Ембріональний етап онтогенезу

Багатоклітинні організми в ембріональному розвитку проходять одні й ті ж стадії: дроблення, гаструляції і органогенез.

Дроблення зиготи. Розвиток будь-якого організму починається з єдиної клітини -зигота з диплоїдним набором хромосом. Через кілька хвилин у одних організмів або годин у інших після запліднення починається дроблення, в результаті якого зигота мітотично ділиться на дві клітини. Утворюється дві клітини, звані бластомерами (від грец. Bastos – зародок, ті ms – частина), які не розходяться. Потім кожен бластомер поздовжньо ділиться, утворюється 4 клітини, далі відбувається поперечне розподіл і утворюється 8 клітин, потім 16, 32, 64, 128 і більше бластомерів (клітин). В якості моделі ембріонального розвитку зазвичай розглядають розвиток самого примітивного хордової тварини – ланцетника (Branchiostoma lanceolatum). Опис розвитку цієї тварини використовують тому, що в його яйці мало запасних поживних речовин (мало жовтка) і дроблення яйця повне і рівномірне. Так зробимо і ми, і подальше опис відноситься до ембріонального розвитку ланцетника (рис. 1.24). У Інших тварин (риб, рептилій, птахів та ін.) В яйці багато жовтка. Дроблення клітин у них відбувається тільки на анімальному полюсі, де утворюється зародковий диск. Дроблення слід одне за іншим і відбувається дуже швидко, і бластомери стають все більш дрібними. Вони відсуваються від центру зародка, утворюють сферу, всередині якої виникає порожнина – бластоцель (від грец. Blastos – зародок, koilos – порожнистий). Ця куляста стадія ембріонального розвитку зародка, що складається з сотень дрібних клітин, розташованих сферично в один шар (у ланцетника близько

3 тис. Клітин), називається бластулой. За своїми розмірами бластула майже не відрізняється від розмірів зиготи. Природно, що всі клітини бластули мають диплоїдний набір хромосом і кілька розрізняються за кількістю поживних речовин.

Гаструляція. Слідом за формуванням одношарового зародка настає наступна стадія його розвитку – гаструла (від грец. Gast er – шлунок). Триває мітотичний поділ клітин і утворення другого внутрішнього клітинного шару. Зародок стає двошаровим. У ланцетника і багатьох інших багатоклітинних організмів гаструляция відбувається шляхом впячивания частини стінки бластули в первинну порожнину тіла (в бластоцель) зародка. При цьому зовнішній шар клітин гаструли називають ектодермою (від грец. Ekios – поза, зовні і derma – шкіра), внутрішній – ентодермою (від грец. En tos – всередині і derma – шкіра), що утворилася шляхом впячивания і обмежена ентодермою порожнину (гастроцель) являє собою порожнину первинної кишки. Вона відкривається назовні первинним ротом (гастропором-бластопором). Ектодерму і ентодерму називають зародковими листками.

Подальший розвиток двошарового зародка пов’язане з утворенням третій зародкового листка – мезодерми (від грец. Mesos – середній, проміжний і derma – шкіра), відокремленням хорди, центральної нервової системи, кишечника.

Органогенез (від грец. Organou – знаряддя, інструмент ж genesis – походження, виникнення). Цей процес, ще званий дифференцировкой (від лат. Differentia – відмінність), являє собою наростання структурних і функціональних відмінностей між клітинами і частинами зародка. Диференціювання, відокремлення виражається в тому, що в тілі зародка утворюється кілька різних за будовою і функції типів клітин. Функціонально спеціалізація клітин виражається в синтезі певних білків, властивих тільки типом клітин, які стають клітинами шкіри, синтезується кератин, в острівцевих клітинах ентодерми, яка формує стінки кишечника, утворюється інсулін і т.д. У різних тварин одні й ті ж зародкові листки дають початок одним і тим же органам і тканинам. Ці органи і тканини мають схожу будову і спільне походження – вони гомологични (від грец. Homologia – згода, схожість). Гомологія органів свідчить про єдність тваринного світу.

