10 класс. Биология. Онтогенез - индивидуальное развитие организма

Комментарии преподавателя

 Введение

Про­цесс ин­ди­ви­ду­аль­но­го раз­ви­тия ор­га­низ­ма от на­ча­ла его су­ще­ство­ва­ния до конца жизни на­зы­ва­ют он­то­ге­не­зом. У од­но­кле­точ­ных живых ор­га­низ­мов, на­при­мер у про­стей­ших или бак­те­рий, он­то­ге­нез прак­ти­че­ски пол­но­стью сов­па­да­ет с кле­точ­ным цик­лом и на­чи­на­ет­ся в мо­мент по­яв­ле­ния но­во­го од­но­кле­точ­но­го ор­га­низ­ма, то есть в мо­мент раз­де­ле­ния ма­те­рин­ской клет­ки на две. За­кан­чи­ва­ет­ся он­то­ге­нез оче­ред­ным де­ле­ни­ем этого ор­га­низ­ма (Рис. 1) или его ги­бе­лью от небла­го­при­ят­но­го воз­дей­ствия.

Рис. 1. Раз­де­ле­ние ма­те­рин­ской клет­ки

У мно­го­кле­точ­ных видов, раз­мно­жа­ю­щих­ся бес­по­лым путем, он­то­ге­нез на­чи­на­ет­ся с мо­мен­та вы­де­ле­ния груп­пы кле­ток ма­те­рин­ско­го ор­га­низ­ма. К при­ме­ру, поч­ко­ва­ние у гидры, ко­то­рая, де­лясь, дает на­ча­ло но­во­му ор­га­низ­му со всеми его при­зна­ка­ми и свой­ства­ми (Рис. 2).

Рис. 2. Гидра

У ор­га­низ­мов, раз­мно­жа­ю­щи­е­ся по­ло­вым путем, он­то­ге­нез на­чи­на­ет­ся с мо­мен­та опло­до­тво­ре­ния, в ре­зуль­та­те ко­то­ро­го об­ра­зу­ет­ся зи­го­та – пер­вая клет­ка бу­ду­ще­го ор­га­низ­ма (Рис. 3).

Рис. 3. Зи­го­та

 Онтогенез

Он­то­ге­нез – это ин­ди­ви­ду­аль­ное раз­ви­тие ор­га­низ­ма. Это со­во­куп­ность по­сле­до­ва­тель­ных мор­фо­ло­ги­че­ских, фи­зио­ло­ги­че­ских и био­хи­ми­че­ских пре­об­ра­зо­ва­ний, ко­то­рые пре­тер­пе­ва­ет ор­га­низм от мо­мен­та его по­яв­ле­ния до конца жизни.

Он­то­ге­нез вклю­ча­ет рост, то есть уве­ли­че­ние массы и раз­ме­ров ор­га­низ­ма, а также диф­фе­рен­ци­ров­ку.

Тер­мин «он­то­ге­нез» был вве­ден в 1866 году Т. Гек­ке­лем. Он­то­ге­нез пред­став­ля­ет собой ре­а­ли­за­цию на­след­ствен­ной ин­фор­ма­ции. С ге­на­ми ро­ди­те­лей новый ор­га­низм по­лу­ча­ет сво­е­го рода ин­струк­цию о том, когда и какие из­ме­не­ния будут в нем про­ис­хо­дить, для того чтобы он нор­маль­но смог прой­ти свой жиз­нен­ный путь.

Рис. 4. Ли­чин­ки

 Типы онтогенеза

У жи­вот­ных вы­де­ля­ют три типа он­то­ге­не­за:

1. Ли­чи­ноч­ный
2. Яй­це­клад­ный
3. Внут­ри­утроб­ный

Ли­чи­ноч­ный тип раз­ви­тия встре­ча­ет­ся, на­при­мер, у на­се­ко­мых, рыб и зем­но­вод­ных. Желт­ка в их яй­це­клет­ках мало и зи­го­та быст­ро раз­ви­ва­ет­ся в ли­чин­ку (Рис. 4), ко­то­рая са­мо­сто­я­тель­но пи­та­ет­ся и рас­тет. Затем про­ис­хо­дит ме­та­мор­фоз – пре­вра­ще­ние ли­чин­ки во взрос­лый ор­га­низм (Рис. 5).

