Биология - Кутя Сергей - Страница 19

У человека гаструляция происходит в две фазы. Сперва образуется двухслойная гаструла путем деляминации эмбриобласта. Вторая фаза характеризуется возникновением среднего зародышевого листка и появлением осевого комплекса зачатков.

Гисто- и органогенез

Зародышевые листки являются тем материалом, из которого у всех многоклеточных организмов образуются зачатки определенных тканей и органов. В первоначально однородном клеточном составе каждого зародышевого листка появляются разнородные участки, отличающиеся морфологически и функционально. В дальнейшем они обособляются анатомически, а их клетки специализируются на выполнении определенных функций. Так, из эктодермы выделяются эмбриональные зачатки: кожная эктодерма и нейроэктодерма, из которых развиваются кожные покровы и нервная система. Энтодерма преобразуется в эпителий кишечной трубки. Наиболее многочисленны производные мезодермы: мышечные ткани, каналы выделительной системы, различные соединительнотканные структуры, кровеносная система.

Эмбриональная индукция

В ходе эмбрионального развития, начиная с периода дробления, отдельные клетки или группы клеток выбирают свои направления развития, то есть начинают дифференцироваться. В результате происходит детерминация частей зародыша, когда возникают качественные различия между отдельными структурами. Эти процессы обусловлены дифференциальной экспрессией генов. Суть ее в том, что на определенных этапах включаются механизмы транскрипции одних генов при одновременном выключении или подавлении активности других генов зародышевых клеток. В результате образуются в очень небольших количествах специальные белки (минорные белки), определяющие специализацию отдельных групп клеток зародыша.

В настоящее время выяснено, что некоторые группы зародышевых клеток или эмбриональные ткани могут обладать индуцирующим эффектом, т.е. определять направление развития прилежащих к ним структур и последующую судьбу возникшего эмбрионального зачатка.

Критические периоды развития

Это периоды наибольшей чувствительности зародыша к различным повреждающим факторам. Указанные факторы называют тератогенными. Действие тератогенных факторов нередко сопровождается возникновением уродств или пороков развития, которые наблюдаются как у животных, так и у человека. Эмбриогенез характеризуется рядом пусковых этапов. Критические периоды как раз и связаны с включением пускового механизма этапа. Если он пройден благополучно, далее следует нормальный рост и дифференцирование. У каждого органа есть свой «пусковой этап» и критический период.

У человека и млекопитающих животных 1-й критический период совпадает с имплантацией зародыша в стенку матки. Второй критический период приходится на стадию плацентации. У низших позвоночных критические периоды отмечены на стадии гаструляции и нейруляции.

Постэмбриональный период развития

Постэмбриональное развитие начинается с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и заканчивается естественной смертью.

Различают прямое и непрямое постэмбриональное развитие.

Прямое развитие. Для этого способа характерно последовательное преобразование органов и систем органов зародыша в соответствующие структуры взрослой особи. Новорожденный имеет тот же план строения, что и взрослый организм, отличаясь от него лишь меньшими размерами и временным отсутствием половой системы. Основные этапы развития: а) рост и формирование, б) зрелость (половое созревание), в) старость. Подобным образом развиваются паукообразные, часть насекомых, птицы, млекопитающие.

Непрямое развитие. Протекает с метаморфозом. Метаморфоз может быть полным и неполным. При полном метаморфозе из яйца выходит личинка, по строению и экологии выразительно отличающаяся от дефинитивной (окончательной) особи. Личинка занимает определенную экологическую нишу и представляет высоко активную жизненную стадию (интенсивно питается, расселяется, растет). Личиночная стадия сменяется стадией куколки. Личинка одевается системой оболочек, перестает питаться и становится неподвижной. Её внутренние органы подвергаются гистолизу (растворению тканей). Сохраняются лишь определенные группы клеток – имагинальные диски, из которых затем развивается окончательная форма. Разрывая оболочки, взрослая особь выходит во внешнюю среду и занимает новую экологическую нишу. Так развивается часть насекомых, что способствует снижению внутривидовой конкуренции (рис. 38).

Рис. 38. Развитие насекомых с неполным (I) и полным (II) превращением. 1 – яйца; 2, 3, 4, 5, 6 – личинки; 7 – куколка; 8 – взрослая форма.

Неполный метаморфоз характеризуется чертами подобия личинки и взрослой особи. Однако, они сохраняют для себя свои экологические ниши и различаются многими параметрами строения и жизнедеятельности. Превращение личинки во взрослую особь протекает медленно, имеет место наличие промежуточных стадий и линьки.

Процессы развития в постэмбриональном периоде определяются многими эндогенными и экзогенными факторами. К числу первых следует отнести нейрогуморальную регуляцию. Если молодым головастикам скармливать гормон щитовидной железы тироксин, они очень быстро пройдут метаморфоз и превратятся в карликовых лягушек, которые никогда не вырастут. К экзогенным факторам, влияющим на развитие, следует отнести питание, освещенность, температура и др.

Применительно к человеку используют понятия: антенатальный (дородовый) и постнатальный (послеродовый) период развития. Последний включает ювенильный период, пубертатный период, первый и второй период зрелости, период старости и время долгожительства (свыше 90 лет).

Возрастные периоды человека

Возрастные периоды – это те или иные временные промежутки, которые необходимы для завершения определенного этапа морфологического и функционального развития отдельных тканей, органов, систем организма и всего организма в целом. На протяжении жизненного цикла человека выделяют три основных периода:

• период роста и развития, становления функциональных систем, продолжающийся до возраста морфологической, половой, психологической зрелости;

• период относительной стабильности, зрелости функциональных систем организма;

• период угасания, ослабления и деструкции функциональных систем во время старения организма, который наступает после прекращения репродуктивной функции.

Продолжительность жизни

Ведущим показателем онтогенеза является продолжительность жизни. Выделяют:

1. Абсолютную продолжительность жизни – время существования особи от момента рождения до естественной смерти;

2. Видовую продолжительность жизни, средний максимальный возраст особей данного вида при оптимальных условиях их существования (детерменирован генетически и для человека составляет 89±5 лет.);

3. Ожидаемую продолжительность жизни, число лет, которое предстоит прожить представителю данного поколения при сложившемся уровне смертности для данной группы. В истории человечества продолжительность жизни возросла от 21—23 лет (архантропы) до 70 лет и боле в настоящее время.