Эмбриональное развитие
От момента образования зиготы и до выхода зародыша из яйцевых оболочек длится эмбриональный период развития.
Дробление зиготы
После того, как произошло оплодотворение — слияние сперматозоида и яйцеклетки, образовавшаяся зигота начинает интенсивно делиться. Ее множественные митотические деления называют дроблением.
Важная особенность дробления в том, что не происходит увеличение в размере зародыша: клетки дробятся (делятся) настолько быстро, что не успевают накопить цитоплазматическую массу. Дробление зиготы человека является полным неравномерным асинхронным.
В результате дробления образуется морула. Морула (лат. morum — ягода тутового дерева) — клетка на стадии этапа дробления, когда зародыш представляет собой компактную совокупность клеток (без полости внутри).
Бластуляция
Бластуляция — заключительный период дробления, в который зародыш называется бластулой.
После очередных этапов многократного деления образуется однослойный зародыш с полостью внутри — бластула (греч. blastos — зачаток).
Стенки бластулы состоят из бластомеров, которые окружают центральную полость — бластоцель (греч. koilos — полый). Соединяясь друг с другом, бластомеры образуют бластодерму из одного слоя клеток.
Гаструляция (греч. gaster — желудок, чрево)
Гаструляцией называют стадию эмбрионального развития, в ходе которой клетки, возникшие в результате дробления зиготы, формируют три зародышевых листка: эктодерму, мезодерму и энтодерму.
Стенка бластулы начинается впячиваться внутрь — происходит инвагинация стенки. По итогу такого впячивания зародыш становится двухслойным. Двухслойный зародыш называется — гаструла. Полость гаструлы называется гастроцель (полость первичной кишки), а отверстие, соединяющее гастроцель и внешнюю среду — первичный рот (бластопор).
У первичноротых животных на месте первичного рта (бластопора) образуется ротовое отверстие. К первичноротым относятся: кишечнополостные, плоские, круглые и кольчатые черви, моллюски, членистоногие.
У вторичноротых на месте бластопора формируется анальное отверстие, а ротовое отверстие образуется на противоположном полюсе. К вторичноротым относят хордовых и иглокожих (морских звезд, морских ежей).
При впячивании части бластулы (инвагинации) клетки бластодермы мигрируют внутрь и становятся энтодермой (греч. entós — внутренний). Оставшаяся часть бластодермы снаружи называется эктодермой (греч. ἔκτος — наружный).
Между энто- и эктодермой из группы клеток формируется третий зародышевый листок — мезодерма (греч. μέσος — средний).
Нейрула
Эта стадия следует за гаструлой. Ранняя нейрула представляет собой трехслойный зародыш, состоящий из энто-, экто- и мезодермы. На этапе нейрулы происходит закладка отдельных органов.
Важно отметить, что на стадии нейрулы происходит процесс нейруляции — закладывание нервной трубки. Нервная пластинка, образовавшаяся на ранних этапах, прогибается внутрь, при этом ее края сближаются и, замыкаясь, формируют нервную трубку.
Итак, как уже было сказано, на стадии нейрулы закладываются отдельные органы. Эктодерма образует покровный эпителий и нервную пластинку, мезодерма (из которой в дальнейшем появятся все соединительные ткани), энтодерма — окружает полость первичной кишки (гастроцель), образуя кишечник. От энтодермы отшнуровывается хорда.
Все три зародышевых листка требуют нашего особого внимания, а также понимания того, какие органы и структуры из них образуются.
Эктодерма (греч. ἔκτος — наружный) — наружный зародышевый листок, образует головной и спинной мозг, органы чувств, периферические нервы, эпителий кожи, эмаль зубов, эпителий ротовой полости, эпителий промежуточного и анального отделов прямой кишки, гипофиз, гипоталамус.
Мезодерма (греч. μέσος — средний) — средний зародышевый листок, образует соединительные ткани: кровеносную и лимфатическую системы, костную и хрящевую ткань, мышечные ткани, дентин и цемент зубов, а также выделительную (почки) и половую системы (семенники, яичники).
