Biologia_Chebyshev_N_V
.pdf
-121-
Таким образом, на всех этапах эмбрионального развития под влиянием различных факторов могут возникнуть отклонения от нормы, от незначительных до тяжелых пороков развития.
К числу сравнительно частых отклонений от нормы относится рождение близнецов.
Различают однояйцевых и разнояйцевых близнецов. Если полное раздвоение
зародыша произошло на стадии двух бластомеров или на стадии гаструлы, то рождаются нормальные однояйцевые близнецы. Они родились из одной зиготы и имеют одинаковый генотип, пол и похожи друг на друга. Реже наблюдается расщепление зародыша не на две, а на большее число частей (полиэмбриония).
Разнояйцевые близнецы образуются в результате одновременного созревания двух или большего числа яйцеклеток и почти одновременного оплодотворения. Они могут быть разного пола и похожи друг на друга не больше, чем дети в одной семье.
Иногда рождаются сросшиеся близнецы (рис. 119). Их называют сиамскими по названию местности в Юго-Восточной Азии, где в 1811 г. родились два сросшихся брата. Они были соединены друг с другом в области груди и бедер (рис. 120). Известны и другие случаи сращения близнецов (одно туловище с двумя головами и одна голова с двумя туловищами). Иногда один из близнецов является лишь придатком другого (рис. 121, 122, 123).
Рис. 119. Образование сросшихся близнецов (Карлсон, 1983).
-122-
Рис. 120. Сиамские близнецы -Чанг и Энг Бункер. Рис. 121. Сестры Блажек (Груздев, 1914).
Рис. 122. Ребенок с двумя головами и одним |
Рис. 123. Индус Лалоо (Груздев, 1914). |
туловищем (Фридрих, 1985). |
|
Соединенные близнецы всегда однояйцевые. Образование их может
происходить путем неполного раздвоения зародыша и путем срастания двух и более
однояйцевых близнецов на ранних стадиях развития (рис. 124, 125, 126, 127, 128).
-123-
Рис. 124. Скелет близнецов, Рис. 125. Вид спереди и сзади близнецов, сросшихся в области
сросшихся нижней половиной головы и груди (Груздев, 1914). туловища (Ранке, 1903).
Рис. 126. Трехголовый ребенок (Коршельт, |
Рис. 127. Сросшаяся четверня (Швальбе, 1906- |
1914). |
1909). |
-124-
Рис. 128. Женщина 53 лет с двумя носами и рудиментарным третьим глазом посередине лица
(Канаев, 1959).
Если происходит слияние одноименных зачатков, возникает срастание пальцев - синдактилия. При слиянии зачатков нижних конечностей рождаются сиреновидные уроды. Если сливаются зачатки глаз - то "циклопы" (одноглазые).
К аномалиям развития у человека можно отнести атавизмы, т.е. проявление признаков далеких животных предков - чрезмерное оволосение, сохранение удлиненного копчика (хвоста) и т.д.
Расщепление отдельных эмбриональных зачатков приводит к появлению дополнительных элементов в органах - увеличению числа пальцев (полидактилия) (рис. 129).
Рис. 129. Аномалии развития человека. А - анэнцефалия (отсутствие головного мозга), Б -
полидактилия (многопалость).
-125-
Изучение эмбрионального и постэмбрионального развития животных дало возможность ученым найти общие черты в этих процессах. Карл Бэр сформулировал закон сходства зародышей. Эмбрионы имеют общее сходство в пределах типа, начиная с самых ранних стадий развития. Э.Геккель и Ф.Мюллер открыли биогенетический закон, согласно которому "онтогенез каждой особи есть краткое повторение филогенеза вида, к которому относится данный организм".
4.2.1.4. ПОСТЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ
После окончания эмбрионального периода начинается постэмбриональный. При внутриутробном онтогенезе он начинается с рождения, при неличиночном
- с выходом из зародышевых оболочек, при личиночном -- с выходом из яйцевых
оболочек.
Постэмбриональный онтогенез можно разделить на следующие периоды:
1)ювенильный (до полового созревания);
2)зрелый (взрослое половозрелое состояние);
3)период старости, заканчивающийся естественной смертью.
