В зависимости от стадии, на которой проявляются генетические или экзогенные воздействия, все нарушения, происходящие в пренатальном онтогенезе, подразделяют на гаметопатии, бластопатии, эмбриопатии и фетопатии.
По распространенности в организме первичные пороки подразделяют на изолированные, или одиночные, системные, т.е. в пределах одной системы, и множественные, т.е. в органах двух систем и более. Комплекс пороков, вызванный одной ошибкой морфогенеза, называют аномаладом.
По филогенетической значимости: филогенетически обусловленные и не связанные с предшествующим филогенезом, т.е. нефилогенетические.
Методы дородовой (перинатальной) диагностики: В настоящее время разработан ряд методов, применяемых в дородовой диагностике. К этим методам относятся рентгенография скелета и мягких тканей плода, исследование плода ультразвуком, электрокардиография, фетоскопия, а также амниоцентез и взятие для исследования клеток (биопсия) хориона.
56. Общая характеристика периода нейруляции. Клеточные процессы нейруляции, дифференцировка зародышевых листков. Сущность первичного органогенеза. Нейруляция у представителей хордовых. Нарушение органогенеза у человека.
Нейруляция - это стадия эмбриогенеза, преобразование гаструлы в нейрулу. В процессе нейруляции из нейрональной пластинки (нервной пластинки, дериват нейроэктодермы) развивается нейрональная трубка (нервная трубка). Нейруляция является начальным этапом развития нервной системы.
Этапы нейруляции.
1. Первичная эмбриональная индукция. Утолщение дорсальной эктодермы в краниокаудальном направлении. Из неё образуется нервная пластинка (
19 сутки).
2. Заворачивание краёв нервной пластинки и формирование нервных валиков.
3. Между нервными валиками образуется нервный желобок. (
20 сутки).
4. Формирование нервного гребня. Выселение из нервного гребня клеток.
При смыкании нервных валиков и образовании боковых стенок нервной трубки, в области соединения нейральной и кожной эктодермы образуются нейроэктодермльные клетки. Эти клетки располагаются в виде продольных рядов по обе стороны между нервной трубкой и поверхностной эктодермой и образуют нервный гребень. Клетки нервного гребня способны к миграциям. Одни клетки мигрируют в поверхностные слои дермы. Другие клетки мигрируют вентрально и дифференцируются в нейроциты и нейроглию парасимпатических и симпатических ганглиев, хромаффинную ткань и мозговое вещество надпочечников. Часть клеток остается в нервном гребне. Из них образуются ганглиозные пластинки, сегментация которых даёт начало спинномозговым узлам.
5. Смыкание нервных валиков. Образуется нервная трубка (
22 сутки). Образование нервной трубки начинается в шейном отделе, а затем распространяется в каудальном направлении и несколько медленнее в краниальном направлении. Здесь формируются мозговые пузыри. Нервная трубка полностью замыкается (
25-е сутки). Остаются открытыми только два отверстия на переднем и заднем концах нервной трубки. Их называют передний и задний невропоры. Задний невропор соответствует нейрокишечному каналу. Вскоре оба невропора зарастают (
30-31 сутки). Из нервной трубки образуются нейроциты и нейроглия головного и спинного мозга, нейроциты сетчатки глаза и органа обоняния.
В краниальном отделе зародыша, по обе стороны от формирующейся нервной трубки, эктодерм утолщается. Эти, латерально расположенные от нервной трубки, структуры называют нейрогенными плакодами. Нейрогенные плакоды дают начало нейронам обонятельной выстилки, нейронам вестибулярного и слухового ганглиев, а также чувствительным нейронам коленчатого, каменистого, узловатого и тройничного ганглиев черепных нервов и многим другим нейрональным и ненейрогенным структурам.
6. Срастание эктодермы над нервной трубкой (зачаток центральной нервной системы,
23-24 сутки).
