Войти

Что такое онтогенез: этапы развития организмов

Понятие «онтогенез» определяет процесс индивидуального развития организма от его зарождения до момента смерти. Он включает несколько разных этапов, на каждом из которых происходят определенные изменения. Для любой стадии характерна координированная регуляция активности генов. Индивидуальное развитие организма рассматривается как совокупность биохимических, морфологических, психических и физиологический преобразований. В хоте онтогенеза различают количественные и качественные изменения. Они несколько отличаются для каждого типа живых организмов.

Понятие об онтогенезе

Данный термин был предложен Геккелем в 1886 году. Онтогенез – это совокупность последовательных биохимических, физиологических и морфологических преобразований, которые испытывает организм с момента оплодотворения или отделения от материнской особи до самой смерти. Первый случай касается полового размножения, второй – бесполого. В процессе онтогенезе реализуется генетическая информация, полученная от родителей. Это характерно для полового и бесполого размножения.

Онтогенез образован от греческих слов «ontos» и «genesis», которые переводятся, как «сущий» и «зарождение». Иначе этот процесс называется индивидуальным развитием организма. Его изучением занимаются:

  • биология развития;
  • эмбриология – изучает эмбриогенез (начальный этап онтогенеза).

Типы онтогенеза

Вопрос онтогенеза изучали многие ученые, включая Э. Геккеля и Ф. Мюллера. Они сформулировали и установили ряд обобщений, которые затем стали биогенетическим законом. Его суть в том, что онтогенез – это рекапитуляция, т.е. относительное непродолжительное и сжатое повторение филогенеза. Последнее понятие представляет собой эволюцию биологического вида многоклеточных или одноклеточных организмов во времени.

Практически в это же время Н. Северцев разрабатывал теорию филэмбриогенезов. Она была готова к 1920 году. Суть теории заключается в том, что животные, растения и другие организмы эволюционируют на всех стадиях онтогенеза, включая:

  • анаболию;
  • архаллаксис;
  • девиацию.

По другому определению онтогенез является процессом реализации наследственной информации определенной особи в конкретных условиях среды. Он бывает двух типов, каждый из которых имеет еще несколько подвидов:

  1. Прямой (без превращения). Наблюдается у ряда беспозвоночных, пресмыкающихся, рыб, птиц, высших млекопитающих и человека.
  2. Непрямой (с превращением). Этот тип характерен для некоторых позвоночных животных и многих беспозвоночных. Бывает полным (яйцо-личинка-куколка-взрослая особь, или имаго) и неполным (яйцо-личинка-взрослая особь).

Прямой

При этом типе развития появившийся на свет организм сходен со взрослой особью. Стадия метаморфоза здесь отсутствует. Прямой тип разделяется на следующие подтипы:

  1. Прямой внутриутробный. Такое развитие наблюдается у человека и высших млекопитающих, которые имеют яйцеклетку практически без желтка. Материнский организм обеспечивает плоду все жизненно важные функции. за этот процесс отвечает плацента – сложный провизорный орган. Он образуется из тканей зародыша и матери. Внутриутробное развитие завершается деторождением.
  2. Прямой яйцекладный (неличиночный). Относится к яйцекладущим млекопитающим и беспозвоночным, рептилиям, птицам, рыбам. Яйца указанных видов, наоборот, богаты желтком. Зародыш длительное время развивается в яйце. За формирование жизненных функций отвечают специальные провизорные органы, называемые зародышевыми оболочками.

Непрямой

Следующий тип онтогенеза – непрямой. Для него характерно формирование одной или нескольких личиночных стадий. Личиночным путем развиваются кишечнополостные, моллюски, черви, насекомые, ракообразные. Появившаяся личинка внешне и внутренне отличается от взрослой особи. Ее наличие вызвано небольшим запасом желтка в яйцах и необходимостью перемены в ходе развития среды обитания.

