АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Індивідуальний розвиток організмів

Читайте также:
  1. II. Розвиток математичних знань.
  2. II. Розвиток математичних знань.
  3. II. Розвиток математичних знань.
  4. II. Розвиток математичних знань.
  5. II. Розвиток математичних знань.
  6. II. Розвиток математичних знань.
  7. II. Розвиток математичних знань.
  8. II. Розвиток математичних знань.
  9. III. Розвиток математичних знань.
  10. III. Розвиток математичних знань.
  11. III. Розвиток математичних знань.
  12. III. Розвиток математичних знань.

Розмноження загальна властивість всіх живих організмів створювати нові покоління особин того ж виду.

Значення розмноження: забезпечує безперервність існування виду, дає можливість збільшити загальну чисельність виду.

Статеве розмноження – спосіб розмноження живих організмів, при якому нові особини утворюються із зиготи, що утворюється в результаті запліднення – злиття статевих клітин – гамет.

Нестатеве розмноження відбувається без участі гамет, без запліднення і в ньому приймає участь один організм.

Партеногенез – розвиток яйцеклітини без запліднення; спостерігається у деяких рослин (кульбаба) та деяких тварин (бджолині трутні, індики).

Поліембріонія:

· у тварин і людини – розвиток з однієї яйцеклітини кількох зародків (однояйцеві близнюки у людини);

· у рослин – утворення кількох зародків в одній насінині.

Партеногенез та поліембріонія з одного боку ведуть до біологічного прогресу, оскільки збільшують чисельність особин виду, а з іншого боку – до біологічного регресу, оскільки при партеногенезі та поліембріонії не відбувається обмін генетичною інформацією і зменшується пристосувальність виду до умов навколишнього середовища

Форми розмноження:

Форми статевого розмноження Форми нестатевого розмноження
Кон’югація – статевий процес у од-ноклітинних організмів (деяких во-доростей, грибів, більшості інфузорій) при якому від-бувається обмін генетичним матеріалом між двома клітинами. Гермафроди- тизм – здатність одного індивіда ут-ворювати і чоло-вічі і жіночі статеві клітини; характерний для кишковопорожнинних, більшості червів, багатьох молюсків та деяких риб. Статеве розмноження роздільно- статевих видів – в результаті запліднення (зовнішнього чи внутрішнього) та утворення зиготи. Ділення – утворення двох дочірніх клітин з однієї материнської; клітина може ділитися в будь-якій площині (амеба протей), в вертикальній (евглена зелена) та горизонтальній площині (інфузорія туфелька). Множинний поділ – утворення з однієї материнської клітини великої кількості гаплоїдних клітин (малярійний плазмодій). Спороутворення – процес утворення спор, відбувається у органах нестатевого розмноження спорангіях; характерне для одноклітинних водоростей, вищих спорових рослин, деяких бактерій. Брунькування – поділ материнської клітини при якому утворюються велика і мала дочірні клітини (дріжджі); відбруньковування нових особин, які живуть самостійно (прісноводна гідра), або утворюють колонію (поліпи). Вегетативне розмноження – відбувається з участю відокремлених від материнського організму багатоклітинних частин: вегетативне розмноження рослин – з участю частин вегетативних органів, бульб, цибулин, частин кореневища; фрагментація – розмноження відокремленням певних ділянок тіла (нитчасті зелені водорості, цвілеві гриби, деякі черви) чи спеціальних утворів (лишайники). Клонування – штучний процес, проводиться людиною, полягає в заміні гаплоїдного ядра яйцеклітини на диплоїдне ядро організму який клонують; така яйцеклітина здатна утворювати зародок і плід.

Статеве розмноження включає в себе процеси:

· гаметогенез – дозрівання і розвиток чоловічих та жіночих статевих клітин (сперматогенез – розвиток чоловічих статевих клітин; оогенез – розвиток жіночих статевих клітин);

· запліднення – процес злиття статевих клітин з утворенням зиготи;

· онтогенез – індивідуальний розвиток організму.

