Провизорные органы зародышей позвоночных

Провизорные, или временные, органы образуются в эмбриогенезе ряда представителей позвоночных для обеспечения жизненно важных функций, таких, как дыхание, питание, выделение, движение и др. Недоразвитые органы самого зародыша еще не способны функционировать по назначению, хотя обязательно играют какую-то роль в системе развивающегося целостного организма. Как только зародыш достигает необходимой степени зрелости, когда большинство органов способны выполнять жизненно важные функции, временные органы рассасываются или отбрасываются.

Время образования провизорных органов зависит от того, какие запасы питательных веществ были накоплены в яйцеклетке и в каких условиях среды происходит развитие зародыша. У бесхвостых земноводных, например, благодаря достаточному количеству желтка в яйцеклетке и тому, что развитие идет в воде, зародыш осуществляет газообмен и выделяет продукты диссимиляции непосредственно через оболочки яйца и достигает стадии головастика. На этой стадии образуются провизорные органы дыхания (жабры), пищеварения и движения, приспособленные к водному образу жизни. Перечисленные личиночные органы дают возможность головастику продолжить развитие. По достижении состояния морфофункциональной зрелости органов взрослого типа временные органы исчезают в процессе метаморфоза.

БИЛЕТ-53.КРИТИЧЕСКИЕ ПЕРИОДЫ ОНТОГЕНЕЗА, АНОМАЛИИ И УРОДСТВА, ПОНЯТИЕ О ТЕРАТОГЕННЫХ ФАКТОРАХ?

1-ый критический период от 0 до 10 дней – нет связи с материнским организмом, эмбрион или погибает или развивается ( принцип «все или ничего»). Питание зародыша аутотропное, за счет веществ, содержащихся в яйцеклетке, а затем за счет жидкого  секрета  трофобласта в полости бластоцисты.

2-ой критический период  от 10 дней до 12 недель происходит формирование органов и систем, характерно возникновение множественных пороков развития. Значение имеет не столько срок гестации, сколько длительность воздействия неблагоприятного фактора.

3-ий критический период (внутри 2-го)  3-4 недели – начало формирования плаценты и хориона. Нарушение ее развития приводит к плацентарной недостаточности и как следствие – к гибели эмбриона или развитию гипотрофии плода.

4-ый критический период  12-16 недель, формируются наружные половые органы. Введение эстрогенов может привести к дисплазии эпителия матки и влагалища во взрослом состоянии.

5-ый критический период 18-22 недели, завершение формирования нервной системы.

  Факторы, влияющие на развитие плода, делятся на экзогенные и эндогенные:

- физические (температура, газовый состав воздуха, ионизирующая радиация и др.);

- химические (вещества, применяемые в промышленности, в быту, проходящие через плацентарный барьер, лекарственные вещества, наркотические препараты, избыток витаминов А, Д, С, алкоголь, никотин и т.д.);

- алиментарные (неполноценное питание в 3-4 раза увеличивает пороки развития плода);

- хроническое кислородное голодание (хроническая гипоксия приводит к гипотрофии);

- экстрагенитальная патология (инфекционная патология, вирусная инфекция, перенесенная беременной).

  Ионизирующее излучение: малые дозы излучения приводят к нарушению обмена, наследственным болезням (увеличивается число пороков, рак щитовидной железы и др.).

Незначительные отклонения от нормы развития называют аномалиями.

Резкие отклонения, нарушающие функцию органа и некого орга­низма или делающие организм нежизнеспособным, носят название пороков развития и уродств.

Один из известных пороков развития - это соединенные («сросшие­ся») близнецы. Называют их иногда сиамскими, по имени местности в юго-восточной Азии, где в начале прошлого века родилось два срос­шихся брата. Они были соединены друг с другом в области груди и бе­дер. Известны другие случаи сросшихся близнецов - одно туловище с двумя головами и одна голова с двумя туловищами. Иногда один из близнецов является лишь придатком, «сателлитом> на другом.

Соединенные близнецы всегда однояйцевые, но образование их может осуществляться двумя путями: путем неполного раздвоения зародыша и путем срастания двух однояйцевые близнецов на ранних стадиях разви­тия, В последнем случае расположение частей тела обоих близнецов мо­жет быть не вполне симметрично.

Расщепление отдельных эмбриональных зачатков приводит к появле­нию дополнительных элементов в органе, например к полидактилии (увеличению числа пальцев). Противоположный порок развития - слия­ние одноименных зачатков влечет за собой, например, синдактилию (сра­стание пальцев). При слиянии зачатков нижних конечностей рождаются сиреновидные уроды, если сливаются зачатки глаз - то «циклопы» - одноглазые, и т. д.

К аномалиям развития, встречающимся у человека, относятся также атавизмы, т. е. проявление признаков далеких животных предков, тако­вы: остатки жаберных щелей на шее (свищи), чрезмерное оволосение, сохранение удлиненного копчика (хвоста) и т. п.

