Индивидуальное развитие организма - онтогенез
Жизнь любого живого существа начинается с одной-единственной клетки, которая подвергается длительным и сложным преобразованиям.
Преобразования, которые протекают в одноклеточных организмах от начала деления и до следующего деления, называют клеточным циклом. Развитие многоклеточного организма от рождения и до естественной смерти называют индивидуальным развитием организма – онтогенезом.
Одноклеточные организмы, как и все другие организмы, возникают путем деления (рис. 1).
Рис. 1. Развитие одноклеточного организма (Источник)
В новой клетке не хватает еще клеточных структур и не сформированы все белки для ее нормальной жизнедеятельности. Поэтому клеточный цикл можно разделить на несколько этапов или фаз (рис. 2).
Рис. 2. Этапы развития одноклеточного организма (Источник)
Первый этап – этап созревания. Когда формируются необходимые клеточные структуры, клетка вступает в следующую фазу – зрелость. В этой фазе клетка выполняет все необходимые ей функции. Зрелость заканчивается новым делением или смертью клетки.
С многоклеточными организмами ситуация происходит намного сложнее. В жизни таких организмов можно выделить два важных этапа (рис. 3).
Рис. 3. Онтогенез (Источник)
Первый период – эмбриональный, у млекопитающих эмбриональный период происходит внутри материнского организма (внутриутробное развитие). Второй период начинается с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек – постэмбриональное развитие.
Эмбриональное развитие
Эмбриональный период включает в себя 3 основные стадии:
1 стадия дробления (рис. 4): происходит деление клетки на дочерние – бластомеры.
Рис. 4. Стадия дробления (Источник)
Всего за 4 часа из одной клетки формируется 64 бластомера, но рост их при этом не происходит. Заканчивается стадия дробления формированием бластулы (зародышевый пузырек). Она состоит из одного слоя клеток с полостью внутри;
2 стадия гаструляция (рис. 5) – образование зародышевых листков.
У более примитивных многоклеточных организмов, например кишечнополостных, формируется только два зародышевых листка: наружный – эктодерма – и внутренний – энтодерма. У более высокоорганизованных животных формируется третий зародышевый листок – мезодерма (между эктодермой и энтодермой).
Рис. 5. Гаструляция (Источник)
3 стадия – органогенез (рис. 6) – это период взаимодействия зародышевых листков, из которых формируются все органы и ткани организма.
Рис. 6. Органогенез (Источник)
У человека первым начинает обособляться головной мозг, это происходит в течение третьей недели после зачатия. Размер эмбриона на этот момент составляет всего лишь 2 миллиметра (рис. 7).
Рис. 7. Органогенез, человеческий эмбрион (Источник)
Эктодерма дает начало кожным покровам, а также эпителиальным тканям (волосы, железы внешней секреции, ногти), из эктодермы развивается нервная система. Мезодерма дает начало основным внутренним органам – выделительной и половой системе. Энтодерма образует органы пищеварительной, дыхательной системы, а также железы внутренней секреции.
Уже с первых дней своего развития зародыш организма чувствителен к воздействию повреждающих факторов. К таким факторам относятся различные химические вещества: алкоголь, никотин, лекарственные средства, соли тяжелых металлов и наркотические препараты. Очень опасным для развития живого организма является радиационное излучение и различные инфекции.
Влияние на организм матери этих факторов может привести к тому, что дальнейшее развитие плода не произойдет и приведет к смерти или же у родившегося ребенка будут проявляться изменения, которые биологи называют уродством.
Постэмбриональный период
После рождения наступает следующий период развития живого организма – постэмбриональный (рис. 8).
Рис. 8. Постэмбриональное развитие (Источник)
Прямое развитие – развитие без превращения, с постепенным ростом (рис. 9).
Рис. 9. Прямое развитие (Источник)
Особь похожа на родительский организм. Прямое развитие характерно для рыб, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.
Непрямое развитие (с метаморфозом) – процесс превращения организма на личиночной стадии во взрослую особь (рис. 10).
Рис. 10. Непрямое развитие (Источник)
Оно сопровождается анатомическими и физиологическими перестройками организма. Такой способ развития характерен для земноводных и насекомых.
Различают полный метаморфоз и неполный метаморфоз. При полном метаморфозе организм проходит ряд стадий, резко отличающихся друг от друга образом жизни и характером питания (рис. 11).
Рис. 11. Полный метаморфоз (Источник)
Это стадии яйца, личинки, куколки, взрослой особи (имаго). Такое развитие характерно для бабочек (чешуекрылых) и жуков (жесткокрылых).
При неполном метаморфозе (рис. 12) стадия куколки отсутствует, а личинка мало отличается от взрослой особи. Такое можно наблюдать у кузнечиков и саранчи.
Рис. 12. Неполный метаморфоз (Источник)
Независимо от типа развития у всех живых организмов выделяют три стадии: молодость, зрелость и старость. Каждая из стадий характеризуется определенными физиологическими изменениями.
Заключение
Индивидуальное развитие – один из наиболее интересных процессов, которые происходят в живом организме, когда из единственной клетки возникает сложный живой организм и в процессе жизнедеятельности претерпевает ряд изменений. Каждый организм исполняет свою главную функцию – оставлять потомство, жизнь организма заканчивается его естественной смертью.
Список литературы
- Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И. Биология. Общие закономерности. – Дрофа, 2009.
- Пономарева И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Основы общей биологии. 9 класс: Учебник для учащихся 9 класса общеобразовательных учреждений/ Под ред. проф. И.Н. Пономаревой. – 2-е изд., перераб. – М.: Вентана-Граф, 2005.
- Пасечник В.В., Каменский А.А., Криксунов Е.А. Биология. Введение в общую биологию и экологию: Учебник для 9 класса, 3-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002.
Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет
Домашнее задание
- Что такое онтогенез и из каких этапов он состоит у многоклеточных организмов?
- Из каких стадий состоит эмбриональное развитие?
- Назовите стадии развития постэмбрионального периода.
