Что такое онтогенез кратко

Что такое онтогенез кратко

Онтогене́з (от греч. οντογένεση : ον — существо и γένεση — происхождение, рождение) — индивидуальное развитие организма, совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом, отоплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до конца жизни.

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.

У семенных растений к эмбриональному развитию относят процессы развития зародыша, происходящие в семени.

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 изучаются также эмбриологией.

Онтогенез животных

Онтогенез делится на два периода:

В эмбриональном периоде выделяют три основных этапа: дробление, гаструляцию и первичный 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

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 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.

[править] Постэмбриональное развитие

Постэмбриональное развитие сопровождается ростом.

Этапы. Периоды и стадии онтогенеза

Индивидуальное развитие представляет собой целостный непрерывный процесс, в котором отдельные события увязаны между собой в пространстве и времени. Существует несколько схем периодизации онтогенеза, каждая из которых является наиболее подходящей для решения конкретных научных или практических задач.

С общебиологической точки зрения, важнейшим событием онтогенеза является возможность осуществления полового размножения. Если соотнести различные временные отрезки онтогенеза со способностью особи осуществлять функцию размножения, то его можно разделить на три периода: дорепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный.

В дорепродуктивном периоде особь не способна к размножению. Основное содержание его заключается в развитии зрелого в половом отношении фенотипа. В этом периоде происходят наиболее выраженные структурные и функциональные преобразования, реализуется основная часть наследственной информации, организм обладает высокой чувствительностью ко всевозможным воздействиям.

В репродуктивном периоде особь осуществляет функцию полового размножения, отличается наиболее стабильным функционированием органов и систем, а также относительной устойчивостью к воздействиям.

Пострепродуктивный период связан со старением организма и характеризуется ослаблением или полным прекращением участия в размножении. Снижаются приспособительные возможности и устойчивость к разнообразным воздействиям. Применительно к онтогенезу человека названные периоды дополнительно характеризуются специфическими социальными моментами (образование, трудоспособность, творчество). Для каждого из указанных периодов характерны свои особенности заболеваемости.

Дорепродуктивный период подразделяют еще на четыре периода: эмбриональный, личиночный, метаморфоз и ювенильный.

Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. Эмбриональный период отличается выраженностью процессов преобразования зиготы в организм, способный к более или менее самостоятельному существованию. У большинства позвоночных он включает стадии (фазы) дробления, гаструляции, а также гисто- и органогенеза. Продолжительность его бывает различна. У плацентарных млекопитающих он особенно укорочен. Единственная яйцевая оболочка растворяется перед имплантацией бластоцисты в слизистую матки. Зародыш к этому моменту успевает пройти только стадии зиготы и дробления. Все дальнейшие процессы протекают под защитой и при участии материнского организма. Эволюционное значение этих особенностей будет рассмотрено ниже.

Дроблению предшествуют процессы гаметогенеза и оплодотворения, которые не являются непосредственно индивидуальным развитием и могут даже не привести к нему, но которые во многом определяют дальнейшее развитие зародыша в том случае, если зачатие состоится. Эти процессы называют прогенезом, предшествующим собственно онтогенезу. Цитологически процессы гаметогенеза и оплодотворения представляют собой промежуточное звено, связывающее онтогенезы родителей с онтогенезом их потомства.

Личиночный период в типичном варианте наблюдается в развитии тех позвоночных, зародыши которых выходят из яйцевых оболочек и начинают вести самостоятельный образ жизни, не достигнув дефинитивных (зрелых) черт организации. Так, он встречается у некоторых представителей низших позвоночных — миног, большинства костистых рыб и земноводных. Наиболее характерными чертами личинки являются эмбриональный характер ее организации, наличие временных (провизорных) органов, раннее начало функционирования ряда органов, дающее возможность самостоятельного существования. Благодаря активному питанию личинка получает возможность завершить развитие, а благодаря активному перемещению имеет возможность выбирать условия среды, оптимальные для развития, и выйти, таким образом, из конкуренции со своими же взрослыми сородичами. Продолжительность личиночного периода в сравнении с эмбриональным у всех позвоночных существенно больше.

Метаморфоз состоит в превращении личинки в ювенильную форму. В процессе метаморфоза происходят такие важные морфогенетические преобразования, как частичное разрушение, перестройка и новообразование органов. Степень преобразований тем больше, чем больше различия между средой обитания личинки и взрослого организма, что хорошо иллюстрирует пример развития бесхвостных амфибий.

