Поділитися:
Онтогенія Етапи розвитку тварин та їх характеристики
The онтогенез це процес, за допомогою якого відбувається розвиток особистості. Феномен починається з запліднення і поширюється на старіння органічних істот. Областю біології, що відповідає за вивчення онтогенезу, є біологія розвитку.
У цьому процесі "переклад" генотипу - всієї генетичної інформації біологічної сутності - відбувається з фенотипом, який ми можемо спостерігати. Найбільш драматична трансформація відбувається на ранніх стадіях розвитку, з перетворенням клітини на повноцінної особистості.
В даний час злиття біології розвитку та теорії еволюції, відомої як evo-devo, є дуже популярним об'єктом знань, який зростає не по днях, а поперек. Це нове поле має на меті пояснити еволюцію величезного розмаїття морфологій, які виявляють живі організми.
Індекс
- 1 "Онтогенез рекапітує філогенез"
- 1.1 Історична перспектива
- 1.2 Поточне бачення
- 2 Етапи розвитку тварин
- 2.1 Дозрівання ооцита
- 2.2 Запліднення
- 2.3 Ембріогенез
- 2.4 Види яєць
- 2.5
- 2.6
- 2.7 Формування целома
- 2.8 Органогенез
- 2.9 Експресія гена під час онтогенезу
- 3 Посилання
"Онтогенез повторює філогенез"
Історична перспектива
Взаємозв'язок між онтогенезом і філогенезом був домінуючим поглядом протягом 21 століття. Широко відомо, що різні види організмів набагато ближчі один до одного в ембріональних стадіях, ніж у дорослих формах. У 1828 році Карл Ернст фон Баер помітив цю закономірність у вертебраті.
Беер попередив, що у деяких видів тетрапод є певні подібності в ембріонах, такі як зябра, нохорда, сегментація і кінцеві ребра.
Вони формуються перед типовими характеристиками, які дозволяють діагностувати дану групу в порядку найбільш специфічної ієрархічної класифікації.
Ця ідея була переформульована відомим - і одним з найбільш пристрасних послідовників Чарльза Дарвіна - біолога-уродженця Німеччини Ернста Геккеля..
Геккелю приписують відому фразу «онтогенез рекапітує філогенез». Іншими словами, у рекапітулі випливає, що розвиток організму повторює свою еволюційну історію дорослих форм її предків..
Поточний перегляд
Хоча сьогодні ця фраза добре відома, в середині ХХІ століття стало зрозуміло, що пропозиція Геккеля рідко виконується.
С. Й. Гулд, відомий палеонтолог і еволюційний біолог, представив свої ідеї щодо рекапітуляції в тому, що він назвав "принципом додавання терміналу". Для Гулда рекапітуляція може відбуватися до тих пір, поки відбудеться еволюційна зміна шляхом послідовного додавання стадій в кінці родового онтогенезу.
Так само необхідно виконувати і те, що тимчасова тривалість родового онтогенезу повинна бути скорочена при еволюції лінії..
Сьогодні сучасним методологіям вдалося спростувати концепцію додавання, запропоновану біогенетичним законом.
Для Хеккеля це додавання відбувалося через постійне використання органів. Проте еволюційні наслідки використання та невикористання органів були відкинуті.
В даний час відомо, що розгалужені арки в ембріональних станах ссавців і рептилій ніколи не мають форми, відповідної дорослої риби..
Крім того, існують відмінності у термінах або термінах, в яких відбуваються певні етапи розвитку. У еволюційній біології ця зміна називається гетерохронією.
Етапи розвитку тварин
Онтогенез охоплює всі процеси розвитку органічних істот, починаючи з запліднення і закінчуючи старінням.
Логічно, що найбільш драматичні перетворення відбуваються в перших приступів, де одна клітина здатна формувати цілу індивідууму. Далі ми опишемо процес онтогенезу, підкреслюючи ембріональні стадії.
Дозрівання ооцита
Під час процесу оогенезу готують яйцеклітину (жіночу гамету, яка також називають яйцем) для запліднення і на перших етапах розвитку. Це відбувається шляхом накопичення резервного матеріалу на майбутнє.
Цитоплазма яйцеклітини є середовищем, багатим різними біомолекулами, переважно РНК-месенджерами, рибосомами, перенесенням РНК та іншої техніки, необхідної для синтезу білків. Ядро клітини також відчуває значне зростання.
Сперма не вимагає цього процесу, його стратегія полягає в усуненні всієї можливої цитоплазми і конденсації ядра для збереження малих розмірів.
Запліднення
Подія, що ознаменує початок онтогенезу, - це запліднення, яке передбачає об'єднання чоловічої та жіночої гамети, як правило, під час статевого розмноження..
У разі зовнішнього запліднення, як і в багатьох морських організмах, обидві гамети виводяться у воду і виявляються випадковим чином.
У процесі запліднення диплоїдна кількість індивідуума реінтегрується і дозволяє комбінувати процеси між батьківськими і материнськими генами.
У деяких випадках сперма не є необхідною для активації розвитку. Але в більшості людей ембріон не розвинеться правильно. Таким же чином, деякі види можуть розмножуватися шляхом партеногенезу, де нормальний розвиток ембріона відбувається без потреби в спермі.