Нейруляция завершается на 4-й неделе развития эмбриона. Развитие продолжается органогенезом - активной закладкой органов. На этом этапе образуются зачатки конечностей и закладываются основные системы органов. Их структурно-функциональное развитие продолжается в плодном и постнатальном периодах. По современным представлениям, любая ткань и орган берут начало из небольшой группы клонов, каждый из которых образуется из своей стволовой клетки.
Дифференцировка зародышевых листков: Образование зародышевых листков — первый признак дифференцировки зародыша. У большинства организмов образуется три зародышевых листка: наружный — эктодерма, внутренний — энтодерма и средний — мезодерма. Производные эктодермы выполняют в основном покровную и чувствительную функции, производные энтодермы — функции питания и дыхания, а производные мезодермы — связи между частями зародыша, двигательную, опорную и трофическую функции.
В 2000 году канадский эмбриолог Брайан Холл (Brian Keith Hall) предложил считать нервный гребень не чем иным, как отдельным — четвертым — зародышевым листком. Эта трактовка быстро распространилась в научной литературе.
У всех животных из одного и того же зародышевого листка получаются одинаковые органы. Эктодерма дает внешние покровы и нервную систему. Из энтодермы образуется большая часть пищеварительного тракта и пищеварительные железы (у позвоночных - печень, поджелудочная железа, а также легкие).Мезодерма формирует остальные органы: мышцы, выстилку вторичной полости тела, органы кровеносной, выделительной и половой систем, у позвоночных и иглокожих - внутренний скелет. (Надо иметь в виду, что большинство органов взрослого животного включают ткани, берущие начало от двух или всех трех зародышевых листков.) Отсюда следует очень важный вывод: у всех животных основные системы органов имеют общее происхождение, и их можно сравнивать. Например, центральная нервная система имеет общее происхождение в том смысле, что в эволюции она происходит из подкожного нервного сплетения, похожего на нервную сеть гидры, а в онтогенезе - из наружного зародышевого листка.
Органогенез — последний этап эмбрионального индивидуального развития, которому предшествуют оплодотворение, дробление, бластуляция и гаструляция.
В органогенезе выделяют нейруляцию, гистогенез и органогенез.
В процессе нейруляции образуется нейрула, в которой закладывается мезодерма, состоящая из трёх зародышевых листков (третий листок мезодермы расщепляется на сегментированные парные структуры — сомиты) и осевого комплекса органов — нервной трубки, хорды и кишки. Клетки осевого комплекса органов взаимно влияют друг на друга. Такое взаимное влияние получило название эмбриональной индукции.
У каждого органа есть свой критический период, во время которого его развитие может быть нарушено. Чувствительность различных органов к повреждающим воздействиям зависит от стадии эмбриогенеза .
 Заштрихованным отрезком обозначен период наиболее высокой чувствительности, незаштрихованным — период меньшей чувствительности; 1—38—недели внутриутробного развития. Факторы, оказывающие повреждающее воздействие, не всегда представляют собой чужеродные для организма вещества или воздействия. Это могут быть и закономерные действия среды, обеспечивающие обычное нормальное развитие, но в других концентрациях, с другой силой, в другое время. К ним относят кислород, питание, температуру, соседние клетки, гормоны, индукторы, давление, растяжение, электрический ток и проникающее излучение. Нарушения в первичном органогенезе приводят либо к серьезным нарушениям в молодом организме, вплоть до летального исхода и абортирования. Но все это можно предупредить, как минимум, если мать будет следить за своим здоровьем и поведением, уделяя этому при беременности особое внимание.
57. Регенерация физиологическая и репаративная. Механизмы регенерации.
Регенерация (от лат. regeneratio — возрождение) — процесс восстановления организмом утраченных или поврежденных структур. Регенерация поддерживает строение и функции организма, его целостность. Различают два вида регенерации: физиологическую и репаративную.
Физиологическая регенерация-восстановление органов, тканей, клеток или внутриклеточных структур после разрушения их в процессе жизнедеятельности организма.( пример :обновление эпидермиса кожи, роговицы глаза, эпителия слизистой кишечника, клеток периферической крови и др).
