ОНТОГЕНЕЗ: ЕТАПИ РОЗВИТКУ ТВАРИН ТА ЇХ ХАРАКТЕРИСТИКА - БІОЛОГІЯ - 2025

Онтогенез є процес , при якому відбувається розвиток особистості. Явище починається із запліднення і поширюється на старіння органічних істот. Сфера біології, відповідальна за вивчення онтогенезу, - це біологія розвитку.

У цьому процесі відбувається "переклад" генотипу - всієї генетичної інформації біологічного утворення - у фенотип, який ми можемо спостерігати. Найбільш драматична трансформація відбувається на ранніх стадіях розвитку, з перетворенням клітини на повноцінного індивіда.

Романс, Дж. Дж. завантажено у Wikipedia від en: Користувач: Phlebas; автори сторінки описів: en: Користувач: Phlebas, en: Користувач: SeventyThree, через Wikimedia Commons

Сьогодні синтез біології розвитку та еволюційної теорії, відомий як evo-devo, - це дуже популярний масив знань, який зростає не по днях. Це нове поле має на меті пояснити еволюцію величезного різноманіття морфологій, що проявляються живими організмами.

"Онтогенез рекапітулює філогенез"

Історична перспектива

Взаємозв'язок між онтогенією та філогенією був переважаючим у всьому XXI столітті. Широко відомо, що різні види організмів набагато більше схожі між собою у своїх ембріональних стадіях, ніж у дорослих формах. У 1828 році Карл Ернст фон Баер помітив цю картину в сифілісі Вертебрата.

Бер зазначив, що у різних видів тетрапод є певні схожість у ембріона, такі як зябра, нотохорда, сегментація та кінцівоподібні кінцівки.

Вони формуються перед типовими характеристиками, які дозволяють діагностувати відповідну групу в більш конкретному порядку ієрархічної класифікації.

Цю ідею переформулював відомий - і один з найбільш пристрасних послідовників Чарльза Дарвіна - біолог походження з Німеччини Ернст Геккель.

Геккелю приписують відому фразу "онтогенез рекапітулює філогенез". Іншими словами, рекапітуляція передбачає, що розвиток організму повторює свою еволюційну історію від дорослих форм своїх предків.

Сучасне бачення

Хоча ця фраза добре відома сьогодні, до середини 21 століття було зрозуміло, що пропозиція Геккеля рідко виконується.

SJ Gould, відомий палеонтолог та еволюційний біолог, виклав свої ідеї щодо рекапітуляції в тому, що він назвав "принципом термінального додавання". Для Гулда рекапітуляція може відбуватися до тих пір, поки відбудеться еволюційна зміна шляхом послідовного додавання етапів наприкінці родової онтогенезу.

Таким же чином слід також сказати, що часова тривалість онтогенезу предків повинна була скорочуватися в міру розвитку лінії.

Сьогодні сучасним методологіям вдалося спростувати запропоновану біогенетичним законом концепцію додавання.

Для Геккеля це додавання сталося через постійне вживання органам. Однак еволюційні наслідки використання та використання органів не враховуються.

В даний час відомо, що гіллясті дуги в ембріональних стадіях ссавців та рептилій ніколи не мають форми, відповідної дорослих риб.

Крім того, існують розбіжності в термінах або термінах певних етапів розвитку. В еволюційній біології ця зміна називається гетерохронією.

Етапи розвитку тварин

Онтогенез охоплює всі процеси розвитку органічних істот, починаючи з запліднення і закінчуючи старінням.

Логічно найбільш драматичні перетворення відбуваються на перших етапах, коли одна клітина здатна формувати цілу особину. Далі ми опишемо процес онтогенезу, наголошуючи на ембріональних стадіях.

Дозрівання ооцитів

Під час процесу оогенезу яйцеклітина (жіноча гамета, яку також називають яйцеклітиною) готується до запліднення та ранніх стадій розвитку. Це відбувається шляхом накопичення запасного матеріалу на майбутнє.

Цитоплазма яйцеклітини - це середовище, багата різними біомолекулами, в основному месенджерної РНК, рибосомами, переносною РНК та іншими механізмами, необхідними для синтезу білків. Клітинне ядро ​​також зазнає значного зростання.

Сперматозоїди не потребують цього процесу, їх стратегія полягає в тому, щоб усунути якомога більше цитоплазми і конденсувати ядро ​​для збереження невеликих розмірів.

Запліднення

Подія, що знаменує собою початок онтогенезу, - це запліднення, яке передбачає об'єднання гамети чоловічої та жіночої, як правило, під час акту статевого розмноження.

У разі зовнішнього запліднення, як це відбувається у багатьох морських організмів, обидві гамети викидаються у воду і знаходяться випадковим чином.

При заплідненні диплоїдне число особини реінтегрується і дозволяє поєднувати процеси батьківських і материнських генів.

У певних випадках сперма не потрібна для активізації розвитку. Але у більшості особин ембріон розвивається не правильно. Так само деякі види можуть розмножуватися за допомогою партеногенезу, коли нормальний розвиток ембріона відбувається без необхідності в спермі.