Навпаки, деякі яйця вимагають активації сперми, але не включають генетичний матеріал цієї чоловічої гамети в ембріон.
Сперма і яйцеклітина повинні бути правильно розпізнані так, щоб відбулися всі події після внесення добрив. Це розпізнавання опосередковується рядом специфічних білків кожного виду. Існують також бар'єри, які перешкоджають, коли яйцеклітина, після того як вона буде запліднена, досягається другою спермою.
Ембріогенез
Після запліднення і активації яєць відбуваються перші етапи розвитку. У сегментації ембріон повторюється, щоб стати групою клітин, що називаються бластомерами.
Протягом останнього періоду зростання клітин не відбувається, відбувається лише підрозділ маси. Зрештою, у вас є сотні або тисячі клітин, що поступаються стану бластули.
У міру розвитку ембріона вона набуває полярність. Тому можна розрізняти полюси рослин, розташовані на одному кінці, і полюса тварини, багаті цитоплазмою. Ця вісь є точкою відліку для розвитку.
Види яєць
Залежно від кількості жовтка, яким володіє яйце, і розподілу зазначеної речовини, яйцеклітину можна класифікувати як олігоцеліти, гетероцеліти, телолецити і центролецити..
Перші мають, як випливає з назви, невелику кількість жовтка, і він розподілений більш-менш однорідно по всьому яйцю. Як правило, його розмір невеликий. У гетеролецитів більше жовток, ніж у оліголецитів, і жовток концентрується у вегетативному полюсі.
Telolecitos представляють велику кількість жовтка, що займає майже все яйце. Нарешті, центролецити мають весь концентрований жовток в центральній частині яйця.
Бластування
Бластула - це маса, що складається з клітин. У ссавців цей клітинний кластер називається бластоцистом, в той час як у більшості тварин клітини розташовані навколо центральної порожнини рідини, званої бластоцеллю..
У стані бластули можна було спостерігати значне збільшення кількості ДНК. Однак розмір всього ембріона не набагато більше, ніж у вихідної зиготи.
Grastrulation
Гаструляція перетворює бластулу кулястим і простим способом у набагато складнішу структуру з двома зародковими шарами. Цей процес є неоднорідним, якщо порівнювати різні лінії тварин. У деяких випадках утворюється другий шар без створення внутрішньої порожнини.
Отвір до кишечника називається бластопоро. Доля бластопора є дуже важливою характеристикою для поділу двох великих ліній: протостомадо і дейтеростомов. У першій групі бластопор дає початок ротовій порожнині, а у другій - бластопор..
Таким чином, гаструла має два шари: зовнішній, який оточує бластоцель, званий ектодермою і внутрішній шар, який називається ендодермою..
Більшість тварин мають третій зародковий шар, мезодерму, розташований між двома вищевказаними шарами. Мезодерму можна утворити двома способами: клітини виникають з вентральної області губи бластопора і звідти проліферують або виходять з центральної області стінок архонтерону..
Наприкінці гаструляції ектодерма охоплює ембріон, а мезодерми і ендодерми знаходяться у внутрішній частині. Іншими словами, клітини мають інше кінцеве положення, ніж початкове.
Формування целома
Целомом є порожнина тіла, яка оточена мезодермою. Це відбувається тому, що в процесі гаструляції бластоцеле майже повністю заповнюється мезодермою.
Ця порожнина celomática може з'являтися двома шляхами: schizocélica або enterocélica. Однак функціонально обидві котушки є еквівалентними.
Органогенез
Органогенез включає низку процесів, в яких утворюється кожен з органів.
Найбільш значущі події включають міграцію окремих клітин до місця, де вони потрібні для формування цього органу.
Експресія гена під час онтогенезу
В ході розробки було встановлено, що епігенез протікає в три стадії: формування закономірностей, визначення положення тіла і індукції правильного положення для кінцівок і різних органів..
Для генерування відповіді є певні генні продукти, звані морфогенами (визначення цих сутностей є теоретичним, а не хімічним). Ці роботи завдяки формуванню диференціального градієнта, що забезпечує просторову інформацію.
Щодо залучених генів, то гомеотичні гени відіграють фундаментальну роль у розвитку індивідуумів, оскільки вони визначають ідентичність сегментів.
Список літератури
- Alberch, P., Gould, S.J., Oster, G.F. & Wake, D.B. (1979). Розмір і форма в онтогенезі і філогенезі. Палеобіологія, 5(3), 296-317.
- Curtis, H., & Barnes, N.S. (1994). Запрошення до біології. Макміллан.
- Gould, S. J. (1977). Онтогенез і філогенез. Преса Гарвардського університету.
- Hickman, C.P., Roberts, L.S., Larson, A., Ober, W.C., & Garrison, C. (2001). Інтегровані принципи зоології. McGraw-Hill.
- Kardong, K. V. (2006). Хребетні: порівняльна анатомія, функція, еволюція. McGraw-Hill.
- McKinney, M.L., & McNamara, K.J. (2013). Гетерохронія: еволюція онтогенезу. Springer Science & Business Media.