Онлайн-урок №23 "Розмноження. Онтогенез."

Онтогенез – индивидуальное развитие особи, совокупность ее взаимосвязанных преобразований, закономерно совершающихся в процессе осуществления жизненного цикла от момента образования зиготы до смерти.
У многоклеточных животных, размножающихся половым способом, онтогенез подразделяется на периоды:
1. эмбриональный (от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек),
2. постэмбриональный (от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма) периоды.
Гаметы или половые клетки – гаплоидные клетки, образующиеся в половых железах и образующие при слиянии зиготу.
Гаметогенез – процесс развития гамет. Процесс образования сперматозоидов называется сперматогенезом, а образование яйцеклеток – овогенезом.

Эмбриональный период

Дробление – это ряд последовательных митотических делений зиготы, в результате которых огромный объем цитоплазмы яйца разделяется на многочисленные, содержащие ядра клетки меньшего размера. В результате дробления образуются клетки, которые называют бластомерами. От обычного деления отличает то, что вновь образовавшиеся бластомеры не увеличиваются в размерах. Завершается образованием бластулы.
Бластула – однослойный зародыш. Состоит из слоя клеток – бластодермы, ограничивающей полость – бластоцель. Бластула начинает формироваться на ранних этапах дробления благодаря расхождению бластомеров. Возникающая при этом полость заполняется жидкостью.
Гаструляция – образование зародышевых листков в бластуле. В результате гаструляции образуется двухслойный, а затем трехслойный зародыш (у большинства животных) – гаструла. Первоначально образуются наружный (эктодерма) и внутренний (энтодерма) слои. Позже между экто- и энтодермой закладывается третий зародышевый листок – мезодерма.
Зародышевые листки – отдельные пласты клеток, занимающие определенное положение в зародыше и дающие начало соответствующим органам и системам органов. Зародышевые листки возникают не только в результате перемещения клеточных масс, но и в результате дифференциации сходных между собой, сравнительно однородных клеток бластулы.
Дифференциация – процесс появления и нарастания морфологических и функциональных различий между отдельными клетками и частями зародыша. В зависимости от типа бластулы и от особенностей перемещения клеток, различают следующие основные способы гаструляции: инвагинация, иммиграция, деламинация, эпиболия.
Иммиграция – «выселение» части клеток бластодермы в полость бластоцеля (высшие позвоночные). Из этих клеток образуется энтодерма.
Деламинация встречается у животных, имеющих бластулу без бластоцеля (птицы). При таком способе гаструляции клеточные перемещения минимальны или совсем отсутствуют, так как происходит расслоение – наружные клетки бластулы преобразуются в эктодерму, а внутренние формируют энтодерму.
Эпиболия происходит, когда более мелкие бластомеры анимального полюса дробятся быстрее и обрастают более крупные бластомеры вегетативного полюса, образуя эктодерму (земноводные). Клетки вегетативного полюса дают начало внутреннему зародышевому листку – энтодерме.
При образовании мезодермы происходит образование вторичной полости тела, или целома.
Органогенез – процесс формирования органов в эмбриональном развитии.

Выделяют две фазы:
1. нейруляция – образование комплекса осевых органов (нервная трубка, хорда, кишечная трубка и мезодерма сомитов), в который вовлекается почти весь зародыш;
2. построение остальных органов, приобретение различными участками тела типичной для них формы и черт внутренней организации, установление определенных пропорций (пространственно ограниченные процессы).
Нейрула – зародыш на стадии нейруляции. Материал, используемый на построение нервной системы у позвоночных животных, – нейроэктодерма, входит в состав дорсальной части эктодермы. Располагается над зачатком хорды.
Теория зародышевых листков Карла Бэра: возникновение органов обусловлено преобразованием того или иного зародышевого листка – экто-, мезо- или энтодермы. Некоторые органы могут иметь смешанное происхождение, то есть они образованы при участии сразу нескольких зародышевых листков. Например, мускулатура пищеварительного тракта является производным мезодермы, а его внутренняя выстилка – производное энтодермы.
Эмбриональная индукция – это взаимодействие между частями эмбриона, в процессе которого одна его часть – индуктор, – контактируя с другой частью – реагирующей системой, – определяет направление развития последней.

Постэмбриональный период развития

Постэмбриональный период развития начинается в момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до его смерти.