Ряд пороков развития у человека имеет наследственный характер, т. е. вызван изменением генотипа. Однако такие же пороки могут быть и фенокопиями наследственных изменений, возникших под влиянием повреждающих факторов (кислородного голодания, отравления, ионизи­рующей радиации и т. д.) без изменения генотипа. К их числу относятся упомянутые выше уродства, вызванные талидомидом. Т?кие пороки раз­вития, как волчья пасть, заячья губа, близорукость, глухота и многие другие бывают как наследственными, так и врожденными.

В последнее время в ряде экспериментальных исследований на заро­дышах птиц и млекопитающих получены экспериментальные модели по­роков развития скелета и внутренних органов (В, Ландауэр и др.). Изменяя различные стороны обмена путем введения тератогенных (т. е. вызывающих порок развития) веществ в организм беременных самок или желточный мешок зародыша, удается получить нарушение нормаль­ного развития эмбриона (эмбриопатию), фенотипически сходное с на­следственным пороком, причиной которого было изменение генотипа (рис. 76). На тех же экспериментальных моделях была установлена принципиальная возможность вернуть развитие зародыша к норме свое­временным введением витаминов (В. Н. Павлова, И. М. Прохорова). Воз­можность фенокопирования наследственных нарушений, моделирования в эксперименте на животных наследственных болезней открывает пер­спективы для изучения сущности и механизмов действия гена. Более далекая перспектива подобных исследований предполагает поиски таких средств и методов воздействия на развивающийся организм, которые могли бы предупредить развитие дефектов, как кодируемых отягченным генотипом, так и вызванных средовыми факторами, нарушающими нор­мальное развитие.

 Тератогенные факторы включают лекарственные средства, наркотики и многие другие вещества.

1. Действие тератогенных факторов имеет дозозависимый характер. У разных биологических видов дозозависимость тератогенного действия может различаться.

2. Для каждого тератогенного фактора существует определенная пороговая доза тератогенного действия. Обычно она на 1—3 порядка ниже летальной.

3. Различия тератогенного действия у различных биологических видов, а также у разных представителей одного и того же вида связаны с особенностями всасывания, метаболизма, способности вещества распространяться в организме и проникать через плаценту.

4. Чувствительность к разным тератогенным факторам в течение внутриутробного развития может меняться. Выделяют следующие периоды внутриутробного развития человека.

БИЛЕТ-54. ПОСТЭМБРИОНАЛЬНЫЙ ПЕРИОД, ЕГО ХАРАКТЕРИСТИКА И СТАДИИ?

Постэмбриональный период

Постэмбриональное развитие может быть прямым. В этом случае рождается организм, в котором заложены все основные органы, присущие взрослому организму. Прямое развитие мы наблюдаем у большинства видов рыб, птиц и млекопитающих. При непрямом развитии или развитии с метаморфозом из яйца выходит личинка, которая самостоятельно питается и имеет более простое строение, чем взрослая особь. Личиночных стадий может быть несколько. Если зародышевый период заканчивается рождением личинки, которая иногда даже отдаленно не напоминает взрослый организм, то говорят о полном превращении. Оно наблюдается у насекомых, таких, как бабочки, мухи, комары. У насекомых с неполным превращением происходит постепенное изменение личинки, сопровождающееся увеличением в размере. Возможно размножение на личиночных стадиях (сосальщики и др.) – неотения.  В процессе онтогенеза у личинок и зародышей формируются провизорные, временные, органы, которые существуют и функционируют на определенной стадии развития, а затем исчезают (брюшные конечности гусениц бабочек, жабры и хвост головастика, зародышевые оболочки позвоночных).  Постэмбриональный период животных также имеет свои стадии. Первый период роста и формирования, второй – период зрелости (в этот период происходит размножение организмов), третий период – период старости, который заканчивается смертью.  В онтогенезе человека стадии постэмбрионального периода следующие: ювенильный, зрелый (пубертатный), период старости, завершающийся естественной смертью. 

Ювенильный период. Этот период определяется временем от рождения организма до полового созревания. У разных организмов он протекает по-разному и зависит от типа онтогенеза организмов. Для этого периода характерно либо прямое, либо непрямое развитие. В случае организмов, для которых характерно прямое развитие (многие беспозвоночные, рыбы, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие, человек), вылупившиеся из яйцевых оболочек или новорожденные сходны со взрослыми формами, отличаясь от последних лишь меньшими размерами, а также недоразвитием отдельных органов и несовершенными пропорциями тела.

БИЛЕТ-55.БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЧЕРЕДОВАНИЯ ПОКОЛЕНИЙ? МЕТАГЕНЕЗ, ПОЛОВОЙ ДИМОРФИЗМ?