Репаративная (от лат. reparatio — восстановление) регенерация наступает после повреждения ткани или органа: механическая травма, например оперативное вмешательство, действие ядовитых веществ, ожоги, обморожения, лучевые воздействия, голодание, другие болезнетворные агенты.
Механизмы регенерации:
Эпителизация-(эпидермальное заживление раны)- Эпителий на краю раны утолщается вследствие увеличения объема клеток и расширения межклеточных пространств. К моменту встречи эпидермиса противоположных краев в клетках, расположенных непосредственно вокруг края раны, наблюдается вспышка митозов, которая затем постепенно падает.
Эпиморфоз-представляет собой наиболее очевидный способ регенерации, заключающийся в отрастании нового органа от ампутационной поверхности.
Морфаллаксис — это регенерация путем перестройки регенерирующего участка. Примером служит регенерация гидры из кольца, вырезанного из середины ее тела, или восстановление планарии из одной десятой или двадцатой ее части. Отрезанный кусочек сжимается, клетки внутри него перестраиваются, и возникает целая особь.
Компенсаторная гипертрофия заключается в изменениях в одном из органов при нарушении в другом, относящемся к той же системе органов. Примером является гипертрофия в одной из почек при удалении другой или увеличение лимфатических узлов при удалении селезенки.
58. Старение как этап онтогенеза. Биологическое значение старения. Проявление старения. Гипотезы старения.
Старость представляет собой стадию индивидуального развития, по достижении которой в организме наблюдаются закономерные изменения в физическом состоянии, внешнем виде, эмоциональной сфере. Старческие изменения становятся очевидными и нарастают в пострепродуктивном периоде онтогенеза (поседение волос, развитие дальнозоркости, снижение выделения мужских половых гормонов и т.д.)
Био-знач: В целом старение приводит к прогрессивному повышению вероятности смерти. Таким образом, биологический смысл старения заключается в том, что оно делает неизбежной смерть организма. Без смерти не было бы смены поколений — одного из главных условий эволюционного процесса.
Проявление старения: общим признаком является изнашивание той или иной систем человека. Старение:
сердечнососудистой системы (бляшки в стенках сосудов, снижение их эластичности, снижение эффективности работы сердца, вследствие разрастании сдт).
дыхательной системы (разрушение перегородок между альвеолами- снижение дых поверхности, разрастание сдт- снижение эффективности кислородного обмена).
пищеварительной системы (снижение моторики кишки, и функционирования пищ желез).
мочевыделительной системы (гибель нефронов-сниж интенсивности фильтрации и реабсорбции).
опорной и двигательной систем (снижается сила сокращений поперечно-полосатой мускулатуры, быстрее развивается утомление, наблюдается атрофия мышц.Перестройка костей заключается в разрежении их вещества (старческий остеопороз), что приводит к снижению прочности).
репродуктивной системы (снижение образования гамет и выработки пол гормонов).
Гипотезы старения:
Износ организма-наложения факторов генетической предрасположенности и образа жизни.
Генетическая или программная гипотеза-процесс старения находится под прямым генетическим контролем. Указанный контроль, согласно одним взглядам, осуществляется с помощью специальных генов.
59. Человек, как биологический вид
Человек как биологический вид (Homo sapiens) относится к царству Животные, типу Хордовые, классу Млекопитающие, отряду Приматы, семейству Гоминиды. Несмотря на большое сходство с другими человекообразными обезьянами, человек отличается от них рядом черт, связанных с прямохождением, членораздельной речью и общественным характером поведения. В связи с возникновением и развитием общественных законов и созданием искусственной среды обитания факторы эволюции практически перестали действовать в популяциях человека, что выразилось в увеличении продолжительности жизни человека и отдельных ее периодов, таких как детство, половое созревание и старение.
Как биологический вид он обладает совокупностью признаков, называемыхкритериями вида. Сущность каждого из них заключается в следующем.
• Морфологический критерий определяет сходство внешнего и внутреннего строения особей вида;
• физиологический критерий — сходство всех жизненных процессов;
• генетический критерий — одинаковый, типичный для вида набор хромосом и возможность особе скрещиваться и давать плодовитое потомство;
• биохимический критерий — способность образовывать специфические белки и другие органические вещества;
• экологический критерий — приспособленность к определенным условиям среды;
• географический критерий — распространение в природе в определенном ареале.
Охарактеризовать вид можно только учитывая совокупность всех критериев.
На определенном отрезке геологического времени каждый вид характеризуется определенной устойчивостью и вместе с тем способностью к эволюционному развитию.
В природе виды не изолированы друг от друга, но в пределах ареала распространены неравномерно: места, благоприятные для обитания отдельных особей, чередуются с участками, непригодными для их жизни. Поэтому внутри ареала вид распадается на более мелкие единицы — популяции.
Популяцией называют естественную совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, занимающих определенную обскобленную часть ареала.
Популяция состоит из особей разного пола и возраста, характеризующихся наибольшим числом связей между ними.
Особи одной популяции имеют больше сходства, чем особи разных популяций одного вида. Популяция — это элементарная структурная единица вида.Человеческие популяции составляют группы людей, главным объединяющим фактором которых является Свободное скрещивание друг с другом.
Как биологический вид человек относится к: типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, отряду приматов, подотряду человекообразных, семейству гоминиды, роду человек, виду разумный.
В системе органического мира человек занимает ведущее положение.Пройдя длительный эволюционный путь — от человекообразных обезьян (гоминид) до современного человека, — продолжавшийся миллионы лет, человек в современном виде появился приблизительно 40 000 лет тому назад и представляет собой наиболее выдающийся продукт эволюции, развитие которого привело к возникновению разумного существа.
В индивидуальном развитии (онтогенезе) человека биологи отмечают два этапа:биологический, определивший его строение и физиологические особенности, формировавшиеся в процессе длительной эволюции, и социальный, формирующий человека как личность под влиянием ряда факторов: окружающих условий, труда, речи, общения с людьми, которые его окружают.
Как разумное существо человек начал изучать окружающий его мир, центром внимания которого стал сам человек. Он постепенно узнавал, как устроен, как живет, как одно поколение сменяется другим, и, наконец, каким путем шла его эволюция.
С момента возникновения Н. sapiens социальное в человеке стало его сущностью и биологическая эволюция видоизменялась, проявляясь в возникновении широкого генетического полиморфизма. Генетическое разнообразие на уровне генов и в меньшей степени хромосом обеспечивает разнообразие генотипов особей. Разнообразные генотипы по-разному проявляются в меняющихся условиях среды, давая огромное фенотипическое многообразие людей. В основе морфофизиологического полиморфизма человечества лежат полиморфизм наследственного материала на уровне генома и модификационная изменчивость. Эти факторы обеспечивают не только индивидуальное морфофизиологическое многообразие, но и внутривидовую групповую дифференциацию человечества на расы и адаптивные экологические типы.
60. Биологический прогресс и регресс. Критерии биологического прогресса. Основные пути достижения биологического прогресса.
Билогический прогресс - направление эволюции, для которого характерно увеличение численности вида, расширение его ареала, образование новых популяций, видов.
Биологический регресс - направление эволюции, которое приводит к сокращению численности вида, сужению его ареала, уменьшению числа популяций вида и, возможно, в конечном счете к его гибели.
Критериями биологического прогресса являются:
Увеличение численности особей;
Расширение ареала;
Прогрессивная дифференциация - увеличение числа систематически тех групп, составляющих данный таксон.
Пути достижения биологического прогресса :
1. Ароморфоз — морфофизиологический прогресс, который сопровождается значительными изменениями в строении организмов, повышением уровня их организации. Ароморфозы имеют общий характер и не являются приспособлениями к специальным условиям. Они дают возможность освоить новые места обитания, расширить ареал. В итоге ароморфозов возникли такие большие таксоны, как типы и классы.
2. Идиоадаптация — сопровождается возникновением в организме отдельных приспособлений к условиям среды, места обитания, без изменения уровня организации. При этом происходит освоение новых сред жизни. Возникшие изменения носят приспособительный характер, иногда узкую специализацию к конкретным условиям. В результате происходит дивергенция признаков внутри одной систематической группы и образуются более мелкие таксоны: ряды, семьи, роды.
3. Конвергенция — появление разных признаков в результате приспособления разных организмов к тем же условиям обитания (бабочки и птицы, киты и рыбы). Так возникают аналогичные органы.
4. Параллелизм - независимое развитие подобных признаков у близкородственных групп организмов. Например, развитие ластов в ластоногих (моржей и тюленей).
5. Общая дегенерация — морфофизиологический регресс, который сопровождается упрощением уровня организации, исчезновением некоторых органов или систем органов. Дегенерация связана с переходом к паразитическому или сидячему образу жизни. Например, потеря корней и листьев в растения-паразита повитицы, органов пищеварения, в стежках червив, редукция хорды в асциды. В результате узкой специализации появляются специализированные приспособления — присоски, крючки и так далее. Это дает возможность освоить новые среды обитания.
61. популяция как элементарная эволюционная единица. Действие мутационного процесса и популяционных волн в природных и человеческих популяциях.
Популяцией называют минимальную самовоспроизводящуюся группу особей одного вида, населяющих определенную территорию (ареал) достаточно долго (в течение многих поколений).
Важная особенность популяции - большое генотипическое сходство составляющих ее особей и как следствие сходство во всех свойствах и признаках по сравнению с особями даже соседних популяций того же вида. Это объясняется тем, что внутри популяции случайное свободное скрещивание и "перемешивание" особей осуществляются легче и чаще, чем между различными популяциями, из-за их территориальной обособленности друг от друга. Например, одна дубрава от другой находится за несколько километров, а пыльца дуба разносится на несколько сот метров. Однако в сильные бури пыльца, подхватываемая ветром, может переноситься на значительно большие расстояния и достигать соседней популяции.
Популяция - самая мелкая из групп особей, способная к эволюционному развитию, поэтому ее и называют элементарной эволюционной единицей. Отдельно взятый организм не является элементарной эволюционной единицей, так как его генотип остается неизменным на протяжении всей жизни. Популяция, благодаря большой численности особей, представляет собой непрерывный поток поколений.
Изменения наследственного материала половых клеток в виде генных, хромосомных и геномных мутаций происходят постоянно. Особое место принадлежит генным мутациям. Они приводят к возникновению серий аллелей и, таким образом, к разнообразию содержания биологической информации. Вклад мутационного процесса в видообразование носит двоякий характер. Изменяя частоту одного аллеля по отношению к другому, он оказывает на генофонд популяции прямое действие. Еще большее значение имеет формирование за счет мутантных аллелей резерва наследственной изменчивости. Это создает условия для варьирования аллельного состава генотипов организмов в последовательных поколениях путем комбинативной изменчивости. Благодаря мутационному процессу поддерживается высокий уровень наследственного разнообразия природных популяций. Совокупность аллелей, возникающих в результате мутаций, составляет исходный элементарный эволюционный материал. В процессе видообразования он используется как основа действия других элементарных эволюционных факторов.
Популяционными волнами или волнами жизни (С.С. Четвериков) называют периодические или апериодические колебания численности организмов в природных популяциях. Это явление распространяется на все виды животных и растений, а также на микроорганизмы. Причины колебаний часто имеют экологическую природу. Так, размеры популяций «жертвы» (зайца) растут при снижении давления на них со стороны популяций «хищника» (рыси, лисицы, волка). Отмечаемое в этом случае увеличение кормовых ресурсов способствует росту численности хищников, что, в свою очередь, интенсифицирует истребление жертвы.
Популяционные волны — это эффективный фактор преодоления генетической инертности природных популяций. Вместе с тем их действие на генофонды не является направленным. В силу этого они, так же как и мутационный процесс, подготавливают эволюционный материал к действию других элементарных эволюционных факторов.
62. Популяционная структура вида. Экологические и генетические характеристики популяций. Закон Харди-Вайнберга для идеальной популяции. Особенности человеческой популяции.
|
Скачать 0.87 Mb.