Ювенильный период начинается с момента завершения метаморфоза и заканчивается половым созреванием и началом размножения. Особенности ювенильного периода проявляются в своеобразии питания молодого организма, его поведения и степени зависимости от родителей. С морфологической точки зрения для этого периода характерны интенсивный рост, установление окончательных пропорций между различными частями тела, завершение развития скелета, кожных покровов, смена зубов, завершение развития половых желез и гормональных регуляций. Продолжительность ювенильного периода у позвоночных варьирует от минимальной, равной 13—18 сут у полевок, до максимальной, равной 18—20 годам у белуги, крокодила, альбатроса, слона. У многих представителей позвоночных, особенно у человека, достижение половой зрелости и начало размножения могут быть разделены значительным промежутком времени.

Одним из подходов является эколого-эмбриологический, в связи с которым онтогенез делят на этапы, протекающие до рождения, во время и после рождения особи. Само рождение, т.е. выход развивающейся особи из оболочек яйца или из организма матери, у разных видов происходит на разных стадиях зрелости. В то же время у всех видов до рождения организм находится под защитой яйцевых оболочек или материнского организма и не способен питаться и осуществлять другие важные функции самостоятельно. Защищенность ранних, морфофункционально незрелых стадий, обеспечивает выживаемость вида. После рождения особь устанавливает связи с новой средой, начинает самостоятельно питаться, передвигаться и осуществлять все другие функции.

Источник

ОНТОГЕНЕЗ

Онтогенез (ontogenesis; греч. on, ontos сущее + genesis зарождение, происхождение) — процесс индивидуального развития организма, представляющий собой совокупность закономерных, взаимосвязанных, характеризующихся определенной временной последовательностью морфологических, физиологических и метаболических преобразований в организме от момента его обособления как индивидуальности до смерти или прекращения существования в прежнем качестве (напр., в результате деления одноклеточного организма).

Термин «онтогенез» введен в 1866 г. нем. зоологом Геккелем (E. Haeckel) в связи с формулировкой основного биогенетического закона (см.), согласно к-рому онтогенез есть краткое и сжатое повторение филогенеза — процесса исторического развития отдельных типов, классов, отрядов, семейств, родов, видов живых организмов. В соответствии с современными взглядами Онтогенез является не только результатом филогенеза (см.), но и его основой, причем сам филогенез предстает как исторический ряд онтогенезов.

Онтогенез принято разделять на эмбриональный (зародышевый, пренатальный) и постэмбриональный (послезародышевый, постнатальный) периоды. Первый охватывает промежуток времени от оплодотворения до рождения (или до выхода из яйцевых оболочек), второй — от рождения до смерти.

Продолжительность каждого периода Онтогенеза определяется особенностями организмов данного вида, а также действием экологических факторов. Количество питательных веществ, которое данный вид животных может использовать для обеспечения начальных этапов развития, зависит от продолжительности эмбрионального периода.

На основании совокупности свойств организма на относительно ранних этапах индивидуального развития, обеспечивающих его приспособительные отношения с окружающей средой, выделяют свободный личиночный, вторичный личиночный и не личиночный типы развития.

Свободный личиночный тип развития — развитие с метаморфозом (см.), или непрямое развитие,—- характеризуется наличием в своем жизненном цикле особой вставочной стадии — личиночной, на протяжении к-рой организм отличается от половозрелой особи и располагает необходимыми приспособлениями для самостоятельного образа жизни (см. Личинки). Переход от личиночной к половозрелой форме называется метаморфозом. Личиночный тип развития характерен для животных, откладывающих яйца с относительно малым количеством питательного материала.

При неличиночном типе развития, называемом также прямым, зародыши длительное время развиваются под покровом яйцевых оболочек, а молодой организм покидает их, будучи способным к самостоятельному добыванию пищи. У нек-рых видов молодая особь после вылупления получает пищу от родителей (напр., яйцекладущие млекопитающие). При не личиночном типе развития организм к моменту выхода его из яйцевых оболочек соответствует по основному плану строения, набору органов и систем половозрелой форме, отличаясь от нее лишь меньшими размерами тела, недоразвитием (гл. обр. в количественном плане) нек-рых систем, включая репродуктивную, и т. д.

Этот тип развития характерен для животных, откладывающих яйца со значительным количеством желтка, заключенные в специальные оболочки (скорлупу, кокон и др.).

