Краткое содержание: Параграф §3 / Биология 11 класс

Индивидуальное развитие организмов (Онтогенез)

Онтогенез – это индивидуальное развитие организма, представляющее собой совокупность морфологических, физиологических и биохимических преобразований, которые происходят с момента его зарождения (в результате оплодотворения или бесполого размножения) и до конца жизни. Живое существо, размножающееся половым путём, развивается из одной клетки — зиготы, а при бесполом размножении — из одноклеточного организма или специализированных клеток родителей (соматических клеток или спор).

У разных групп живых существ онтогенез протекает неодинаково. Особенно сильно отличаются особенности развития растений, для которых характерен цикл со сменой полового и бесполого поколений. У большинства позвоночных животных развитие проходит в утробе матери или в яйце. Например, личиночная стадия майского жука длится 3-4 года, тогда как взрослая особь живёт всего 2-3 месяца. У бабочек взрослые особи живут ещё меньше: гусеница-капустница живёт 2 месяца, а бабочка всего 5-6 дней.

Периоды онтогенеза

В онтогенезе многоклеточных организмов, размножающихся половым путём, выделяют два основных периода:

• Эмбриональный (фаза): Начинается с момента возникновения зиготы и длится до выхода из яйцевых оболочек или рождения.
• Постэмбриональный: Начинается с момента выхода из яйцевых оболочек или рождения и продолжается до конца жизни.

У яйцекладущих и живородящих животных эти периоды могут быть названы пренатальным (до рождения) и постнатальным (после рождения) этапами. У семенных растений эмбриональный период включает процессы формирования и развития зародыша, происходящие в семени.

Эмбриональное развитие

Эмбриональное развитие у всех животных происходит схожим образом и начинается с дробления — последовательных митотических делений оплодотворённой яйцеклетки (зиготы) без роста клеток. В результате дробления образуются бластомеры, формирующие бластулу — многоклеточный зародыш, похожий на шарик с полостью внутри (бластоцель). У человека и ланцетника питательных веществ в яйцеклетке практически нет, что приводит к равномерному дроблению.

Следующий этап — гаструляция, в ходе которой образуется двухслойный зародыш — гаструла. Наружный слой гаструлы называется эктодермой, а внутренний — энтодермой. У некоторых животных в процессе гаструляции закладывается и третий зародышевый листок — мезодерма. У хордовых за мезодермой следует нейрула, начинающаяся с формирования нервной системы (нейруляции). Клетки эктодермы формируют нервную пластинку, которая сворачивается в нервную трубку, давая начало центральной нервной системе. Также из эктодермы образуются органы чувств и эпидермис. Из энтодермы формируется будущий кишечник и связанные с ним железы (печень, поджелудочная). Мезодерма даёт начало скелету, мышцам, почкам, крови, лимфе, половым железам и сердечно-сосудистой системе.

Постэмбриональное развитие

Постэмбриональное развитие включает этапы роста и полового созревания. Период от рождения до полового созревания называется ювенильным. За ним следует пубертатный период, который характеризуется размножением и выращиванием потомства. Завершающий этап — старость, которая заканчивается смертью организма. Смерть является биологической необходимостью для обновления живых существ.

Типы онтогенеза

Различают два основных типа онтогенеза у животных: прямой и непрямой (личиночный).

• Непрямое развитие (личиночный тип): Зигота развивается в личинку, которая отличается от взрослой особи по строению, способу передвижения и питанию. Личинка затем превращается во взрослую форму через метаморфоз (например, гусеница — куколка — бабочка, головастик — лягушка). Этот тип развития распространён у насекомых, рыб, земноводных и двустворчатых моллюсков.
• Прямое развитие: Организм, выходящий из яйцевых оболочек или рождающийся, внешне похож на взрослую особь, но меньше размером и имеет не до конца развитые органы. Метаморфоз отсутствует.

Прямое развитие подразделяется на яйцекладный (рептилии, птицы, яйцекладущие млекопитающие) и внутриутробный (плацентарные млекопитающие).

• Яйцекладный тип: Зародыш развивается в яйце, содержащем большой запас питательных веществ. Личиночная стадия отсутствует.
• Внутриутробный тип: Характерен для большинства млекопитающих. Эмбриональное развитие происходит в специализированном органе — матке, где зародыш связан с организмом матери через плаценту. Развитие заканчивается рождением.

  Биогенетический закон

  Немецкие учёные Эрнст Геккель и Фриц Мюллер сформулировали биогенетический закон: «Онтогенез есть быстрое и краткое повторение филогенеза». Филогенез — историческое развитие вида (племени). Алексей Николаевич Северцов дополнил этот закон, отметив, что в онтогенезе повторяются признаки не взрослых особей, а их зародышей. Например, зачатки жаберных щелей у человеческого эмбриона говорят о наличии общих предков у различных групп животных.

  Карл Бэр сформулировал закон зародышевого сходства, который является важным следствием биогенетического закона:

  1. Эмбрионы животных одного типа на ранних стадиях развития схожи.
  2. Постепенно развиваются признаки, характеризующие принадлежность эмбриона к определённому типу, виду и индивидуальным чертам.
  3. Эмбрионы разных представителей одного типа постепенно обособляются друг от друга.

  Закон Бэра гласит: «Чем более ранние стадии индивидуального развития сравниваются, тем больше сходства удаётся обнаружить».