Продолжение КЭС 3.2: Оплодотворение и эмбриональное развитие животных. Способы оплодотворения: наружное, внутреннее. Партеногенез. Индивидуальное развитие организмов (онтогенез). Стадии эмбриогенеза животных (на примере лягушки). Дробление. Типы дробления. Особенности дробления млекопитающих. Зародышевые листки (гаструляция). Закладка органов и тканей из зародышевых листков. Взаимное влияние частей развивающегося зародыша (эмбриональная индукция). Закладка плана строения животного как результат иерархических взаимодействий генов. Влияние на эмбриональное развитие различных факторов окружающей среды. Рост и развитие животных. Постэмбриональный период. Прямое и непрямое развитие. Развитие с метаморфозом у беспозвоночных и позвоночных животных. Биологическое значение прямого и непрямого развития, их распространение в природе. Типы роста животных. Факторы регуляции роста животных и человека. Стадии постэмбрионального развития у животных и человека. Периоды онтогенеза человека.
Теория соответствует ключам ФИПИ.
Способы оплодотворения животных: наружное (рыбы, амфибии), внутреннее.
Партеногенез - развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки.
Онтогенез – это индивидуальное развитие организма с момента его возникновения (слияния гамет, появления зиготы) до смерти. Онтогенез начинается с оплодотворения (слияния сперматозоида и яйцеклетки). При этом образуется зигота, в которой объединяется наследственный материал отца и матери.
Этапы: эмбриональное развитие и постэмбриональное развитие
Эмбриональное развитие
Эмбриональное развитие – период с момента оплодотворения до рождения.
Стадии развития зародыша:
1. Дробление – серия делений зиготы путём митоза
- промежуток между делениями очень короткий
- процесс идёт полностью за счёт питательных веществ зиготы
- клетки не растут (но ДЕЛЯТСЯ, поэтому итоговый размер зародыша не меняется)
Образуется морула и затем бластула.
Морула – скопление мелких одинаковых клеток, на которые разделилась зигота;
Бластула – полый пузырёк из одного слоя этих клеток (бластомеров) с полостью (бластоцелью)
2. Гаструляция – впячивание части клеток бластулы внутрь полости
Образуется два слоя клеток и гастральная полость с отверстием (бластопор, первичный рот). Внешний слой клеток называется наружным зародышевым листком (эктодермой), а внутренний – внутренним листком (энтодермой)
На этой стадии заканчивается развитие у «двухслойных животных» - губок и кишечнополостных.
У остальных идёт формирование третьего зародышевого листка – мезодермы.
3. Нейруляция – миграция части клеток двуслойного зародыша
Эти клетки дают начало промежуточному зародышевому листку – мезодерме, который закладывается между эктодермой и энтодермой.
Формируется вторичная полость тела (целом) - пространство между слоями клеток мезодермы
4. Затем участок эктодермы на спинной стороне зародыша превращается в нервную пластинку, края которой сворачиваются и формируют нервную трубку (будущий спинной и головной мозг)
5. Пучок мезодермы под ней превращается в хорду (будущий осевой скелет)
6. Под хордой из клеток энтодермы формируется кишечная трубка (будущий кишечник).
Таким образом, у зародыша формируется комплекс осевых органов: нервная трубка, хорда и кишечная трубка. А большие участки мезодермы по бокам от осевого комплекса дают начало скелету, мышцам и другим органам.
Органогенез – формирование тканей и органов.
Рисунок с ЕГЭ. На стадии нейруляции начинает формироваться третий зародышевый листок – мезодерма. Существует 4 различных способа формирования третьего зародышевого
листка, на рисунке представлен энтероцельный тип (способ) − мезодерма образуется из клеток
энтодермы одновременно с формированием целома. Характерно для вторичноротых животных.
На рисунке обозначены: 1- эктодерма; 2 - нервная пластинка; 3 - материал хорды; 4 - мезодерма; 5 - энтодерма.