Розглянемо послідовно подальший розвиток зародка. При завершенні стадії гаструли клітини ектодерми, розташовані у первинного рота (гастропора), починають швидко ділитися і I утворюють нервову пластинку, яка тягнеться по всій спинний стороні зародка. По краях нервової пластинки виникають нервові валики, що розвиваються в спрямовані вгору складки. Центральна частина нервової пластинки прогинається, утворюючи нервовий жолобок. Він поглиблюється, складки наростають назустріч один одному і змикаються над ним. Нервовий жолобок перетворюється в лежачу над ектодермою нервову трубку – зачаток центральної нервової системи. Передній кінець нервової трубки розширено. У хребетних тварин на наступних етапах розвитку він перетворюється на головний мозок. Інша частина ектодерми служить основою для шкірного епітелію. Від спинної сторони ентодерми прямо під нервової трубкою отшнуровивается щільний пружний тяж – хорда, яка служить осьовим скелетом. З боків від зачатка хорди (у хордових і голкошкірих) у вигляді двох карманообразние виступів відокремлюється третій зародковий листок – мезодерма. З решти ентодерми формується епітелій кишечника. Ця стадія розвитку зародка носить назву нейрули (від лат. Neurula, зменшить, від грец. Neuron – нерв). У цей час змінюється і зовнішній вигляд зародка. Він подовжується, відокремлюються головний і туловищние відділи. Кишечник спочатку має вигляд прямої трубки. На місці гастропора виникає анальний отвір; на протилежному йому кінці формується ротовий отвір. У хребетних тварин з виростів стінок кишкової трубки розвиваються шлунок, печінка та інші органи травної системи. У передній частині кишкової трубки, в місці контакту ентодерми з ектодермою, прориваються зяброві щілини, формуються зябра. Улан-цетніка і риб зябра функціонують протягом усього життя. У наземних хребетних ембріональні освіти в процесі розвитку редукуються. Легкі наземних хребетних виникають як черевні вирости переднього кінця кишкової трубки.

З мезодерми, складової значну частину маси ембріона на стадії нейрули, формуються мускулатура, хрящові і кісткові елементи скелета, кровоносна система, органи виділення і розмноження.

Взаємодія частин зародка. Розвиток усіх частин зародка відбувається злагоджено і синхронно. На певній стадії розвитку зародка виникає специфічність діяльності клітин в початках органів. Простежено, з яких груп клітин ектодерми, ентодерми і мезодерми формуються ті чи інші органи. Є ділянки, які здатні впливати на розвиток сусідніх органів. Відомості про такому взаємному впливі були отримані в результаті пересадки ділянок одного зародка іншому. А ось культивування ізольованих клітин поза зародка не призводить до утворення типових тканин і органів, як в цілому зародка. Подібні досліди широко проводяться на жабах, тритонах, аксолотлем. Були проведені такі експерименти. На стадії ранньої гаструли брався ділянку хорди з зачатком мезодерми у одного зародка і пересідав під ектодерму іншого зародка. У місці контакту пересадженого ділянки хорди і зачатка мезодерми з ектодермою другого зародка в ній виникала додаткова нервова трубка, а з пересадженого ділянки розвивалися хорда і мезодерма. В інших дослідах з пересадженого ділянки хорди і мезодерми виникав комплекс осьових органів.

Якщо на стадії ранньої гаструли у зародка повністю видалити зачаток хорди, то нервова трубка не розвивається. І хорда, у свою чергу, для розвитку потребує у впливі зачатка нервової трубки. Такий вплив одного зачатка на інший називається ембріональної індукцією.

Вплив зовнішніх умов на ембріональний розвиток організму. Величезний вплив на розвиток зародка надають умови зовнішнього середовища: температура, світло, вологість, вплив хімічних речовин і т.д.

Шкідливий вплив на розвиток зародка людини роблять вживання батьками алкоголю, наркотичних речовин, куріння тютюну – отрут, які не тільки підривають здоров’я дорослих людей, але і можуть викликати незворотні зміни ДНК хромосом статевих клітин. Це впливає на життєздатність зародка і викликає його ненормальний розвиток.

Вживання майбутньою матір’ю алкоголю, наркотиків, куріння можуть призвести до порушень розвитку ембріона майбутньої дитини.

Посилання на основну публікацію