Vystymasis yra esminis gyvenimo veiksnys. Jis prasideda nuo apvaisinto kiaušinėlio ir baigiasi brendimu. Poembrioniniam laikotarpiui būdingi tiesioginiai ir netiesioginė plėtra. Tiesioginis vystymasis – tai biologinis procesas, kurio metu daugialąstelis organizmas auga ir plečiasi, apsunkindamas jo organizavimą. Šis reiškinys būdingas žmonėms, žuvims, paukščiams ir žinduoliams.
Lervų hemoglobinas suaugusiems hemoglobinui, turinčiam didesnę deguonies pernešimo galią. Suaugusiųjų hemoglobinas rodo Bohro efektą.
- Amonotelinis ureotelis dėl karbamido ciklo kepenyse.
- Metamorfozės metu susidaro karbamido ciklo fermentai.
- Akies pigmentas keičiasi iš porfiropsino į rodopsiną.
- Įvairių virškinimo fermentų sekrecija.
Varliagyviams būdingas netiesioginis vystymasis
Įvairūs pagumburio-hipofizės ir skydliaukės ašies hormonai įtakoja skirtingus įvykius, kai buožgalvio lervos pereina prie suaugusiųjų. Hormonai yra svarbios signalinės molekulės, kurias išskiria endokrininės liaukos, kai jos pasiekia tam tikrą išsivystymo ir diferenciacijos lygį. Prolaktino ir tirotropinio hormono iš hipofizės ir tiroksino iš skydliaukės sąveika lemia metamorfozės pradžią, laiką ir seką.
Netiesioginis vystymasis yra procesas, kurio metu embrionas virsta subrendusiu individu, dalyvaujant lervos stadijai, kurią lydi metamorfozė. Šis reiškinys pastebimas, pavyzdžiui, daugumai bestuburių ir varliagyvių.
Poembrioninio laikotarpio bruožai
Poembrioninio vystymosi laikotarpius lydi morfologinių savybių, įpročių ir buveinių pokyčiai. Tiesioginiam vystymuisi būdingas bruožas yra tai, kad po gimimo embrionas yra sumažinta suaugusio organizmo kopija, jis skiriasi tik dydžiu ir kai kurių savybių nebuvimu, kurios įgyjamos tik laikui bėgant. Pavyzdys galėtų būti žmogaus, gyvūnų ir kai kurių roplių vystymasis. Netiesioginis vystymasis būdingas bestuburiams, moliuskams ir varliagyviams. Šiuo atveju embrionas turi didelių skirtumų, palyginti su suaugusiu gyvūnu. Pavyzdžiui, tinka paprastas drugelis. Tik praėjus keliems vystymosi etapams maža lerva pasikeis neatpažįstamai.
Pagrindinis pokytis varliagyvių metamorfozės metu yra kontroliuojamas skydliaukės hormono, nes jis diferencijuojasi ir bręsta tam tikrame vystymosi etape. Tai lėmė ankstyvą buožgalvio vystymąsi suaugus. Antrasis būdas tirti hormono vaidmenį buvo chirurginis skydliaukės pašalinimas, tai yra buožgalvio tiroidektomija, kurią Allenas atliko skydliaukės liekanose, buvo pašalinta ankstyvoje uodegos stadijoje. Buožgalviai išgyveno, bet nesugebėjo metamorfizuotis, o užaugo dvigubai daugiau nei įprasta lerva.
Vystymosi laikotarpiai
Laikotarpiai apima nepilnametį, brandą ir senėjimą.
- Jaunatvinis laikotarpis apima laikotarpį nuo gimimo iki brendimo. Šį etapą lydi prisitaikymas prie nauja aplinka. Verta paminėti, kad daugelis gyvūnų ir roplių, kuriems būdingas tiesioginis kelias poembrioninis vystymasis, vystosi panašiai. Vienintelis skirtumas yra laiko tarpas. Šis baigiasi
Šie buožgalviai vėl metamorfizuojasi, kai maitinami išsausėjusia skydliaukės liauka arba panardinami į vandenį, kuriame yra skydliaukės ekstrakto, gali būti skirtingų gyvūnų ar net jodo tirpale. Skydliaukės folikulai yra sudaryti iš skydliaukės hormono, kurio baltymuose yra tiroglobulino pavidalu. Skydliaukės hormonas yra trijodtironinas arba T3, kai trys jodo atomai yra prijungti prie tirozino arba tiroksino arba tetrajodtironinas T4, kai prie jodo yra prijungti keturi jodo atomai.
Iš dviejų formų, t.y. T3 arba T4, T3 yra veiksmingesnis už T4, nors T4 koncentracija kraujyje didesnė, tačiau tiksliniuose audiniuose jis virsta T3. Skydliaukei reikalingas hipofizės stimulas, pvz., hipofizės operacija arba hipofizės sunaikinimas lervos stadijose, nesukelia metamorfozės, tačiau gali būti atkurtas, jei implantuojamas hipofizės audinys. Tirotrofinis hormonas yra būtinas skydliaukės diferenciacijai ir aktyvacijai. Hipofizė taip pat gamina prolaktiną – hormoną, kuris palaiko gyvūno lervų prigimtį.
- Brandos periodui, vadinamam reprodukciniu etapu, būdingas sulėtėjęs augimas. Kūne vyksta savaiminis tam tikrų struktūrų atsinaujinimas ir laipsniškas jų susidėvėjimas.
- Senėjimo laikotarpį lydi atsigavimo procesų sulėtėjimas. Kaip taisyklė, sumažėja kūno svoris. Jei nebuvo smurtinio įsikišimo, tada natūrali mirtis įvyksta, kai gyvybiškai svarbios sistemos nustoja funkcionuoti dėl visų procesų sulėtėjimo.
Netiesioginė plėtra: pavyzdžiai ir žingsniai
Pažiūrėkime, kaip naujame padare gimsta gyvybė. Tiesioginis ir netiesioginis vystymasis yra terminai, apibūdinantys įvairius gyvūnų gyvenimo procesus, kurie prasideda nuo apvaisinto kiaušinėlio. Poembrioninio vystymosi metu galutinai susiformuoja organų sistemos, stebimas augimas, o vėliau gentis tęsiasi. Tada įvyksta senėjimas, o nesant išorinių įsikišimų – natūrali mirtis.
Pradinėse vystymosi stadijose prolaktino koncentracija yra didesnė. Pirmąjį signalą apie metamorfozės pradžią duoda hipofizė, kai veikiama trofinių faktorių atsiskiria nuo pagumburio ir įvairių egzogeninių veiksnių. Jis pradeda išskirti įvairius hormonus, iš kurių svarbus vaidmuožaisti prolaktiną ir skydliaukės hormonus. Prolaktinas palaiko gyvūno lervų būklę. Kortikotropino hormonas taip pat nukreipia hipofizę į skydliaukės hormono išsiskyrimą. Didelis skydliaukės hormonų kiekis įveikia hormono prolaktino veikimą, kuris vėliau veda į progresuojančią, regresuojančią ir lervų struktūrų pertvarkymą.
- Iškart po gimimo prasideda visa eilė transformacijų. Šiuo metu mažas organizmas nuo suaugusiojo skiriasi tiek išoriškai, tiek iš vidaus.
- Antrasis etapas – transformacija į visiškai naują kūną. Metamorfozė yra poembrioninis kūno formos pokytis su kelių etapų kaita.
