Что такое онтогенез в биологии

Онтогенез

Онтогене́з (от греч. οντογένεση : ον — существо и γένεση — происхождение, рождение) — индивидуальное развитие организма от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до смерти.

У многоклеточных животных в составе онтогенеза принято различать фазы эмбрионального (под покровом яйцевых оболочек) и постэмбрионального (за пределами яйца) развития, а у живородящих животных перенатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения) онтогенез.

У семенных растений к эмбриональному развитию относят процессы развития зародыша, происходящие в семени.

Термин «онтогенез» впервые был введён Э. Геккелем в 1866 году. В ходе онтогенеза происходит процесс реализации генетической информации, полученной от родителей.

Раздел современной биологии, изучающий онтогенез, называется биологией развития; начальные этапы онтогенеза изучаются также эмбриологией.

Содержание

Онтогенез животных

Онтогенез делится на два периода:

Эмбриональный период

В эмбриональном периоде выделяют три основных этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез. Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. У большинства позвоночных он включает стадии (фазы) дробления, гаструляции, гисто- и органогенеза.

Дробление

Дробление — ряд последовательных митотических делений оплодотворенного или инициированного к развитию яйца. Дробление представляет собой первый период эмбрионального развития, который присутствует в онтогенезе всех многоклеточных животных и приводит к образованию зародыша, называемого бластулой (зародыш однослойный). При этом масса зародыша и его объем не меняются, то есть они остаются такими же, как у зиготы, а яйцо разделяется на все более мелкие клетки — бластомеры. После каждого деления дробления клетки зародыша становятся все более мелкими, то есть меняются ядерно-плазменные отношения: ядро остается таким же, а объем цитоплазмы уменьшается. Процесс протекает до тех пор, пока эти показатели не достигнут значений, характерных для соматических клеток. Тип дробления зависит от количества желтка и его расположения в яйце. Если желтка мало и он равномерно распределен в цитоплазме (изолецитальные яйца: иглокожие, плоские черви, млекопитающие), то дробление протекает по типу полного равномерного: бластомеры одинаковы по размерам, дробится все яйцо. Если желток распределен неравномерно (телолецитальные яйца: амфибии), то дробление протекает по типу полного неравномерного: бластомеры — разной величины, те, которые содержат желток — крупнее, яйцо дробится целиком. При неполном дроблении желтка в яйцах настолько много, что борозды дробления не могут разделить его целиком. Дробление яйца, у которого дробится только сконцентрированная на анимальном полюсе «шапочка» цитоплазмы, где находится ядро зиготы, называется неполным дискоидальным (телолецитальные яйца: пресмыкающиеся, птицы). При неполном поверхностном дроблении в глубине желтка происходят первые синхронные ядерные деления, не сопровождающиеся образованием межклеточных границ. Ядра, окруженные небольшим количеством цитоплазмы, равномерно распределяются в желтке. Когда их становится достаточно много, они мигрируют в цитоплазму, где затем после образования межклеточных границ возникает бластодерма (центролецитальные яйца: насекомые).

Гаструляция

Гаструляция (впячивание) — гаструла формируется в результате инвагинации клеток. В ходе гаструляции, клетки зародыша практически не делятся и не растут. Происходит активное передвижение клеточных масс (морфогенетические движения). В результате гаструляции формируются зародышевые листки (пласты клеток). Гаструляция приводит к образованию зародыша, называемого гаструлой.

Первичный органогенез

Первичный органогенез — процесс образования комплекса осевых органов. В разных группах животных этот процесс характеризуется своими особенностями. Например, у хордовых на этом этапе происходит закладка нервной трубки, хорды и кишечной трубки.

В ходе дальнейшего развития формирование зародыша осуществляется за счет процессов роста, дифференцировки и морфогенеза. Рост обеспечивает накопление клеточной массы зародыша. В ходе процесса дифференцировки возникают различно специализированные клетки, формирующие различные ткани и органы. Процесс морфогенеза обеспечивает приобретение зародышем специфической формы.

Постэмбриональное развитие

Постэмбриональное развитие сопровождается ростом.

Источник

Онтогенез

Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Каждый живой организм на нашей планете проходит процесс индивидуального развития (от рождения до смерти).

Развитие означает изменение — начиная с одной клетки и до взрослой особи. И после взросления происходят изменения — наше тело постоянно перестраивается.

Весь этот процесс развития организма называется его онтогенезом и именно об этом мы сегодня и поговорим.

Онтогенез — это.

