Эмбриональное развитие животных
Эмбриональное развитие животных — это период индивидуального развития организма от образования зиготы до рождения или вылупления. В ходе этого периода клетка многократно делится, формируются зародышевые листки, ткани и органы, а у некоторых животных появляется личинка.
Общая последовательность развития
Развитие зародыша начинается после оплодотворения, когда сливаются мужская и женская гаметы и образуется диплоидная зигота. Зигота содержит полный набор наследственной информации будущего организма.
- 1 — Одна диплоидная клетка, возникшая после оплодотворения.
- 2 — Быстрые митотические деления без увеличения общего объёма зародыша.
- 3 — Шарообразный зародыш с полостью внутри — бластоцелем.
- 4 — Формируются зародышевые листки и первичная кишка.
- 5 — Закладываются ткани, органы и системы органов.
- 6 — Эмбриональный период завершается.
У разных групп животных продолжительность и детали стадий различаются. Например, у многих беспозвоночных и земноводных развитие включает личиночную стадию, а у птиц и млекопитающих зародыш развивается внутри яйца или организма матери.
Эмбриональное развитие, или эмбриогенез, — развитие организма от зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек.
Зигота → дробление → бластула → гаструла → органогенез → рождение или вылупление. На экзамене важно не смешивать дробление с ростом: при дроблении число клеток увеличивается, а общий размер зародыша почти не меняется.
Дробление и образование бластулы
Дробление зиготы — это серия быстрых митотических делений. Образующиеся клетки называют бластомерами. В отличие от обычного роста, бластомеры становятся всё мельче, потому что зародыш делится на части без значительного увеличения своего объёма.
Сначала образуются 2, затем 4, 8, 16 и больше клеток. Сплошной клеточный шар называют морулой. Позднее внутри появляется полость — бластоцель, и зародыш становится бластулой. Внешний слой клеток бластулы участвует в дальнейших перемещениях и образовании зародышевых листков.
| Стадия | Главный признак | Результат |
|---|---|---|
| Зигота | Одна диплоидная клетка | Начало развития |
| Морула | Плотный шар бластомеров | Увеличение числа клеток |
| Бластула | Есть полость — бластоцель | Подготовка к гаструляции |
Какой процесс происходит во время дробления зиготы?
Гаструляция и зародышевые листки
Гаструляция — сложный этап перемещения клеток бластулы. В результате образуется гаструла, появляется первичная кишка и формируются зародышевые листки. У большинства многоклеточных животных закладываются эктодерма, энтодерма и мезодерма.
| Зародышевый листок | Что формируется в основном |
|---|---|
| Эктодерма | Нервная система, органы чувств, наружный покров и его производные |
| Энтодерма | Эпителий пищеварительной трубки и дыхательных путей, пищеварительные железы |
| Мезодерма | Мышцы, соединительная ткань, скелет, кровь, сердце, выделительная и половая системы |
Зародышевые листки — это слои клеток зародыша, из которых развиваются ткани и органы. Нельзя считать листки уже готовыми органами: каждый листок даёт начало множеству разных тканей.
Органы и ткани развиваются из определённых зародышевых листков. Эктодерма связана прежде всего с покровами и нервной системой, энтодерма — с внутренней выстилкой пищеварительной и дыхательной систем, мезодерма — с мышцами, соединительной тканью и большинством внутренних органов.
Органогенез и завершение эмбриогенеза
После гаструляции начинается органогенез — формирование тканей, органов и систем органов. Сначала клетки специализируются, затем объединяются в ткани и приобретают определённое положение. Важную роль играют деление клеток, их перемещение, рост и дифференцировка.
У позвоночных из эктодермы формируется нервная трубка, из которой развивается центральная нервная система. Мезодерма даёт начало хорде, мышцам, соединительной ткани и внутренним органам. Энтодерма образует внутреннюю выстилку кишечника и дыхательных путей. Эти соответствия являются общими схемами; конкретные детали зависят от группы животных.
Эмбриональное развитие заканчивается рождением или вылуплением. Однако рост, созревание органов и достижение взрослого состояния могут продолжаться ещё долго. Поэтому рождение не всегда означает завершение индивидуального развития.
Прямое и непрямое развитие
При прямом развитии из яйца или организма матери выходит детёныш, в основном похожий на взрослую особь. У него уже есть основные органы, но они ещё могут быть недоразвиты; дальнейшие изменения связаны преимущественно с ростом и созреванием.
При непрямом развитии появляется личинка, которая заметно отличается от взрослого животного. Личинка часто живёт в другой среде, питается иначе и имеет особое строение. Превращение личинки во взрослую особь называется метаморфозом. Примеры — головастик у земноводных, гусеница и куколка у бабочек.
| Признак | Прямое развитие | Непрямое развитие |
|---|---|---|
| Потомок при рождении или вылуплении | Похож на взрослую особь | Личинка отличается от взрослой особи |
| Метаморфоз | Обычно отсутствует | Характерен |
| Пример | Млекопитающие, птицы | Бабочки, лягушки |
У лягушки из икры выходит головастик. Он имеет хвост, живёт в воде, дышит жабрами и не похож на взрослую лягушку. Затем у него появляются конечности, развиваются лёгкие, хвост исчезает, и формируется взрослая особь.
Для сравнения: у цыплёнка из яйца выходит молодая птица, похожая по общему плану строения на взрослую. Поэтому развитие птицы относят к прямому.
1. Не путайте оплодотворение с дроблением: оплодотворение образует зиготу, а дробление увеличивает число клеток зародыша. 2. Не называйте бластулу зародышевым листком: бластула — стадия развития, а листки формируются во время гаструляции. 3. Личинка — не обязательно детёныш, похожий на взрослую особь; при непрямом развитии она существенно отличается. 4. Рождение не всегда означает полное завершение индивидуального развития.
Если в условии перечислены стадии, сначала найдите самую раннюю — зиготу. Затем проверьте, есть ли признаки дробления, бластулы, гаструлы и органогенеза. Если упомянута личинка и превращение, выбирайте непрямое развитие; если детёныш похож на взрослую особь — прямое.
Краткая проверка
Проверьте знания
Главное
- Эмбриогенез начинается с зиготы и включает дробление, бластулу, гаструлу, органогенез и рождение или вылупление.
- При дроблении зигота делится митозом на бластомеры, не увеличивая существенно общий объём.
- Во время гаструляции формируются эктодерма, энтодерма и мезодерма — источники тканей и органов.
- Прямое развитие проходит без резко отличающейся личинки, а непрямое включает личинку и метаморфоз.
- Рождение или вылупление завершает эмбриональный период, но не всегда весь период индивидуального развития.