развития формирование зародыша осуществляется за счет процессов роста, дифференцировки и морфогенеза. Рост обеспечивает накопление клеточной массы зародыша. В ходе процесса дифференцировки возникают различно специализированные клетки, формирующие различные ткани и органы. Процесс морфогенеза обеспечивает приобретение зародышем специфической формы. Постэмбриональное развитие бывает прямым и непрямым. Прямое развитие — развитие, при котором появившийся организм идентичен по строению взрослому организму, но имеет меньшие размеры и не обладает половой зрелостью. Дальнейшее развитие связано с увеличением размеров и приобретением половой зрелости. Например: развитие рептилий, птиц, млекопитающих. Непрямое развитие (личиночное развитие, развитие с метаморфозом) — появившийся организм отличается по строению от взрослого организма, обычно устроен проще, может иметь специфические органы, такой зародыш называется личинкой. Личинка питается, растет и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослому организму (имаго). Например: развитие лягушки, некоторых насекомых, различных червей.Постэмбриональное развитие сопровождается ростом. Карл фон Бэр сформулировал законы зародышевого сходства: - наиболее общие признаки любой крупной группы животных появляются у зародыша раньше, чем менее общие признаки; - после формирования самых общих признаков появляются менее общие и так до появления особых признаков, свойственных данной группе; - зародыш любого вида животных по мере развития становится все менее похожим на зародышей других видов и не проходит через поздние стадии их развития; - зародыш высокоорганизованного вида может обладать сходством с зародышем более примитивного вида, но никогда не бывает похож на взрослую форму этого вида. Закон Бэра подразумевает, что эволюционные изменения чаще происходят на поздних этапах развития, а ранние стадии более консервативны в эволюционном отношении. Стадии развития зародыша: зигота, бластула, морула, гаструла, нейрула, органогенез.

Онтогенез растений. Жизненный цикл растения: основные принципы и системы периодизации. Особенности циклов развития споровых и семенных растений.

Индивидуальное развитие растений (онтогенез) длится от образования зиготы до смерти растения. Период развития от зиготы до формирования зародыша (эмбриогенез) имеет большое значение для понимания путей эволюции растительного мира и родственных связей между видами и является объектом изучения эмбриологии. Поэтому часто, говоря о развитии растения, подразумевают его развитие начиная от прорастания семени. В процессе своего индивидуального развития растения проходят ряд периодов:

Латентный период - состояние покоящегося семени.

Период всходов, или проростков, - когда растение питается как веществами, находящимися в семени, так и самостоятельно.

Период молодого растения, или ювенильный, - когда растения полностью обеспечивают себя питательными веществами. Этот период продолжается до цветения.

Период взрослого растения (матурный, или дефинитивный). На этом этапе развития растение способно цвести и плодоносить.

Период старости (сенильный). Растение перестает цвести и плодоносить, чахнет и отмирает.

Переход от одного этапа развития к другому сопровождается физиологическими и биохимическими изменениями в организме. Только после того, как эти изменения совершатся, у растений развивается новый орган. Происходит органогенез. Таким образом, процесс индивидуального развития следует определить как совокупность последовательных физиологических, биохимических и морфологических преобразований, происходящих в растительном организме в продолжении его жизни.

В ходе онтогенеза растения происходит рост, связанный с увеличением размеров и числа элементов структуры организма, и развитие, ведущее к качественным изменениям структуры и функций растения и его частей. Большинство растения ведет прикрепленный образ жизни, следовательно их онтогенез зависит от среды обитания, следовательно, у них выработались приспособления (период покоя, фотопериодизм, термопериодизм и др) – период активной жизнедеятельности приурочен к наиболее благоприятному времени года.

Для растений характерны два вида размножения: половое и бесполое. Для высших сосудистых растений единственной формой полового процесса является оогамия. Из форм бесполого размножении широко распространено вегетативное размножение.