Онтогенез в биологии означает процесс индивидуального развития живого организма от зарождения и до завершения жизненного цикла.

Данный термин вошёл в науку с подачи немецкого биолога Э.Геккеля во второй половине IXX века. Он применим к любой особи из царства животных, а также к растениям и микроорганизмам.

Общие закономерности развития животных различных классов (зародышевое сходство, эмбриональная дегенерация и др.) впервые обнаружил другой немецкий учёный – К.Бэр.

Онтогенез – сложный и долгий эволюционный процесс, который начинается с момента оплодотворения половых клеток (при половом размножении) и заканчивается их смертью.

При бесполом развитии начало отсчёта ведётся с момента деления одноклеточного материнского организма.

Типы и периоды онтогенеза

Онтогенез протекает в два основных этапа: эмбриональный и постэмбриональный.

Первый (эмбриогенез) включает в себя период от формирования и образования зиготы (оплодотворённой клетки) до рождения (выхода из яйцевой оболочки), второй – от рождения до конца жизни.

Эмбриогенез подразделяется на две стадии: гаметогенез и оплодотворение.

На первой стадии происходит образование мужских и женских половых клеток, а на второй – их слияние. Кульминацией (это как?) является выход зародыша из плодовой оболочки.

На эмбриональном этапе происходят важнейшие процессы, среди которых:

Возникновение новой особи происходит после слияния мужского сперматозоида и женской яйцеклетки.

То есть, вновь образовавшаяся клетка (зигота) представляет собой комбинацию из отцовских и материнских генов.

Далее она начинает дробиться (делиться) на более мелкие клетки, называемые бластомерами. Это многоклеточное скопление называется зародышем.

Деление зиготы происходит по нескольким направлениям:

Для каждого животного характерен свой тип дробления, определяющий, в конечном счёте, его видовую принадлежность в классификации.

На стадии гаструляции происходит активное передвижение клеток (морфологическое движение). Здесь формируются пласты клеток (зародышевые листки), при этом клетки зародыша почти не делятся и не растут.

В результате гаструляции образуется двух- или трёхслойный зародыш, называемый гаструлой.

При гистогенезе запускается механизм образования и развития тканей (нервной, мышечной и т.д.) из эмбриональных зачатков, в котором участвует тот или иной зародышевый листок.

В основе гистогенеза лежит морфологическое и функциональное различие между клетками, называемое клеточной дифференциацией.

Органогенез – это последний этап эмбрионального развития, в процессе которого происходит формирование жизненно необходимых органов особи.

У животных из одинаковых зародышевых листков образуются одни и те же органы. У большинства животных образуются три зародышевых листа: наружный (эктодерма), средний (мезодерма) и внутренний (энтодерма).

В нижеследующей таблице приводится перечень основных органов, которые формируются в каждом из листов.

Постэмбриональный период у позвоночных животных выглядит следующим образом:

У разных организмов постэмбриональный период длится по-разному: от нескольких часов (например, у бактерий) до нескольких тысяч (!) лет (в частности, у секвойи).

Постэмбриональное развитие протекает по двум направлениям:

Особенности развития человека

По большому счёту онтогенез человека, с биологической точки зрения, аналогичен такому же процессу у высокоразвитых млекопитающих.

Однако у человека, как у существа разумного, выделяют ещё и социальный онтогенез, в период которого происходит становление, развитие и самосовершенствование личности.

Однако, это уже прерогатива психологии, мы же будем придерживаться биологического направления.

Эмбриональный период ограничен девятью месяцами и происходит в материнской утробе под защитой плаценты. Его можно разбить на несколько временных отрезков.

На первом происходит встреча и слияние родительских клеток, на втором – преобразование оплодотворённой клетки в многоклеточную структуру, на третьем – дифференциация клеток.

Примерно в два месяца задействуется плацента, которая помимо защитных функций начинает выступать как питательная среда. В оставшееся время растут и формируются органы, а завершение этапа знаменуется рождением ребёнка.

Постэмбриональный период у человека проходит те же этапы, как и у высших животных, однако его можно детализировать с учётом чисто человеческих особенностей.

Выделим главные из них:

Старение запрограммировано на генетическом уровне, и этот процесс до конца так и не изучен.

В разных источниках можно увидеть несколько иные градации (это как?) и различные возрастные рамки, но существа онтогенеза как научного понятия это не меняет.

Онтогенез в ЕГЭ по биологии

Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru

Эта статья относится к рубрикам:

Комментарии и отзывы (3)

Процесс старения тоже считается продолжением развития организма или же биологическое развитие прекращается на определенной стадии жизни?

