- •Глава 7. Индивидуальное развитие организмов
- •7.1. Жизненные циклы организмов как отражение их эволюции. Понятие об онтогенезе. Периодизация онтогенеза
- •Эрнст Геккель (1834-1919)
- •7.2. Борьба материализма и идеализма в решении проблемы развития. Преформизм и эпигенез
- •7.3. Общая характеристика стадий эмбрионального развития
- •7.3.1. Дробление
- •Яйцеклетки (яйца)
- •Яйцеклетки (яйца)
- •7.3.2. Гаструляция
- •7.3.3. Стадия первичного органогенеза
- •7.3.4. Стадия дефинитивного органогенеза
- •7.4. Внезародышевые (провизорные) органы
Яйцеклетки (яйца)
олиголецитальные (содержащие малое количество желтка, ланцетник, млекопитающие) |
мезолецитальные (содержащие среднее количество желтка, амфибии) |
полилецитальные (содержащие большое количество желтка, костистые рыбы, рептилии, птицы) |
По расположению желтка в цитоплазме выделяют следующие типы яйцеклеток.
Яйцеклетки (яйца)
гомолецитальные, или изолецитальные (ланцетник)
желток распределён равномерно |
умеренно телолецитальные (амфибии)
желток частично смещён к вегетативному полюсу |
резко телолецитальные (костистые рыбы, рептилии, птицы)
желток переполняет всё вегетативное и частично анимальное полушария
|
центролецитальные (насекомые)
желток локализован в центре яйцеклетки |
голобластическое (полное) дробление |
меробластическое (неполное) дробление |
Расположение образующихся из зиготы бластомеров в пространстве друг относительно друга послужило основанием для определения типов дробления, исходя из расположения бластомеров. Выделяют радиальное (ланцетник), спиральное (моллюски), билатеральное, или двустороннесимметричное (круглые черви), бисимметричное, или двусимметричное (гребневики) и анархичное (плоские черви) дробления.
При радиальном дроблении борозды деления (митотические веретена) ориентированы параллельно или перпендикулярно анимально-вегетативной оси яйцеклетки (рис. 98). Через такую бластулу проходит несколько плоскостей (осей) симметрии.
Спиральное дробление отличается нарушением такого соответствия (борозды деления располагаются наклонно к анимально-вегетативной
Рис.
98 (слева).
Полное
(голобластическое) равномерное дробление
у ланцетника:
1 – зигота; 2-4 –
образование бластомеров; 5 – бластула;
6 – разрез бластулы (а – крыша,
б –
дно бластулы)
Рис.
99 (справа).
Полное
(голобластическое) неравномерное
дробление яйцеклетки амфибии (лягушки):
А – двуклеточная
стадия; Б – четырёхклеточная стадия;
В – восьмиклеточная стадия: клетки
вегетативной половины зародыша
(макромеры) крупнее, чем клетки (микромеры)
анимальной половины; Г – переход от
восьми- к 16-клеточной стадии (более
крупные и более богатые желтком
анимальные клетки уже поделились,
вегетативные клетки начинают делиться);
Д – более поздняя стадия дробления;
Е-Ж – бластула (Ж – в сагиттальном
разрезе): 1 – краевая зона между будущими
эктодермой и энтодермой (инвагинирует
во время гаструляции, давая материал
мезодермы); 2 – дорсальная краевая зона
оси), и дочерние бластомеры располагаются как бы по спирали. Образующаяся при спиральном дроблении бластула (стерробластула) не имеет ни полости, ни даже одной плоскости симметрии (рис. 100).
Билатеральное дробление характеризуется наличием в формирующейся бластуле одной оси (плоскости) симметрии (рис. 101).
При бисимметричном дроблении формирующаяся бластула имеет две оси (плоскости) симметрии (рис. 101).
Анархичное деление резко выделяется от описанных выше неупорядоченным расположением бластомеров и отсутствием оси (плоскости) симметрии (рис. 102).
Рис.
100. Спиральное
дробление у моллюска Trochus
(а
– вид со стороны анимального полюса;
б – вид сбоку).
На рис. б клетки
– потомки бластомера А выделены серым
цветом. Митотические веретена,
изображённые на ранних стадиях, разделяют
клетки на неравные части под углом к
вертикальной и горизонтальной осям
А Б
Рис. 101.
Расположение
первых 4-х бластомеров зародыша аскариды
(А). Расположение первых 8-ми бластомеров
у зародыша гребневиков (Б)
Рис. 102.
Расположение
бластомеров у зародыша плоских червей
Рис.
103. Дискоидальное
дробление и образование
дискобластулы
у костистой рыбы.
А-В – стадии
дробления: 1 – слой цитоплазмы; 2 –
желток. Г – зародышевый диск с оболочкой
(3), бластодермой (4), бластоцелем (5) и
перибластом (6)
Особенности локализации желтка в полилецитальных яйцеклетках существенно влияют на форму и расположение группы делящихся клеток. Это послужило основанием для выделения дискоидального (рыбы, рептилии, птицы) и поверхностного (насекомые) дробления.
Стадия дробления разделяется на 2 фазы: 1) фаза синхронного дробления - характеризуется одинаковой для всех клеток скоростью деления, обеспечивающей синхронность их деления; 2) фаза бластуляции, на которой исчезает синхронность деления клеток (у млекопитающих 1-я фаза отсутствует).
Все указанные особенности строения яйцеклеток, типов и конкретных способов дробления определяют форму и строение бластулы. Различают:
1) целобластулу - однослойный пузырёк с большим бластоцелем (ланцетник); стенка целобластулы (бластодерма) имеет примерно одинаковую толщину и состоит из одного слоя бластомеров, незначительно различающихся диаметром; нижняя часть бластодермы, находящаяся вокруг вегетативного полюса, образует дно бластулы; верхняя часть бластодермы, окружающая анимальный полюс, получила название крыши (рис. 98); в бластуле некоторых кишечнополостных бластомеры заполняют весь её объём; такая бластула, названная морулой, не имеет бластоцеля;
2) амфибластулу, состоящую из мелких (микромеров) и крупных (макромеров) бластомеров (земноводные); относительно небольшой бластоцель смещён к анимальному полюсу так, что место его расположения ограничивается анимальным полушарием (рис. 99);
3) дискобластулу, напоминающую формой диск, расположенный вокруг анимального полюса (рис. 103) и отделённый от желтка бластоцелем в виде щели (пресмыкающиеся, птицы);
Рис.
104. Дробление
у насекомых
А – яйцо на стадии
четырёх ядер;
1 – микропиле; 2 –
оболочка яйца;
3 – кортикальная
цитоплазма; 4 - центральный желток с
прошедшими деление ядрами (5); 6 –
полярная цитоплазма с полярными
гранулами.
Б – стадия после образования
бластодермы (9); 7 – желточная мембрана;
8 – ядра, оставшиеся в желтке;
10 –
приблизительное положение материала
для соматической части будущей половой
железы (выделено жирным); 11 – первичные
половые клетки с полярными гранулами
4) перибластулу, однослойная бластодерма которой окружает желток, плотно прилегая к его поверхности (насекомые); бластоцель в перибластуле отсутствует (рис. 104).
Дробление характеризуется увеличением в бластомерах количества ДНК по отношению к количеству цитоплазмы, а также ведущей ролью цитоплазмы бластомеров в их судьбе. Бластомерами унаследуются разные участки цитоплазмы зиготы, которые по-разному влияют на активацию генов. Поскольку цитоплазма унаследована только от яйцеклетки, то развитие на стадии дробления протекает как бы по материнскому пути.