О. плацентарных млекопитающих (в т. ч. и человека) имеет ряд особенностей. Ранние этапы О. протекают по типу внутриутробного развития, при к-ром оплодотворенная яйцеклетка (зародыш) развивается внутри материнского организма и питательные вещества в процессе всего эмбриогенеза поступают в зародыш вначале прямо из матки, а затем через плаценту.

Этот тип развития филогенетически наиболее молодой и в наилучшей степени обеспечивает выживание особи.

Внутриутробный период развития человека принято разделять на собственно эмбриональный и плодный периоды. Первый из них занимает первые 7 недель развития. С 8-й недели начинается плодный период, характеризующийся ростом, дальнейшей дифференцировкой органов, становлением их функций и заканчивающийся рождением.

О. человека начинается с оплодотворения (см.). Оплодотворение у человека внутреннее, совершается во внутренних половых органах женщины. Наиболее часто оплодотворение происходит в просвете ампулы яйцевода (маточной трубы). Период одноклеточного зародыша длится у человека около суток, считая с момента осеменения, после чего начинается период дробления (см. Дробление яйца). Процесс дробления характеризуется прогрессивным уменьшением размеров клеток (бластомеров), возрастанием общего количества ДНК. В процессе дробления образуется компактный комплекс клеток, по форме напоминающий плод тутового дерева (morus) и называемый морулой (см. Зародыш). При этом бластомеры располагаются на поверхности морулы в один слой, а центрально лежащие клетки образуют внутреннюю клеточную массу. В результате уже к концу первой недели развития зародыш человека представляет собой образование, разделенное на две части: поверхностный слой клеток — трофобласт (см.) и внутреннюю клеточную массу — эмбриобласт. На этой стадии развития зародыш человека называется бластоцистой.

В процессе дробления происходит постоянная реорганизация клеток зародыша человека. Наиболее важным в этом процессе является образование рибосом (c-м.), что, по-видимому, связано с ранним наступлением специфических белковых синтезов. Последнее рассматривается как особенность периода дробления млекопитающих.

Параллельно с преобразованиями в теле зародыша в конце периода дробления (6—7-й день развития) происходит погружение зародыша в слизистую оболочку матки — имплантация.

Следующим этапом пренатального О., в значительной степени определяющим весь дальнейший ход развития, является гаструляция (см.), протекающая в период с 7-го по 19-й день внутриутробного развития.

Динамика процесса гаструляции может быть разделена на две фазы (фаза образования двухслойного и фаза образования трехслойного зародыша). При этом каждый из слоев зародыша (так наз. зародышевые листки) содержит клеточный материал, детерминирующийся в направлении образования совершенно определенного, хотя все еще широкого, круга тканевых производных (см. Зародышевые листки). Так, энтодерма дает начало эпителию энтеродермального типа, эктодерма — тканям эпидермального типа и элементам нервной системы. Т. о., в составе каждого зародышевого листка обособляются разнородно детерминированные эмбриональные зачатки, в результате специфической дифференцировки к-рых возникают различные тканевые производные. В процессе гаструляции происходит также возникновение осевого комплекса зачатков.

Параллельно происходит преобразование трофобласта, образование первичных, а затем вторичных ворсинок хориона и в итоге образование гемохориальной плаценты (см.). Раннее и мощное развитие трофобласта и внезародышевой мезодермы у млекопитающих обусловлено незначительным запасом питательных веществ в их яйцеклетках, что вызывает необходимость перехода на питание от материнского организма.

На 4-й неделе развития зародыш человека претерпевает ряд последовательных изменений, приводящих к обособлению тела зародыша от внезародышевых частей, формированию нервной трубки, сегментации мезодермы и ее дифференцировке на сомиты, нефротомы и спланхнотомы, появлению зародышевой соединительной ткани, или мезенхимы. Мезенхима впоследствии даст начало всем видам соединительной ткани и гладкой мышечной ткани.

В течение последующего периода пренатального Онтогенеза происходят процессы органогенеза (см.), носящие специфический характер для каждого органа и приводящие в конечном итоге к образованию структур, способных обеспечивать жизнеспособность плода или ребенка на каждом этапе его развития.

В О. человека и животных существуют так наз. критические периоды (по определению П. Г. Светлова, 1978), характеризующиеся особой чувствительностью организма к различным воздействиям со стороны окружающей среды. Такими периодами в развитии человека являются период имплантации, плацентации, периоды дифференцировки того или иного органа, новорожденности, полового созревания. Именно в эти промежутки времени наиболее вероятно проявление дизонтогенеза — возникновение различного рода патологических сдвигов в развитии плода.