- Trečiasis etapas yra paskutinis etapas, kuris baigiasi brendimu ir dauginimu.
Netiesioginės plėtros charakteristikos
Netiesioginis vystymasis būdingas daugialąsčiams organizmams. Iš padėtų kiaušinių atsiranda lerva, kuri išoriškai ir viduje neprimena suaugusio žmogaus. Pagal struktūrą tai yra paprastesnis padaras, paprastai mažesnio dydžio. Savo išvaizda jis gali būti labai panašus į savo tolimus protėvius. Pavyzdys galėtų būti varliagyvių, pavyzdžiui, varlės, lerva.
Pažiūrėkite, kas yra „Postembrioninis vystymasis“ kituose žodynuose
Remiantis hormonų lygiu ir tiroksino bei prolaktino santykiu, kuris gali būti mažas, vidutinis ir didelis, yra trys metamorfozės etapai, vadinami premetamorfoze, prometamorfoze ir metamorfine kulminacija. Atsižvelgiant į hormonų lygį, pokyčių seka pavaizduota taip.
Netiesioginės plėtros rūšys
Svarbus metamorfinių pokyčių aspektas yra tas pats hormonas. Tiroksinas sukelia laipsniškus kai kurių struktūrų pokyčius, pvz., galūnių formavimąsi, ir regresinius pokyčius kitose, pvz., uodegos, pelekų, miotominių raumenų ir kt. yra skirtumas reaktyvus gebėjimas audinių iki skydliaukės hormonų lygio, o tai vadinama kompetencija. Įvairios kūno dalys metamorfozės metu reaguoja į skirtingas hormono dozes. Žarnyno sutrumpėjimas ir užpakalinių galūnių diferenciacija prasideda nuo mažos skydliaukės hormono dozės, tačiau norint prasiskverbti pro priekines galūnes reikia didesnės dozės, o uodegos rezorbcijai – daug didesnės.
Išoriškai buožgalvis labai panašus į mažą žuvelę. Dėl specialių lervos organų ji gali gyventi visiškai kitokį gyvenimą nei lytiškai subrendę asmenys. Jie neturi net elementarių lytinių skirtumų, todėl neįmanoma nustatyti lervos lyties. Tam tikroms gyvūnų rūšims šis vystymosi etapas užima didžiąją jų gyvenimo dalį.
Tai rodo, kad organai turi skirtingą slenkstį, per kurį jie reaguoja į hormoną, todėl organai vystosi nuosekliai. skirtingas laikas. Buožgalvis, vartojamas labai didelėmis dozėmis, sukelia chaotišką vystymąsi, dėl kurio lerva miršta. Taigi normaliam suaugusiųjų metamorfiniam pokyčiui svarbus vystymosi įvykių koordinavimas.
Metamorfiniuose pokyčiuose yra regioninis specifiškumas, kuris paaiškinamas transplantacijos eksperimentais. Akies pumpuras, persodintas į uodegos sritį, diferencijuojasi į akį, nors aplinkiniai audiniai degeneruojasi, o persodinus į kamieną uodegos pumpuras regresuoja.
Radikalios metamorfozės
Netiesiogiai vystantis, naujagimis gyvūnas daugybe anatominių savybių labai skiriasi nuo subrendusios formos. Embrionas išsirita iš kiaušinio kaip lerva, kuri, prieš pasiekdama suaugusio amžiaus, patiria radikalią metamorfozę. Netiesioginis vystymasis būdingas daug kiaušinių dedantiems gyvūnams. Tai kai kurie dygiaodžiai, varliagyviai ir vabzdžiai (drugeliai, laumžirgiai, varlės ir kt.). Šių būtybių lervos dažnai užima visiškai kitokią ekologinę erdvę nei suaugęs gyvūnas. Jie maitinasi, auga ir tam tikru momentu virsta suaugusiu gyvūnu. Šias visuotines metamorfozes lydi daugybė fiziologinių pokyčių.
Metamorfiniams įvykiams įtakos turi indukcijos mechanizmas, o tai reiškia, kad pokyčius sukelia pagrindiniai audiniai. Suaugusio žmogaus storos ir storos odos susidarymas yra susijęs su apatinių raumenų buvimu, nors uodegos dermatomas turi skirtingas vaidmuo nei kamienas, nes sukelia regresiją, skirtingai nei kamienas. Būgno arba būgnelio susidarymą skatina pagrindinė būgnelio kremzlė.
Uodegos regresija yra greitas ir dramatiškas pokytis metamorfozės metu, nes jai trūksta standaus kaulinio endoskeleto ir jį palaiko kremzlė. Kai kurių struktūrų praradimas arba sumažėjimas metamorfozės metu atsiranda dėl apoptozės mechanizmo arba užprogramuotos ląstelių mirties. Uodegos regresija yra svarbus apoptozės pavyzdys. Jis vaidina pagrindinį vaidmenį metamorfinėje regresijoje, nors apoptozės laikas skirtinguose audiniuose ir organuose skiriasi. Tai vyksta keturiais skirtingais etapais. Trečiasis etapas yra ląstelių mirtis ir galiausiai makrofagų agregacija, siekiant pašalinti ląstelių šiukšles.
Tiesioginio vystymosi pliusai ir minusai
Tiesioginio vystymosi pranašumas yra tas, kad augimui reikia daug mažiau energijos ir gyvybiškai svarbių ingredientų, nes organizme nevyksta globalūs pokyčiai. Trūkumas yra tas, kad embriono vystymuisi reikia didelių atsargų. maistinių medžiagų kiaušinėliuose arba nėštumo metu gimdoje.
Klausimai savikontrolei
Proteolitinių fermentų susidarymas priklauso nuo skydliaukės sekrecijos. Šaltinis: Atsuko Ishizuya-Oka, Takashi Hasebe ir Yun-Bo Shi Apoptozė varliagyvių organuose metamorfozės metu. Padidėja karbamido ciklo fermentų sintezė, todėl azoto atliekos, amoniakas, virsta karbamidu, nes amoniako išplovimui reikia daug vandens, o tai atitinka buožgalvio vandens gyvybę. Karbamido ciklo fermentų kiekio padidėjimas taip pat priklauso nuo skydliaukės hormonų kiekio.
Joduotas tirozinas gali būti konvertuojamas į jo dejodinuotą formą naudojant Deiodinazės fermentus. Šie fermentai yra tiksliniuose audiniuose. Atsakymas: bendrų pagrindinių savybių naudojimas padeda atskirti gyvūnus į skirtingos grupės. Paimkime pavyzdį apie akordo buvimą ar nebuvimą. Ši funkcija padeda sugrupuoti gyvūnus į chordatus ir ne akordus. Panašiai paimami du ar trys embrioniniai sluoksniai, kad gyvūnai būtų suskirstyti į diploblastines ir trišales kategorijas. Pagrindinių požymių naudojimas klasifikuojant atveria kelią tolesniam gyvūnų atskyrimui į skirtingus pogrupius.
Neigiamas dalykas yra ir tai, kad tarp jaunų ir suaugusių gyvūnų gali kilti konkurencija tarp rūšių, nes jų buveinė ir maisto šaltiniai sutampa.
