Биология развития и размножения

животным, утратившим большие запасы желтка в яйцеклетках (кишечнополостные, высшие плацентарные).

Пути формирования мезодермы на стадии гаструлы.

-Телобластический (мезодерма из телобластов нескольких клеток в задней части зародыша)

-Энтероцельный (мезодерма из клеток энтодермы)

-Эктодермальный (Из клеток эктодермы, находящихся ближе к внутренней части зародыша)

-Смешанный (Одновременно из клеток экто и энтодермы).

Развитие зародыша на стадии нейрулы.

Формирование тканей и структур из зародышевых листков.

Нейруляция, образование нервной пластинки и её замыкание в нервную трубку в процессе зародышевого развития хордовых животных и человека. Зародыш на стадии Н. называется нейрулой. В процессе Н. происходит вычленение в составе трёх зародышевых листков зачатков отдельных систем органов. Наружный листок — эктодерма — утолщается на спинной стороне зародыша и образует нервную пластинку, по краям которой

поднимаются нервные валики. Средняя часть нервной пластинки углубляется, валики сближаются и, соединяясь между собой, образуют нервную трубку — зачаток центральной нервной системы. Оставшаяся эктодерма смыкается над нервной трубкой и превращается в покровный эпителий. Внутренний зародышевый листок — энтодерма — у животных с полным дроблением яиц

подрастает	к	спинной	стороне	зародыша	и	полностью
окружает гастроцель, который,			превращается в полость			кишечника. У

животных с неполным дроблением яиц кишечник на брюшной стороне остаётся незамкнутым; нижней стенкой его служит нераздробившийся желток. Средний зародышевый листок — мезодерма — расчленяется на средний продольный тяж клеток (зачаток хорды) и лежащие по бокам от него спинные сегменты (сомиты), сегментные ножки (нефротомы) и боковые пластинки. К

концу Н. зародыш приобретает план строения взрослого организма: на спинной стороне, под эпителием, располагается нервная трубка, под ней — хорда, под хордой — кишечник; различимы передний и задний отделы тела зародыша.

Генетически запрограмированное самоубийство клеток. Специфические особенности.

Апоптоз = запрограммированное самоубийство.

-формаобразовательные процессы

-точная регуляция количества клеток

-удаление лишних/опасных клеток

-удаление опухолей

-удаление клеток, инфицированных вирусом

Специфические особенности:

-конденсация ядра и деградация ДНК

-является самоубийством, так как для него активируется синтез специальных ферментов убийства

-регулируется межклеточными отношениями

-гибнущая клетка поддерживает целостность мембраны

-клетка теряет митохондриальную функцию

Характеристика периодов прогенеза и онтогенеза Прогенез – процессы, предшествующие онтогенезу, но необходимые для

его реализации: гаметогенез, из развитие и дифференцировка, осеменение, оплодотворение.

Онтогенез – индивидуальное развитие организма. развитие от образования зиготы или иного зачатка до смерти или прекращения существования в прежнем качестве. Периоды: эмбриональный, постэмбриональный.

Эмбриональный: зародыш во внешней среде или половых путях самки. Начальный (оплодотворение-прикрепление к матке), зародышевый (имплантация – органогенез завершается), плодный = фетальный (конец зародышевого-рождение рост, формообразование).

Критические события: начальный – оплодотворение; зародышевый – образование первичной пластинки; фетальный – плацентация

Постэбриональный после рождения.

Характеристика типов онтогенеза.

1. Личиночный:

-Развитие отличается наличием личиночных стадий

-После выхода из яйца личинки ведут активный образ жизни и сами добывают пищу

-Личинки не похожи на родительскую особь – устроены проще, имеют провизорные органы, которые потом резорбируются. Нужна такая форма так как в яйце не хватает запасных веществ для полного развития, а так же при сидячем образе жизни взрослой особи, личинка способствует расселению.

2. Неличиночный:

-Появляется организм, похожий на родительскую особь, но меньше по размеру и не вполне развит половой аппарат.

