1 изучается развитие человеческого рода в процессе эволюции животных филогенез
Скачать 325.51 Kb.
|
Строение и функции сперматозоидовСперматозоид — это мужская половая клетка (гамета). Он обладает способностью к движению, чем в известной мере обеспечивается возможность встречи разнополых гамет. Размеры сперматозоида микроскопические: длина этой клетки у человека составляет 50—70 мкм (самые крупные они у тритона — до 500 мкм). Все сперматозоиды несут отрицательный электрический заряд, что препятствует их склеиванию в сперме. Количество сперматозоидов, образующихся у особи мужского пола, всегда колоссально. Например, эякулят здорового мужчины содержит около 200 млн сперматозоидов (жеребец выделяет около 10 млрд сперматозоидов). Строение сперматозоида По морфологии сперматозоиды резко отличаются от всех других клеток, но все основные органеллы в них имеются. Каждый сперматозоид имеет головку, шейку, промежуточный отдел и хвост в виде жгутика (рис.1). Почти вся головка заполнена ядром, которое несет наследственный материал в виде хроматина. На переднем конце головки (на ее вершине) располагается акросома, которая представляет собой видоизмененный комплекс Гольджи. Здесь происходит образование гиалуронидазы — фермента, который способен расщеплять мукополисахариды оболочек яйцеклетки, что делает возможным проникновение сперматозоида внутрь яйцеклетки. В шейке сперматозоида расположена митохондрия, которая имеет спиральное строение. Она необходима для выработки энергии, которая тратится на активные движения сперматозоида по направлению к яйцеклетке. Большую часть энергии сперматозоид получает в виде фруктозы, которой очень богат эякулят. На границе головки и шейки располагается центриоль. На поперечном срезе жгутика видны 9 пар микротрубочек, еще 2 пары есть в центре. Жгутик является органоидом активного движения. В семенной жидкости мужская гамета развивает скорость, равную 5 см/ч (что применительно к ее размерам примерно в 1,5 раза быстрее, чем скорость пловца-олимпийца). Процесс оплодотворения происходит в несколько этапов: 1)проникновение сперматозоида в яйцо 2)слияние гаплоидных ядер обоих гамет с образованием диплоидной клетки зиготы 3)активизация её кдроблениюи дальнейшему развитию. Неоплодотворённая яйцеклетка покрыта несколькими защитными оболочками, предохраняющими ей от неблагоприятных условий. Сперматозоид активно передвигаются в жидкости к яйцеклетке при помощи жгутика(хвостика). Когда он достигает яйцеклетки, то начинает с помощью особых ферментов "сверлить" оболочку яйцеклетки. После того, как оно проникает в яйцеклетку, её оболочка приобретает свойства, которые препядствуют доступу других сперматозойдов. Это обеспечивает слияние одного сперматозоида с ядром яйцеклетки. В результате слияния образуется зигота(оплодотворённая яйцеклетка) содержащая диплоидный набор хромосом. Пренатальный период – это период от оплодотворения до рождения. В это время происходит бурное развитие всего организма ребенка и его психики. Темпы этих изменений поистине фантастические: через 30 часов после оплодотворения яйцеклетка делится на две клетки,а к пятому дню эмбрион имеет уже более ста клеток и представляет собой полый шарик, заполненный жидкостью. После имплантации, которая происходит в начале второй недели, рост и развитие будущего ребенка еще более ускоряются: в две недели его тельце всего 2 мм, в три недели – 4 мм, в 4 – уже 8 мм, а к концу второго месяца достигает 8 см! Всего за полтора месяца из оплодотворенной яйцеклетки образуется крошечное существо, у которого уже есть зачатки всех внутренних и внешних органов и основные отделы мозга. К концу второго месяца внутриутробный ребенок уже вполне похож на человека: у него большая округлая голова с высоким выпуклым лбом, хорошо заметными глазами, носом, ртом. Ручки и ножки еще коротковаты по сравнению с телом, но уже имеют все пальчики. Если бы темпы роста во время беременности сохранялись такими же, как на втором месяце, но новорожденный весил бы около 14 тонн – вдвое больше крупного слона. Основное развитие заканчивается к середине внутриутробного периода, с 20 недель появляются дыхательные движения. Ковалевского теория (А.О. Ковалевский, 1840—1901, отеч. биолог; син. теория зародышевых листков) теория, согласно которой зародышевые листки (эктодерма, энтодерма и мезодерма) являются примитивными органами, повторяющими филогенетическую стадию, общую для всех многоклеточных животных. Бэр (1828-37) описал зародышевые листки у разных групп позвоночных, после чего образование зародышевых листов стало рассматриваться как первый признак дифференцировки зародыша. который нашел зародышевые листки и у некоторых других животных (Рыб, Лягушки, Черепахи). Бэр различал два первичных листка — анимальный и вегетативный, которые затем снова разделяются на вторичные зародышевые листки: анимальный листок дает кожный и мускульный, а вегетативный — сосудистый и слизистый Билет 12 Онтогенез, филогенез, биогенетический закон Мюллера, Геккеля, С.Холла, гистогенез, органогенез и системогенез. Возрастная периодизация постнатального периода, критические периоды, акселерация и ретардация. Онтогене́з — индивидуальное развитие организма от оплодотворения или от момента отделения от материнской особи до смерт Онтогенез делится на два периода:
Эмбриональный периодВ 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. ДроблениеДробление — ряд последовательных митотических делений оплодотворенного или инициированного к развитию яйца. Дробление представляет собой первый период эмбрионального развития, который присутствует в онтогенезе всех многоклеточных животных и приводит к образованию зародыша, называемого бластулой (зародыш однослойный). При этом масса зародыша и его объем не меняются, то есть они остаются такими же, как у зиготы, а яйцо разделяется на все более мелкие клетки — бластомеры. После каждого деления дробления клетки зародыша становятся все более мелкими, то есть меняются ядерно-плазменные отношения: ядро остается таким же, а объем цитоплазмы уменьшается. Процесс протекает до тех пор, пока эти показатели не достигнут значений, характерных для соматических клеток. Тип дробления зависит от количества желтка и его расположения в яйце. Если желтка мало и он равномерно распределен в цитоплазме (изолецитальные яйца: иглокожие, плоские черви, млекопитающие), то дробление протекает по типу полного равномерного: бластомеры одинаковы по размерам, дробится все яйцо. Если желток распределен неравномерно (телолецитальные яйца: амфибии), то дробление протекает по типу полного неравномерного: бластомеры — разной величины, те, которые содержат желток — крупнее, яйцо дробится целиком. При неполном дроблении желтка в яйцах настолько много, что борозды дробления не могут разделить его целиком. Дробление яйца, у которого дробится только сконцентрированная на анимальном полюсе «шапочка» цитоплазмы, где находится ядро зиготы, называется неполным дискоидальным (телолецитальные яйца: пресмыкающиеся, птицы). Принеполном поверхностном дроблении в глубине желтка происходят первые синхронные ядерные деления, не сопровождающиеся образованием межклеточных границ. Ядра, окруженные небольшим количеством цитоплазмы, равномерно распределяются в желтке. Когда их становится достаточно много, они мигрируют в цитоплазму, где затем после образования межклеточных границ возникает бластодерма (центролецитальные яйца: насекомые). ГаструляцияГаструляция (впячивание) — гаструла формируется в результате инвагинации клеток. В ходе гаструляции, клетки зародыша практически не делятся и не растут. Происходит активное передвижение клеточных масс (морфогенетические движения). В результате гаструляции формируются зародышевые листки (пласты клеток). Гаструляция приводит к образованию зародыша, называемого гаструлой. Первичный органогенезПервичный 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 икишечной 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. Филогене́з— историческое развитие организмов[1]. В биологии филогенез рассматривает развитие биологического вида во времени. Биологическая классификация основана на филогенезе, но методологически может отличаться от филогенетического представления организмов. Филогенез рассматривает эволюцию в качестве процесса, в котором генетическая линия — организмы от предка к потомкам — разветвляется во времени, и её отдельные ветви могут приобретать те или иные изменения или исчезать в результате вымирания. Имеющиеся на сегодняшний день знания о ветвлении филогенетического древа получены путем построения классификации живых организмов, которая исходно была задумана Карлом Линнеем как отражение "Естественной Системы" всей природы (в том числе и неживой). В последствие было установлено, что такой "Естественной Системы" не существует, а то, что К. Линней принимал за проявление этой системы у животных и растений, является филогенией, т.е. результатом биологической эволюции. Для более эффективного анализа филогении в настоящее время разрабатываются принципы кладоэндезиса, в которых метод записи классификации усовершенствован по сравлению с линнеевским, что позволяет более адекватно записать филогению в форме классификации и продолжить ее анализ. Биогенетический закон Геккеля-Мюллера: каждое живое существо в своем индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет в известной степени формы, пройденные его предками или его видом (филогенез). Теория рекапитуляции Г. Холла и его последователей использовала прямую аналогию с законом Э. Геккеля и рассматривала развитие ребенка как обусловленный наследственными причинами процесс, течение которого определено основной линией эволюционного развития; важнейшие стадии автоматически воспроизводятся в строго закономерной последовательности. Гистогенез у позвоночных он начинается с образования зачатка нервной системы. Это - стадия нейрулы (новолат. neurula, уменьшит, от греч. neuron - нерв). У нейрулы на будущей спинной стороне зародыша происходит обособление части клеток