Netiesioginės plėtros privalumai ir trūkumai
Dėl to, kad netiesioginio vystymosi organizmai gyvena skirtingais konkurenciniais santykiais tarp lervų ir suaugusiųjų, jie paprastai neatsiranda. Privalumas yra ir tai, kad sėslių būtybių lervos padeda rūšiai plėsti savo buveinę. Tarp minusų verta paminėti, kad netiesioginis gyvūnų vystymasis į suaugusius dažnai trunka ilgą laiką. Kokybinėms transformacijoms tai būtina didelis skaičius maistinių medžiagų ir energijos.
2 klausimas: jei jums būtų duotas pavyzdys, kokius veiksmus atliktumėte, kad jį klasifikuotumėte? Atsakymas: Veiksmai siekiant atitikti klasifikaciją. Kitas žingsnis turėtų būti simetrijos, ty radialinės, dvišalės arba asimetrinės, paieška.
- Pirmiausia reikia ieškoti stuburo buvimo ar nebuvimo.
- Kitas žingsnis – nustatyti organizacijos lygį.
- Kitas žingsnis – ieškoti kūno ertmės buvimo ar nebuvimo.
Netiesioginės plėtros rūšys
Išskiriami šie netiesioginio vystymosi tipai: su visiška ir daline metamorfoze. Visiškai transformuojant, netiesioginis vystymasis būdingas vabzdžiams (drugeliams, vabalams, kai kurioms Hymenoptera). Gimusios lervos pradeda ėsti, auga, po to tampa nejudančiais kokonais. Esant tokiai būsenai, visi organizmo organai suyra, o susidariusi ląstelinė medžiaga ir sukauptos maistinės medžiagos tampa pagrindu formuotis visiškai kitokiems suaugusiam organizmui būdingiems organams.
Atsakymas: Coelom charakteris suteikia svarbią užuominą apie gyvūnų klasifikaciją. Koelomo nebuvimas reiškia, kad gyvūnas nesukūrė darbo pasidalijimo įvairiems rūšių veikla. Kita vertus, koelomo buvimas rodo tolesnę evoliuciją nuo paprasto iki sudėtingesnio organizmo.
4 klausimas: kuo skiriasi tarpląstelinis ir tarpląstelinis virškinimas? Atsakymas: Intraląstelinio virškinimo atveju virškinimas vyksta ląstelės viduje. Virškinimo fermentai išskiriami maisto vakuolėje, kurioje maistas virškinamas. Šiuo atveju absorbcija ir asimiliacija taip pat yra tarpląstelinė.
Esant dalinei metamorfozei, netiesioginis poembrioninis vystymasis būdingas visų tipų žuvims ir varliagyviams, tam tikriems moliuskams ir vabzdžiams. Pagrindinis skirtumas yra kokono stadijos nebuvimas.
Lervos stadijos biologinis vaidmuo
Lervos stadija – aktyvaus augimo ir aprūpinimo maistinėmis medžiagomis laikotarpis. Išvaizda, kaip taisyklė, labai skiriasi nuo suaugusiųjų. Yra unikalių struktūrų ir organų, kurių subrendęs individas neturi. Jų mityba taip pat gali labai skirtis. Lervos dažnai prisitaiko prie aplinkos. Pavyzdžiui, buožgalviai gyvena beveik vien vandenyje, bet gali gyventi ir sausumoje, kaip ir suaugusios varlės. Kai kurios suaugusio amžiaus rūšys yra nejudrios, o jų lervos juda ir naudojasi šiuo gebėjimu išsklaidyti ir plėsti savo buveinę.
Ekstraląstelinio virškinimo atveju virškinimas vyksta už ląstelės ribų. Siekiant palengvinti tarpląstelinį virškinimą, pradinis arba pažengęs virškinimo kanalas. Ekstraląstelinis virškinimas yra labiau išvystytas nei tarpląstelinis. Tokiu atveju galima naudoti sudėtingą maistą.
5 klausimas: kuo skiriasi tiesioginė ir netiesioginė plėtra? Atsakymas: Kai jaunas žmogus atrodo kaip suaugęs gyvūnas, tai yra tiesioginio vystymosi atvejis. Tačiau kai jaunas žmogus atrodo visiškai kitaip nei suaugęs gyvūnas, tai yra netiesioginio vystymosi atvejis. Pavyzdžiui, netiesioginio vystymosi metu gyvūnas gali patirti keletą formų. varlė ir šilkinė kandis.
Pirma, dėl netiesioginio vystymosi sumažėja suaugusiųjų ir jų palikuonių konkurencija dėl maisto ir buveinių. Pavyzdžiui, varlės lerva – buožgalvis – minta augalais, o suaugusi varlė – vabzdžiais. Buožgalvis ir vikšras nuo suaugusių formų skiriasi struktūra, išvaizda, gyvenimo būdu ir mityba. Antra, daugelio rūšių, pavyzdžiui, koralų, suaugusiųjų gyvenimo būdas yra prisirišęs, jie negali judėti. Tačiau jų lerva yra mobili, o tai prisideda prie rūšies persikėlimo.
Atsakymas: Nariuotakojai yra pirmasis tipas, kurio gyvūnai turi tinkamai išsivysčiusias organų sistemas. Išvystyta organų sistema padėjo nariuotakojams išgyventi įvairios sąlygos. Be to, nariuotakojai yra pirmieji tarp gyvūnų, kurių organų sistema gerai išvystyta. Dėl šių priežasčių nariuotakojai yra didžiausias gyvūnų karalystės būrys.
Įvairių rūšių organizmuose poembrioninio periodo trukmė yra skirtinga. Pavyzdžiui, Indijos dramblys gyvena iki 70 metų, šimpanzė – iki 40, pelė – iki 3 metų, medžiai gali gyventi šimtus metų, o gegužinis vabzdys – vos kelias dienas. Gal būt tiesioginis arba netiesioginis(lydimas metamorfozės (transformacijos)).
Su tiesioginiu vystymusi naujai atsiradęs organizmas savo sandara panašus į tėvą ir nuo jo skiriasi tik dydžiu ir nepilnu organų išsivystymu.
> Tiesioginis poembrioninis vystymasis
Tiesioginis vystymasis būdingas žmonėms ir kitiems žinduoliams, paukščiams, ropliams ir kai kuriems vabzdžiams.
Žmogaus raidoje išskiriami šie laikotarpiai: vaikystė, paauglystė, jaunystė, jaunystė, branda, senatvė. Kiekvienam laikotarpiui būdingi įvairūs organizmo pokyčiai. Senėjimas ir mirtis – paskutinės stadijos individualus vystymasis. Senėjimas pasižymi daugybe morfologinių ir fiziologinių savybių, lemiančių bendrą gyvybinių procesų ir organizmo atsparumo mažėjimą. Senėjimo priežastys ir mechanizmai nėra visiškai suprantami. Mirtis baigia individualią egzistenciją. Jis gali būti fiziologinis, jei atsiranda dėl senėjimo, ir patologinis, jei jį per anksti sukėlė koks nors išorinis veiksnys (sužalojimas, liga).
> Netiesioginis poembrioninis vystymasis
Metamorfozė reiškia gilų kūno struktūros pasikeitimą, dėl kurio lerva virsta suaugusiu vabzdžiu. Priklausomai nuo vabzdžių postembrioninio vystymosi pobūdžio, išskiriami du metamorfozės tipai:
Nebaigtas(hemimetabolija), kai vabzdžių vystymuisi būdingas tik trijų etapų – kiaušinėlių, lervų ir suaugusio (suaugusio) fazės – praeitis;
pilnas(holometabolija), kai lervos perėjimas į suaugusią formą atliekamas tarpinėje stadijoje - lėliukės stadijoje.