Энтодерма (греч. entós — «внутренний») — внутренний зародышевый листок, образует эпителий пищевода, желудка, кишечника, трахеи, бронхов, легких, желчного пузыря, мочевого пузыря и мочеиспускательного канала, печень и поджелудочную железу, щитовидную и паращитовидную железы.
Из зародышевых листков образуются ткани, органы и системы органов. Такой процесс называется органогенезом. В период закладки органов важное значение имеет воздержание матери от вредных привычек (алкоголь, курение), которые могут нарушить процесс дифференцировки клеток и привести к тяжелейшим аномалиям, уродствам плода.
Некоторые лекарства также могут оказывать на плод тератогенный эффект (греч. τέρας — чудовище, урод), приводя к развитию уродств. Периоды закладки органов и система органов вследствие их большой важности носят название критических периодов эмбриогенеза.
Анамнии и амниоты
Анамнии, или низшие позвоночные — группа животных, не имеющая зародышевых оболочек (зародышевого органа — аллантоиса и амниона). Анамнии проводят большую часть жизни в воде, без которой невозможно их размножение.
К анамниям относятся рыбы, земноводные.
Амниоты — группа высших позвоночных, характеризующаяся наличием зародышевых оболочек. К амниотам относятся пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие.
Зародышевый орган, аллантоис, является органом дыхания и выделения.
За счет особых оболочек, развивающихся в ходе эмбрионального развития, амниона и серозы, у амниот формируется амниотическая полость. В ней находится зародыш, окруженный околоплодными водами. Благодаря такому гениальному устройству, амниотам для размножения и развития более не нужно постоянное нахождение в водоеме, они «обрели независимость» от него.
Развитие плода происходит в мышечном органе — матке, которая, сокращаясь во время родов, стимулирует изгнание плода через родовые пути. Питание осуществляется через плаценту — «детское место» — орган, который с одной стороны омывается кровью матери, а с другой — кровью плода. Через плаценту происходит транспорт питательных веществ и газообмен.
Соединяет плаценту и плод особый орган — пуповина, внутри которой проходят артерии, вены.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник
Что такое зигота в биологии
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Одним из ключевых моментов оплодотворения животных и растений является образование зиготы и ее последующее деление.
Сегодня мы поговорим о том, что такое зигота, как и зачем она формируется, что происходит после ее образования и какие особенности этого процесса стоит отметить.
Зигота — это.
Термин берёт свое название от древнегреческого zygote, что можно перевести как спаренный, удвоенный. Авторство приписывается немецкому ботанику Э.Стасбургеру, который ввёл его в употребление в конце IXX столетия. Так что же здесь спаривается и удваивается?
Спариваются, а точнее сливаются две половые клетки (гаметы) – мужская и женская, имеющие гаплоидный (одинарный) набор хромосом. Мужская гамета представлена сперматозоидом, женская – яйцеклеткой.
В результате создаётся новая клетка, обладающая двумя важнейшими качествами. Во-первых, она является диплоидной, т.е. имеет полный (двойной) набор хромосом. Во-вторых, она является оплодотворённой, т.е. из неё путём деления способен развиться зародыш. Такая клетка получила название «зигота».
Зигота – это одна из крупнейших клеток человека (её диаметр равен примерно 0,11 мм). Она имеет шарообразную форму и окружена гликопротеиновой оболочкой.
Зигота образуется не только у человека и животных, то также у многих растений и грибов. В ней заложен огромный энергетический потенциал и содержится генетическая (наследственная) информация, переданная обоими родителями.
Зигота – тотипотентная клетка, т.е она способна образовать другую клетку. Иными словами, оплодотворённое яйцо является начальной стадией размножения и в итоге приводит к возникновению многоклеточного организма.
Суть процесса оплодотворения
Суть оплодотворения – соединение сперматозоида с яйцеклеткой.
Основными этапами процесса являются:
- проникновение сперматозоида в яйцеклетку;
- инициация в яйце разносторонних биохимических реакций;
- слияние ядер сперматозоида и яйца и параллельное восстановление диплоидного набора хромосом.