-Органы формируются в эмбриональный период развития. в постэмбриональный происходит рост и развитие половых функций. Такая

форма характерна для яйцеклеток с большим запасом пит в-в или организмов, развивающихся в утробе. Способствует большей выживаемости вида.

3. Внутриутробный: -яйцеклетки бедны желтком -Развитие в матке

-Образуются провизорные внезародышевые органы(например плацента).

Соотношение понятий жизненного цикла и онтогенеза.

Онтогенез					Жизненный цикл
Онтогенез		продолжается			Жизненному			циклу	понятие
вплоть	до	естественного			смерти	чуждо.		Он	только
исчезновения организма.					замыкается, связывая настоящее с
Онтогенез не цикличен, его					будущим.
конец никогда не смыкается с					Жизненный цикл включает в
началом.					себя и самовоспроизведение, и
Онтогенез		– это	развитие		генетическуюю		связь родителя с
только	одного	животного		в	потомством.
физиологической		связи	с	ним	Ж.ц. включает продолжене
дочерних	зачатков		либо		жизни не только индивида, но и
зародышей.					вида. Таким образом, жизненный
					цикл	представляется			путем,
					совершаемым			жизнью	от
					поколения к поколению.
					Границы цикла – от зачатка до
					такого же потомка, что захватывает
					несколько		последовательных
					частей разных онтогенезов.

Понятия «онтогенез» и «жизненный цикл вида» следует различать как процессы, протекающие на разных биологических уровнях – организменном и видовом.

Критические периоды развития организмов.

Критические периоды – время включения какого-то нового фактора (например включение синтеза в какой-то части генетического материала, внешние воздействия). Есть патогенные, ведущие к смерти и нормальные.

-критические периоды для всего организма

-частные периоды – для каждого органа и ткани

-Для клетки

-для отдельных органелл

Периоды, критические для целого организма:

1.Развитие половых клеток – прогенез.

2.Оплодотворение

3.Гатруляция

4.Имплантация (смена типов питания зародыша)

5.Плацентация (так же меняется тип питания)

6.Развитие осевых зачатков (нотогенез, гистогенез, органогенез)

7.Рождение

8.период нворожденности.

Закон онтогенетического старения и обновления, или закон Кренке.

Закон онтогенетического старения и обновления представляет собой общебиологическую формулировку основных положений теории циклического старения и омоложения растений советского ботаника Николая Петровича Кренке (1892–1939). Основные положения закона следующие.

1.Жизнь любого организма конечна в своей продолжительности.

Продолжительность жизни определяется наследственностью и условиями существования организма. Поступательное движение организма к естественной смерти, к прекращению индивидуального существования обусловлено его старением, проявляющимся в ослаблении, угасании жизнедеятельности.

2.Жизнь вида в отличие от жизни индивида потенциально не ограничена во времени и при неизменном сохранении благоприятных условий его существования может продолжаться как угодно долго. Непрерывность жизни вида обеспечивается воспроизведением его особей. Поступательное движение к репродукции, процессы, обеспечивающие репродукцию, составляют поэтому важнейшую для вида сторону индивидуального развития организма.

3.Эта сторона индивидуального развития обусловлена процессами обновления, протекающими в организме. Основные проявления процессов обновления – это новообразование живого вещества, деление клеток, морфогенез, процессы регенерации, оплодотворение.

4.Процессы обновления противоположны процессам старения.

Противоречивое единство этих процессов составляет основу индивидуального развития организма. На восходящей ветви возрастной кривой преобладает обновление, на нисходящей – старение.

5.Различные факторы среды могут способствовать или противодействовать старению и соответственно противодействовать или способствовать обновлению. Поэтому в индивидуальном развитии организма проявляется неоднозначность его календарного и физиологического возраста. Различные клетки, ткани и органы многоклеточного организма могут различаться по собственному возрасту, на который накладывается также общий возраст организма в момент их образования. Разновозрастность особенно ярко видна на метамерных органах растений.