Различают два основных типа постэмбрионального развития:

1. прямое;

2. с превращением.
Жизненный цикл – закономерная смена всех поколений (онтогенезов), характерных для данного вида живых организмов. Следует четко отличать онтогенез(-ы) жизненного цикла (характеристику вида) от онтогенеза (развития отдельной особи от момента ее появления до момента смерти или деления).
По количеству поколений (онтогенезов) в жизненном цикле:
1. Простой: цикл включает одно поколение.
2. Сложный: цикл включает два и более поколения; такой жизненный цикл характерен, например, для многих кишечнополостных (чередование поколений полипов и медуз), для большинства трематод (чередование поколений марит, спороцист и редий).
Регенерация – способность живых организмов со временем восстанавливать повреждённые ткани, а иногда и целые потерянные органы. Регенерацией также называется восстановление целого организма из его искусственно отделённого фрагмента (например, восстановление гидры из небольшого фрагмента тела или диссоциированных клеток). У протистов регенерация может проявляться в восстановлении утраченных органоидов или частей клетки.

Размножение – свойство живых организмов воспроизводить себе подобных. Существуют два основных способа размножения – бесполое и половое.

Бесполое размножение

Бесполое размножение осуществляется при участии лишь одной родительской особи и происходит без образования гамет. Дочернее поколение у одних видов возникает из одной или группы клеток материнского организма, у других видов – в специализированных органах.
Способы бесполого размножения: деление, почкование, фрагментация, полиэмбриония, споро-образование, вегетативное размножение.
Деление – способ бесполого размножения, характерный для одноклеточных организмов, при котором материнская особь делится на две или большее количество дочерних клеток.

Можно выделить:

а. простое бинарное деление (прокариоты),

б. митотическое бинарное деление (простейшие, одноклеточные водоросли),

в. множественное деление, или шизогонию (малярийный плазмодий, трипаносомы).

  Во время деления парамеции микронуклеус делится митозом, макронуклеус – амитозом. Во время шизогонии сперва многократно митозом делится ядро, затем каждое из дочерних ядер окружается цитоплазмой, и формируются несколько самостоятельных организмов.
Почкование – способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются в виде выростов на теле родительской особи. Дочерние особи могут отделяться от материнской и переходить к самостоятельному образу жизни (гидра, дрожжи), могут остаться прикрепленными к ней, образуя в этом случае колонии (коралловые полипы).
Фрагментация – способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается материнская особь (кольчатые черви, морские звезды, спирогира, элодея). В основе фрагментации лежит способность организмов к регенерации.
Полиэмбриония – способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается эмбрион (монозиготные близнецы).
Вегетативное размножение – способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются или из частей вегетативного тела материнской особи, или из особых структур (корневище, клубень и др.), специально предназначенных для этой формы размножения.
Спорообразование – размножение посредством спор. Споры – специализированные клетки, у большинства видов образуются в особых органах – спорангиях. У высших растений образованию спор предшествует мейоз.
Клонирование – комплекс методов, используемых человеком для получения генетически идентичных копий клеток или особей. Клон – совокупность клеток или особей, произошедших от общего предка путем бесполого размножения. В основе получения клона лежит митоз (у бактерий – простое деление).

Половое размножение

Гаметы – специализированные клетки, которые образуются в половых органах родительских особей (мужской и женской) и затем сливаются с образованием зиготы. Гаметогенез – процесс формирования гамет; основным этапом гаметогенеза является мейоз.
Оплодотворение – процесс слияния мужской и женской гамет. Обязательным следствием полового размножения является перекомбинация генетического материала у дочернего поколения.
В зависимости от особенностей строения гамет, можно выделить следующие формы полового размножения: изогамию, гетерогамию и овогамию.
Изогамия – форма полового размножения, при которой гаметы (условно женские и условно мужские) являются подвижными и имеют одинаковые морфологию и размеры.
Гетерогамия – форма полового размножения, при которой женские и мужские гаметы являются подвижными, но женские – крупнее мужских и менее подвижны.
Овогамия (оогамия) – форма полового размножения, при которой женские гаметы неподвижные и более крупные, чем мужские гаметы. В этом случае женские гаметы называются яйцеклетками, мужские гаметы, если имеют жгутики – сперматозоидами, если не имеют – спермиями.
  Овогамия характерна для большинства видов животных и растений. Изогамия и гетерогамия встречаются у некоторых примитивных организмов (водоросли). У некоторых водорослей и грибов имеются формы размножения, при которых половые клетки не образуются: хологамия и конъюгация.
Хологамии – слияние друг с другом одноклеточных гаплоидных организмов, которые в данном случае выступают в роли гамет. Образовавшаяся диплоидная зигота затем делится мейозом с образованием четырех гаплоидных организмов.
Конъюгация – слияние содержимого отдельных гаплоидных клеток нитевидных талломов. По специально образующимся каналам содержимое одной клетки перетекает в другую, образуется диплоидная зигота, которая обычно после периода покоя также делится мейозом.