Рис. 5. Ба­боч­ка

У неко­то­рых видов на­блю­да­ет­ся даже це­поч­ка пре­вра­ще­ний из одной ли­чин­ки в дру­гую, а затем во взрос­лую особь. Смысл су­ще­ство­ва­ния ли­чи­нок может за­клю­чать­ся в том, что они пи­та­ют­ся дру­гой пищей неже­ли взрос­лая особь – таким об­ра­зом рас­ши­ря­ет­ся пи­ще­вая база для дан­но­го вида.

Срав­ни­тель­ный при­мер – пи­та­ние гу­се­ниц, ко­то­рые пи­та­ют­ся ли­стья­ми, и ба­бо­чек, ко­то­рые пи­та­ют­ся нек­та­ром; или го­ло­ва­сти­ков, ко­то­рые пи­та­ют­ся зоо­планк­то­ном и ля­гу­шек ко­то­рые пи­та­ют­ся на­се­ко­мы­ми (Рис. 6). Кроме того, в ли­чи­ноч­ной ста­дии мно­гие виды ак­тив­но за­се­ля­ют новые тер­ри­то­рии. На­при­мер, ли­чин­ки дву­створ­ча­тых мол­люс­ков Ве­ли­гер спо­соб­ны к пла­ва­нью, а взрос­лые особи прак­ти­че­ски непо­движ­ны (Рис. 7).

 

 

 

 

 

Рис. 6. Го­ло­ва­стик – ли­чин­ка ля­гуш­ки

Рис. 7. Ста­дии раз­ви­тия мол­люс­ка Ве­ли­гер

Яй­це­клад­ный тип он­то­ге­не­за встре­ча­ет­ся у реп­ти­лий, птиц и яй­це­кла­ду­щих мле­ко­пи­та­ю­щих. Яй­це­клет­ка у них со­дер­жит боль­шой запас пи­та­тель­ных ве­ществ, то есть много желт­ка, за­ро­дыш раз­ви­ва­ет­ся внут­ри яйца, и ли­чи­ноч­ная ста­дия от­сут­ству­ет (Рис. 8).

Рис. 8. Яйца раз­ных жи­вот­ных

Внут­ри­утроб­ный тип он­то­ге­не­за на­блю­да­ет­ся у боль­шин­ства мле­ко­пи­та­ю­щих, в том числе у че­ло­ве­ка, при этом раз­ви­ва­ю­щий­ся за­ро­дыш за­дер­жи­ва­ет­ся в ма­те­рин­ском ор­га­низ­ме, об­ра­зу­ет­ся вре­мен­ный орган – пла­цен­та, через ко­то­рый ор­га­низм ма­те­ри обес­пе­чи­ва­ет все по­треб­но­сти рас­ту­ще­го эм­бри­о­на, а имен­но: ды­ха­ние, пи­та­ние, вы­де­ле­ние. Внут­ри­утроб­ное раз­ви­тие окан­чи­ва­ет­ся про­цес­сом де­то­рож­де­ния.

Рис. 9. Эм­бри­он в утро­бе ма­те­ри

Ме­та­мор­фоз

Тер­мин «ме­та­мор­фоз» обо­зна­ча­ет быст­рое из­ме­не­ние, ко­то­рое про­ис­хо­дит при пе­ре­хо­де от ли­чи­ноч­ной ста­дии к взрос­лой форме. Это про­цесс по­ст­эм­бри­о­наль­но­го со­зре­ва­ния, ко­то­рый ха­рак­те­рен для мно­гих групп жи­вот­ных. Итак, пер­вая груп­па – это ки­шеч­но­по­лост­ные, ста­дия пла­ну­ла (рис. 10).