6. Возрастные изменения этих органов, отражающие взаимосвязь старения и обновления, проявляются в морфологических, физиологических и биохимических изменениях, носящих закономерный характер. Это дает возможность по соответствующим возрастным признакам выявлять предшествующие условия развития организма, прогнозировать на ранних стадиях его скороспелость и другие наследственные особенности, обусловленные темпами старения и обновления.

Закон целостности онтогенеза или закон Дриша.

Закон теоретической биологии, который в истории науки связан с именем немецкого эмбриолога Ганса Дриша (1867–1914), гласит, что

индивидуальное развитие организма есть целостный процесс, и будущее состояние каждого развивающегося элемента есть функция его положения в целом. Основные положения закона следующие.

1.Целостность организма – его внутреннее единство, относительная автономность, несводимость его свойств к свойствам отдельных его частей, подчиненность частей целому – проявляется в течение всех стадий онтогенеза. Таким образом, онтогенез представляет собой упорядоченное единство последовательно чередующихся состояний целостности. В целостности индивидуального развития проявляется органическая целесообразность.

2.Целостность онтогенеза базируется на действии системнорегуляторных факторов: цитогенетических, морфогенетических, гормональных, морфофизиологических, а у большинства животных также нейрогуморальных. Эти факторы, действуя по принципу обратной связи, координируют ход развития и жизнедеятельность организма как активного целого в тесной связи с условиями окружающей среды.

3.Свойство целостности имеет количественное выражение, неодинаковое для представителей разных видов, для разных особей, стадий

исостояний организма. У растений целостность, как правило, выражена в меньшей степени, чем у животных. В процессе регенерации, т.е. восстановления утраченных частей или восстановления организма из части, целостность возрастает. Усложнение организации в процессе онтогенеза и филогенеза, усиление координирующей функции системно-регуляторных факторов организма означают возрастание целостности.

4.Филогенетические изменения суть изменения целостных онтогенезов, протекающие в условиях воздействия естественного отбора на системно-регуляторные факторы. Поэтому свойство целостности сохраняется организмами не только в их индивидуальном, но и историческом развитии. Изменения, разрушающие целостность, отметаются отбором.

Таким образом, индивидуальное развитие всех организмов носит стадийный характер. У вирусов стадии связаны с жизненным циклом, с их

репродукцией и переходом из одной клетки в другую. Индивидуальное развитие одноклеточных включает фазы клеточного цикла – такие, например, как митоз, предсинтетическую фазу, фазу синтеза ДНК и постсинтетическую фазу. В онтогенезе многих растений выделяются хорошо различимые стадии чередования поколений (полового и бесполого). У растений и особенно

животных	четко	разграничены
стадии: эмбриональная, молодости, зрелости и старости.		Возможно и

более дробное подразделение онтогенеза.

Соответственно стадиям развития и уровню целостности онтогенеза следует различать:

––цитогенетическое целое, присущее отдельной делящейся клетке;

––эмбриональное целое, характеризующее фазы дробления яйца, дифференцировки, морфогенеза и роста зародыша в зародышевых оболочках;

––постэмбриональное онтогенетическое целое, характерное для стадий молодости и зрелости;

––инволюционное целое, отражающее системный характер инволюционного развития организма на стадии старости.

Для каждого уровня целостности характерна своя совокупность системно-регуляторных факторов. Однако, появившись на одной стадии развития, конкретный фактор может сохраняться в той или иной форме, и на последующих стадиях будет интегрироваться с новыми регуляторными системами.

Особенности размножения и начальных этапов развития ланцетника (оплодотворение, эмбриогенез и тд).

Яйцеклетка изолицетальная, олиголицетальная. Дробление полное равномерное. Гаструляция путем инвагинации. Мезодерма -> 2 древних сегмента + сомит. спланхнотом + сегментная ножка.

Особенности размножения и начальных этапов развития миног и миксин.

Миксины:

Размножаются несколько раз в жизни. Плодовитость 12-40 яиц. Яйца крупные.

Олигелицетальные, умеренно телолицетальные. Дробление полное, неравномерное. Амфибластула. Развитие прямое.

