Предмет биологии индивидуального развития. Значение достижений этой науки для медицины, зоотехники и других отраслей народного хозяйства.

Предмет биологии индивидуального развития. Значение достижений этой науки для медицины, зоотехники и других отраслей народного хозяйства.

Биология индивидуального развития (БИР), как наука о закономерностях

и механизмах онтогенеза, принадлежит к одной из биологических дисциплин, изучает следующие периоды развития организма:

-предзародышевое развитие (образование половых гамет – оогенез,

сперматогенез);

-оплодотворение (процесс слияния женского и мужского пронуклеусов);

-зародышевое развитие (развитие зародыша внутри яйцевых и

зародышевых оболочек, а также личиночный период (у многих

беспозвоночных и земноводных);

-постэмбриональный (у рыб, пресмыкающихся и птиц) или постнатальный

(у млекопитающих) период развития, продолжающийся до превращения

развивающегося организма во взрослый.

Эмбриология (от греч. embryon – зародыш, logos – слово, наука) – наука

о развитии зародыша от момента оплодотворения (зачатия) до рождения на

свет.

Предметом эмбриологии являются и восстановительные морфогенезы, т.е процессы развития, наступающие после случайных травм или в результате самокалечения. Эмбриологи также изучают и патологические процессы, уродливые формообразования. Таким образом, предметом эмбриологии оказываются разнообразные морфогенетические процессы, совершающиеся в ходе индивидуального развития особи или колонии.

Значение: создание искусственных осеменений для повышение поголовья скота, ув-е его продуктивности; искусственная инкубация.

Преформизм эпигенез античных авторов 17-18 вв.

Гипократ (4-5 в. До н.э)-изучал зародыши млекопитающих. Считал, что плод образуется через смешение мужского и женского «семени».

Теория преформизма (впереди, форма)- каждый зародыш является уже вполне сформированным, имеющим все части организмом, которому остается только расти. Эта теория достигала пика в 7 веке.

В 4 веке до н.э Аристотель изучал развитие куриного яйца, образуются новые структуры из бесструктурной массы. Аристотель думал, что зародыш человека развивается из менструальной крови. Теория эпигенеза- структуры образуются в процессе индивидуального развития, в результате новообразования, под влиянием внешних факторов среды.

Вплоть до 6 века не было никаких достижений-застой.

Но в середине 7 века Роберт Гук изобрел микроскоп:

Левенгук и Гам рассматривали семенную жидкость рыб и обнаружили сперматозоиды;

Грааф- в яичнике открыл яйцеклетку;

Мальпигий – с помощью микроскопа изучал развитие зародыша курицы

Преформисты разделились на 2 группы:

-овисты-зародыш в яйцеклетке;

-сперматики или анималькулисты- зародыш в сперматозоиде.

Лейбниц развил теорию вложения, т. е. в сперматозоидах яйцеклетках уже заложены зародыши

 

Вклад К. Ф. Вольфа, К. М. Бэра в понимание зародышевого развития.

В 18 в – перелом Вольф- ученый, написал в диссертации теория зарождения, что органы формируются из бесструктурной массы. Показал наглядно, Вольф обосновал теорию эпигенеза.

В 19 в. Карл Максимович Бэр обосновал основные принципы эпигенеза. Бэр выступил в поддержку Вольфа, но и с критикой- что образование новой структуры идет из уже существующей. Является основоположником теории эволюции (вторая половина 20 века) и клеточная теория. Издал книгу История развития животных. Сформулировал закон зародышевого сходства: зародыши позвоночных животных на ранних стадиях развития имеют общий план строения. Распространил теорию о зародышевых клетках на всех позвоночных. Первый ученый который увидел яйцеклетки млекопитающих и человека.

Ковальский изучал асцидий и ланцетника: увидел стадию развития трех зародышевых листков.

Мюллер и Гектель- закон биогенетический.

В 20 веке Северцев опроверг теории и сказал, что онтогенез определяет филогенез. Изменения, которые ведут к проявлению и закреплению признака.

 

Неопреформизм и неопигенез. Экспериментальная эмбриология, опыты В. Ру и Г. Дриша.

В конце 19 века возникла механика развития, основоположник Вильгельм Ру (эксперем эмбриология- удаления, пересадка частей зародыша). Он брал участок зародыша и пересаживал их в другие места или разделял зародыш и смотрел, что будет образовываться. В. Ру – сделал вывод, что процессу ИР характерна дифференцировка.

Дриш –в опытах на эмбрионах морского ежа, он одним из первых открыл явление эмбриональной регуляции. Дриш обнаружил, что при разделении первых двух бластомеров у иглокожих каждый из них даёт полноценного зародыша, а затем и личинку, из которой может развиться нормальный взрослый организм. В норме каждый из бластомеров образует только половину зародыша.