Кроме вегетативных, растения имеют специализированные генеративные органы, строение которых связано с протеканием жизненного цикла. В жизненном цикле растений чередуется половое, гаплоидное поколение (гаметофит) и бесполое, диплоидное поколение (спорофит). На гаметофите образуются половые органы — мужские антеридии и женские архегонии (отсутствуют у некоторых гнетовых и у покрытосеменных). Сперматозоиды (их нет у хвойных, гнетовых и покрытосеменных) оплодотворяют находящуюся в архегонии яйцеклетку, в результате образуется диплоидная зигота. Зигота формирует зародыш, который постепенно развивается в спорофит. На спорофите развиваются спорангии (часто на специализированных спороносных листьях, или спорофиллах). В спорангиях происходит мейоз, и образуются гаплоидные споры. У разноспоровых растений эти споры двух типов: мужские (из них развиваются гаметофиты только с антеридиями) и женские (из них развиваются гаметофиты, несущие только архегонии); у равноспоровых споры одинаковые. Из споры развивается гаметофит, и всё начинается сначала. Такой жизненный цикл имеют Мохообразные и Папоротникообразные, причём у первой группы в жизненном цикле доминирует гаметофит, а у второй — спорофит. У семенных растений картина усложняется за счет того, что женский (несущий архегонии) гаметофит развивается прямо на материнском спорофите, а мужской гаметофит (пыльцевое зерно) должен быть доставлен туда в процессе опыления. Спорофиллы у семенных растений часто сложно устроены и объединяются в так называемые стробилы, а у покрытосеменных растений — в цветки, которые могут, в свою очередь, объединяться в соцветия. Кроме того, у семенных растений возникает специализированная, состоящая из нескольких генотипов структура — семя, которое можно условно отнести к генеративным органам. У покрытосеменных растений цветок после опыления созревает и формирует плод.

33. Концепция экосистемы. Основные характеристики. поток энергии и круговорот веществ. Пищевые цепи…

Концепция экосостемы является важнейшим обобщением современной экологии. Она разрабатывалась многими учеными. Особое значение имели труды К. Мебиуса (1877), С. Форбса (1887), обосновавшие концепцию биоценоза как многовидового сообщества живых организмов, заселяющих конкретную территорию и взаимодействующих друг с другом и внешней средой. Форбс оперировал термином «микрокосм», А. Тинеман ввел понятие «продукция», Ч. Элтон пределил понятие экологической ниши и сформултровал правило экологических пирамид. особый вклад в развитие концепции экосистемы внесли русские ученые. В.В.Докучаев обосновал идею о глобадьном влиянии жизни на природные явления, о взаимосвязи мертвой и живой природы, а также представление о почве как о сложной природной системе. В. Н. Сукачев явился основоположником учения о биогеоценозе., Вернадский разработал учение о биосфере. Форбс, Фридерикс, Вернадский, Тенсли, Сукачев понимали экологическую систему сходно, хотя называли ее по-разному: микрокосм, холоцен, совокупность живого вещества, экосистема, биогеоценоз. Тенсли заложил основы учения об экосистеме (от греч. Oikos-жилище). Экосистема – это универсальная категория, применимая для любых объектов (муравейник,горшок с растением, пруд, озеро). Экологи определяют экосистему как «совокупность живых и не живых элементов, в результате взаимодействия которых создается стабильная система, где имеет место круговорот вещества между живыми и не живыми частями». Основными характеристиками экосистемы являются поток энергии и круговорот веществ, функциональная структура, выраженность пищевых цепей и сетей, целостность(эмерджентность),упорядоченность,иерархичность,динамичност. Поток энергии и круговорот веществ. Жизнь любой экосистемы возможна только за счет постоянного притока энергии. Первоисточником энергии для экосистемы служит Солнце. Энерги. Аккумулируют только автотрофы. Животные используют готовую энергию в виде пищи. Согласно первому закону термодинамики, закону сохранения энергии, энергия не создается и не исчезает, она переходит из одной формы в другую. Этот переход происходит в организмах в процессе их жизнедеятельности.наиболее пригодна для использования в живой клетке энергия химических связей. Она накапливается, экономно расходуется, легко передается из клетки в клетку и трансформируется в другие виды энергии. В системе солнечная энергия переходит в энергию автотрофоф-продуцентов, которая передаетмся гетеротрофным организмам и осуществляя процессы метаболизма, превращается в механическую, а потом в тепловую энергию.

Согласно второму закону термодинамики, при превращении одного вида энергии в другой часть энергии рассеивается в виде тепла. Небольшая часть энергии, которую получает животное, потребляя пищу, переходит в потенциальную энергию вновь созданного органического вещества, которое используется животными трофического уровня. Большая часть энергии уходит на процессы жизнедеятельности этого животного и, совершив работу, рессеивается в виде тнпла.

Согласно законам термодинамики, превращения энергии в экосистеме идут в одном направлении в виде линейного потока. Экосистема может функционировать только при условии постоянного поступления солнечной энергии. Перемещение воды, питательных (минеральных) веществ в отличие от энергии идет по кругу. По замкнутому пути химические элементы переходят из внешней среды (водоем, почва) в растение, далее в животное, поедающее это растение, и опять во внешнюю среду благодаря деятельности редуцентов, а из нее-в растение.

Функциональная структура