Місце науки в системі біологічних наук

Місце науки в системі біологічних наук

Наука , що вивчає розвиток тварин , за традицією називається ембріологією , оскільки організм , що розвивається на стадіях від заплідненого яйця до народження носить назву ембріону або зародку . Однак , розвиток не зупиняється у момент народження , не зупиняється навіть по досягненню дорослого стану . У більшості організмів розвиток не припиняється протягом усього життя . У людини кожний день відбувається заміна більше одного граму клітин шкіри ; щохвилини протягом життя у кістковому мозку утворюються мільйони нових еритроцитів . Отже , процеси розвитку організму не обмежуються лише ембріогенезом . В цьому плані доречніше говорити про онтогенетичний розвиток організмів . Наука , яка поєднує в собі вивчення ембріогенезу та подальших етапів розвитку організму , отримала назву біології індивідуального розвитку . Отже , БІР – це наука , яка вивчає закономірності онтогенетичного розвитку організмів .

Історія вчення про індивідуальний розвиток

У розвитку ембріології, яка вивчає період життя до народження, можна виділити три етапи, залежно від удосконалення методів дослідження, і етап — описовий (17 ст. — початок 19 ст.)

Методи дослідження: спостереження за живими зародками і вивчення фіксованого матеріалу (мікроскопія).

Дослідники цього періоду, аналізуючи одержані дані, по-різному підходили до трактування поняття розвитку. Результатом була поява двох течій в ембріології: преформізму і епігенезу  

 

Відомий ембріолог Карл фон Бер

Наукові досягнення в цей період: відкриття і опис гамет, яйцеклітини ссавців, явища партеногенезу, раннього розвитку курчати, зародкових листків і законів про зародкову подібність.

II        етап — порівняльно-еволюційний (середина 19 ст.)

Методи дослідження: спостереження за живими зародками, мікро-скопія.

У цей період І.Мечніков описав ембріональний розвиток безхребетних,

О.Ковалевський—ембріональний розвиток асцидій і ланцетника. А. Сєверцов розширив біогенетичний закон і

 

показав, що він по-різному проявляється в різних групах тварин.

III       етап — експериментальний (кінець 19 ст, — початок 20 ст.)

Методи дослідження: спостереження за живими зародками, мікро-скопія, а також розвиток нових методів — експерименти з зародками.

В. Ру досліджував ранні етапи ембріогенезу амфібій,

Експерименти над зародками не дали змоги науковцям у цей період розкрити причини розвитку. Але методи, якими користувалися науковці під час експериментів, набули широкого розповсюдження в подальших дослідженнях.

 

Нестатеве розмноження

Безстатеве розмноження — утворення нових особин шляхом простого поділу без статевого процесу. Отже, при безстатевому розмноженні утворюються дочірні особини, генетично ідентичні материнському організму. Таке розмноження характерне для найпростіших, кишковопорожнинних, червів, актиній і інших. Однак багато з них зберегли здатність до статевого процесу. Наприклад, передавання генетичної інформації шляхом кон’югації, незалежно від розмноження, характерне для бактерій, парамецій і інших організмів. При безстатевому розмноженні мутації накопичуються в поколінні

 

Статеве розмноження

Статеве розмноження — це поєднання розмноження з статевим процесом, тобто утворення особин з новою комбінацією генів у результаті злиття гамет, що утворюються двома батьківськими організмами. Статеве розмноження властиве значній більшості тваринних і рослинних організмів.Під час статевого розмноження чергуються гаплоїдні і диплоїдні фази і відбувається мейотичний поділ. Перевагами над безстатевим э: Чергування гаплоїдних і диплоїдних фаз приводить до розпадання старих і утворення нових поєднань генів у потомків. Кросинговер, що проходить у профазі мейозу 1, поповнює пере- комбінування генів у потомків. Нове поєднання генів забезпечує виживання потомства у нових непередбачених умовах.Статеве розмноження диплоїдних організмів сприяє елімінації шкідливих рецесивних і летальних (т) мутацій у організмів. Під час статевого розмноження летальні мутації у гомозиготних організмів елімінуються з популяції. Статеве розмноження сприяє виникненню нових генів

 

Класифікація яйцеклітин

Залежно від кількості жовтка (lecithos) в цитоплазмі яйцеклітин різних видів тварин їх підрозділяють на наступні типи: безжовткові (алецитальні), маложовткові (оліголецитальні), середньожовткові (мезолецитальні) і багатожовткові (полілецитальні). По характеру поділу жовтка в цитоплазмі яйцеклітин вони діляться на:

• центролецитальні, коли жовток займає центральну частину цитоплазми;

• ізолецитальні (первинні - у безчерепних і вторинні - у плацентарних ссавців), в яких він поділений відносно рівномірно. До цієї групи відносяться оліголецитальні яйцеклітини;

• телолецитальні, якщо жовток концентрується поблизу вегетативного полюса. До цієї групи входять мезолецитальні і полілецитальні яйцеклітини.