Шпеман- предложил теорию индивидуального развития и разработал прекрасные методики по микрохирургии на зародышах: снятие оболочек яиц животных, пересадка частей одного зародыша другому, изготовление благоприятной жидкой среды для развития.

 

Происхождение первичных половых клеток в онтогенезе.

У растений и низших животных по достижению определенного возраста соматические клетки могут давать начало половым.

Молодые половые клетки - гоноциты:

губки – соматические клетки (амебоциты), которые могут давать начало половым клеткам;

кишечнополостные – соматические клетки (интерстициальные или i клетки), которые могут дать начало половым;

плоские черви – необласты.

У других организмов нет соматических клеток, которые могли дать начало половым. Половые клетки образуются на ранних стадиях эмбриогенеза внеполовых железах, а в дальнейшем они заселяют семенники яичники.

В энтодерме желточного мешка. Ученые облучали, удаляли, вырезали участок полового хроматина – организмы стерильны. Начали проводить опыты на амфибиях.

Два пассивных способа достижения половых желез:

1. Перемещение оболочек внутри организма;

2. С помощью тока крови.

Активный способ - Амебоидное движение.

Гаметогенез – развитие половых клеток. Оогенез – развитие женских половых клеток, сперматогенез – развитие мужских половых клеток. Женские половые клетки развиваются в яичниках, мужские – в семенниках.

Общие представления о сходстве и различии половых и соматических клеток.

Соматические и половые клетки имеют общее происхождение, так как образуются из генетически одинаковых эмбриональных клеток, которые содержат всю генетическую информацию, необходимую для образования клеток различных типов в ходе развития организма.

В организме взрослых животных и растений существует два типа клеток: соматические - клетки тела, и половые клетки. В половых клетках число хромосом в два раза меньше, чем в соматических. В соматических клетках количество хромосом получило название диплоидного и обозначается 2n, а в половых клетках каждая хромосома представлена в одинарном количестве и получил название такой набор - гаплоидный и обозначается (n). При изучении размножения и развития организмов появляются парности в соматических клетках это закономерное явление. При оплодотворении яйцеклетки диплоидный набор возникает заново - одну половину набора организм получает от материнского организма другу от отца.

Отличия строения и функции половых клеток от соматических. Половые

клетки (гаметы) отличаются от соматических клеток; 1) гаплоидным набором

хромосом; 2) резко увеличенными (яйцеклетка) или резко уменьшенными

(сперматозоид) размерами; это связано с тем, что яйцеклетка накапливает пита-

тельные вещества (желток) для развивающегося из зиготы зародыша, а сперма-

тозоид лишь перемещает наследственный материал (гаплоидный набор хромо-

сом) к яйцеклетке; 3) низким уровнем обменных процессов, напоминающим та-

ковой при состоянии анабиоза.

 

Типы питания яйцеклеток. Образование желтка.

Типы накопления пит. веществ:

1)диффузный или фагоцитарный тип (губки, кишечнополостные)- ооцит перемещается и пожирает клетки.

2)сомитарный (морские звезды, ланцетник)- за счет пит.веществ материнского организма.

3)алиментарный- с помощью вспомогательных клеток:

-нутриментарный (членистоногие)- клетка в центре всасывает пит.вещества из сестринских клеток;

-фолликулярный (высшие и низшие организмы)- ооцит в яичнике покрывается фолликулярными клетками, образуя слои. Один слой- первичный фолликул, два слоя- вторичный фолликул, принимают участие в питании. Функции фол. клеток- барьерная и вырабатывают гормоны-эстрогены, прогистероны.

13. Биохимия оогенеза: синтез, накопление разных типов РНК. Амплификация рДНК и образование сверхчисленных ядрышек.

1 период размножения. Оогоний 2n 4c, ооциты 1 порядка

2 период – роста: малый рост, или превителлоге нез – в небольшом количестве питательные вещества, а в большом количестве различные виды РНК. рРНК накапливается за счет амплификации генов, образование тРНК идет на обычных генах, иРНК идет на хромосомах. Клетки готовы к мейозу, проходят профазу мейоза.. Происходит накопление Днк, рибосом, белка, т.е. запуск обменных процессов.

Способы гаструляции.

Фазы гаструляции. Способы протекания I фазы гаструляции: инвагинация, деламинация, иммиграция, эпиболия.В процессе гаструляции выделяют 2 фазы: 1) фаза образования двухслойного зародыша (I фаза); 2) фазаобразования трехслойного зародыша (II фаза). Различают 4 основных способа осуществления гаструляции в I фазе, заканчивающейся образованием двухслойного зародыша.

Инвагинация – в результате дробления образуется целобластула (ланцетник). Клетки вегетационной части бластулы впячиваются в бластоцель. Они дадут начало энтодерме и эктодерме. А полость первичной кишечной трубке.