Миноги:

Размножаются 1 раз в жизни, погибают после нереста. Плодовитость обусловлена размером самок.

Развитие сложно, с метаморфозом. Мезолицетальные, умеренно телолицетальные. Дробление полное неравномерное.

Особенности размножения и начальных этапов развития у хрящевых

рыб.

Яйцеклетки телолицетальные, мезолицетальные. оплодотворение внутреннее с полиспермией. Дробление дискоидальное. Зародыш в виде дискобластулы. Соответсвенно зародыш делится на бластодиск и перибласт (желток). есть бластоцель. Часть бластодиска идет на образование организма, часть на провизорные органы (внезародышевый материал). Инвагинация с эллементами иммиграции.

Особенности размножения и начальных этапов развития у костных рыб

Яйцеклетка олигоили мезолицетальная. Телолицетальная. Дискобластула. Деламинация. Образуется желточный мешок. Зародышевый материал отделяется от внезародышевого во время гаструляции. Борозда постепенно отделяет зародыш от желточного мешка, в результате чего они соединены тонким тяжом.

Особенности размножения и начальных этапов развития у земноводных

Яйцеклетка мезолицетальная, оплодотворение внутреннее. Дробление полное неравномерное. амфибластула. Гаструляция эпиболией, частично инвагинацией.

Особенности размножения и начальных этапов развития пресмыкающихся

Оплодотворение внутреннее (кроме гаттерий). Полилицетальная яйцеклетка, резкотелолицетальная. Неполное дробление, дискоидальное. Оплодотворение в верхней части яйцевода, а дробление во время движения клетки по яйцеводу, при откладывании яйца зародыш находится на стадии дискобластулы, либо на стадии ранней гаструлы. Гаструляция сначала по типу деламинации, иммиграция (иногда), потом инвагинация. Есть амнион (водная оболочка). Серлзная оболочка, аллантоис.

Особенности размножения и начальных этапов развития у млекопитающих

Этапы внутриутробного развития млеков:

1)Зародышевый период (от дробления до начала органогенеза). В конце этого этапа редуцируется желточный мешок.

2)Предплодный период (происходит активный органогенез). Полное развитие плаценты.

3)Плодный период (совершенствование структуры и становление функций органов). Активный рост плода.

Раннее и мощное развитие трофобласта.

Раннее обособление внезародышевой мезодермы.ъ

Вторично олиголецитальные яйцеклетки (развитие зародыша происходит внутриутробно и собственные запасы питательных веществ в яйцеклетке необходимы для обеспечения только самых начальных стадий развития).

Изолецитальные яйцеклетки (небольшое количество равномерно распределённого желтка).

Оболочки: 1) Блестящая оболочка, 2) зернистая оболочка (из фолликулярных клеток), 3) соединительнотканная оболочка (тека).

Как происходит сперматогенез?

Сперматогенез осуществляется в семенниках и подразделяется на четыре фазы: размножения (митотическое деление, сперматогони), роста (рост клетки и удвоение ДНК, образуются сперматоциты 1 порядка), созревания (мейоз, сперматоциты второго порядка, сперматиды), формирования (отрастание органелл движения, сперматозоиды).

Сперматогонии – сперматоцит 1 порядка – сперматоциты 2 порядка – сперматиды – сперматозоиды.

Как происходит Овогенез?

Период размножения: оогонии метотически делятся. У млекопитающих происходит в период эмбрионального развития самки.

Период роста: ооциты первого порядка теряют способность к митотическому делению и вступают в профазу 1 мейоза. В этот период осуществляется рост половых клеток: стадия малого роста (объём ядра и цитоплазмы увеличивается пропорционально и незначительно. При этом ядерно-цитоплазматическое отношение не нарушается); стадия большого роста (объём цитоплазмы ооцита может увеличиться в десятки тысяч раз, в то время как объём ядра увеличивается незначительно. Таким образом, ядерноцитоплазматическое отношение сильно уменьшается. На этой стадии в ооците I порядка образуется желток).