Вопрос отмены старения не затрагивает вопрос смерти, надеюсь, что учёные смогут избавить людей от старости, чтобы люди до конца своей жизни оставались молодыми и здоровыми.

Наступит время, когда ученые смогут выращивать людям любые органы, так что, богачи будут жить вечно.

Источник

Что такое онтогенез в биологии

Онтогене́з (от греч. οντογένεση : ον — существо и γένεση — происхождение, рождение) — индивидуальное развитие организма, совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом, отоплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до конца жизни.

У многоклеточных животных в составе онтогенеза принято различать фазы эмбрионального (под покровом яйцевых оболочек) и постэмбрионального (за пределами яйца) развития, а у живородящих животных пренатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения) онтогенез.

У семенных растений к эмбриональному развитию относят процессы развития зародыша, происходящие в семени.

Термин «онтогенез» впервые был введён Э. Геккелем в 1866 году. В ходе онтогенеза происходит процесс реализации генетической информации, полученной от родителей.

Раздел современной биологии, изучающий онтогенез, называется биологией развития; начальные этапы онтогенеза изучаются также эмбриологией.

Онтогенез животных

Онтогенез делится на два периода:

В эмбриональном периоде выделяют три основных этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез. Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. У большинства позвоночных он включает стадии (фазы) дробления, гаструляции, гисто- и органогенеза.Дробление

Дробление — ряд последовательных митотических делений оплодотворенного или инициированного к развитию яйца. Дробление представляет собой первый период

Первичный органогенез

Первичный органогенез — процесс образования комплекса осевых органов. В разных группах животных этот процесс характеризуется своими особенностями. Например, у хордовых на этом этапе происходит закладка нервной трубки,хорды и кишечной трубки.

В ходе дальнейшего развития формирование зародыша осуществляется за счет процессов роста, дифференцировки и морфогенеза. Рост обеспечивает накопление клеточной массы зародыша. В ходе процесса дифференцировки возникают различно специализированные клетки, формирующие различные ткани и органы. Процесс морфогенеза обеспечивает приобретение зародышем специфической формы.

[править] Постэмбриональное развитие

Постэмбриональное развитие сопровождается ростом.

Этапы. Периоды и стадии онтогенеза

Индивидуальное развитие представляет собой целостный непрерывный процесс, в котором отдельные события увязаны между собой в пространстве и времени. Существует несколько схем периодизации онтогенеза, каждая из которых является наиболее подходящей для решения конкретных научных или практических задач.

С общебиологической точки зрения, важнейшим событием онтогенеза является возможность осуществления полового размножения. Если соотнести различные временные отрезки онтогенеза со способностью особи осуществлять функцию размножения, то его можно разделить на три периода: дорепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный.

В дорепродуктивном периоде особь не способна к размножению. Основное содержание его заключается в развитии зрелого в половом отношении фенотипа. В этом периоде происходят наиболее выраженные структурные и функциональные преобразования, реализуется основная часть наследственной информации, организм обладает высокой чувствительностью ко всевозможным воздействиям.

В репродуктивном периоде особь осуществляет функцию полового размножения, отличается наиболее стабильным функционированием органов и систем, а также относительной устойчивостью к воздействиям.

Пострепродуктивный период связан со старением организма и характеризуется ослаблением или полным прекращением участия в размножении. Снижаются приспособительные возможности и устойчивость к разнообразным воздействиям. Применительно к онтогенезу человека названные периоды дополнительно характеризуются специфическими социальными моментами (образование, трудоспособность, творчество). Для каждого из указанных периодов характерны свои особенности заболеваемости.

Дорепродуктивный период подразделяют еще на четыре периода: эмбриональный, личиночный, метаморфоз и ювенильный.

Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. Эмбриональный период отличается выраженностью процессов преобразования зиготы в организм, способный к более или менее самостоятельному существованию. У большинства позвоночных он включает стадии (фазы) дробления, гаструляции, а также гисто- и органогенеза. Продолжительность его бывает различна. У плацентарных млекопитающих он особенно укорочен. Единственная яйцевая оболочка растворяется перед имплантацией бластоцисты в слизистую матки. Зародыш к этому моменту успевает пройти только стадии зиготы и дробления. Все дальнейшие процессы протекают под защитой и при участии материнского организма. Эволюционное значение этих особенностей будет рассмотрено ниже.