Навпаки, деякі яйця потребують активації сперми, але не включають генетичний матеріал цієї чоловічої гамети в ембріон.

Сперму та яйцеклітину слід розпізнати правильно, щоб усі події після запліднення мали місце. Це визнання опосередковується рядом білків, характерних для кожного виду. Існують також бар'єри, які запобігають потраплянню яйцеклітини після запліднення другою спермою.

Ембріогенез

Після запліднення та активації яйцеклітини відбуваються перші стадії розвитку. У сегментації ембріон неодноразово ділиться, щоб стати групою клітин, що називається бластомерами.

У цей останній період не відбувається зростання клітин, відбувається лише підрозділ маси. Зрештою, у вас є сотні чи тисячі клітин, поступаючись місцем бластули.

У міру розвитку ембріона він набуває полярність. Тому можна виділити рослинний полюс, розташований на одному кінці, і полюс тварини, багатий цитоплазмою. Ця вісь забезпечує орієнтир для розвитку.

Види яєць

Залежно від кількості жовтка, який має яйце, і розподілу зазначеної речовини, яйце можна класифікувати як оліголецити, гетеролецити, телолецити та центролецити.

Перші мають, як вказує їх назва, невелику кількість жовтка, і він розподіляється більш-менш рівномірно по всьому яйцю. Взагалі його розмір невеликий. У гетеролецитах більше жовтка, ніж оліголецитів, а жовток зосереджений на вегетативному полюсі.

У телолекітозі присутня велика кількість жовтка, що займає майже все яйце. Нарешті, у центролекіто весь жовток зосереджений у центральній області яйця.

Зрив

Бластула - це маса клітин. У ссавців цю групу клітин називають бластоцистою, тоді як у більшості тварин клітини розташовані навколо центральної порожнини рідини, що називається бластоцеле.

У стані бластули вдалося виявити значне збільшення кількості ДНК. Однак розмір всього ембріона не набагато більший, ніж початкова зигота.

Граструктура

Гаструляція перетворює сферичну і просту бластулу в набагато складнішу структуру з двома зародковими шарами. Цей процес неоднорідний, якщо порівнювати різні родини тварин. У деяких випадках утворюється другий шар без створення внутрішньої порожнини.

Отвір в кишечнику називається бластопор. Доля бластопор є дуже важливою характеристикою для поділу двох великих родовищ: протостоматів та дейтеростомів. У першій групі бластопор утворює рот, тоді як у другій бластопор утворює задній прохід.

Таким чином, гаструла має два шари: зовнішній шар, який оточує бластоцеле, який називається ектодермою, і внутрішній шар, який називається ентодермою.

Більшість тварин мають третій зародковий шар, мезодерму, розташований між двома згаданими вище шарами. Мезодерма може утворюватися двома способами: клітини виникають з вентральної області губи бластопор і звідти вони розмножуються або виникають з центральної області стінок арнтерона.

В кінці гаструляції ектодерма покриває ембріон, а мезодерма та ентодерма розташовані у внутрішній частині. Іншими словами, клітини мають інше кінцеве положення, ніж те, з якого вони почали.

Формування целома

Кололом - це порожнина тіла, яка оточена мезодермою. Це відбувається тому, що в процесі гаструляції бластоцеле майже повністю заповнене мезодермою.

Ця целоматічна порожнина може з’являтися двома способами: шизоцелічним або ентероцелічним. Однак обидва коеломи функціонально рівноцінні.

Органогенез

Органогенез включає низку процесів, в яких формується кожен з органів.

Найбільш релевантні події включають міграцію певних клітин до місця, де вони необхідні для формування зазначеного органу.

Експресія генів під час онтогенезу

У процесі розвитку було встановлено, що епігенез проходить у три етапи: формування структури, визначення положення тіла та індукція правильного положення для кінцівок та різних органів.

Для формування відповіді існують певні продукти генів, які називаються морфогенами (визначення цих утворень теоретичне, а не хімічне). Вони працюють завдяки формуванню диференціального градієнта, що забезпечує просторову інформацію.

Що стосується генів, що беруть участь, гомеотичні гени відіграють фундаментальну роль у розвитку особин, оскільки вони визначають ідентичність сегментів.

Список літератури

1. Alberch, P., Gould, SJ, Oster, GF, & Wake, DB (1979). Розмір і форма в онтогенезі та філогенезі. Палеобіологія, 5 (3), 296-317.
2. Кертіс, Х. та Барнс, штат Нью-Йорк (1994). Запрошення до біології. Макміллан.
3. Gould, SJ (1977). Онтогенез і філогенія. Гарвардський університетський прес.
4. Хікман, К.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, WC, & Гарнізон, C. (2001). Комплексні принципи зоології. McGraw - Хілл.
5. Кардон, К. В. (2006). Хребетні: порівняльна анатомія, функція, еволюція. McGraw-Hill.
6. McKinney, ML, & McNamara, KJ (2013). Гетерохронія: еволюція онтогенезу. Springer Science & Business Media.