Личинка нужна и при расселении видов, ведущих паразитический, малоподвижный или сидячий образ жизни. Она самостоятельно живет, развивается, питается и растет. За счет личинки расширяется пищевая база вида. Например, головастики питаются зоопланктоном, а лягушки – насекомыми. Личинка имеет специальные провизорные органы, которые отсутствуют у взрослых особей. Превращение в имаго происходит в результате метаморфоза. Существует два вида непрямого типа развития:

  1. С неполным превращением. В таком случае временные личиночные органы личинки постепенно утрачиваются. Их заменяют постоянные, которые имеются у взрослой особи. Примером служат кузнечики.
  2. С полным превращением. В этом случае личинка сначала становится неподвижной – куколкой. Затем из нее выходит уже взрослая особь – имаго. По такому типу развивается бабочка. Она значительно отличается от личинки.

Периоды онтогенеза

Для многоклеточных животных характерно развитие по стадиям. Этапы классифицируются в зависимости от характера изменений вида и его состояния в каждом из периодов. Первая стадия называется предзародышевой (проэмбриональной). На ней происходит развитие половых клеток – гаметогенез, и последующее их оплодотворение. Для млекопитающих и человека этот период называется пренатальным или дородовым. Этап длится до:

  • вылупления из яйца у яйцекладущих;
  • до рождения – у живородящих.

Следующая стадия – эмбриональная. Иначе она называется зародышевой. Она длится от образования зиготы до выхода организма из яйцевых оболочек. Весь процесс происходит в несколько стадий. В течение этого периода развивающийся организм представляет собой зародыш, или эмбрион. Этап эмбриогенеза разделяется на:

  1. Оплодотворение. Это процесс слияния гамет – двух половых клеток. На данном этапе происходит комбинирование генов от двух родительских особей, а также возникает новый организм.
  2. Дробление. Под этой стадией подразумевается ряд митотических делений клетки, в результате чего образуются более мелкие клетки – бластомеры. Окончанием этапа становится бластула – зародыш в виде пузырчатого образования. Он имеет один или несколько слоев клеток, который окружают внутреннюю полость.
  3. Гаструляцию. На этой стадии онтогенеза образуется гаструла – двух- или трехслойный зародыш. Слои называются экто-, эндо- и мезодермой.
  4. Первичный органогенез, или нейруляция. Здесь часть эктодермальных клеток обособляются в нервную пластинку, смыкаются и образуют трубку с невроцелием, а другие – становятся нервным гребнем, или ганглиозной пластинкой.
  5. Гистогенез. Представляет собой совокупность процессов по образованию и восстановлению тканей. Например, из эктодермы образуется нервная, из мезодермы – мышечная.
  6. Окончательный органогенез. На этой фазе развиваются все остальные органы.

Последний этап – послезародышевый (постэмбриональный, постнатальный). Он длится от рождения до самой смерти организма. На этом этапе организм и развивается по прямому или непрямому типу. Особенность постэмбриональной стадии в том, что ее длительность в десятки или сотни раз превышает длительность эмбриональной. Послезародышевый этап разделяется еще не несколько фаз, включая:

  • ювенальную;
  • взрослое состояние;
  • старость.

Онтогенез животных

Все этапы онтогенеза отличаются определенными особенностями строения организма и сдвигами в его развитии, включая обмен веществ, химический состав, норму реакции на окружающую среду и сопротивляемость неблагоприятным факторам. Эти изменения разные для конкретных животных. Общим для них является развитие по одному из типов: личиночному, неличиночному или внутриутробному.

Личиночный онтогенез

Из-за малого количества желтка в яйцеклетке зигота быстро превращается в личинку. С течением времени в результате анатомо-физиологических изменений она превращается во взрослую особь. Данный процесс называется метаморфозом. Такой тип развития еще называется непрямым. Он характерен для большинства низших позвоночных и некоторых других организмов, включая:

  • рыб;
  • амфибий;
  • иглокожих;
  • кишечнополостных;
  • губок;
  • кольчатых червей;
  • некоторых беспозвоночных;
  • насекомых.