Сперматогенез – процес утворення в чоловічих статевих залозах чоловічих статевих клітин – сперматозоїдів. Сперматогенез проходить в три стадії:

· розмноження в сім’янниках диплоїдних клітин сперматогенної тканини, в результаті якого утворюються сперматоцити, які мають диплоїдний набір хромосом;

· ріст сперматоцитів, який супроводжується синтезом ДНК та добудовуванням другої хроматиди;

· дозрівання сперматоцитів, які діляться мейозом та утворюють гаплоїдні сперматозоїди.

У сперматозоїдах людини та ссавців хромосомні набори будуть відрізнятися за однією статевою хромосомою: поло-вина сперматозоїдів будуть нести статеву Х-хромосому, інша половина – статеву Y-хромосому.

Будова сперматозоїда (на прикладі сперматозоїда ссавців). Сперматозоїди дуже малі і рухливі. У ссавців сперматозоїд складається з головки довжиною 5-10 мкм, шийки та хвоста. Загальна довжина сперматозоїда приблизно становить 60 мкм. В головці розміщене ядро з гаплоїдним набором хромосом. Цитоплазми в головці дуже мало. В шийці розміщені мітохондрії, які виробляють енергію для руху сперматозоїда та центріоля, яка забезпечує коливання джгутика, що розміщений вздовж хвоста.

Оогенез – процес утворення жіночих статевих клітин – яйцеклітин. Оогенез відбувається в жіночих статевих залозах – яєчниках і проходить в три стадії:

· розмноження в яєчниках диплоїдних клітин оогенної тканини, в результаті якого утворюються диплоїдні ооцити;

· ріст ооцитів, який супроводжується синтезом ДНК та добудовуванням другої хроматиди;

· дозрівання ооцитів, які діляться мейозом.

В результаті дозрівання ооцита утворюється одна яйцеклітина і три редукційних (полярних) тільця. Пізніше яйцеклітина бере участь в статевому процесі, а редукційні тільця – відмирають.

Будова яйцеклітини. Яйцеклітини – малорухливі, переважно великих розмірів, містять запас поживних речовин для розвитку зародка після запліднення. Діаметр яйцеклітини ссавців приблизно 0,1 мм, яйцеклітини риб (ікринки) значно більші, оскільки містять більший запас поживних речовин. Найбільшими є яйцеклітини птахів. Наприклад, яйцеклітина курки разом із запасом поживних речовин (жовтком) має діаметр приблизно 3 см.

Форми запліднення:

· у рослин є особливості запліднення: споровим рослинам для запліднення необхідна вода (для руху сперміїв); запліднення квіткових рослин дістало назву подвійного, оскільки один спермій зливається з яйцеклітиною і утворює диплоїдну зиготу, а інший спермій зливається з диплоїдною центральною клітиною і утворює триплоїдну клітину, з якої потім розвивається ендосперм зародка насінини;

· у тварин зовнішнє (відбувається в навколишньому середовищі), внутрішнє (відбувається в організмі самки), штучне (проводить людина); у процесі запліднення відбувається активація амінокислот, проникнення сперматозоїда в яйцеклітину, злиття їхніх ядер.

Онтогенез – індивідуальний розвиток організму, поділяється на дві стадії: ембріональний (зародковий) розвиток та постембріональний (післязародковий розвиток).

Ембріональний розвиток в свою чергу поділяється на стадії:

Стадії Особливості
Зигота. Клітина з диплоїдним набором хромосом.
Дробіння. Збільшення кількості клітин в результаті поділу.
Морула Клітини щільно прилягають одна до одної, порожнини немає.
Бластула. Одношаровий зародок.
Гаструла. Двошаровий зародок, що виникає переважно в результаті вгинання (інвагінації) стінки бластули. Зовнішній шар – ектодерма, внутрішній – ентодерма (їх ще називають зародковими листками)
Нейрула Стадія зародкового розвитку хордових тварин і людини, утворення зачатка нервової системи – нервової пластинки і замикання її у нервову трубку.
Формування органів та взаємодія частин зародка – органогенез. Утворюється третій шар клітин – мезодерма, який виростає між екто- та ентодермою. З ектодерми утворюється нервова система, покриви, органи чуття, похідні шкіри, кишечник, зябра (земноводні); з мезодерми – м’язи, скелет, кровоносна, видільна, статева системи, плевра, перикард, сполучнотканинні шари шкіри; з ентодерми – хорда, кишечник, легені, травні залози, плавальний міхур, передня і задня частки гіпофізу, щитовидна залоза і т.д.
Вихід зародка із яйцевих оболонок. Вилуплювання, народження.