эктодермы в виде длинной пластинки. Края пластинки сближаются, образуется вначале желобок, затем нервная трубка , которая оказывается погруженной под клетки эктодермы. В последующем из передней части трубки формируется головной мозг и органы чувств, а из задней - спинной мозг и периферическая нервная система. Органы и ткани организма образуются из определенных частей зародыша. Из эктодермы, кроме нервной системы, формируются покровы тела: наружный эпителий, кожные железы, роговые чешуи и т. д. Органы пищеварения и дыхания развиваются в основном из клеток энтодермы. Мезодерма дает начало мышечной, хрящевой и костной ткани, кровеносной и выделительной системам. Экто-, энто- и мезодермальное происхождение того или иного органа не означает, что клетки зародышевых листков обладают какими-то особыми "органными" свойствами. Органогенез— процесс развития, или формирования, органов у зародыша человека и животных. Органогенез следует за более ранними периодами зародышевого развития (см. Зародыш) — дроблением яйца, гаструляцией и наступает после того, как обособятся основные зачатки (закладки) органов и тканей. Органогенез протекает параллельно с гистогенезом (см.), или развитием тканей. В отличие от тканей, из которых каждая имеет своим источником какой-либо один из эмбриональных зачатков, органы, как правило, возникают при участии нескольких (от двух до четырех) различных зачатков (см. Зародышевые листки), дающих начало разным тканевым компонентам органа. Например, в составе стенки кишки эпителий, выстилающий полость органа, и железы развиваются из внутреннего зародышевого листка — энтодермы (см.), соединительная ткань с сосудами и гладкая мышечная ткань — из мезенхимы (см.), мезотелий, покрывающий серозную оболочку кишки,— из висцерального листка спланхнотома, т. е. среднего зародышевого листка — мезодермы, а нервы и ганглии органа — из неврального зачатка. Кожа образуется при участии наружного зародышевого листка — эктодермы (см.), из которой развиваются эпидермис и его производные (волосы, сальные и потовые железы, ногти и др.), и дерматомов, из которых возникает мезенхима, дифференцирующаяся в соединительнотканную основу кожи (дерму). Нервы и нервные окончания в коже, как и всюду,— производные неврального зачатка. Некоторые органы формируются из одного зачатка, например кость, кровеносные сосуды, лимфатические узлы — из мезенхимы; однако и здесь в закладку врастают производные зачатка нервной системы — нервные волокна, формируются нервные окончания. Если гистогенез заключается главным образом в размножении и специализации клеток, а также в образовании ими межклеточных веществ и других неклеточных структур, то основными процессами, лежащими в основе органогенеза, являются образование зародышевыми листками складок, впячиваний, выпячиваний, утолщений, неравномерный рост, срастание или разделение (обособление), а также взаимное прорастание различных закладок. У человека органогенез начинается с конца 3-й недели и завершается в основных чертах к 4-му месяцу внутриутробного развития. Однако развитие ряда провизорных (временных) органов зародыша — хориона, амниона, желточного мешка — начинается уже с конца 1-й недели, а некоторые дефинитивные (окончательные) органы формируются позже других (например, лимфатические узлы— начиная с последних месяцев внутриутробного развития и до наступления полового созревания). См. также Морфогенез, Онтогенез. системогенез Согласно данным П.К.Анохина, системогенез - избирательное созревание и развитие функциональных систем в анте- и постнатальном онтогенезе. В отличие от понятия «морфогенез» (А.Н.Северцев), отражающего развитие органов в онтогенезе, термин «системогенез» отражает развитие в онтогенезе различных по функции и локализации структурных образований, которые объединяются в полноценную функциональную систему, обеспечивающую новорожденному выживание. Постнатальный период Постнатальный период – этап онтогенеза, в процессе которого растущий организм начинает приспосабливаться к влиянию внешней окружающей среды. Постнатальный период проходит три периода развития: 1. Ювенильный (до полового созревания) 2. Зрелый (или пубертатный, взрослое половозрелое состояние) 3. Синильный (старость) периоды. У человека постнатальный период условно разделяют на 12 периодов (возрастная периодизация): 1. Новорожденные – от рождения до 10 дней 2. Грудной возраст – от 10 дней до 1 года 3. Раннее детство – от 1 года до 3 лет 4. Первое детство – от 4 лет до 7 лет 5. Второе детство – 8 – 12 лет (мальчики), 8 – 11 лет (девочки) 6. Подростковый возраст – 13 – 16 лет (мальчики), 12 – 15 лет (девочки) 7. Юношеский период – 17 – 18 лет (юноши), 16 – 18 лет (девушки) 8. Зрелый возраст, I период: 19 – 35 лет (мужчины), 19 – 35 лет (женщины) 9. Зрелый возраст, II период: 36 – 60 лет (мужчины), 36 – 55 лет (женщины) 10. Пожилой возраст – 61 – 74 года (мужчины), 56 – 74 года (женщины) 11. Старческий возраст 75 – 90 лет (мужчины и женщины) 12. Долгожители – 90 лет и старше. |