Рис. 10. Ста­дия пла­ну­лы у ки­шеч­но­по­лост­ных

Вто­рая груп­па – лен­точ­ные черви, ли­чи­ноч­ные ста­дии он­ко­сфе­ра и ци­сти­церк (рис. 11).

Рис. 11. Ста­дии он­ко­сфе­ра и ци­сти­церк у ли­чи­ноч­ных чер­вей

Тре­тья – по­ли­хе­ты, ли­чи­ноч­ная ста­дия тро­хо­фо­ра (рис. 12).

Рис. 12. Ста­дия тро­хо­фо­ры у по­ли­хет

Ра­ко­об­раз­ные – ли­чи­ноч­ная ста­дия на­уп­ли­ус, зоеа, ци­при­со­вид­ная ли­чин­ка (рис. 13).

Рис. 13. Ста­дии на­упле­ус, зоеа и ци­при­со­вид­ная ли­чин­ка ра­ко­об­раз­ных

На­се­ко­мые – ли­чи­ноч­ная ста­дия черве­об­раз­ная ли­чин­ка, гу­се­ни­ца, нимфа (рис. 14).

Рис. 14. Ста­дии гу­се­ни­цы и нимфы у на­се­ко­мых

Мол­люс­ки – ли­чи­ноч­ная ста­дия тро­хо­фо­ра, ве­ли­гер (рис. 15).

Рис. 15. Мол­люс­ки – ли­чи­ноч­ная ста­дия тро­хо­фо­ра, ве­ли­гер

Ми­но­ги – пес­ко­рой­ка (рис. 16).

Рис. 16. Ста­дия пес­ко­рой­ки у миног

Ам­фи­бии – го­ло­ва­стик (рис. 17).

Рис. 17. Ста­дия го­ло­ва­сти­ка у ам­фи­бий

Неко­то­рые ли­чин­ки и взрос­лые ор­га­низ­мы на­столь­ко раз­лич­ны, что ска­зать, что это раз­ные этапы раз­ви­тия од­но­го и того же ор­га­низ­ма, прак­ти­че­ски невоз­мож­но.

Адап­тив­ное зна­че­ние ли­чи­ноч­ных ста­дий

Ли­чин­ки обыч­но слу­жат для рас­се­ле­ния вида. Это осо­бен­но важно для тех ор­га­низ­мов, ко­то­рые ведут при­креп­лен­ный образ жизни, для того чтобы из­бе­жать пе­ре­на­се­ле­ния на опре­де­лен­ном участ­ке.

Рис. 18. Ли­чин­ка стре­ко­зы

Ли­чин­ка от­ли­ча­ет­ся от взрос­лой особи и по био­ло­гии пи­та­ния и по сво­е­му ме­сто­оби­та­нию, спо­со­бу пе­ре­дви­же­ния и осо­бен­но­стям по­ве­де­ния. Бла­го­да­ря этому один вид на раз­ных эта­пах сво­е­го раз­ви­тия может поль­зо­вать­ся услу­га­ми, предо­став­лен­ны­ми по край­ней мере двумя эко­ло­ги­че­ски­ми ни­ша­ми.

Рис. 19. Взрос­лая особь стре­ко­зы

Дру­гая осо­бен­ность ли­чи­нок за­клю­ча­ет­ся в том, что они могут при­спо­со­бить­ся к раз­лич­ным усло­ви­ям. Нель­зя ска­зать, что ли­чи­ноч­ная ста­дия – это при­ми­тив­ная ста­дия, и сами по себе ли­чин­ки про­сты в своей ор­га­ни­за­ции. Неко­то­рые ли­чин­ки могут до­сти­гать очень слож­но­го уров­ня ор­га­ни­за­ции, тем не менее, у них не сфор­ми­ро­ва­ны по­ло­вые ор­га­ны и они неспо­соб­ны раз­мно­жать­ся. Тем не менее, даже здесь есть ис­клю­че­ния. На­при­мер, у ак­со­лот­ля – это ли­чи­ноч­ная ста­дия ам­би­сто­мы (рис. 20) – даже по­ло­вые ор­га­ны раз­ви­ты до такой сте­пе­ни, что он может раз­мно­жать­ся. Это яв­ле­ние на­зы­ва­ет­ся неоте­ни­ей.