 

Фази овоґенезу

Здійснюється в яєчниках, підрозділяється на три фази: 1) розмноження, 2) зростання, 3) дозрівання.

Під час фази розмноження диплоїдні овогонії багаторазово діляться митозом. Фаза зростання відповідає інтерфазі 1 мейозу, тобто під час неї відбувається підготовка клітин до мейозу: клітини значно збільшуються в розмірах внаслідок накопичення поживних речовин. Головною подією фази росту є реплікація ДНК. Під час фази дозрівання клітини діляться мейозом. Під час першого поділу мейозу вони називаються овоцити 1-го порядку. В результаті першого мейотичного поділу виникають дві дочірні клітини: дрібна, звана першим полярним тільцем, і більша - овоціт 2-го порядку. Під час другого мейотичного поділу овоціт 2-го порядку ділиться з утворенням яйцеклітини і другого полярного тільця, а перше полярне тільце - з утворенням третього і четвертого полярних тілець. Таким чином, в результаті мейозу з одного овоцита 1-го порядку утворюються одна яйцеклітина і три полярних тільця. На відміну від утворення сперматозоїдів, яке відбувається тільки після досягнення статевої зрілості, процес утворення яйцеклітин у людини починається ще в ембріональному періоді і тече уривчасто. У зародка повністю здійснюються фази розмноження і росту і починається фаза дозрівання. До моменту народження дівчинки в її яєчниках знаходяться сотні тисяч овоцитов 1-го порядку, що зупинилися, «застиглих» на стадії діплотени профази 1 мейозу - перший блок овогенеза.

У період статевого дозрівання мейоз відновиться: приблизно кожен місяць під дією статевих гормонів один з овоцитов (рідко два) буде доходити до метафази мейозу 2 - другий блок овогенеза. Мейоз може пройти до кінця тільки за умови запліднення; якщо запліднення не відбувається, овоціт 2-го порядку гине і виводиться з організму.

Акросомна реакція

Акросомная реакція - різновид екзоцитозу. При акросомной реакції зовнішня мембрана акросоми та клітинна мембрана зливаються і формують дрібні бульбашки, що відокремлюються від головки сперматозоїда. При цьому з акросоми звільняються гіалуронідази, протеази (у тому числі акрозін), глікозідази, ліпази, нейрамінідаза і фосфатази. Ферменти розщеплюють молекули блискучої оболонки, що дозволяє сперматозоїду подолати цей бар'єр.

Закладка нервової трубки

Нервова трубка утворюється внаслідок вгинання дорзальної ектодерми під впливом хоральної мезодерми . Такий вплив називають первинною ембріональною індукцією . Початково нервова трубка має два отвори – передній та задній нейропори , які з ’ єднують нейроцель ( порожнина нервової трубки ) з амніотичною порожниною . Згодом ( у людини до 27 дня вагітності ) нейропори закриваються , що є однією з основних передумов формування головного мозку .

Формування серця

1. Парний зачаток серця виникає у вигляді двох симетрично розташованих потовщень вісцерального листка мезодерми, який тісно пов'язаний з ентодермой.

Лівий і правий зачатки з'єднуються лише після згортання ентобласта в трубку головної кишки, причому вентральніше останньої. Із трубок вісцеральної мезодерми, які об'єдналися, виникає м'язова стінка серця - міокард.

Внутрішня оболонка серця ендокард формується в результаті злиття двох трубчастих зачатків, утворених мезенхимными клітинами, які мігрували по ентобласту та міокарду .

Органогенез ока хребетних

З парних бічних випинань зачатка проміжного мозку формуються очі хребетних. У міру розвитку очні міхури отшнуровуються від зачатка проміжного мозку, але повністю від нього не відокремлюються, залишаючись з'єднаними з ним очною стеблинкою.