По мере изучения закономерностей О. появлялись многочисленные теории индивидуального развития. Часть из них, хотя и оказала в свое время определенное влияние на исследование закономерностей О., сохранила лишь историческое значение. Это теории Ру (W. Roux), А. Вейсмана, Гольдшмидта (R. Goldschmidt), Дриша (H. Driesch). Другие теории (из числа сохраняющих свое значение) связаны с объяснением процессов эмбриогенеза, механизмов и факторов, обеспечивающих детерминацию и дифференциацию частей зародыша, а также развития зародыша как целого.

Согласно теории Г. Шпеманна (эту теорию поддерживали и много сделали для ее дальнейшего развития Д. Филатов, Иванов, Г. В. Лопашов, Уоддингтон (С. Waddington), Дж. Нидхем, Ж. Браше и др.), детерминация развития частей зародыша и упорядоченный ход О. в целом связаны с последовательным включением так наз. организационных центров, или организаторов. Функцию этих организаторов выполняют структуры, возникающие в процессе эмбриогенеза и оказывающие на восприимчивый (компетентный) клеточный материал индуцирующее действие, побуждая его к изменению в определенном направлении. Данные многочисленных экспериментов вскрыли ряд противоречий теории «организационных центров», связанных гл. обр. с недооценкой факта интеграции развивающейся живой системы в единое целое.

Осознание принципа целостности организма на любой стадии его О., координированного изменения различных зачатков побудило к поискам факторов интеграции, что привело к возникновению концепции «морфогенетического поля». В их основе лежит представление, что внутри развивающейся структуры действуют правильно распределяющиеся в пространстве отдельные силы или ряд сил (концепция Уоддингтона), обусловливающие упорядоченность и неслучайный результат формообразовательных процессов. Аналогичные концепции, различающиеся во многих деталях, создали А. Г. Гурвич, Н. К. Кольцов и другие исследователи. Наименее разработанным в них является вопрос о материальной природе поля. В частности, Н. К. Кольцов указывал, что потенциалы на полюсах морфогенетического ноля могут иметь электрическую, гравитационную, механическую, химическую природу. В соответствии с теорией физиологических, или аксиальных, градиентов, предложенной Чайлдом (С. М. Child), интенсивность окислительно-восстановительных метаболических процессов неодинакова в разных частях тела зародыша. Предполагают, что участки с высшей активностью оказывают влияние на развитие соседних участков, возможно, координируют формообразовательные процессы и соответствуют зонам первичных организаторов (напр., дорсальной губе бластопора, гензеновскому узелку первичной полоски). Этим градиентам приписывается также интегрирующая роль.

Успехи молекулярной биологии и генетики дали ключ к пониманию физ.-хим. и цитол, основ механизмов клеточной дифференцировки и межклеточных взаимодействий. О. особи стали представлять как процесс реализации наследственной информации в конкретных условиях среды. В ходе развития на основе указанной информации воспроизводится фенотип, свойственный организмам данного вида. Предполагается, что количество информации в начальные моменты О. меньше, чем в организме, достигшем взрослого состояния. Дополнительная информация, по мнению Уоддингтона, возникает вследствие того, что специфическую основу О. составляет система закономерных и последовательных взаимодействий продуктов активности генов — белков, а также структур развивающегося организма между собой и самого организма как целого с факторами окружающей среды. Эти представления, правильно отражая наиболее существенную сторону процессов О., подчеркивают его системный характер, создают предпосылки для плодотворной критики концепций преформизма (см.) и эпигенеза (см.).

Проблема Онтогенеза животных в после-зародышевом периоде нашла отражение в теориях роста и созревания организма от момента рождения до наступления половой зрелости. В частности, М. М. Завадовский предложил теорию, указывающую на важность взаимодействия органов в постнатальном развитии и роль желез внутренней секреции в этом процессе. Предложены также теории старения, подчеркивающие роль генетических факторов или указывающих на преимущественную роль в определении темпов старения факторов окружающей среды (см. Геронтология).