4.2.1.4.1. ЮВЕНИЛЬНЫЙ ПЕРИОД
Ювенильный период зависит от типа онтогенеза. Развитие может быть прямым и непрямым (с метаморфозом).
Метаморфоз, характерный для личиночного онтогенеза, бывает полным и неполным.
При полном метаморфозе у насекомых из яйца выходит личинка, отличающаяся от взрослой особи наличием специальных органов. Она питается, растет, линяет и превращается в куколку (у большинства - неподвижная стадия).
Органы личинки растворяются, сохраняется только нервная система, зачатки половых желез и имагинальные диски, за счет которых формируются органы
взрослого насекомого. Из куколки образуется взрослая особь. Полный метаморфоз характерен для жуков, мух, комаров, блох и др.
При неполном метаморфозе из яйца насекомых выходит личинка, похожая на взрослую особь, но меньших размеров. Личинка растет, но хитинизированный покров препятствует увеличению размеров и объема. Происходят линьки. После нескольких линек личинка превращается во взрослую форму (имаго). Неполный метаморфоз характерен для кузнечиков, тараканов, вшей. Процесс линьки
регулируется гормонами (рис. 130).
-126-
Рис. 130. Развитие насекомых с неполным (I) и полным (II) превращением: 1 - яйца, 2, 3, 4, 5, 6 -
личинки, 7 - куколка, 8 - взрослая форма.
В процессе метаморфоза у лягушек перестраиваются все системы органов: появляются конечности, рассасываются жабры и хвост, укорачивается кишечник,
изменяется строение всего черепа, жаберное дыхание заменяется легочным,
появляется второй круг кровообращения. Эти процессы регулируются гормонами. Личинки земноводных - головастики - обитатели воды: имеют приспособления
для жизни в этих условиях. К этим приспособлениям можно отнести:
•присоску - специальный аппарат на нижней стороне головного конца,
служащий для прикрепления к подводным предметам;
•более длинный, чем у лягушек, кишечник, что связано с
растительноядностью головастика.
Головастик имеет рыбообразную форму с длинным хвостом, плавником,
парусные жабры, один круг кровообращения и двухкамерное сердце (рис. 131).
-127-
Рис. 131. Последовательные стадии развития головастика лягушки.
При неличиночном и внутриутробном онтогенезе развитие прямое, т.к. новорожденное животное похоже на взрослое, но меньших размеров и плохо развита половая система. Развитие связано с ростом, достижением половой зрелости.
4.2.1.4.2. РОСТ И РАЗВИТИЕ
Рост организма сопровождается увеличением клеток и накоплением массы тела. Различают определенный и неопределенный рост.
Неопределенный рост характерен для моллюсков, ракообразных, рыб, земноводных, рептилий и других животных, не прекращающих расти в течение всей жизни.
Определенный рост свойственен организмам, которые растут лишь
ограниченное время жизни, например, насекомые, птицы и млекопитающие. У человека интенсивный рост прекращается в возрасте 13-15 лет, соответствующем периоду полового созревания.
Рост и развитие организма контролируется генетически, а также зависит от условий среды, в которой идет развитие.
Несмотря на изменения условий внешней среды, живые организмы сохраняют
постоянство своего строения, функциональную активность. Свойство живых систем - поддерживать постоянство своей внутренней среды, а также основные черты
присущей им организации, несмотря на непрерывную изменчивость окружающей среды, называется гомеостазом (от греч. гомос - равный, стазис - состояние).
-128-
Деятельность регуляторных систем обеспечивает согласованность биохимических реакций и такой их уровень, который наиболее полно соответствует условиям существования.
Рост регулируется обменом веществ. На рост и развитие оказывают большое влияние полноценное питание, наличие в пище витаминов, белков, жиров, углеводов, минеральных веществ.
Рост и развитие находятся под контролем нейрорегуляторных факторов. Важна роль гормонов, вырабатываемых гипофизом, щитовидной железой, эпифизом, надпочечниками, половыми железами.
Гипофиз состоит из передней, средней и задней долей. В передней доле вырабатываются соматотропный, гонадотропный, адренокортикотропный и тиреотропный гормоны. При избытке соматотропного гормона в период роста возникает гигантизм, при недостатке гормона в детском и подростковом возрасте - гипофизарная карликовость. Пропорции тела при этих нарушениях сохраняются (рис. 132). Если этот гормон выделяется в избытке после наступления половой зрелости, то наблюдается патологический рост костей кисти, стопы, лица, возникает акромегалия.