Дроблению предшествуют процессы гаметогенеза и оплодотворения, которые не являются непосредственно индивидуальным развитием и могут даже не привести к нему, но которые во многом определяют дальнейшее развитие зародыша в том случае, если зачатие состоится. Эти процессы называют прогенезом, предшествующим собственно онтогенезу. Цитологически процессы гаметогенеза и оплодотворения представляют собой промежуточное звено, связывающее онтогенезы родителей с онтогенезом их потомства.

Личиночный период в типичном варианте наблюдается в развитии тех позвоночных, зародыши которых выходят из яйцевых оболочек и начинают вести самостоятельный образ жизни, не достигнув дефинитивных (зрелых) черт организации. Так, он встречается у некоторых представителей низших позвоночных — миног, большинства костистых рыб и земноводных. Наиболее характерными чертами личинки являются эмбриональный характер ее организации, наличие временных (провизорных) органов, раннее начало функционирования ряда органов, дающее возможность самостоятельного существования. Благодаря активному питанию личинка получает возможность завершить развитие, а благодаря активному перемещению имеет возможность выбирать условия среды, оптимальные для развития, и выйти, таким образом, из конкуренции со своими же взрослыми сородичами. Продолжительность личиночного периода в сравнении с эмбриональным у всех позвоночных существенно больше.

Метаморфоз состоит в превращении личинки в ювенильную форму. В процессе метаморфоза происходят такие важные морфогенетические преобразования, как частичное разрушение, перестройка и новообразование органов. Степень преобразований тем больше, чем больше различия между средой обитания личинки и взрослого организма, что хорошо иллюстрирует пример развития бесхвостных амфибий.

Ювенильный период начинается с момента завершения метаморфоза и заканчивается половым созреванием и началом размножения. Особенности ювенильного периода проявляются в своеобразии питания молодого организма, его поведения и степени зависимости от родителей. С морфологической точки зрения для этого периода характерны интенсивный рост, установление окончательных пропорций между различными частями тела, завершение развития скелета, кожных покровов, смена зубов, завершение развития половых желез и гормональных регуляций. Продолжительность ювенильного периода у позвоночных варьирует от минимальной, равной 13—18 сут у полевок, до максимальной, равной 18—20 годам у белуги, крокодила, альбатроса, слона. У многих представителей позвоночных, особенно у человека, достижение половой зрелости и начало размножения могут быть разделены значительным промежутком времени.

Одним из подходов является эколого-эмбриологический, в связи с которым онтогенез делят на этапы, протекающие до рождения, во время и после рождения особи. Само рождение, т.е. выход развивающейся особи из оболочек яйца или из организма матери, у разных видов происходит на разных стадиях зрелости. В то же время у всех видов до рождения организм находится под защитой яйцевых оболочек или материнского организма и не способен питаться и осуществлять другие важные функции самостоятельно. Защищенность ранних, морфофункционально незрелых стадий, обеспечивает выживаемость вида. После рождения особь устанавливает связи с новой средой, начинает самостоятельно питаться, передвигаться и осуществлять все другие функции.

Источник

В биологии под понятием «онтогенез» понимают период, включающий ряд морфофункциональных изменений, происходящих на протяжении всей жизни организма.

Что такое онтогенез

Онтогенез — это наука, изучающая непрерывный процесс индивидуального развития от момента зачатия до смерти. Определение происходит от греческого «онтос» – сущий, «генезис» – рождение.

Периоды онтогенеза

Различают проэмбриональный, эмбриональный, постэмбриональный, периоды онтогенеза.

Проэмбриональный

Данный период включает гаметогенез. Формирование яйцеклетки и сперматозоидов протекает в ходе овогенеза и сперматогенеза соответственно. Также происходит накопление РНК, необходимой для синтеза рибосом. Яйцеклетки имеют свои особенности, так они отличаются по количеству желтка: мало-, средне-, многожелтковые.

Эмбриональный

Период происходит во время внутриутробного развития. Из оплодотворенной яйцеклетки формируется клетка, подвергающаяся дальнейшему делению. С третьей недели происходит образование хорды, нервной и кишечной трубок (из эктодермы и энтодермы). Осевой скелет развивается из клеток мезодермы.

Оплодотворённая яйцеклетка в результате дробления образует бластоцисту, бластулу и гаструлу. На стадии гаструлы образуется три зародышевых листка — эктодерма, мезодерма и эндодерма. Средний зародышевый листок дает начало всей сосудистой системе, костному мозгу, крови. Внутренний листок источник пищеварительной и дыхательной систем. Взаимодействие между клетками обусловлено межклеточными контактами, через которые происходит обмен веществ.