Iš kiaušinio išsiritęs jauniklis arba gimęs kačiukas yra panašus į suaugusius atitinkamos rūšies gyvūnus. Tačiau kitų gyvūnų (pavyzdžiui, varliagyvių, daugumos vabzdžių) vystymasis vyksta su staigiais fiziologiniais pokyčiais ir kartu formuojasi lervos. Šiuo atveju visos lervos kūno dalys patiria reikšmingų pokyčių. Keičiasi ir gyvūnų fiziologija bei elgsena. Metamorfozės biologinė reikšmė ta, kad lervos stadijoje organizmas auga ir vystosi ne rezervinių kiaušinėlio maisto medžiagų sąskaita, o gali maitintis pats.
Iš kiaušinėlio atsiranda lerva, paprastai paprastesnė nei suaugusio gyvūno, su specialiais lervos organais, kurių suaugusiam žmogui nėra. Lerva maitinasi, auga, o laikui bėgant lervos organus pakeičia suaugusiems gyvūnams būdingi organai. Esant nepilnai metamorfozei, lervų organų pakeitimas vyksta palaipsniui, nenutrūkstant aktyvios mitybos ir organizmo judėjimo. Visiška metamorfozė apima lėliukės stadiją, kai lerva virsta suaugusiu gyvūnu.
Ascidijoje (chordų tipas, lervos-chordatų potipis) susidaro lerva, turinti visas pagrindines chordatinių gyvūnų savybes: styga, nervinis vamzdelis, žiaunų plyšiai gerklėje. Lerva laisvai plaukia, tada prisitvirtina prie kokio nors kieto paviršiaus jūros dugne ir išgyvena metamorfozę: išnyksta uodega, notochordas, raumenys, nervinis vamzdelis skyla į atskiras ląsteles, kurių dauguma yra fagocituojamos. Iš lervos nervų sistemos lieka tik grupė ląstelių, dėl kurių susidaro nervinis ganglionas. Suaugusio ascidiano, vedančio prisirišusį gyvenimo būdą, struktūra visiškai neprimena įprastų chordatų organizavimo ypatybių. Tik žinant apie ontogeniškumo ypatybes galima nustatyti sisteminę ascidijų padėtį. Lervos struktūra rodo jų kilmę iš chordatų, kurie vedė laisvą gyvenimo būdą. Metamorfozės procese ascidijos pereina prie sėslaus gyvenimo būdo, todėl jų organizacija supaprastėja.
Laikui bėgant gyvenimas organizuojamas kaip organizmų kartų kaita. Kiekvienos kartos organizmai vykdo natūralus procesas vystymąsi ar gyvavimo ciklą. Labiausiai demonstratyvus yra daugialąsčių augalų ir gyvūnų, kurie dauginasi lytiškai, gyvenimo ciklas, kuris prasideda nuo vienos ląstelės – zigotos. Ląstelių transformacijos, susidarančios dalijantis zigotai ir jos palikuonims, vykstančios tam tikra * seka, lemia organizmo augimą, ląstelių pasiskirstymą jame įvairiose specializacijos srityse ir dalių, kurios skiriasi struktūra ir funkcijomis, galiausiai – brandos būsenos pasiekimas. Subrendęs organizmas atlieka pagrindinę biologinę užduotį – naujos kartos individų dauginimąsi. Ateityje kūnas sensta, o tai pasireiškia jo gyvybinės veiklos lygio sumažėjimu. Gyvenimo ciklas baigiasi mirtimi. Gyvenimo ciklai kai kurie vienaląsčiai eukariotai ir mikroorganizmai dažnai išsenka dėl ląstelių ciklo. Jų komplikacija yra susijusi su cistų ar sporų susidarymo galimybe, lytinio dauginimosi stadijos įtraukimu. Pereinamoji forma tarp vienaląsčių ir daugialąsčių organizmų ciklų yra kai kurių kolonijinių pirmuonių, tokių kaip Volvox, gyvavimo ciklas. Skirtingai nuo vienaląsčių organizmų, jie turi stabilų generatyvinių ir somatinių ląstelių linijų atranką, tačiau nėra somatinių ląstelių morfofunkcinių specializacijų įvairovės. Daugelis pirmuonių ir žemesnių daugialąsčių ciklų yra labai sudėtingi.
Tarpusavyje susijusių ir nulemtų chronologinių įvykių, natūraliai vykstančių organizmo gyvavimo ciklo procese, visuma vadinama „ontogenija“ arba „individualiu vystymusi“.
Esant tiesioginiam vystymuisi, embrioninis laikotarpis baigiasi gimus jaunai formai, kuri turi bendrą struktūrinį planą, subrendusiai būklei būdingą organų ir sistemų rinkinį, tačiau yra mažesnis, funkcinis ir struktūrinis organų ir sistemų nesubrendimas. Šis vystymosi tipas būdingas gyvūnams, kurie deda kiaušinius su dideliu trynių kiekiu.
Būdingi bruožai turi tam tikrą raidos tipą placentos žinduoliai ir asmuo. Tai tiesioginio vystymosi variantas, tačiau skiriasi tuo, kad iškart pasibaigus embrioniniam periodui po gimimo naujas organizmas nesugeba savarankiško gyvenimo būdo, nes jai reikalinga specifinė mityba – tam tikrų motinos organizmo liaukų (pieno) paslaptis.
Individualios raidos pokyčiai pasireiškia skirtinguose individualios organizacijos lygiuose – genetiniame, molekuliniame-biocheminiame, ląsteliniame, audinių, organų, sisteminiame. Individualios raidos studijose dalyvauja daugelio biologijos mokslo šakų specialistai – genetikai, biochemikai, morfologai, embriologai, molekuliniai biologai. Šio amžiaus pradžioje iškilęs tarpdisciplininių ontogenezės studijų vaidmens stiprėjimas lėmė savarankiškos mokslo apie gyvus dalykus – raidos biologijos – atsiradimą. Ji tiria paveldimus, molekulinius, struktūrinius pagrindus, taip pat ontogenetinių pokyčių reguliavimo mechanizmus visais individo gyvenimo ciklo etapais.
Individualaus vystymosi proceso pagrindas yra paveldima informacija, kurią palikuonys gauna iš tėvų. Tačiau pakanka palyginti, pavyzdžiui, asmenį pradinėje, vienaląsčio ontogenezės stadijoje ir suaugusį, kad būtų padaryta išvada, kad vystymosi metu informacijos kiekis atkuriamas kūno struktūrose ir metabolizme. kūnas didėja. Tai visų pirma liudija didesnė cheminių junginių įvairovė, neatsitiktinis jų pasiskirstymas organuose, pačių organų buvimas ir daug daugiau, ką stebime suaugęs ir zigotoje jų nerandama. Informacijos kaupimas kūrimo procese pasitarnauja svarbi savybė ontogenezę ir liudija jos sisteminį pobūdį. Pirminė paveldima zigotos informacija atlieka nurodymo vaidmenį, pagal kurį, esant aktyviam reguliavimo veiksniams aplinką besivystančiame organizme skirtingo sudėtingumo molekulės ir struktūros formuojasi nuosekliai ir reguliariai sąveikauja viena su kita. Atsižvelgiant į šią pastabą, ontogeniškumą galima apibrėžti kaip tėvų paveldimos informacijos realizavimo procesą tam tikromis aplinkos sąlygomis. Šis apibrėžimas pabrėžia, kad genetiniai modeliai vaidina svarbų vaidmenį individo vystymuisi, tačiau neišsemia viso jo turinio.