Диференціація клітин – це набуття клітинами здатності до виконання різних функцій, пов’язаних з їх спеціалізацією; процес розвитку клітин у певному напрямку (наприклад, в епітеліальні клітини, нервові клітини та ін.). Диференціація клітин розпочинається у ранньому ембріогенезі і поступово звужує кількість можливих перетворень до однієї або декількох диференційованих форм. Диференційований стан клітин досить стабільний і успадковується їх нащадками. Кінцева диференціація часто супроводжується втратою здатності клітин до розмноження. Наприклад, клітини нервової тканини у ссавців останній раз поділяються в ембріональному та ранньому постембріональному періодах розвитку, а клітини нервових гангліїв дрозофіли – на стадії личинки.

Для пояснення причин диференціації клітин запропоновано дві теорії:

· теорія нерівномірного розподілу спадкового матеріалу серед бластомерів зародка (теорія мозаїчного розвитку);

· теорія однакових генетичних потенцій всіх бластомерів (теорія еквіпотенціальності клітин, або регуляційного типу розвитку).

Прихильником першої теорії був А. Вейсман, який вважав, що мітотичні поділи зиготи є нерівнозначними відносно розподілу генетичного матеріалу. На користь теорії мозаїчного розподілу свідчать наступні факти:

· у кінської аскариди та у деяких інших безхребетних спостерігається втрата хроматину, тобто втрата клітиною частини геному, що не потрібна для даного напрямку диференціації;

· у деяких видів розподіл генетичного матеріалу між статевими та соматичними клітинами здійснюється нерівномірно;

· у багатьох видів (наприклад, у асцидії) спостерігається нерівномірний розподіл ферментів, і-РНК по яйцеклітині, а, отже, по зиготі та бластомерах;

· в процесі розвитку та диференціації клітин можливі незворотні локальні зміни та перебудови генетичного матеріалу (мутації).

На користь теорії регуляційного типу розвитку вказують дані цитогенетики, за якими у переважної більшості організмів каріотипи різних за функцією клітин – однакові (цитофотометричний аналіз вказує на однакову кількість ДНК, а спектральний аналіз показує ідентичність спектрів нуклеотидних послідовностей у різних клітинах). Отже, якщо і є організми, в яких гени і їх продукти нерівномірно розподіляються між клітинами в період дробіння зиготи, то цей феномен не є універсальним. Ембріональні клітини вищих еукаріотів, наприклад, земноводних, людини до стадії восьми бластомерів є генетично ідентичними, тому ембріони цих організмів називають регуляторними. Є і такі організми (наприклад, морський їжак), ембріони яких важко віднести до чисто регуляторних чи мозаїчних.

Відомо, що контроль перших етапів диференціації клітин визначається позаядерними компонентами яйцеклітини, які накопичуються у ній в процесі оогенезу. Деякі з таких компонентів у зародкових клітин дрозофіли ідентифіковані та визначена їх локалізація у яйцеклітині.

Одним із прямих доказів теорії еквіпотенціальності клітин є відомий дослід Дж. Гордона, який трансплантував ядра з диференційованих соматичних клітин (клітин кишкового епітелію пуголовків) в яйцеклітини південноамериканської жаби. Причому, власні ядра незапліднених яйцеклітин вчений руйнував ультрафіолетовим випромінюванням. В окремих випадках із таких штучно сконструйованих яйцеклітин розвивалися дорослі жаби. Отже, можна вважати, що інформація, необхідна для нормального розвитку після багатьох мітотичних поділів не втрачається і може бути використана для повторного процесу розвитку. Такий процес отримав назву клонування, а організми, утворені в такий спосіб називають клонами.