Эпиболия – нарастание мелких клеток крыши бластулы на бластоцеле.

Иммиграция – самый древний, широко представлен среди кишечнополостных. Зародышевые листки образуются вселением клеток бластодермы в бластоцель.

Бывает:

-мультиполярная- вселением всей поверхностью

-биполярная- из анимального полюса

-униполярная- из одного полюса

Деляминация (расслоение на экто- и энтодерму) характерна для бластулы типа морула. Периферические клетки уплотняются, между наружными и внутренними клетками образуется базальная пластинка.

Эти способы редко встречаются в чистом виде, обычно гаструляция происходит по смешанному типу: инвагинация сочетается с эпиболией (земноводные), деляминация - с иммиграцией (иглокожие).

Развитие ланцетника

Развитие не прямое, через личинку, в водной среде. Яйцеклетки очень мелкие от 100-120 микрометра. Яйцеклетки олиголецитальные, гомолецитальные. Оплодотворение наружное. Образуется зигота, дробление (полное, равномерное), целобластула (имеет один слой клеток).

В эктодерме верхней стороны зародыша обособляется медуллярная пластинка, края которой смыкаются. Возникающая таким путем нервная трубка сохраняет на переднем конце (через невропор) некоторое время сообщение с внешней средой. Затем на месте невропора остается обонятельная ямка.

На спинной стороне первичной кишки появляется продольное выпячивание. В последующем оно отделяется и превращается в хорду. По бокам от хорды появляются два ряда выпячиваний первичной кишки: по мере разрастания они отделяются от нее и образуют зачатки мезодермы - целомических мешков. По мере дальнейшего развития каждый целомический мешок делится на два отдела: верхний - сомит и нижний - боковую пластинку. Впоследствии полости боковых пластинок, сливаясь между собой, образуют целом. При дальнейшей дифференцировке сомита возникают следующие зачатки:

1) склеротом (нижняя внутренняя часть сомита) дает начало клеткам, образующим опорные лучи в плавниках

2) миотом (часть сомита, прилегающая к хорде) формирует туловищную мускулатуру;

3) кожный листок, верхняя и наружная часть сомита образует соединительнотканную часть кожи.

Регенерация.

Регенерация - восстановление утраченных структур во время их удаления или физиологической жизнедеятельности. В процессе эволюционного развития в организме возникла соответствующая приспособительная реакция. Она имеет большое значение не только для здорового организма, но и для больного. Различают регенерацию физиологическую и патологическую.

Физиологическая регенерация - постоянное восстановление отмерших клеток молодыми. Этот процесс происходит в течение всей жизни организма. Интенсивные процессы регенерации обнаруживают при восстановлении клеток крови, эпидермиса слизистых оболочек. К ним относят также линьку млекопитающих и птиц, рост резцов у грызунов и др.

Патологическая регенерация - процесс восстановления поврежденных

тканей и органов после действия чрезвычайных раздражителей.

Регенерация происходит у всех животных. У высших позвоночных способность к регенерации ограничена, у них могут регенерировать только некоторые органы. Так, например, из одной доли печени может восстанавливаться вся печень. Однако у низших позвоночных (некоторые амфибии) может регенерировать целая конечность или хвост, а у высших беспозвоночных (морские звезды, планарии и т. д.) регенерационная способность так же хорошо выражена, как и у кишечнополостных.

 

Предмет биологии индивидуального развития. Значение достижений этой науки для медицины, зоотехники и других отраслей народного хозяйства.

Биология индивидуального развития (БИР), как наука о закономерностях

и механизмах онтогенеза, принадлежит к одной из биологических дисциплин, изучает следующие периоды развития организма:

-предзародышевое развитие (образование половых гамет – оогенез,

сперматогенез);

-оплодотворение (процесс слияния женского и мужского пронуклеусов);

-зародышевое развитие (развитие зародыша внутри яйцевых и

зародышевых оболочек, а также личиночный период (у многих

беспозвоночных и земноводных);

-постэмбриональный (у рыб, пресмыкающихся и птиц) или постнатальный

(у млекопитающих) период развития, продолжающийся до превращения

развивающегося организма во взрослый.

Эмбриология (от греч. embryon – зародыш, logos – слово, наука) – наука

о развитии зародыша от момента оплодотворения (зачатия) до рождения на

свет.

Предметом эмбриологии являются и восстановительные морфогенезы, т.е процессы развития, наступающие после случайных травм или в результате самокалечения. Эмбриологи также изучают и патологические процессы, уродливые формообразования. Таким образом, предметом эмбриологии оказываются разнообразные морфогенетические процессы, совершающиеся в ходе индивидуального развития особи или колонии.

Значение: создание искусственных осеменений для повышение поголовья скота, ув-е его продуктивности; искусственная инкубация.