Be embriono vystymosi, augimo ir senėjimo, vystymosi biologija taip pat tiria molekulinius-genetinius, ląstelinius ir sisteminius regeneracijos mechanizmus – procesų rinkinį, lemiantį per visą organizmo gyvenimą susidėvėjusių ar dėl traumų prarastų struktūrų atkūrimą. .
Ontogenezė ir jos periodizacija. Ontogeniškumas yra nuolatinis individo vystymosi procesas. Tačiau dėl studijų patogumo, taip pat dėl to, kad tam tikrais jo etapais keičiasi vyraujantys molekuliniai, ląsteliniai ir sisteminiai mechanizmai bei organizmo santykio su aplinka pobūdis, daugialąsčio ontogeniškumas. organizmai skirstomi į periodus ir stadijas. Pasiūlytos kelios individualios raidos periodizavimo schemos. Pagal vieną iš jų, kuris yra plačiai paplitęs, išskiriami embrioniniai ir poembrioniniai laikotarpiai. Placentiniams gyvūnams ir žmonėms skiriami prenataliniai (antenataliniai) ir postnataliniai (postnataliniai) laikotarpiai. Pirmasis apima vystymąsi iki individo gimimo ir vyksta po kiaušialąstės membranomis, o placentos - motinos organizme. Šiuo laikotarpiu aplinkos veiksniai daro netiesioginį poveikį besivystančiam organizmui. Po gimimo, prasidėjus postnataliniam laikotarpiui, organizmo egzistavimo sąlygos iš esmės pasikeičia. Jis pradeda savarankiškas gyvenimas tiesioginė sąveika su aplinka.
Šie ontogeniškumo laikotarpiai skirstomi į etapus, kurie skiriasi specifiniu pokyčių turiniu. Lytiškai besidauginančių gyvūnų embriono periodą apibūdina šie etapai: vienaląstė (zigota), skilimas (vieno sluoksnio blastulės embriono susidarymas), gastruliacija (trisluoksnio embriono susidarymas), histo- ir organogenezė (susiformavimas). audiniai ir organai). Per pirmąsias 8 savaites besivystantis žmogaus kūnas vadinamas embrionu arba embrionu, kuris atitinka embriono stadijos išėjimą. Nuo 9-osios savaitės prasideda vaisiaus vystymosi stadija. Kūnas įgauna būdingas išorines formas, jame izoliuojami organų angai. Šiame etape jis vadinamas vaisiu.
Postnataliniu laikotarpiu, esant tiesioginiam vystymosi tipui, išskiriama ankstyva ir vėlyvoji postnatalinė ontogenezė. Tuo pačiu gyvenimo laikotarpis iki struktūrinės-funkcinės ir reprodukcinės brandos požymių įgijimo vadinamas ankstyvąja postnataline ontogeneze, o gyvenimo laikotarpis, atitinkantis kūno brandą ir senėjimą, – vėlyvuoju. Tolesnis skirstymas asmeniui atliekamas detaliausiai. Tai pagrindžia amžiaus fiziologijos ir medicinos tyrimo rezultatai. Taigi, ankstyvoje postnatalinėje žmogaus ontogenezėje, naujagimystės, kūdikystės, ikimokyklinio ir mokyklinio amžiaus, brendimas (brendimas). Jų parinkimas prisideda prie optimalaus praktinių pediatrijos problemų sprendimo, nes ankstyvajai postnatalinei ontogenezei būdingas gana greitas įvairių organų ir kūno sistemų funkcinių parametrų pokytis. Atitinkamai keičiasi reikalavimai mitybos pobūdžiui, higienos režimui, taip pat ištvermei temperatūros, fizinės, emocinės įtampos atžvilgiu.
Ontogenezės periodizacijos schema, kurios laikysimės ir ateityje, išplaukia iš individo raidos genetinių mechanizmų esmės, kuri yra laikoma paveldimos informacijos, lemiančios brandos būsenos pasiekimą ir realizavimo procesu. organizmo dalyvavimas dauginimosi procese. Šioje schemoje, atspindinčioje bendrus biologinius modelius, išskiriami priešreprodukciniai, brandūs (aktyvus reprodukciniai) ir poreprodukciniai laikotarpiai. Pirmasis iš jų, pradedant nuo zigotos susidarymo momento, apsiriboja brendimo pasiekimu ir taip pat gali būti vadinamas galutinio fenotipo vystymosi laikotarpiu, antrasis - stabilaus organų ir sistemų funkcionavimo periodu. trečia – organizmo senėjimo laikotarpis. Vienas iš pagrindinių kriterijų renkantis laikotarpius pagal aukščiau pateiktą schemą yra organizmo dalyvavimas dauginantis, todėl kyla sunkumų nustatant tikslias periodų ribas. Visų pirma, žinduolių ir žmonių brendimo būseną besivystantis organizmas pasiekia dažnai anksčiau, nei iš tikrųjų gauna galimybę aktyviai dalyvauti reprodukcijoje. Reprodukcinis ir poreprodukcinis moters ontogeniškumo periodai yra gana aiškiai atskirti (menopauzė). Senstantis vyras išsaugo gebėjimą daugintis palikuonių, tačiau jo aktyvumas šiuo atžvilgiu sumažėja. Atitinkamai mažėja dalyvavimo formuojant kitos kartos genofondo sudėtį. Dėl socialinės esmės nagrinėjamoje schemoje naudojamas biologinis brandumo kriterijus, susijęs su asmeniu, yra papildytas mokymo efektyvumo rodikliais, darbo veikla, kūrybinė veiklaįvairaus amžiaus žmonių.
Ikireprodukcinis laikotarpis apima embriono vystymąsi ir ankstyvą postnatalinį ontogeniškumą, išskiriamą pagal pirmąją periodizacijos schemą. Nors gimimo aktas iš esmės keičia organizmo ir išorinės aplinkos santykio pobūdį, ankstyvuoju postnataliniu laikotarpiu, lyginant su embrioniniu periodu, išsaugoma pagrindinė vystymosi kryptis. Visų pirma, tęsiasi formavimosi procesai, organizmo augimas, kinta ląstelių sudėtis ir tarpaudiniai įvairiuose organuose. Tačiau jei embrioniniame periode dominuoja morfogenezės procesai, tai ankstyvoje postnatalinėje ontogenezėje šiuos procesus pakeičia įprastos gyvybės veiklos formos, būdingos kiekvienam organui suaugusio žmogaus būsenoje.
IN Pastaruoju metu buvo pagrindas išskirti ikiembrioninį (ikiembrioninį) individo raidos periodą, kuris atitinka gametogenezę. Toks išskyrimas pateisinamas tuo, kad be trynio embriono maistinės medžiagos susidarymo oogenezės metu, kai kurios biologiškai svarbios makromolekulės yra sintetinamos ir saugomos kiaušialąsčių citoplazmoje prieš prasidedant vystymuisi, pavyzdžiui, pasiuntinių RNR, kurios kontroliuoja. ankstyvosios embriogenezės stadijos.
TIESIOGINĖ IR NETIESIOGINĖ ORGANIZMŲ VYSTYMASIS
Tiesioginis vystymasis vyksta be transformacijų. Šiuo atveju naujai gimęs organizmas nuo suaugusiojo skiriasi tik dydžiu, proporcijomis ir nepakankamu kai kurių organų išsivystymu. Šis vystymasis stebimas daugelyje vabzdžių, žuvų, roplių, paukščių ir žinduolių. Taigi iš žuvies kiaušinėlio išlenda mailius, panašus į suaugusį, bet skiriasi nuo jo dydžiu, žvynų ir pelekų neišsivystymas, ir žmogus pagimdo. mažas vaikas kurie negali vaikščioti, kalbėti ir pan.
Tokiems vabzdžiams kaip amūrai, skėriai, amarai iš kiaušinėlio išnyra lerva, panaši į suaugusį, kuri auga, tirpsta ir virsta suaugusiu vabzdžiu arba suaugusiu žmogumi.
Vystantis, kai virsta iš kiaušinėlio, atsiranda lerva, kuri visiškai skiriasi nuo suaugusio organizmo. Toks vystymasis vadinamas netiesioginiu arba vystymusi su metamorfoze, t.y. laipsniškas organizmo virsmas suaugusiuoju. Lervos auga, maitinasi, tačiau dažniausiai jos nepajėgios daugintis. Vystymasis su transformacija būdingas daugeliui vabzdžių ir varliagyvių. Vabzdžiams, vystantis visiškai transformuojant, individas pereina keletą nuoseklių etapų, kurie skiriasi vienas nuo kito gyvenimo būdu ir mitybos pobūdžiu. Pavyzdžiui, gegužės vabalui iš kiaušinėlio išlenda vikšras, kurio kūnas yra kirmėlės formos. Tada vikšras po kelių moltijų virsta chrysalis – nejudančia stadija. Lėliukė nesimaitina, o po kurio laiko išsivysto į suaugusį vabzdį.
Vikšro ir suaugusio vabalo maisto gavimo būdai skiriasi. Vikšras minta požeminėmis augalų dalimis, o vabalas – lapais. Kai kurių rūšių suaugėliai visai nesimaitina, o iškart pradeda daugintis.
Tarp stuburinių varliagyvių vystymasis su metamorfoze. Iš kiaušinėlio išnyra lerva – buožgalvis. Iš išorės jis primena žuvies mailius, kvėpuoja per žiaunas ir juda pelekų pagalba. Po kurio laiko susidaro galūnės, išsivysto plaučiai, išnyksta uodega. Praėjus dviem mėnesiams po kiaušinėlio palikimo, buožgalvis virsta suaugusia varle. Tačiau kai kurie varliagyviai vystosi nevisiškai transformuodamiesi, pavyzdžiui, aksolotlai. Jų gana didelių dydžių lervos gyvena vandenyje, turi penkių pirštų galūnes, kvėpuoja žiaunomis ir gali daugintis.
Ontogeniškumas yra individualus organizmo vystymasis. Ontogenezėje išskiriami 2 periodai – embrioninis ir poembrioninis. Aukštesniems gyvūnams ir žmonėms priimtinas skirstymas į prenatalinį ir postnatalinį. Taip pat siūloma išskirti proembrioninį laikotarpį iki zigotos susidarymo.
Proembrioninis vystymosi laikotarpis yra susijęs su lytinių ląstelių susidarymu. Oogenezę apibūdinantys procesai lemia haploidinio chromosomų rinkinio susidarymą ir sudėtingų struktūrų susidarymą citoplazmoje. Kiaušiniuose kaupiasi trynys. Priklausomai nuo trynio kiekio, yra trijų tipų kiaušiniai: izolecitaliai, telolecitaliniai ir centrolecitaliai. Izolecitalinėse ląstelėse yra nedidelis trynio kiekis ir jis tolygiai pasiskirsto ląstelėje. Centrolecitaliniuose kiaušiniuose trynys yra ląstelės centre, o citoplazma – periferijoje. Telolecitaliniuose kiaušiniuose yra daug trynio, susikaupusio vegetatyviniame poliuje. Proembrioniniame vystymosi periode rRNR ir mRNR nusėda kiaušinėlyje, taip pat susidaro nemažai struktūrų. Daugelis jų pastebimi dėl įvairių pigmentų. Embrioninis laikotarpis arba embriogenezė prasideda nuo zigotos susidarymo. Šio laikotarpio pabaiga siejama su įvairiais gimimo etapais. Embrioninis laikotarpis skirstomas į zigotos, skilimo, blastulės, gemalo sluoksnių susidarymo, histo ir organogenezės stadijas. Žinduolių embrionai iki užuomazgų susidarymo dažniausiai vadinami embrionu, o vėliau – vaisiu. Po išsiritimo ar gimimo prasideda poembrioninis vystymasis. Yra įvairių tipų ontogeniškumas: tiesioginis ir netiesioginis. Tiesioginis būna 2 formų – ne lervų ir intrauterinis, o netiesioginis – lervos pavidalu. Lervos vystymosi tipui būdinga tai, kad organizmo vystymesi yra viena ar kelios lervos stadijos. Lervos veda aktyvų gyvenimo būdą. Jie turi keletą laikinųjų organų, kurių suaugusiam žmogui nėra. Šio tipo vystymąsi lydi ne lervos tipo metamorfozė. Gyvūnų kiaušiniuose gausu maistinių medžiagų, kurių pakanka ontogenezei užbaigti. Mitybai, kvėpavimui ir išskyrimui šie embrionai taip pat sukuria laikinus organus.
Intrauterinis vystymosi tipas būdingas aukštesniems žinduoliams ir žmonėms. Kiaušiniuose beveik nėra maistinių medžiagų. Visos gyvybiškai svarbios embriono funkcijos atliekamos per motinos organizmą. Šiuo atžvilgiu sudėtingi laikinieji organai susidaro iš motinos ir vaisiaus audinių, pirmiausia placentos.
25. Ląstelių spermatogenezė, fazės ir transformacija. Biologinė lytinio dauginimosi reikšmė.
Spermatogenezė yra viena iš gametogenezės, spermatozoidų susidarymo ir brendimo proceso, atmainų. Spermatozoidai vystosi lytiniuose liaukose. Yra 3 etapai, kurių metu gametogenezė vyksta nuosekliai ir baigiasi spermatozoidų brendimu. 1 etapas yra veisimosi sezonas. Veisimosi zonoje pirminės lytinės ląstelės, turinčios diploidinį chromosomų rinkinį, daug kartų dalijasi mitozės būdu, o tai prisideda prie jų skaičiaus padidėjimo. Veisimosi zonoje dėl mitozės susidaro daug spermatogonijų. 2 etapas - augimo laikotarpis. Augimo zonoje pirminės ląstelės intensyviai auga ir kaupia maistines medžiagas. Tai tarpfazė prieš mejozę. Augimo zonoje padaugėja spermatogonijų ir iš kiekvienos ląstelės susidaro I eilės spermatocitas. 3 etapas – brendimo stadija. Atsiranda mejozė, kurios pasekoje iki antrojo dalijimosi susidaro 2 antros eilės spermatocidai, o vėliau po mejozės sėklidėse susidaro 4 vienodo dydžio haploidiniai spermatidai. Jie subręsta ir susidaro spermatozoidai. Lytinis dauginimasis, kaip pastebėjo daugelis mokslininkų, yra neišsenkantis kintamumo šaltinis. Dėl lytinio dauginimosi atsiranda įvairių palikuonių. Be to, su kiekviena karta išgyvena organizmai, turintys palankiausius paveldimų savybių derinius, o tai veda prie progresyvios evoliucijos.