Для оплодотворения необходимо, чтобы мужские и женские гаметы сблизились. Это достигается посредством осеменения. Сперматозоид проникает в яйцеклетку с помощью особых ферментов, повышающих проницаемость клеточной мембраны.
Мембраны мужских и женских гамет соприкасаются, после чего содержимое гамет начинает объединяться. В результате образуется единая клетка – зигота.
Оплодотворение цветковых растений происходит с помощью опыления либо собственной пыльцой (самоопыление) либо пыльцой другого цветка (перекрёстное опыление). Мужские гаметы сосредотачиваются в пыльниках тычинок, а женские – в семязачатках пестиков.
После сложного биологического процесса гаметы соединяются в зародышевом мешке семязачатка, где и образуют зиготу, дающую начало новому растению.
Дробление зиготы
После завершения оплодотворения зигота начинает либо сразу же делиться, либо облачаться в плотную оболочку, превращаясь на какое-то время в неподвижную спору – зигоспору (чаще всего это относится к грибам и водорослям).
Дробление (ряд последовательных делений) – первый этап на пути к формированию зародыша. Оно протекает по особому сценарию (не так, как у обычных клеток).
Отличие состоит в том, что на протяжении процесса дробления клеточный рост отсутствует, а дочерние клетки последовательно уменьшаются в размерах. Процесс длится до тех пор, пока соотношение объёмов цитоплазмы и ядра не достигнет обычного для соматической клетки уровня.
У человека митотическое (с сохранением числа хромосом) деление начинается примерно через 28-30 часов после оплодотворения. В течение этого времени происходят сложные реакции подготовки к первой стадии дробления. Далее образуются многочисленные дочерние клетки, получившие название «бластомеры».
Этап дробления длится до тех пор, пока не сформируется эмбрион (обычно процесс занимает около трёх дней). Таким образом, зарождение человеческого организма начинается с дробления зиготы.
У каждого животного свой тип дробления, зависящий, главным образом, от количества желтка в женской гамете (яйцеклетке). Желток как таковой замедляет дробление, по этой причине часть зиготы с избыточным количеством желтка дробится медленно, а может не дробиться вовсе.
В зиготе с малым содержанием желтка в результате последовательных делений образуются группы клеток, плотно примыкающих друг к другу. У животных они напоминают ягоду тутовника или малины. Отсюда и название – морула (лат. morum – тутовая ягода), компактная совокупность клеток без внутренней полости.
В яйцах с избыточным содержанием желтка дробление бывает:
- полное и равномерное (у большинства животных);
- неполное и неравномерное (у рыб, птиц, пресмыкающихся);
- полное и неравномерное (у яиц амфибий).
У высших споровых и голосеменных растений зигота формируется и развивается внутри женского органа полового размножения, получившего название архегония. Она представляет собой тельце в виде колбочки. Снаружи архегония защищена бесплодными клетками, а в расширенной части (брюшке) располагается яйцеклетка.
Несмотря на то что образовавшиеся в результате дробления зиготы дочерние клетки наследуют родительские хромосомы, они также приобретают собственные отличительные признаки.
В этом главное преимущество полового размножения перед бесполым, проявляющееся в расширении видового разнообразия и повышении шансов особей одного вида на выживание.
Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru
Эта статья относится к рубрикам:
Комментарии и отзывы (1)
Не перестаю удивляться, как из одной клетки получается большой сложный организм, состоящий уже из миллионов клеток.
Источник
Зигота
Процесс зарождения очень сложен и начинается он с момента оплодотворения яйцеклетки и образования зиготы. Большинство людей, не имеют представления, как на самом деле протекает данный процесс. Определение, что такое зигота, имеется во многих учебниках по биологии, но не всегда это объяснение звучит понятно для людей, не имеющих медицинского образования.
Эта клетка является единственной клеткой, которая способна переродится в любую другую специализированную клетку организма. Зигота образуется в процессе объединения в единое целое двух родительских половых клеток — гамет. Получается что зигота — это самая первая клетка будущего плода.