Постэмбриональный

После рождения начинается постнатальный период. Все организмы проходят через стадию полового созревания. Для всего живого существует ранний и поздний онтогенез (как для растений, так и для животных).

Относительно человека онтогенез определяют как чередование основных периодов (представлены кратко в виде таблицы ниже).

Этапы онтогенеза

Онтогенез состоит их четырёх этапов: гаметогенеза, эмбриогенеза, этапа роста и этапа старения.

Гаметогенез

В этой стадии происходит формирование дифференцированных половых клеток с одинарным набором хромосом. Образование гамет осуществляется в ходе мейотического деления. Так, из одной материнской клетки образуются четыре дочерних, включающие сочетание генетического материала обеих сторон.

Мейоз – сложный процесс, включающий два деления. В ходе первого выделяют профазу, состоящую из пяти этапов:

При лептотене образуются тонкие нити, спиралевидно закрученные. Отдельные половинки хромосом, хроматиды, выявить не удается. Далее происходит объединение гомологичных хромосом с образованием бивалентов – это стадия зиготены. В области сближения образуется синаптонемальный комплекс, данная структура необходима для кроссинговера.

Последний происходит в пахитену. Здесь хромосомы приобретают вид удвоенных тяжей, отчетливо видимых под микроскопом. Перекрест хромосом осуществляется в пахитену. Биологическое значение заключается в образовании четырех хроматид – тетрад. Окончательно веретена деления становятся видимыми во время диакинеза.

После этого клетка вступает в метафазу, анафазу и телофазу. Результатом которой становятся две клетки, состоящие из двух хроматид. Второе деление включает те же стадии, однако в телофазу образуются клетки с одинарным набором хромосом. Последние содержат ядро, митохондрии, рибосомы и другие органеллы.

Эмбриогенез (дробление, гаструляция, органогенез)

Метаболизм зародыша происходит за счет клеток трофобласта – внутреннего слоя бластулы. Затем наступает формирование эмбриональных листков: эктодермы, энтодермы, мезодермы – фаза гаструлы или гаструляции. По мере развития из клеток данных слоев формируются стержневые органы. Далее наступает закладка тканей и органов – нейрула.

После формирования зиготы эмбрион вступает в фазу роста, которая длится до конца жизни. Увеличение поперечных и продольных размеров наиболее интенсивно происходит на ранних стадиях. У человека в этом процессе принимает участие эндокринная система (в частности гормон роста – соматотропный гормон).

При этом пространственное становление тканей определяется морфогенезом. Таким образом, если участок бедренной кости куриного эмбриона пересадить в другую область, то из него будет развиваться только бедренная кость.

Старение

Онтогенез завершается старением – неотъемлемой частью существования. Это явление требует особого внимания в связи:

с изменением метаболизма;

угнетением белкового синтеза;

переходом на «экономный» режим поддержания жизнедеятельности.

Типы онтогенеза

По течению онтогенез может быть прямым и непрямым. Отличие этих путей развития состоит в том, что при прямом типе новый организм подобен взрослой форме.

Непрямой путь подразумевает прохождение дочерней формой промежуточных стадий до обретения внешних характеристик, присущих зрелым формам. У последних есть стадия превращения или метаморфоза, накладывающая отпечаток на физиологические составляющие: питание, передвижение, среду существования.

Личиночный

Характерен для представителей типа беспозвоночных, среди хордовых встречается у рыб и амфибий. Животное проходит периодизацию. Обязательным условием является существование в виде личинки. Данные формы зависят от климатических условий, поддерживает распространение вида в природе.

Яйцекладный

Данные формы включают, помимо представленных выше, рептилий, птиц, млекопитающих. Зародышевый организм развивается в яйце, что связано с высоким запасом питательных веществ в желтке. Питание и дыхание осуществляется специальными эмбриональными оболочками.

Внутриутробный

Этот тип развития присущ высшим формам позвоночных (в том числе и человеку). Вынашивание плода обусловлено развитием специального детского места – плаценты. Поддержание жизнедеятельности происходит за счет материнского организма.

Понятие онтогенеза в психологии

Путь становления индивида. Включает познание, деятельность. Формирование человека осуществляется под воздействием общества. Ребенок с детства учится понимать свою социальную роль.

Исторически в психологии рассматривают развитие психики и личности в целом. Онтогенез выступает частью общественного процесса.

Заключение

Онтогенез – сложный процесс, характеризующий организм как отдельную единицу. В своем развитии последний проходит определенные периоды, длительность которых варьируется среди разных представителей.

Источник