Личинка может превращаться в имаго в результате полного или неполного превращения. В последнем случае постоянные органы сменяют временные. Последние помогают личинке выполнять жизненно важные функции. Иначе эти органы называются провизорными. При полном превращении личинка сначала становится неподвижной куколкой. Затем из нее выходит взрослый организм.

Неличиночный тип

Это подтип прямого онтогенеза. Иначе он еще называется яйцекладным, потому как характерен для животных, которые откладывают яйца. Яйцеклетки у них богаты питательным материалом – желтком. Его количества хватает для завершения этапа эмбриогенеза. Весь процесс развития зародыша происходит в яйце. Во время этого эмбрион осуществляет питание, выделение и дыхание при помощи специальных провизорных органов. Они носят название зародышевых оболочек. Личиночная стадия здесь отсутствует. Данный тип развития отмечается у:

  • птиц;
  • пресмыкающихся;
  • рыб;
  • однопроходных млекопитающих;
  • беспозвоночных.

Внутриутробный

Данный тип онтогенеза свойственен для млекопитающих и человека. Все жизненные функции плода осуществляются через материнский организм, потому как в яйцеклетке практически отсутствует питательный материал. Провизорными зародышевыми органами здесь выступают:

  1. Плацента. Обеспечивает связь матери и плода, существует лишь во время беременности. Плацента располагается по задней или передней стенке матки. Ее формирование заканчивается к 15-16 неделе беременности. Активный обмен через плаценту начинается на 20 неделе.
  2. Зародышевые оболочки. Образуются вокруг зародыша, служат для поддержания его жизнедеятельности и защиты от повреждений.

Внутриутробный тип развития обеспечивает более высокую выживаемость. В филогенезе он является самым поздним. Завершением внутриутробного типа развития выступает деторождение. Новорожденный нуждается во вскармливании матерью, которая дает ему молоко – секрет молочных желез. Внутриутробный период развития у человека еще называется антенатальным.

Онтогенез растений

Каждое растение тоже проходит несколько этапов своего развития. Они имеют несколько отличий от онтогенеза животных. Для семенного растения характерны следующие этапы развития:

  1. Эмбриональный. Представляет собой образование зародыша и семени, которое после созревания сохраняется в состоянии покоя до момента прорастания.
  2. Ювенильный. Длится от момента прорастания семян до заложения цветков. У однолетних растений это занимает несколько недель, у древесных – десятки лет. На этой стадии появляются корни, стебли и листья – вегетативные органы.
  3. Зрелость. Начинается после закладки зачатков цветков и длится до появления новых зародышей, т.е. до оплодотворения.
  4. Размножение. Длится до полного созревания семян и плодов. На этой стадии образуются вегетативные органы размножения, например, клубни или луковицы.
  5. Старение. Начинается после полного прекращения плодоношения. Заканчивается отмиранием вегетативных органов и смертью растения.

Для высших растений характерен жизненный цикл, состоящий из двух фаз, или иначе – поколений. Особенность в том, что в течение жизни они могут чередоваться. Каждое поколения описывается следующим образом:

  1. Бесполая фаза (спорофаза). Происходит без образования гамет или половых клеток. Для размножения требуется только один организм. При таком способе наследственные особенности передаются без каких-либо изменений.
  2. Половая фаза (гаметофаза, или гаметофит). Еще называется гаплоидным поколением. На гаметофите образуются половые органы. Мужские называются антеридиями, а женские – аргехониями. В результате оплодотворения последней образуется диплоидная зигота. Из нее формируется зародыш, а затем – спорофит.

Видео

title Онтогенез. Учебный фильм

title Онтогенез

Внимание! Информация, представленная в статье, носит ознакомительный характер. Материалы статьи не призывают к самостоятельному лечению. Только квалифицированный врач может поставить диагноз и дать рекомендации по лечению, исходя из индивидуальных особенностей конкретного пациента.
Нашли в тексте ошибку? Выделите её, нажмите Ctrl + Enter и мы всё исправим!
Понравилась статья?
Расскажите, что вам не понравилось?
Реклама на сайте

Статья обновлена: 13.05.2019