Дробление и начало развития оплодотворенного яйца ланцетника (на ЕГЭ будет такая же в ч/б виде) а — оплодотворенное яйцо; б — стадия 2 клеток; в — стадия 4 клеток; г — стадия 8 клеток; д — стадия 16 клеток; е — стадия 32 клеток; ж — бластула; з — бластула в разрезе; и — начало образования гаструлы; к — гаструла; л — ранняя нейрула; м — нейрула; 1 — бластоцель; 2 — эктодерма; 3 — энтодерма; 4 — полость первичной кишки, окруженная клетками кишечной трубки; 5 — мезодерма; 6 — нервная пластинка; 7 — хорда
Образование зародыша (рисунки с ЕГЭ): а - дробление зиготы: 1 - оплодотворенное яйцо; 2 - 2 клетки; 3 - 4 клетки; 4 - 8 клеток; 5 - 16 клеток; 6 - 32 клетки; б - бластула; в - бластула в разрезе (стрелкой обозначена бластоцель); г -начало образования гаструлы: 1 - эктодерма; 2 - энтодерма; д - гаструла: 1 - эктодерма; 2 - этнодерма; 3 - первичный рот; е - ранняя нейрула: 1 - нервная пластинка; 2 - хорда; 3 - полость первичной кишки; ж - нейрула: 1 - нервная трубка; 2 - хорда; 3 - мезодерма
Формирование тканей и органов из зародышевых листков
ЭКТОДЕРМА - нервная система, кожа, и эпителий переднего и заднего отделов ЖКТ
- головной и спинной мозг, нервы
- компоненты органов чувств (хрусталик, сетчатка глаза, внутреннее ухо)
- кожа и её производные (ногти, когти, волосы, рога, копыта, сальные и потовые железы)
- эпителий ротовой полости, эмаль зубов
- мозговое вещество надпочечников
ЭНТОДЕРМА - пищеварительная и дыхательная системы
- эпителий ЖКТ (кроме крайних отделов)
- печень и поджелудочная железа
- эпителий дыхательной системы
- эпителий мочевыделительной и половой системы
МЕЗОДЕРМА - опорно-двигательный аппарат, кровеносная, выделительная и половая системы
- мышцы, кости, хрящи
- все виды соединительной ткани (в т.ч. кровь, лимфа, тканевая жидкость)
- кровеносные сосуды, сердце
- почки, корковое вещество надпочечников, половые железы
Или, кому удобней, таблицей:
| из эктодермы | из энтодермы | из мезодермы |
| НЕРВНАЯ СИСТЕМА И КОЖА | ПИЩЕВАРИТЕЛЬНАЯ И ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМЫ | ВСЁ ОСТАЛЬНОЕ |
| Нервная система и эпидермис кожи с производными (ногти, волосы, сальные и потовые железы) | Эпителий, выстилающий пищеварительную и дыхательную системы, печень и поджелудочная железа | Скелет, мышцы, кровеносная, половая, выделительная системы |
| Эпителий ротовой полости, эмаль зубов | Эпителий, выстилающий, мочевыделительную и половую системы | |
| Компоненты органов чувств (хрусталик и сетчатка глаза, внутреннее ухо) |
Эмбрион
Эмбрион и зародышевые оболочки: 1 - ворсинки хориона, 2 - аллантоис, 3 - желточный мешок, 4 - пуповина, 5 - зародыш, 6 - амниотическая жидкость, 7 - амнион, 8 - хорион.
Амнион - зародышевая оболочка, содержащая амниотическую жидкость для защиты эмбриона от механических воздействий
Пуповина - часть эмбриона млекопитающего, через которую зародыш получает питание в процессе развития в матке
Зародыш - часть эмбриона животного, участвующая в формировании органов будущего организма
Яйцо в начале инкубации: 1 - халазы, 2 - желток, 3 - зародышевый диск, 4 - скорлуповая оболочка, 5 - белковая оболочка (белок), 6 - воздушная камера
Постэмбриональное развитие
Постэмбриональное развитие – период с рождения или выхода из яйцевых оболочек до смерти.
2 вида:
- Прямое – когда детеныш похож на родителя, но имеет меньшие размеры и недоразвитость некоторых органов (всё приходит в норму со временем)
- Непрямое (с метаморфозом) – когда детеныш (личинка) сильно отличается от родителя и должен пройти через метаморфоз (например, личинка лягушки - головастик - не похожа на взрослую особь)
У насекомых непрямое развитие делится еще на 2 вида:
- С полным превращением – когда личинка совершенно не похожа на взрослую особь (имаго) и должна перестроиться во время стадии куколки.
Жизненный цикл выглядит так: яйцо → личинка → куколка → имаго
Примеры: чешуекрылые (бабочки), жесткокрылые (жуки), двукрылые (мухи, комары), перепончатокрылые (пчёлы, осы, шмели), блохи - С неполным превращением – когда личинка более менее похожа на имаго, стадии куколки нет
яйцо → личинка → имаго
Примеры: полужёсткокрылые (клопы), стрекозы, тараканы, прямокрылые (кузнечики, саранча, медведка), вши и пухоеды, равнокрылые (тля), богомолы
При непрямом развитии личинка и взрослая особь, как правило, занимают разные экологические ниши – НЕ конкурируют друг с другом за ресурсы.
Жизненный цикл животных
Жизненный цикл животных: 1 - гаметы, 2 - зигота, 3 - взрослая (половозрелая) особь, 4 - деление зиготы (дробление) путем митоза и в последующем развитие взрослого организма, 5 - созревание/формирование гамет или их выход из организма хозяина (овуляция/эякуляция) или перемещение/движение гамет, 6 - образование половых клеток половозрелой (взрослой) особью животного, 7 - слияние мужской (сперматозоида) и женской (яйцеклетки) половых клеток (гамет).