Теорию О., связывающую воедино на основе представлений термодинамики процессы оогенеза, эмбрионального и постнатального развития, старения, регенерации, злокачественного роста, предложил А. И. Зотин. В соответствии с этой теорией О. живого организма, являющегося открытой системой, рассматривается в целом как процесс приближения энергетического уровня организма к более вероятному конечному стационарному состоянию, соответствующему переходу живого в неживое и характеризующемуся наименьшими показателями рассеивания энергии. Этот процесс начинается с момента оплодотворения и возможен благодаря предшествующему ему процессу оогенеза, когда будущий организм в виде яйцеклетки, образуемой материнским организмом, за счет его жизнедеятельности приобретает энергетически менее вероятное, но такое состояние, к-рое делает возможным развитие новой особи. Можно сказать, что в ходе оогенеза яйцеклетка приобретает способность обеспечить процесс Онтогенеза в целом.

Согласно рассматриваемым представлениям, начальные этапы процессов регенерации, заживления ран, злокачественного роста обеспечиваются внутренними ресурсами организма, переходом последнего в энергетически менее вероятное состояние, но отличающееся повышенными пластическими возможностями.

Деление постнатального О. на возрастные периоды отражает изменение морфофункциональных показателей организма во времени после его рождения. Существующие варианты такого деления направлены на обеспечение решения конкретных задач возрастной физиологии и медицины. Наиболее детально разработано деление отрезка О. от момента рождения до достижения состояния половой зрелости. Выделяют периоды новорожденности, грудного возраста, детства и школьного возраста, пубертатный и зрелый возраст (см. Возраст), а также периоды предстарческих и старческих изменений (см. Старость, старение).

Библиография: Заварзин А. А. Синтез ДНК и кинетика клеточных популяций в онтогенезе млекопитающих, Д., 1967, библиогр.; Зотин А. И. Термодинамический подход к проблемам развития, роста и старения, М., 1974; Кнорре А. Г. Эмбриональный гистогенез, Л., 1971; Кольцов Н. К. Организация клетки, М.— Л., 1936; Пэттен Б. М. Эмбриология человека, пер. с англ., М., 1959; Светлов П. Г. Физиология (механика) развития, т. 1—2, Л., 1978; Токин Б. П. Общая эмбриология, М., 1977; Уоддингтон К. Морфогенез и генетика, пер. с англ., М., 1964; он же, Основные биологические концепции, в кн.: На пути к теорет. биол., пер. с англ., под ред. Б. Л. Астаурова, т. 1, с. 11, М., 1970; Шмальгаузен И. И. Проблема дарвинизма, Л., 1969; Шмидт Г. А. Типы эмбриогенеза и их приспособительное значение, М., 1968; Яблоков А. В. и Юсуфов А. Г. Эволюционное учение, М., 1976.

В. Н. Ярыгин, С. Б. Тарабрин.

Источник

Что такое индивидуальное развитие человека и какие у него стадии

Содержание:

Индивидуальное развитие человека — это разнообразные изменения, происходящие с организмом от момента зачатия до смерти, переход из одного состояния в другое. Единицей роста и развития организма является клетка. Формирование человека начинается с процесса слияния гаплоидных половых клеток (яйцеклетки и сперматозоида, образования одной диплоидной клетки — зиготы).

Индивидуальное развитие человека: кратко об основных этапах

В биологии процесс индивидуального развития организма называют онтогенезом. Термин происходит от двух греческих слов, означающих «сущий» и «зарождение». Индивидуальное развитие человека состоит из трех периодов: эмбрионального, постнатального, зрелости. В каждом периоде, в свою очередь, выделяют несколько этапов.

Этапы онтогенеза человека. Таблица

Индивидуальное развитие организма человека начинается с процесса оплодотворения. Яйцеклетки созревают в организме женщины каждый месяц. В середине менструального цикла происходит овуляция и яйцеклетка начинает свой непрямой путь в матку. Сперматозоиды попадают в организм женщины во время полового акта. Оплодотворение чаще всего происходит в маточной трубе. Зигота проходит ряд последовательных делений, и образуется эмбрион.

Внутриутробный период развития

Эмбрион развивается около 280 суток. К концу первых 24 часов после оплодотворения происходит дробление зиготы, а уже через 40 часов зародыш состоит из четырёх клеток. Происходят многократные митотические деления, в результате образуется плотный шар, начинается дифференцировка клеток. Зародыш движется к матке по яйцеводу, через 5–6 суток попадает в матку, закрепляется на её стенке. После этого зародыш получает кислород и питание из крови матери.

К 26-й неделе плод сформирован настолько, что может выжить в случае преждевременных родов. К 30-й неделе будущий ребёнок обычно лежит головкой вниз. 40-я неделя — появление новорождённого на свет.

Источник