ŽMOGAUS ONTOGENEZĖ
Ontogenezija yra pilnas individualaus organizmo vystymosi ciklas. Laiko intervale ontogeniškumas prasideda kiaušinėlio apvaisinimo metu ir baigiasi organizmo mirtimi. O biologiniu požiūriu ontogeniškumas yra visiško ir laipsniško paveldimos informacijos diegimo procesas visuose organizmo egzistavimo etapuose, o aplinka daro didelę įtaką organizmo vystymuisi.
Ontogenezės mechanizmų išmanymas yra viena iš pagrindinių šiuolaikinės biologijos problemų, todėl tiriant individo raidos dėsningumus dalyvauja įvairios biologijos disciplinos: citologija, histologija, molekulinė genetika, biochemija ir kt. dvi nepriklausomos disciplinos, tiesiogiai tiriančios ontogenezės etapus: embriologija ir gerontologija. Atsižvelgiant į šį požiūrį, šiuolaikinė sintetinė ontogeniškumo teorija dažnai vadinama vystymosi biologija.
Atsižvelgiant į visą gyvūnų pasaulio įvairovę, galima išskirti šiuos pagrindinius ontogeniškumo tipus:
Netiesioginė plėtra Tiesioginė plėtra
(lerva, su metamorfoze)
Su visiška metamorfoze - ne lervos (žuvys, ropliai, paukščiai)
Su nepilna metamorfoze - intrauterinis
Ontogenezės tipą, ypatumus ir galimus pažeidimus lemia dviejų pagrindinių veiksnių sąveika: paveldima informacija. duotas organizmas ir aplinkos ypatybes. Ir ši sąveika vyksta bet kuriame individo vystymosi etape.
Ontogeniškumo periodizavimas. Visuotinai priimta, kad ontogenezė skirstoma į du periodus: embrioninį (žmonėms – prenatalinį, prenatalinį) ir poembrioninį (postnatalinį). Kiekvienas iš jų savo ruožtu skirstomas į trumpesnius segmentus (etapus), kuriems būdingi tam tikri morfologiniai ir funkciniai bruožai.
Bet kuris organizmas gali atsirasti tik esant dviem visavertėms lytinėms ląstelėms, todėl labiau pagrįsta išskirti kitą ontogenezės laikotarpį - progezę (proembrioninį periodą), kuris yra prieš pačią ontogenezę. Proembrioninis laikotarpis sutampa su gametogeneze, taip pat apima apvaisinimą ir apvaisinimą.
I. Proembrioninis laikotarpis. Gametogenezės reikšmė tolimesnis vystymas palikuonys:
Haploidinių ląstelių susidarymas (užtikrina chromosomų skaičiaus pastovumą)
Naujų paveldimos medžiagos derinių atsiradimas
Generacinės mutacijos (paveldimų ligų priežastis)
Svarbūs apvaisinimo ir tręšimo įvykiai:
1. Spermos kiekis. Ejakuliate yra apie 3x108 spermatozoidų (60-120 mln. 1 ml) ir jie išlaiko galimybę apvaisinti 2 dienas.
2. Kapacitacija – spermatozoidų suaktyvėjimas jiems pereinant per moters lytinius organus.
3. Kiaušialąstės membranų įveikimas spermatozoidu ir prisijungimas prie specifinio receptoriaus (receptoriai būdingi rūšiai!).
4. Akrosominė reakcija – akrosomų fermentai (hialuronidazė, proteazės ir kt.) ardo skaidrią membraną
5. Kiaušialąstės ir spermos membranos liečiasi, spermatozoidų galvutė panardinta į kiaušialąstės citoplazmą. Po to seka vidinio apvaisinimo etapai.
6. Žievės reakcija – pasikeitus skaidriai membranai ji tampa nepralaidi kitiems spermatozoidams. Permatomas apvalkalas apsaugo koncepciją (embrioną morulos stadijoje), kai jis praeina per kiaušintakį.
II. prenatalinis laikotarpis. Prenataliniame žmogaus raidoje išskiriami šie laikotarpiai:
- pradinė: pirmosios 2 savaitės (vystymo stadija – koncepcija)
- embrioninis: 3-8 savaites (vystymosi stadija – embrionas)
- vaisius (fetal): iki nėštumo pabaigos (vystymo stadija - vaisius)
Pradinis laikotarpis. Susidarius zigotai, prasideda skilimo stadija – mitozinis ląstelių dalijimasis nepadidėjus bendram jų tūriui. Žmogaus kiaušialąstė yra izolitalinės struktūros (maisto medžiagų yra mažai ir jos tolygiai pasiskirsto ląstelėje), todėl smulkinimo tipas yra holoblastinis – zigota yra visiškai padalinta į dvi blastomeras. Vėlesnis suskaidymas yra asinchroninis ir šiek tiek netolygus. Po trečiojo dalijimosi susidaro morulės stadija – ląstelių grupė, uždaryta skaidrios membranos viduje. Centrinės ląstelės sudaro tarpines jungtis, o periferinės ląstelės sudaro sandarias jungtis viena su kita ir sudaro apsauginį sluoksnį vidinėms ląstelėms. Vėlesni pasiskirstymai sudaro blastocistos stadiją. Jame aiškiai išskiriama vidinė ląstelės masė – embrioblastas (iš šių ląstelių embrionas susidaro tiesiogiai, dalinis ar visiškas ląstelių atsiskyrimas lemia dvynių vystymąsi) ir išorinis sluoksnis – trofoblastas (dalyvauja įvedant blastocistą į gimdos gleivinė ir choriono susidarymas). Blastocistos viduje susidaro skysčio pripildyta ertmė – blastokoelis. Išorinis skaidrus apvalkalas tampa plonesnis ir išnyksta. Apibūdinti įvykiai vyksta kiaušintakiuose. 6-7 dieną blastocista yra gimdos ertmėje ir įvyksta implantacija – prasiskverbimas į gimdos gleivinę.
Blastocistos įvedimas į pilvo ertmę sukelia negimdinį nėštumą, kiaušintakiuose - iki kiaušintakių.
Kitas vystymosi etapas susideda iš koordinuotų, griežtai reguliarių didžiulių ląstelių masių tarpusavio judėjimų. Šie procesai vadinami morfogenetiniais (formą formuojančiais) judesiais arba morfogeneze. Dėl morfogenezės embrionas įgauna dviejų ar trijų sluoksnių struktūrą (gastruliacijos stadija), susidaro nervinė plokštelė, vėliau – nervinis vamzdelis (neruliacijos stadija). Vėliau prasideda embrioninių ląstelių specializacija (histogenezė) ir atskirų organų formavimasis (organogenezė). Šie etapai išsamiai aptariami Histologijos katedroje.