Дистальна поверхня очного міхура утворює чашоподібну структуру з подвійними стінками - очний келих. Біля очної стеблинки краї келиха не замикаються. Кришталик розташовується усередині келиха, а ектодерма, яка розташована над ним, разом з мезенхімою утворюють прозору рогівку.

Очний келих складається із двох шарів:

- тонкого зовнішнього - пігментного шару сітківки;

- товстого внутрішнього - чутливого, або нервового, шару сітківки, у ньому утворюються зорові клітини (палички та колбочки) і ряд інших клітин (біполярні, горизонтальні та гангліозні клітини), з якими вони формують синапси.

 

Органогенез травної системи

Кишкова трубка як джерело розвитку середньої частини травного каналу. Утворення травної трубки починається з появи в ентодермі поздовжнього кишкового жолобка. Виникнення замкнутого травного каналу пов'язане з відокремленням тіла зародка (утворенням тулубних зморшок), а також зі швидким ростом зародка в довжину.

Внаслідок енергійного росту зародка в довжину ентодерма утворює спочатку краніальну, а пізніше каудальну кишкові бухти, які представляють собою закладки відповідно передньої та задньої кишок.

Краніальна та каудальна ентодермальні бухти контактують із відповідними вп’ячуваннями ентодерми (ротовою та анальною бухтами).

В міру подовження зародка майбутній травний канал усе більше приймає характер трубки.

Морфологічна диференцировка  печінки та підшлункової залози зводиться до послідовного розгалуження первісних зачатків (виступів кишкового епітелію) на усе більш тонкі вирости, які вклинюються в оточуючу їх мезенхіму.

Як морфологічна, так і наступна цитологічна диференцировка зачатків печінки і підшлункової залози (як і більш дрібних залоз травного тракту - великих слинних залоз) неможлива без взаємодії епітелію з навколишньою мезенхімою. Зачаток печінки (непарний печіночний виріст) розділяється на дві частини:

- переднє випинання - утворює власно зачаток печінки,

- заднє - зачаток жовчного міхура.

Випинання печінки, яке має спочатку вигляд щільного тяжа, багаторазово розгалужується на численні печінкові тяжи, які, переплітаючись один з одним і розростаючись, утворюють залозисту паренхіму. Надалі між ними вростають мезенхімна тканина та кровоносні судини.

У ході наступного розвитку диференціюються гепатоцити з їх характерною внутрішньоклітинною структурою.

Підшлункова залоза розвивається із двох випинань кишкової трубки - дорсального та виникаючого трохи пізніше вентрального. Надалі завдяки повороту дванадцятипалої кишки навколо своєї осі обидва зачатки зближуються та зростаються, відкриваючись у кишку єдиною протокою.

 

Плацента ссавців її типи

Плацента — провізорний орган, за допомогою якого вста­новлюється зв'язок зародка з організмом матері. Плацента людини за способом трофіки відноситься до другого типу, а за морфологічними ознаками до дискоїдальних гемохоріальних. Плацента має дві скла­дові частини — материнську та плодову.

Материнська частина плаценти утворена слизовою болонкою матки у ділянці вростання в неї ворсинок хоріона пло­да

Плодова частина плаценти утворена ворсинчас­тим хоріоном. В ньому виділяють: хоріальну пластинку і хоріальні ворсинки

Місце науки в системі біологічних наук

Наука , що вивчає розвиток тварин , за традицією називається ембріологією , оскільки організм , що розвивається на стадіях від заплідненого яйця до народження носить назву ембріону або зародку . Однак , розвиток не зупиняється у момент народження , не зупиняється навіть по досягненню дорослого стану . У більшості організмів розвиток не припиняється протягом усього життя . У людини кожний день відбувається заміна більше одного граму клітин шкіри ; щохвилини протягом життя у кістковому мозку утворюються мільйони нових еритроцитів . Отже , процеси розвитку організму не обмежуються лише ембріогенезом . В цьому плані доречніше говорити про онтогенетичний розвиток організмів . Наука , яка поєднує в собі вивчення ембріогенезу та подальших етапів розвитку організму , отримала назву біології індивідуального розвитку . Отже , БІР – це наука , яка вивчає закономірності онтогенетичного розвитку організмів .

12345Следующая ⇒

Поделиться: