ОНТОГЕНЕЗ: СТАДИИ РАЗВИТИЯ ЖИВОТНЫХ И ИХ ОСОБЕННОСТИ - БИОЛОГИЯ - 2025

Онтогенез является процесс , при котором происходит развитие личности. Это явление начинается с оплодотворения и распространяется на старение органических существ. Область биологии, ответственная за изучение онтогенеза, - это биология развития.

В этом процессе происходит «трансляция» генотипа - всей генетической информации биологического объекта - в наблюдаемый нами фенотип. Наиболее драматическая трансформация происходит на ранних стадиях развития, когда клетка превращается в полноценную личность.

Романес, ГДж; загружено в Википедию пользователем: Пользователь: Phlebas; авторы страницы описания: en: User: Phlebas, en: User: SeventyThree, через Wikimedia Commons

Сегодня слияние биологии развития и теории эволюции, известное как evo-DevO, представляет собой очень популярную совокупность знаний, которая растет не по дням, а по часам. Эта новая область направлена ​​на объяснение эволюции огромного разнообразия морфологий живых организмов.

«Онтогенез резюмирует филогенез»

Историческая перспектива

Взаимосвязь между онтогенезом и филогенезом была преобладающей точкой зрения на протяжении 21 века. Широко известно, что разные виды организмов гораздо больше похожи друг на друга в эмбриональных стадиях, чем во взрослых формах. В 1828 году Карл Эрнст фон Бэр заметил эту закономерность у Vertebrata sybphylum.

Бэр отметил, что у разных видов четвероногих есть определенные сходства в эмбрионе, такие как жабры, хорда, сегментация и плавниковидные конечности.

Они формируются перед типичными характеристиками, которые позволяют диагностировать рассматриваемую группу в более конкретном иерархическом порядке классификации.

Эта идея была переформулирована знаменитым и одним из самых страстных последователей Чарльза Дарвина - немецким биологом Эрнстом Геккелем.

Геккелю приписывают знаменитую фразу «онтогенез повторяет филогенез». Другими словами, рекапитуляция предполагает, что развитие организма повторяет его эволюционную историю от взрослых форм его предков.

Текущее видение

Хотя эта фраза хорошо известна сегодня, к середине 21 века стало ясно, что предложение Геккеля редко выполняется.

С. Дж. Гулд, знаменитый палеонтолог и биолог-эволюционист, изложил свои идеи в отношении перепросмотра в том, что он назвал «принципом конечного сложения». По Гулду, рекапитуляция может происходить до тех пор, пока происходит эволюционное изменение путем последовательного добавления стадий в конце онтогенеза предков.

Точно так же должно быть верно и то, что временная продолжительность онтогенеза предков должна была сокращаться по мере развития линии.

Сегодня современные методики сумели опровергнуть концепцию сложения, предложенную биогенетическим законом.

Для Геккеля это добавление произошло из-за постоянного использования органов. Однако эволюционные последствия использования и неиспользования органов не учитывались.

В настоящее время известно, что жаберные дуги на эмбриональных стадиях млекопитающих и рептилий никогда не имеют формы, соответствующей взрослым рыбам.

Кроме того, существуют различия в сроках или сроках определенных этапов разработки. В эволюционной биологии это изменение называется гетерохронией.

Этапы развития животных

Онтогенез охватывает все процессы развития органических существ, начиная с оплодотворения и заканчивая старением.

Логично, что самые драматические преобразования происходят на первых этапах, когда одна клетка способна сформировать целостную личность. Далее мы опишем процесс онтогенеза, выделив эмбриональные стадии.

Созревание ооцитов

В процессе оогенеза яйцеклетка (женская гамета, также называемая яйцеклеткой) подготавливается к оплодотворению и ранним стадиям развития. Это происходит за счет накопления резервного материала на будущее.

Цитоплазма яйцеклетки - это среда, богатая различными биомолекулами, в основном информационная РНК, рибосомы, транспортная РНК и другие механизмы, необходимые для синтеза белков. Ядро клетки также претерпевает значительный рост.

Сперматозоиды не нуждаются в этом процессе; их стратегия состоит в том, чтобы удалить как можно больше цитоплазмы и конденсировать ядро ​​для сохранения небольших размеров.

опыление

Событием, знаменующим начало онтогенеза, является оплодотворение, которое включает в себя соединение мужской и женской гамет, как правило, во время акта полового размножения.

В случае внешнего оплодотворения, как это происходит у многих морских организмов, обе гаметы выбрасываются в воду и обнаруживаются случайным образом.

При оплодотворении диплоидное число индивида реинтегрируется и позволяет сочетать процессы между отцовскими и материнскими генами.

В некоторых случаях для активации развития сперма не нужна. Но у большинства людей эмбрион не развивается правильным образом. Точно так же некоторые виды могут воспроизводиться путем партеногенеза, когда нормальное развитие эмбриона происходит без потребности в сперме.

Напротив, некоторые яйца требуют активации сперматозоидов, но не включают генетический материал этой мужской гаметы в эмбрион.

Сперматозоиды и яйцеклетки должны быть правильно распознаны, чтобы все события после оплодотворения могли иметь место. Это распознавание опосредуется серией белков, специфичных для каждого вида. Существуют также барьеры, которые не позволяют проникнуть в оплодотворенную яйцеклетку вторым сперматозоидом.

Эмбриогенез

После оплодотворения и активации яйца наступают первые стадии развития. При сегментации эмбрион многократно делится, превращаясь в группу клеток, называемых бластомерами.

В течение этого последнего периода роста клеток не происходит, происходит только подразделение массы. В конце концов у вас есть сотни или тысячи клеток, уступающих место состоянию бластулы.

По мере развития эмбрион приобретает полярность. Таким образом, можно различать полюс растения, расположенный на одном конце, и полюс животного происхождения, богатый цитоплазмой. Эта ось служит ориентиром для развития.

Виды яиц

В зависимости от количества желтка, содержащегося в яйце, и распределения указанного вещества яйцо можно классифицировать как олиголециты, гетеролециты, телолециты и центролециты.

Первые имеют, как указывает их название, небольшое количество желтка, и он более или менее равномерно распределен по всему яйцу. Обычно размер его невелик. В гетеролецитах желтка больше, чем в олиголецитах, причем желток сосредоточен на вегетативном полюсе.

Telolecitos содержат большое количество желтка, занимающего почти все яйцо. Наконец, у центролецито весь желток сконцентрирован в центральной части яйца.

образование бластулы

Бластула - это масса клеток. У млекопитающих эта группа клеток называется бластоцистой, в то время как у большинства животных клетки расположены вокруг центральной жидкостной полости, называемой бластоцеле.

В состоянии бластулы можно было показать значительное увеличение количества ДНК. Однако размер всего эмбриона ненамного больше исходной зиготы.

Граструляция

Гаструляция превращает сферическую и простую бластулу в гораздо более сложную структуру с двумя зародышевыми листками. Этот процесс неоднороден, если мы сравним разные родословные животных. В некоторых случаях второй слой формируется без внутренней полости.

Вход в кишечник называется бластопором. Судьба бластопора - очень важная характеристика для разделения двух великих родословных: протостоматов и дейтеростомов. В первой группе бластопор дает начало рту, а во второй бластопор дает начало анальному отверстию.

Таким образом, гаструла имеет два слоя: внешний слой, окружающий бластоцеле, называемый эктодермой, и внутренний слой, называемый энтодермой.

У большинства животных есть третий зародышевый листок, мезодерма, расположенный между двумя упомянутыми выше слоями. Мезодерма может образовываться двумя способами: клетки возникают из вентральной области губы бластопора и оттуда они разрастаются или возникают из центральной области стенок архнтерона.

В конце гаструляции эктодерма покрывает эмбрион, а мезодерма и энтодерма располагаются во внутренней части. Другими словами, ячейки имеют другое конечное положение, чем то, с которого они начинались.

Формирование целомома

Целом - это полость тела, окруженная мезодермой. Это происходит потому, что в процессе гаструляции бластоцеле почти полностью заполняется мезодермой.

Эта целоматическая полость может возникать двумя способами: шизоцелической или энтероцельной. Однако оба целома функционально эквивалентны.

Органогенез

Органогенез включает серию процессов, в которых формируется каждый из органов.

Наиболее важные события включают миграцию определенных клеток к месту, где они необходимы для формирования указанного органа.

Экспрессия генов в онтогенезе

В процессе развития было определено, что эпигенез протекает в три стадии: формирование паттерна, определение положения тела и определение правильного положения для конечностей и различных органов.

Чтобы вызвать ответ, существуют определенные генные продукты, называемые морфогенами (определение этих сущностей является теоретическим, а не химическим). Они работают благодаря образованию дифференциального градиента, предоставляющего пространственную информацию.

Что касается вовлеченных генов, гомеотические гены играют фундаментальную роль в развитии индивидуумов, поскольку они определяют идентичность сегментов.

Ссылки

1. Альберш П., Гулд С.Дж., Остер Г.Ф. и Уэйк Д.Б. (1979). Размер и форма в онтогенезе и филогенезе. Палеобиология, 5 (3), 296-317.
2. Кертис, Х., и Барнс, Н.С. (1994). Приглашение в биологию. Macmillan.
3. Гулд, SJ (1977). Онтогенез и филогения. Издательство Гарвардского университета.
4. Хикман, С.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, В.К., и Гаррисон, К. (2001). Интегральные принципы зоологии. МакГроу - Хилл.
5. Кардонг, К.В. (2006). Позвоночные животные: сравнительная анатомия, функции, эволюция. McGraw-Hill.
6. МакКинни, М.Л., и Макнамара, К.Дж. (2013). Гетерохрония: эволюция онтогенеза. Springer Science & Business Media.