Оплодотворение
Процесс оплодотворения является одним из этапов размножения у всех организмов, разделенных по половому признаку. Природа разделила на два пола не только человека. Точно так же она поступила с животными и некоторыми видами растений и грибов.
По мнению ученых, такой подход к проблеме размножения позволил значительно разнообразить наследуемые потомством признаки. Половые клетки образуются в специальных органах мужского и женского организма. Все соматические клетки в организме имеют двойной набор хромосом, и лишь гаметы содержат одиночный набор. Соматические клетки не могут создать новой жизни, они имеют в своём наборе двадцать три пары хромосом. Половые клетки имеют половинный набор. Каждая клетка несёт свой набор хромосом, объединяясь, они, образуют новый организм с совершенно новыми признаками.
Новая клетка является уникальной, и она имеет уже двойной набор хромосом. Половина хромосом принадлежит отцу, а вторая матери. Поэтому новый организм будет нести признаки, доставшиеся ему в наследство и от отца и от матери.
Пол будущего ребёнка определяется набором хромосом яйцеклетки. Она имеет только Х хромосомы, между тем как сперматозоиды несут в себе как Y так и Х хромосомы.
Сперматозоид имеет такое специфическое строение, которое позволяет ему проникать через оболочку яйцеклетки. Сперматозоид растворяет оболочку, но сделать самостоятельно одна клетка не может, поэтому к процессу подключается сразу несколько клеток, но яйцеклетки проникает лишь один. После того как спермий проникает внутрь яйцеклетки, её оболочка становится непроницаемой, пройти через неё остальные сперматозоиды не могут.
Деление
Оплодотворение может быть осуществлено как естественным путем, так и искусственно. После этого яйцеклетка превращается в зиготу. Этой клетке необходимо тридцать часов для того чтобы приступить к процессу деления. Все это время зигота находится в состоянии покоя. У некоторых животных и растений этот период затягивается надолго.
В итоге после разделения зиготы получается две клетки разного размера. Одна клетка даёт начало всем тканям плода, вторая клетка, делясь дальше, образует плаценту. Интересным моментом в росте этой клетки является то, что она при первых делениях пропускает стадию роста. В итоге размер последующих клеток меньше, чем предыдущих.
Деление зиготы называется митотическим, оно происходит в момент её продвижения к матке. В отличие от сперматозоида, яйцеклетка является неподвижной, заставляет её двигаться специальный гормон — прогестерон. Имплантация зиготы происходит примерно на седьмой день от зачатия. Каждая такая клетка имеет своё ядро.
Какой набор хромосом имеет зигота? Внутри ядра находится полный набор хромосом. Зигота человека содержит всё те же двадцать три пары хромосом. Если посмотреть на плодное яйцо, то оно на этой стадии напоминает ягоду шелковицы.
Следующее дробление зиготы начинается через десять часов после первого. Делясь, она переходит на новый этап развития. Основная задача зиготы проникнуть в полость матки. Из зиготы развивается морула. Далее морула превращается в бластулу, которая уже является однослойным зародышем. Далее развиваясь, клетка превращается в трёхслойный зародыш — гаструлу. Из этих клеток в последующем разовьются все ткани будущего плода.
Если оплодотворение происходит искусственным путём, то подсаживаемая в матку зигота должна иметь от шести до десяти клеток. Оплодотворенную яйцеклетку помещают в питательную среду. Причем при процедуре ЭКО оплодотворяется сразу несколько яйцеклеток и отслеживается их развитие.
Не всегда развитие зиготы проходит идеально. Клетки, в которых процесс проходит с нарушениями, сразу отбраковываются. В стадии морулы бывшая зигота имеет уже шестнадцать клеток. В матке деление клеток продолжается.
Весь процесс превращения зиготы в полноценного ребёнка растянется на девять месяцев. Повлиять на развитие зиготы неблагоприятным образом может употребление алкоголя, курение, а так же работа во вредных условиях. Под их влиянием зигота подвергается мутациям. Измениться может как отдельный участок хромосомы, так и вся хромосома.
Источник