Спроби клонування ссавців довгий час були марними. Однак, у 1997 році група вчених під керівництвом Яна Уілмута у Шотландії шляхом клонування отримали копію вівці за кличкою Доллі.

Подібне клонування сільськогосподарських тварин сьогодні стає буденною справою і має велике практичне значення. Окрім традиційного з використанням незаплідненої яйцеклітини у сільському господарстві здійснюють клонування тварин штучним поділом раннього зародка на частини з наступним вирощуванням з них клонів.

Оскільки ембріональні клітини теплокровних тварин є генетично ідентичними, це можна використати для вирощування тканин та органів необхідних для трансплантації у медицині та ветиренарії. Великого значення набуває технологія вирощування тканин та органів з ізольованих стовбурових клітин, генетично запрограмованих на певний тип диференціювання. Так можна отримати гістосумісний матеріал для трансплантацій без клонування самих організмів.

Клонування людини в технологічному відношенні стало цілком можливим, проте воно стикається з рядом етичних, моральних та психологічних проблем. Гарантувати відтворення особистості клону важко, бо інтелект і все, що з ним пов’язане на 50% залежить від умов життя та виховання.

Постембріональний розвиток: буває прямий (без метаморфозу) та непрямий (з метаморфозом).

За прямого розвитку щойно народжена тварина загалом нагадує дорослу особину. Прямий розвиток відбувається внаслідок ембріонізації – періоду, коли зародок живиться за рахунок материнського організму (плацентарні ссавці), або запасними поживними речовинами яйця (плазуни, птахи).

За непрямого розвитку з яйця виходить личинка, що зовсім не схожа на дорослих особин ні будовою ні способом живлення, а часом для неї характерне ще й інше середовище життя. Личинка живиться, росте та розвивається (деякі види можуть на личинковій стадії розмножуватись), а пізніше у її організмі відбуваються глибокі структурні зміни, завдяки яким личинка перетворюється у дорослу комаху. Непрямий розвиток може відбуватися з повним та неповним перетворенням:

Неповне перетворення: яйце → личинка, схожа на дорослу особину → доросла особина.

Повне перетворення: я йце → личинка, що несхожа на дорослу особину → лялечка → доросла особина.

Ріст – кількісні зміни в організмі, один з проявів індивідуального розвитку організму, одна з ознак живого, пов’язаний з збільшенням маси, лінійних розмірів та об’єму організму, супроводжується диференціацією клітин і таким чином пов’язаний з розвитком. Ріст буває необмежений – відбувається протягом всього життя організму (рослини) та обмежений – відбувається до певного періоду індивідуального розвитку організму (людина).

Регенерація – здатність організмів відновлювати втрачені чи пошкоджені органи. Процеси регенерації у тварин регулюються: спадково, гормонами, нейрогормонами, імунною системою, а також міжклітинними та між тканинними взаємодіями.

Регенерація буває:

· репаративна – відновлення втрачених структур (загоєння ран, відновлення ящіркою втраченого хвоста);

· фізіологічна – відновлення зношених структур (клітин крові, клітин епідермісу шкіри та ін.)

Життєвий цикл (цикл розвитку) – сукупність фаз розвитку, при завершенні яких організм досягає статевої зрілості та досягає здатності до розмноження.

Життєвий цикл організмівбуває простим або складним:

· за простого життєвого циклу всі послідовні покоління не відрізняються одне від одного;

· за складного життєвого циклу відбувається чергування поколінь: статевого, переважно гаплоїдного покоління (гаметофіту) та нестатевого диплоїдного покоління (спорофіту).

Біологічне значення чергування поколінь у деяких організмів полягає у кращому пристосуванні до умов середовища, що змінюється: статеве розмноження забезпечує існування виду в нестабільних умовах середовища, а нестатеве – дозволяє швидко збільшити чисельність виду в стабільних, сприятливих умовах середовища.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.)