Рис. 20. Ли­чин­ка ам­би­сто­мы – ак­со­лотль

Гло­хи­дий

У неко­то­рых прес­но­вод­ных дву­створ­ча­тых мол­люс­ков ме­та­мор­фоз про­те­ка­ет с об­ра­зо­ва­ни­ем осо­бой ли­чин­ки – гло­хи­дии (рис. 21). Гло­хи­дия имеет тон­ко­стен­ную дву­створ­ча­тую ра­ко­ви­ну с крюч­ка­ми на брюш­ной сто­роне, он пла­ва­ет в воде, хло­пая створ­ка­ми.

Рис. 21. Гло­хи­дия дву­створ­ча­тых мол­люс­ков

С по­мо­щью би­сус­ной нити он при­креп­ля­ет­ся к жаб­рам про­плы­ва­ю­щим рыб и затем зуб­ца­ми внед­ря­ет­ся в их ткани.

Рис. 22. Гло­хи­дия с би­сус­ной нитью

Из гло­хи­дий фор­ми­ру­ют­ся ма­лень­кие мол­люс­ки, ко­то­рые через раз­рыв опу­хо­ле­вых бу­гор­ков кожи рыбы вы­па­да­ют на дно. Эк­то­па­ра­зи­тизм ли­чи­нок дву­створ­ча­тых мол­люс­ков на рыбах обес­пе­чи­ва­ет рас­се­ле­ние мол­люс­ков вверх и вниз по те­че­нию рек (рис. 23).

Рис. 23. Взрос­лые дву­створ­ча­тые мол­люс­ки

 Периоды онтогенеза

Любой вид он­то­ге­не­за мно­го­кле­точ­ных жи­вот­ных при­ня­то де­лить на два пе­ри­о­да:

1. Эм­бри­о­наль­ный
2. По­ст­эм­бри­о­наль­ный

Эм­бри­о­наль­ный на­чи­на­ет­ся с мо­мен­та опло­до­тво­ре­ния. Это про­цесс фор­ми­ро­ва­ния слож­но­го мно­го­кле­точ­но­го ор­га­низ­ма. Он за­кан­чи­ва­ет­ся мо­мен­том вы­хо­да ли­чин­ки из ли­чи­ноч­ных обо­ло­чек при ли­чи­ноч­ном типе он­то­ге­не­за, вы­хо­дом новой особи из яйца при яй­це­клад­ном типе он­то­ге­не­за или рож­де­ни­ем новой особи при внут­ри­утроб­ном типе он­то­ге­не­за (рис. 24).

             

Рис. 24. Вы­луп­ли­ва­ние пре­смы­ка­ю­ще­го­ся из яйца и но­во­рож­ден­ный ре­бе­нок

По­ст­эм­бри­о­наль­ный пе­ри­од на­чи­на­ет­ся с за­вер­ше­ни­ем эм­бри­о­наль­но­го. Он вклю­ча­ет в себя по­ло­вое со­зре­ва­ние, взрос­лое со­сто­я­ние, ста­ре­ние и за­кан­чи­ва­ет­ся смер­тью. Про­дол­жи­тель­ность этих ста­дий силь­но ва­рьи­ру­ет у раз­ных групп ор­га­низ­мов. На­при­мер, у боль­шин­ства по­зво­ноч­ных ор­га­низ­мов, боль­шую часть сво­е­го су­ще­ство­ва­ния особь на­хо­дит­ся во взрос­лом со­сто­я­нии, а у мно­гих на­се­ко­мых взрос­лое со­сто­я­ние – самая ко­рот­кая ста­дия и длит­ся всего несколь­ко часов. Она необ­хо­ди­ма лишь для вос­про­из­ве­де­ния потом­ства.

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/undefined/ontogenez-individualnoe-razvitie-organizma

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=0J3w0pW4uh8

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=3gkcxdvKlVg

источник презентации - http://www.myshared.ru/slide/download/

Файлы