Чередование поколений

Организмам, размножающимся только половым путем, характерно чередование гаплоидной и диплоидной фаз в их развитии. У многих организмов, включая млекопитающих, это чередование имеет регулярный характер, и на нем основано сохранение видовых признаков организмов. Диплоидия способствует накоплению разных аллелей. Напротив, для организмов, которые могут размножаться как половым, так и бесполым путем, характерно чередование (смена) поколений, когда одно или несколько бесполых поколений организмов сменяется поколением организмов, размножающихся половым путем. Различают первичное и вторичное чередование поколений. Первичное чередование поколений отмечается у организмов, развивших в ходе эволюции половой прогресс, но сохранивших способность к бесполому размножению, и заключается в регулярном чередовании полового и бесполого поколений. Оно встречается у животных (простейших), у водорослей и у всех высших растений. У простейших классическим примером первичного чередования поколений является бесполое размножение малярийного плазмодия в организме человека (шизогония) и половое — в организме малярийного комара. У растений половое поколение представлено гаметофитом, бесполое — спорофитом. Механизм первичного чередования заключается в том, что на растениях спорофитного поколения развиваются споры, которые на основе мейоза дают гаплоидные мужские и женские гаметофиты. На последних развиваются спермии и яйцеклетки. Оплодотворение яйцеклетки дает начало диплоидному спорофиту. Таким образом, клетки гаметофита содержат гаплоидный набор хромосом, а спорофита — диплоидный набор, т. е. у растений чередование поколений связано со сменой гаплоидного и диплоидного состояний.

Метагенез — форма жизненного цикла животных, состоящая в закономерном чередовании бесполых поколений и поколений, размножающихся половым путём. Наиболее известны метагенетические циклы стрекающих, оболочников, а из протистов — фораминифер. Менее традиционные примеры метагенеза: обладающие эпитокными стадиямимногощетинковые черви и размножающиеся на личиночных стадиях паразитические плоские черви.

Полово́й диморфи́зм — анатомические различия между самцами и самками одного и того же биологического вида, не считая половых органов. Половой диморфизм может проявляться в различных физических признаках, например:

БИЛЕТ-56.РОСТ И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ? СВЯЗЬ МЕЖДУ РОСТОМ И ДИФФЕРЕНЦИАЦИЕЙ КЛЕТОК? МОЛЕКУЛЯРНЫЕ ОСНОВЫ ДИФФЕРЕНЦИАЦИ КЛЕТОК? КАКИМ ОБРАЗОМ ОПЛОДОТВОРЕННАЯ ЯЙЦЕКЛЕТКА РАЗВИВАЕТСЯ В МНОГОКЛЕТОЧНУЮ СТРУКТУРУ?

Рост и развитие — важнейшие процессы, обусловливающие морфологические и функциональные изменения организма в восходящей фазе онтогенеза. Рост — количественное увеличение биомассы организма за счет увеличения размеров и массы отдельных его клеток благодаря их делению. Развитие — качественное преобразование тканей и органов организма, которые протекают как за счет увеличения размеров, так и за счет дифференцировочных процессов (увеличение разнообразия и специализации клеточных структур), и приводит к качественным и количественным изменениям функций организма. Р. и р. протекают гетерохронно, причем для каждой из тканей организма фазы роста и дифференцировочных процессов чередуются. Процессы Р. и р. начинаются с образования зиготы (начальная стадия образования зародыша человека) и завершаются в основном к 20 годам. Термин "рост" используется иногда как синоним длины тела; термин "развитие" — для описания достигнутого уровня морфофункционального созревания отдельных свойств человека: развитие физическое, развитие психическое, развитие моторное и др.  Существуют периоды активации и торможения роста: первое отмечается в период до рождения и в первые месяцы жизни: затем интенсификация роста происходит в 6—7 лет (полуростовой скачок) и 11—14 лет (ростовой скачок, или пубертатный скачок роста). Развитие также процесс нелинейный. В течение онтогенеза выделяются периоды постепенного, плавного развития и переломные периоды, характеризующиеся существенным качественным преобразованием функций.

ДИФФЕРЕНЦИАЦИЯ КЛЕТОК, процесс приобретения клетками зародыша особых черт для выполнения специализированных функций. Первоначально все клетки зародыша одинаковы, однако вскоре начинается их дифференциация на различные типы, например, костные клетки, мозговые клетки, сердечные клетки, мышечные клетки и т.д. Тот же процесс протекает и у взрослых растений и животных, когда происходит регенерация потерянных или поврежденных тканей.

Многоклеточный организм — внесистематическая категория живых организмов, тело которых состоит из многих клеток, большая часть которых (кроме стволовых, например, клеток камбия у растений) дифференцированы, то есть различаются по строению и выполняемым функциям.

Оплодотворенная яйцеклетка при помощи эмбрионального периода развивается в многоклеточную структуру.

БИЛЕТ-57.ОНТОГЕНЕЗ, ЕГО ПЕРИОДЫ,РАЗЛИЧИЯ МЕЖДУ ПРЯМЫМ И НЕ ПРЯМЫМ РАЗВИТИЕМ?

Онтогене́з  — индивидуальное развитие организма от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до смерти.

Онтогенез делится на два периода:

1. эмбриональный — от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек;

2. постэмбриональный — от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.