Период созревания. Созревание ооцита — это процесс последовательного прохождения двух делений мейоза: редукционного (уменьшение числа хромосом) и эквационного (хроматиды расходятся по сестринским клеткам).

Партеногенез. Типы, значение, механизмы

Партеногенез – одна из форм полового размножения организмов, при котором женские половые клетки развиваются во взрослый организм без оплодотворения.

Типы:

- Педогенез – тип партеногенеза, при котором зародыш начинает размножаться еще на личиночных стадиях онтогенеза.

-Телитокия – тип партеногенеза, при котором самки без оплодотворения производят самок.

-Арренотокия – из неоплодотворенных яиц производятся самцы.

-Гиногенез – частный случай партеногенеза, при котором после проникновения спермия в яйцеклетку их ядра не сливаются, и в последующем развитии участвует только ядро яйцеклетки, либо не происходит оплодотворения.

-Андрогенез – развитие яйцеклетки с мужским ядром, привнесенным в нее спермием в процессе оплодотворения.

Классификация:

-По способу размножения: естественный и искусственный.

-По полноте протекания: рудиментарный (зачаточный) и полный.

-По способу восстановления диплоидности: амейотический и мейотический.

-По наличию других форм размножения в цикле развития: облигатный, циклический, факультативный.

Физиологическая регенерация?

Физиологическая регенерация — это восстановление элементов клеток и тканей в результате их естественного отмирания.

Репаративная регенерация?

Репаративная регенерация — это восстановление структурных элементов клеток и тканей в результате их патологической гибели.

Типы и значение для орг. Регенерационной гипертрофии.

Регенерационная гипертрофия — это возмещение исходной массы организма взамен погибшей за счёт увеличения сохранившейся его части или других органов без восстановления формы органа.

Рабочая(компенсаторная)-у стабильных не делящихся клеток (сердце). Викарная(заместительная)-в парных органах, увелич одного орг при

отсутствии другого(почки).

Гормональная(коррелятивная)-позволяет сохр. функцию органа в резко изменившихся услових (картинка-эмбрион)

Общие черты характерные для всех способов репаративной регенерации.

Сохранение функции органа

Атипичная регенерация?

Атипичная регенерация или гетероморфоз – восстановленные органы отличаются от типичных (развитие совершенно иных органов, атавистических органов, и большее количество органов).

Сингамный способ определения пола

сингамный (у млекопитающих) при помощи половых хромосом, пол определяется в момент образования зиготы

Прогамный способ определения пола

(у археаннелид, тлей, дафний)-еще до оплодотворения пол определяется типом отложенных яиц (яйца обычно крупные или мелкие)

Эпигамный способ определения пола

(моллюски, рептилии и др.) пол определяется условиями среды

Эволюционные преимущества полового размножения?

Огромное большинство животных, особенно форм, возникших сравнительно недавно, размножается половым путем, т. е. путем слияния мужских и женских гамет. Теоретики расходятся во мнениях относительно причин такого преобладания полового процесса. Поскольку половое размножение требует известных затрат, оно, очевидно, должно давать какието существенные преимущества. Для объяснения выдвигались следующие главные причины:

1)эволюционное преимущество для популяций, способных изменяться быстрее других благодаря половому размножению;

2)эволюционное преимущество, связанное с тем, что такой способ размножения облегчает видообразование (возникновение новых видов);

3)то, что отдельные родительские особи могут создавать разнообразие в своем ближайшем потомстве, облегчая ему адаптацию к непредсказуемым изменениям среды

Механизм температурно-зависимой половой детерминации

К видам с температурозависимым определением пола относятся все крокодилы, большинство черепах, некоторые виды ящериц, а также гаттерии.

Пол зависит от температуры при которой развивалась особь. Температурная зависимость пола обусловлена синтезом в организме

различных ферментов. Виды, определение пола у которых зависит от температуры, не имеют гена SRY (Sex-determining Region Y), но имеют другие гены, которые экспрессируются или не экспрессируются в зависимости от температуры. К видам с температурозвисимым определением пола относятся