Рис. 132. Взрослый гигант и карлик.
Гонадотропный гормон необходим для полового созревания и нормального функционирования половых желез у взрослых организмов.
Тиреотропный гормон регулирует работу щитовидной железы. Адренокортикотропный гормон оказывает влияние на деятельность
надпочечников.
Гормон эпифиза тормозит преждевременное половое созревание.
В зрелом возрасте с гормонами эпифиза связана сезонная периодичность
-129-
активности половых желез и размножения у животных. Свет тормозит гормональную функцию эпифиза. Весной в связи с увеличением светового дня повышается активность передней доли гипофиза, что сказывается на усилении деятельности половых желез.
Гормоны щитовидной железы влияют на рост, развитие, обменные процессы, на метаморфоз насекомых и земноводных.
У ребенка при гипофункции щитовидной железы задерживается рост, окостенение скелета, наблюдается умственная отсталость, не наступает половое созревание - возникает заболевание - кретинизм (рис. 133).
Рис. 133. Ребенок с недостаточностью щитовидной железы. 1 - до лечения, 2 - после лечения.
Гормоны надпочечников оказывают влияние на рост, обмен веществ, дифференциацию клеток. Кора надпочечников вырабатывает в небольшом количестве половые гормоны.
Ко времени полового созревания гипофиз начинает выделять гонадотропный гормон, стимулирующий рост семенников и яичников. Половые железы вырабатывают половые гормоны, обусловливающие развитие вторичных половых признаков. Вторичными половыми признаками называются внешние особенности, отличающие самцов от самок, мужчину от женщины.
4.2.1.4.3. ПЕРИОД ЗРЕЛОСТИ
После ювенильного периода наступает период зрелости (период взрослого
половозрелого состояния). Он связан с возможностью к самовоспроизведению, размножению. Характеризуется наибольшей самостоятельной активностью в окружающей среде.
Когда организм достигает своих окончательных размеров, рост клеток не
прекращается. Утрата или повреждение клеток и тканей в результате старения, заболевания, несчастных случаев или нападения других организмов, может стимулировать деление и дифференцировку клеток, что приводит к заживлению ран, восстановлению или замещению поврежденных или недостающих органов.
-130-
4.2.1.4.4. РЕНЕГЕРАЦИЯ
Во всех периодах онтогенеза организмы способны к восстановлению утраченных или поврежденных частей тела. Процессы, направленные на восстановление разрушенных биологических структур, называются регенерацией (рис. 134). Регенерация может быть физиологической и репаративной.
Рис. 134. Регенерация морской звезды: а - образование целой звезды из оторванного луча, б -
образование звезды на конце поврежденного луча.
Физиологическая регенерация свойственна всем организмам. Она связана с восстановлением утраченных структур в процессе жизнедеятельности организма. Регенерация может осуществляться на клеточном, тканевом, органном уровнях.
Например, у членистоногих физиологическая регенерация связана с линькой. У млекопитающих и человека систематически слущивается кожный эпителий, быстро происходит смена эритроцитов и др. тканей.
Репаративная регенерация - это восстановление части тела организма, отторгнутой насильственным путем.
Способность к регенерации выражена по-разному. Одни животные способны восстанавливать целостный организм из отдельных клеток.
Хорошо выражена репаративная регенерация у кишечнополостных (гидра),
ресничных червей (планария).
Другие животные восстанавливают только нарушенные органы. Ракообразные способны восстанавливать утраченные конечности, антенны. Хвостатые амфибии и личинки бесхвостых восстанавливают конечности, хвост.
Некоторые животные могут восстанавливать внутренние органы. При этом
восстанавливается не форма, а масса органа. Сначала заживляется рана, а затем происходит увеличение оставшейся части органа за счет размножения клеток.
Например, так регенерирует печень.
Иногда регенерация сводится лишь к рубцеванию ран.
У человека может регенерировать эпителиальная, мышечная,
соединительная, кожные ткани, периферические нервы. Чаще всего регенерация у