§ 37. Онтогенез. Эмбриональное развитие животных



1. Что такое онтогенез? Какие периоды онтогенеза выделяют у животных?

Онтогенез — это индивидуальное развитие организма от начала его существования до конца жизни. У животных началом существования нового организма чаще всего является образование зиготы. У животных выделяют два периода онтогенеза — эмбриональный и постэмбриональный.

2. Чем дробление отличается от обычного деления клеток?

При дроблении образующиеся клетки – бластомеры, не расходятся и не увеличиваются в размерах. С каждым последующим митозом они становятся все меньше и меньше.

3. Опишите строение бластулы, гаструлы и нейрулы. В чем заключаются основные различия между этими стадиями?

Дробление завершается образованием однослойного многоклеточного зародыша — бластулы. Она напоминает полый шар, стенка которого, образованная одним слоем бластомеров, называется бластодермой. Внутри бластулы имеется полость, заполненная жидкостью, — бластоцель. После дробления начинается процесс гаструляции, который осуществляется путем впячивания части бластодермы внутрь полости бластулы. В результате формируется гаструла — чашевидный зародыш, образованный двумя слоями клеток — двумя зародышевыми листками. Наружный зародышевый листок называется эктодермой, внутренний — энтодермой. Внутренняя полость гаструлы — первичная кишка — сообщается с внешней средой отверстием, которое называется первичным ртом или гастропором. У животных формируется еще и третий зародышевый листок — мезодерма. Дальнейшая дифференцировка клеток каждого зародышевого листка приводит к образованию тканей и органов, т. е. к гистогенезу и органогенезу. Стадия, на которой осуществляется закладка осевых органов, называется нейрулой. Из трех зародышевых листков формируются все ткани и органы животных.

4. Каких животных называют первичноротыми? Вторичноротыми? В чем состоит главное различие между ними?

К первичноротым относятся черви, моллюски и членистоногие, те группы живых организмов у которых первичный рот, образовавшийся на стадии гатсрулы в дальнейшем превращается в ротовое отверстие. У хордовых животных первичный рот превращается в анальное отверстие, а ротовое отверстие образуется на противоположной стороне зародыша. Такие животные называются вторичноротыми.

5. Как происходит закладка осевого комплекса органов у хордовых животных?

После завершения гаструляции у зародышей хордовых животных начинается процесс образования осевых органов — нервной трубки, хорды и пищеварительной (кишечной) трубки. Клетки эктодермы начинают быстро делиться и образуют нервную пластинку, которая тянется по всей спинной стороне зародыша. В дальнейшем боковые края пластинки приподнимаются, а ее центральная часть опускается, образуя нервный желобок. Края желобка смыкаются, и он превращается в нервную трубку — зачаток центральной нервной системы. Из группы клеток энтодермы формируется хорда — упругий стержень, впоследствии у позвоночных животных хорда полностью замещается позвоночником. Остальная энтодерма дает начало кишечной (пищеварительной) трубке, расположенной под хордой. Осевой комплекс органов зародыша определяет двустороннюю симметрию тела. Стадия, на которой осуществляется закладка осевых органов, называется нейрулой.

6. Какие ткани и органы развиваются у позвоночных животных из эктодермы? Из энтодермы? Из мезодермы?

У позвоночных из эктодермы образуются нервная система, органы чувств, эпидермис кожи с железами и производными структурами (волосы, перья, когти, копыта и др.). Из энтодермы формируются органы пищеварительной и дыхательной систем, щитовидная железа, плавательный пузырь (у костных рыб). Из мезодермы развиваются все виды тканей внутренней среды, опорно-двигательный аппарат, кровеносная, выделительная и половая системы.

7. Зигота после первого митоза дает начало двум идентичным бластомерам. В опытах с зародышами лягушек эти бластомеры отделяли друг от друга — из каждого развивался полноценный головастик. Если же один из двух бластомеров разрушали, но не изолировали от другого, из единственного живого бластомера начинала развиваться лишь половина тела зародыша. Какой вывод можно сделать из этих опытов?

При изоляции бластомеров они продолжают дробится как две отдельные бластулы и формируются два отдельных организма. Если же разрушить одну часть бластомеры и не отделить ее, то из нее начнет формироваться 1 организм, так как в его образовании будут участвовать все клетки, то одна половина тела будет недоразвита.

8. Если на стадии бластулы пересадить несколько бластомеров из одного участка зародыша в другой, то из перемещенных клеток развиваются структуры, характерные для места пересадки. Например, из клеток будущей эктодермы, пересаженных в область будущей энтодермы, развивается стенка кишечника и т. п. Если же производить пересадки на стадии нейрулы, то клетки не меняют направления своего развития. Из клеток эктодермы развиваются производные эктодермы независимо от места, в которое они были пересажены. Так же ведут себя клетки энто- и мезодермы. Попробуйте дать объяснение данным фактам.

На стадии бластулы клетки еще не приобрели специфических особенностей и из них могут развиваться все типы клеток и тканей организма. На стадии нейрулы клетки уже дифференцированы и специфичны, поэтому они и не меняют направление своего развития.