Aukščiau išvardyti etapai yra pagrįsti šiais ląstelių mechanizmais: proliferacija (ląstelių dauginimasis), migracija, užprogramuota ląstelių mirtimi, selektyviu rūšiavimu ir adhezija (adhezija), tarpląstelinių kontaktų susidarymu ir ląstelių diferenciacija.
Panaši informacija.
Tiesioginis vystymasis – tai vystymosi tipas, kai naujagimis ar išsiritęs organizmas savo sandara nesiskiria nuo suaugusio organizmo, nes neturi specifinių organų ar struktūrų, bet yra nesubrendęs ir mažesnis. Jo tolesnis vystymasis yra susijęs su augimu ir brendimu. Tiesioginis vystymosi tipas būdingas labiausiai organizuotoms stuburinių (roplių, paukščių ir žinduolių) grupėms, taip pat atskiriems kitų gyvūnų karalystės grupių atstovams: blakstienoms ir oligochaetinėms kirmėlėms, dėlėms, kai kuriems pilvakojų moliuskams ir vorams.
Augalų ir gyvūnų augimo ypatumai.
Vienas iš pagrindinių poembrioninio vystymosi rezultatų yra kūno linijinių matmenų ir masės padidėjimas, kuris pasiekiamas augimo procese. Jis pagrįstas dviem mechanizmais: ląstelių skaičiaus padidėjimu per ląstelių dalijimąsi; pačių ląstelių augimas, kuris atsiranda dėl citoplazmos tūrio padidėjimo.
Audinių struktūra aukštesni augalai ir gyvūnai skirtingi, jų kūnas nevienodai susiformavęs, vystosi skirtingos organų sistemos. Jei augalo kūnas plečiasi ir atrodo, kad jis siekia užfiksuoti daugiau erdvės ir šviesos, o tai pasiekiama vystant išorinius organus (jie visiškai neturi vidaus organų), tai gyvūno kūnas, atvirkščiai, yra kompaktiškas, vystosi visų pirma vidaus organų sistemos. Neatsitiktinai augalai ir gyvūnai auga skirtingai.
Aukštesniųjų augalų augimas vadinamas viršūniniu, nes jis vyksta dėl ląstelių dalijimosi specialiuose lavinamuosiuose audiniuose (meristemose). Viršūninės meristemos užtikrina šaknų augimą ir ūglių galiukų ilgį; įterpimas – tarpubamblių pailginimas, o šoninis – stiebų ir šaknų sustorėjimas. Augalai auga visą gyvenimą.
Gyvūnams augimas taip pat vyksta dėl ląstelių dalijimosi ir pačių ląstelių augimo. Tačiau skirtinguose audiniuose šis procesas vyksta skirtingai. Pavyzdžiui, ląstelių dalijimasis žmogaus nervų ir raumenų audiniuose vyksta tik embriono vystymosi laikotarpiu, o jungiamajame ir epitelio audiniuose – visą gyvenimą. Skirtingai nuo augalų, kurie auga su tam tikromis kūno dalimis, gyvūnai auga visu kūnu, nors tam tikrais poembrioninio vystymosi tarpsniais atskirų organų augimas gali paspartėti arba, atvirkščiai, sulėtėti. Vienų rūšių gyvūnų augimas nesustoja visą gyvenimą (žuvims), kitų – iki tam tikros amžiaus ribos (paukščių ir žinduolių); kitose – tik lydymosi laikotarpiu (vėžiagyviai ir apvaliosios kirmėlės), o ketvirtoje – tik lervos stadijoje (vabzdžiai).
Stuburinių gyvūnų augimą kontroliuoja specialūs augimo hormonai, kurie išskiriami hipofizėje ir sintetinami kepenyse. Įdomu tai, kad lytiniai hormonai turi įtakos ir žmonių augimui. Štai kodėl staigus mergaičių augimo pagreitis vyksta aktyvaus brendimo laikotarpiu 12-13 metų amžiaus, o berniukų - 15-16 metų, o 18-20 metų augimas visiškai sustoja.
Brendimas yra dar vienas svarbus postembrioninio vystymosi komponentas. Gyvūnai, baigę embriono vystymąsi, nėra lytiškai subrendę, o tai reiškia, kad jie negali daugintis. Be to, daugelyje jų rūšių šiame ontogenezės etape lytinių organų visai nėra. Tiems, kurie jau turi tokius organus, jie dar negali funkcionuoti: būtinas tam tikras vystymosi laikotarpis. Patinų lytinė branda būna spermatogenezės pradžioje, o patelių – pirmosios ovuliacijos metu.
Pasirodo, daugelio gyvūnų ankstyvosiose poembrioninio vystymosi stadijose net pažangiausi genetiniai metodai negali nustatyti, kas yra priešais jus: būsima patelė ar patinas. Viskas priklauso nuo lyties nustatymo mechanizmo. Jei daugumos vabzdžių, paukščių ir žinduolių kategorijų atstovų lytis nustatoma apvaisinimo metu ir priklauso tik nuo lytinių chromosomų rinkinio zigotoje, tai žuvims, varliagyviams ir ropliams lytis formuojasi jau apvaisinimo laikotarpiu. poembrioninis vystymasis ir daugiausia priklauso nuo aplinkos sąlygų. Yra žinoma, kad smarkiai pakilus vandens, kuriame vystosi žuvų ikrai, temperatūra lemia tai, kad palikuonims gali atsirasti tik vienas patinas. Be to, patinų skaičiaus padidėjimą žuvų populiacijoje gali lemti bet koks buveinės pasikeitimas, nepalankus lervų ir mailiaus vystymuisi (vandens druskingumas ar pH, maisto trūkumas ir kt.). Vėžlių, krokodilų ir gyvačių palikuonių lytis taip pat priklauso nuo temperatūros, kurioje kiaušinėliai inkubuojami. Kai kurie vėžliai žema temperatūra veda prie patinų atsiradimo, aukštos - patelės, kitose rūšyse patinai pasirodo ir žemoje, ir ties aukšta temperatūra, o patelės – esant vidutinei optimaliai temperatūrai.
Yra tam tikri lytinio brendimo modeliai, kurie galioja tik konkrečioms organizmų grupėms. Visų pirma, buvo nustatyti šie du žinduolių modeliai:
Patelės subręsta greičiau nei patinai (informacija pamąstymui: žuvyse, varliagyviai ir ropliai, atvirkščiai, patinai subręsta anksčiau);
Seksualinė branda įvyksta nepasibaigus organizmo augimui ir brendimui. Kadangi sveikų palikuonių gimimui reikalinga normali nėštumo eiga, sėkmingas gimdymas ir stabilus maitinimasis pienu, kurį gali užtikrinti tik subrendęs ir stiprus organizmas, reikėtų vengti ankstyvų nėštumų.
Augaluose, taip pat gyvūnuose, brendimas atsiranda tik po pakankamai ilgo augimo laikotarpio. Tai pasireiškia žydėjimu – juk būtent žieduose išsidėstę augalų „lyties organai“: vyriški (žiedadulkių maišeliai) ir moteriški (embrionų maišeliai).
Poembrioninio vystymosi procesas gali būti tiesioginis ir netiesioginis (peržengti lervos stadijas). Šiuo laikotarpiu vyksta galutinis organų formavimasis, kūno augimas ir brendimas, jo dauginimasis, senėjimas ir mirtis.