Основните въпроси на темата. Онтогенезата на човека. Репродуктивно здраве Какъв тип развитие е характерен за човек

Помня!

Какъв тип развитие е характерен за човек?

Директно развитие - този тип развитие е характерен за организми, чиито малки се раждат вече подобни на възрастните. Директно вътрематочно развитие.

Какво е плацента?

Плацентата ("мястото на бебето") е най-важният и абсолютно уникален орган, който съществува само по време на бременност. Той свързва два организма - майката и плода, като му доставя необходимите хранителни вещества.

Как начинът на живот на майката по време на бременност влияе върху здравето на нероденото дете?

През целия период на вътрематочно развитие плодът, който е пряко свързан с тялото на майката чрез уникален орган - плацентата, е в постоянна зависимост от здравословното състояние на майката. AT последно времеИма много дебати за това дали тютюнопушенето засяга нероденото дете. Известно е, че никотинът, влизащ в кръвта на майката, лесно прониква през плацентата в кръвоносната система на плода и предизвиква вазоконстрикция. Ако кръвоснабдяването на плода е ограничено, тогава снабдяването му с кислород и хранителни вещества е намалено, което може да доведе до забавяне на развитието. При жените пушачки едно дете при раждането тежи средно с 300-350 г по-малко от нормалното. Има и други проблеми, свързани с тютюнопушенето по време на бременност. Тези жени са по-склонни да имат преждевременни раждания и спонтанни аборти в края на бременността. Децата, чиито майки не са успели да откажат цигарите по време на бременност, са с 30% по-склонни да умрат в ранна детска възраст и с 50% по-вероятно да развият сърдечни дефекти.

Алкохолът също толкова лесно преминава през плацентата. Консумацията на алкохол по време на бременност може да причини състояние, известно като фетален алкохолен синдром при бебето. При този синдром се наблюдава умствена изостаналост, микроцефалия (недоразвитие на мозъка), поведенчески разстройства (възбудимост, неспособност за концентрация), намаляване на скоростта на растеж и мускулна слабост. Вирусните заболявания на майката по време на бременност представляват сериозна опасност за развитието на плода. Най-опасни са рубеолата, хепатит В и ХИВ инфекцията. При инфекция с рубеола през първия месец от бременността 50% от децата развиват вродени малформации: слепота, глухота, нарушения на нервната система и сърдечни пороци.

Прегледайте въпроси и задачи

1. Назовете характеристиките на онтогенезата, които са характерни за човек. Какви са предимствата на тези функции?

1) Ембрионален Процесът на ембрионално развитие на човека продължава около 280 дни и се разделя на три периода: начален (1-ва седмица), ембрионален (2-8-ма седмица) и фетален (от 9-та седмица до раждането).

2) Постембрионален: подразделя се на три периода: предрепродуктивен, период на зрялост (репродуктивен) и период на стареене (пострепродуктивен).

Такива характеристики осигуряват максимално оцеляване и адаптиране към условията на околната среда на потомството.

2. Като никотин, алкохол и наркотични веществавлияят върху развитието на човешкия ембрион?

Напоследък има много спорове за това дали тютюнопушенето влияе върху нероденото дете. Известно е, че никотинът, влизащ в кръвта на майката, лесно прониква през плацентата в кръвоносната система на плода и предизвиква вазоконстрикция. Ако кръвоснабдяването на плода е ограничено, тогава снабдяването му с кислород и хранителни вещества е намалено, което може да доведе до забавяне на развитието. При жените пушачки едно дете при раждането тежи средно с 300-350 г по-малко от нормалното. Има и други проблеми, свързани с тютюнопушенето по време на бременност. Тези жени са по-склонни да имат преждевременни раждания и спонтанни аборти в края на бременността. Децата, чиито майки не са успели да откажат цигарите по време на бременност, са с 30% по-склонни да умрат в ранна детска възраст и с 50% по-вероятно да развият сърдечни дефекти. Алкохолът също толкова лесно преминава през плацентата. Консумацията на алкохол по време на бременност може да причини състояние, известно като фетален алкохолен синдром при бебето. При този синдром има умствена изостаналост, микроцефалия (недоразвитие на мозъка), поведенчески разстройства (раздразнителност, неспособност за концентрация), намалена скорост на растеж, мускулна слабост

3. Какви фактори на околната среда влияят върху развитието на човешкия ембрион?

Всички видове фактори на околната средаса мутагени за развитието на ембриона:

Химически - разтворители, алкохоли, хранителни добавки, лекарства и др.

Физически - температура, радиация (радиация)

Биологични - бактерии, вируси (рубеола, ХИВ, хепатит и др.)

4. Назовете периодите на постембрионално развитие на човек.

Най-важната характеристика на човек, придобита от него в процеса на еволюция, е удължаването на предрепродуктивния период. В сравнение с други бозайници, включително големите примати, полова зрялост при човека настъпва най-късно. Удължаването на детството и забавянето на растежа и развитието разширяват възможностите за учене и придобиване на социални умения. Репродуктивният период е най-дългият етап от постембрионалното развитие на човек, чието завършване показва началото на постпродуктивен период или период на стареене. Процесът на стареене засяга всички нива на организацията на живия живот. Стареенето неизбежно води до смърт - край на индивидуалното развитие на организмите, общо за всички живи същества. Смъртта е необходимо условие за смяната на поколенията, тоест за продължаването на съществуването и еволюцията на човечеството като цяло.

5. Какви са последиците за развитието от дефицита на витамин D и недохранването?

Под въздействието на ултравиолетовото лъчение в тъканите на животните и растенията от стероли се образуват витамини от група D. Витамините от група D включват:

- витамин D2 - ергокалциферол; изолиран от дрожди, неговият провитамин е ергостерол;

- витамин D3 - холекалциферол; изолиран от животински тъкани, неговият провитамин - 7-дехидрохолестерол;

- витамин D4 - 22, 23-дихидро-ергокалциферол;

- витамин D5 - 24-етилхолекалциферол (ситокалциферол); изолирани от пшенични масла;

- витамин D6 - 22-дихидроетилкалциферол (стигма-калциферол).

Днес витамин D се нарича два витамина - D2 и D3 - ергокалциферол и холекалциферол - това са кристали без цвят и мирис, устойчиви на високи температури. Тези витамини са мастноразтворими, т.е. мастноразтворими и органични съединенияи неразтворим във вода. Витамин D се образува в кожата под действието на слънчевата светлина от провитамини. Провитамините от своя страна частично се доставят в тялото в готов вид от растения (ергостерол, стигмастерол и ситостерол) и частично се образуват в тъканите на техния холестерол (7-дехидрохолестерол (витамин D3 провитамин). При условие, че тялото получава достатъчно количество ултравиолетова радиация, необходимостта от витамин D е напълно компенсирана. Въпреки това, количеството витамин D, синтезирано под действието на слънчева светлиназависи от фактори като:

- дължина на вълната на светлината (най-ефективен е средният спектър от вълни, които получаваме сутрин и при залез);

- начална пигментация на кожата и (колкото по-тъмна е кожата, толкова по-малко витамин D се произвежда под действието на слънчевата светлина);

– възраст (стареещата кожа губи способността си да синтезира витамин D);

- нивото на замърсяване на въздуха (промишлените емисии и прах не преминават спектъра на ултравиолетовите лъчи, които потенцират синтеза на витамин D, това обяснява по-специално високото разпространение на рахит при деца, живеещи в Африка и Азия в индустриални градове).

Допълнителни хранителни източници на витамин D са млечните продукти, рибеното масло, яйчният жълтък. На практика обаче млякото и млечните продукти не винаги съдържат витамин D или съдържат само следи (незначителни) количества (например 100 g краве мляко съдържа само 0,05 mg витамин D), така че тяхната консумация, за съжаление, не може да гарантира покритие на нашите нужди от този витамин. В допълнение, млякото съдържа голямо количество фосфор, който предотвратява усвояването на витамин D. Основната функция на витамин D е да осигури нормален растеж и развитие на костите, предотвратявайки рахит и остеопороза. Регулира минералния метаболизъм и насърчава отлагането на калций в костната тъкан и дентина, като по този начин предотвратява остеомалация (омекване) на костите. Влизайки в тялото, витамин D се абсорбира в проксималните части на тънките черва и винаги в присъствието на жлъчка. Част от него се абсорбира в средните части на тънките черва, малка част - в илеума. След абсорбция калциферолът се намира в състава на хиломикроните в свободна форма и само частично под формата на естер. Бионаличността е 60-90%. Витамин D влияе върху цялостния метаболизъм в метаболизма на Ca2+ и фосфат (HPO2-4). На първо място, той стимулира усвояването на калций, фосфат и магнезий от червата. Важен ефект на витамина в този процес е повишаването на пропускливостта на чревния епител за Са2+ и Р. Витамин D е уникален – той е единственият витамин, който действа едновременно като витамин и като хормон. Като витамин поддържа нивото на неорганични Р и Са в кръвната плазма над праговата стойност и повишава абсорбцията на Са в тънките черва.

Симптоми на хиповитаминоза

Основният симптом на дефицит на витамин D е рахит и омекване на костите (остеомалация).

- по-леките форми на дефицит на витамин D се проявяват със симптоми като:

- Загуба на апетит, загуба на тегло

- усещане за парене в устата и гърлото,

- безсъние,

- замъглено зрение.

Мисля! Помня!

1. Обсъдете в клас как удължаването на предрепродуктивния период е изиграло роля в човешката еволюция.

2. За кои организми понятията "клетъчен цикъл" и "онтогенеза" съвпадат?

За едноклетъчни организми, при които жизненият цикъл е животът на клетката от момента, в който се появи до деленето или смъртта.

4. Използвайки допълнителна литература и интернет ресурси, разберете какво е ускорение, какви хипотези съществуват в момента за причините за ускорението. Обсъдете в клас информацията, която сте намерили по тази тема.

Акцелерацията или акселерацията (от лат. acceleratio-ускорение) е ускореното развитие на жив организъм.

За оправдаване на ускорението са предложени голямо разнообразие от хипотези, които условно могат да бъдат разделени на няколко групи:

- На първо място, нутрицевтични, свързани с промяна (подобряване) в характера на храненето, особено през последните три десетилетия след Втората световна война.

– Хипотези, свързани с биологичния подбор (първи съобщения за ускорено развитие на децата – Гент, 1869; Робъртс (Ch. Roberts), 1876), с увеличаване на броя на хетеролокалните (смесени) бракове – хетерозис, влечение към градския живот, в резултат на което хората пристигат в градовете най-развитите жители от провинцията - хипотезата на Мауер (G. Mauer), 1887 г., както и други хипотези за конституционния подбор - например желанието да заемат горните слоеве на обществото или преселване на хора с по-развит интелект в градовете.

- Група хипотези, свързани с влиянието на факторите на околната среда (хипотези от 30-те години), свързани с промените в скоростта на растеж и развитие с естествени и изкуствени промени в условията на околната среда. Кох (E. W. Koch), 1935 г., който предложи термина ускорение, придава значение на хелиогенните влияния, увеличаването на дневните часове поради електрическо осветление. Трейбър (T. Treiber), 1941 г. свързва ускорението с влиянието на радиовълните - въпреки че ускоряването на растежа на децата започва преди широкото използване на радиото на Земята, а Милс (C. A. Mills), 1950 г. - с повишаване на температурата на земната атмосфера. Има и други хипотези, например свързани с радиацията или космическата радиация. Но тогава феноменът трябваше да се прояви при всички деца от едно населено място. Въпреки това, всички автори отбелязват разлики в скоростта на растеж на децата от различни групи от населението.

Всяка от хипотезите поотделно не може да обясни всички явления на светската тенденция, а данните за ускоряването на онтогенетичното развитие и увеличаването на размера на тялото не само при хората, но и при различни животни биха били убедителни доказателства.

Онтогенезата е процес на индивидуално развитие на различни организми от началото на съществуването до самия край на живота. Този термин е предложен от немски учен през 1886 г. В статията ще разгледаме накратко онтогенезата, нейните видове и тяхната специфика при различни видове.

Онтогенезата на едноклетъчните и многоклетъчните

При протозоите и бактериите той почти съвпада с При тези организми онтогенезата започва с появата на едноклетъчен организъм чрез делене на майчината клетка. Този процес завършва със смърт, която настъпва в резултат на неблагоприятни влияния, или с друго разделение.

Онтогенезата на многоклетъчните видове, които се размножават безполово, започва с отделяне на група клетки от майчиния организъм (спомнете си например процеса на пъпкуване на хидрата). Делейки се чрез митоза, тези клетки образуват нов индивид с всички органи и системи. При видовете, които се размножават полово, процесът на онтогенезата започва с оплождането на яйцеклетката, след което се образува зигота, която е първата клетка на нов индивид.

Онтогенезата е трансформацията на организъм във възрастен?

Надяваме се, че сте отговорили правилно на този въпрос, тъй като в началото на статията е разкрита концепцията, която ни интересува. И видовете онтогенеза, и самият този процес, както си спомняте, се отнасят до целия живот на организма. Те не могат да бъдат сведени до растежа на индивида преди превръщането му във възрастен. Онтогенезата е верига от сложни процеси, протичащи на всички нива на тялото. Техният резултат е формирането на жизнени функции, структурни характеристики, присъщи на индивидите от този вид, и способността за възпроизвеждане. Онтогенезата завършва с процеси, които водят до стареене и след това до смърт.

В онтогенезата се разграничават следните 2 основни периода - ембрионален и постембрионален. На първия от тях се образува ембрион при животните. Той формира основните системи от органи. След това идва постембрионалния период. По време на него завършват процесите на оформяне, след това настъпва пубертетът, след това възпроизводството, стареенето и накрая смъртта.

Внедряване на наследствена информация

Новият индивид получава с гените на родителите един вид инструкции, които показват какви промени ще настъпят в тялото, за да премине успешно. житейски път. Следователно процесът, който ни интересува, е реализацията на наследствената информация. След това ще разгледаме по-подробно онтогенезата (видове и техните характеристики).

Пряка и непряка онтогенеза

При директния тип роденият организъм е в основата си подобен на възрастен, няма етап на метаморфоза. При индиректен тип се появява ларва, която се различава по своята вътрешна и външна структура от възрастен организъм. Тя се различава по начина на движение, естеството на храненето, а също така има редица други характеристики. Ларвата се превръща във възрастен в резултат на метаморфоза. Той дава на организмите големи ползи. Този тип развитие понякога се нарича ларва. Директният тип се среща във фетална и неларвна форма.

Нека разгледаме всеки от тях по-подробно.

Индиректна онтогенеза: видове, периоди

Ларвите, които се раждат, живеят самостоятелно. Те активно се хранят, развиват и растат. Те имат редица специални временни, които липсват при възрастни. Ларвният (индиректен) тип развитие протича с пълна или непълна трансформация. Това разделение се извършва въз основа на характеристиките на метаморфозата, която характеризира една или друга онтогенеза. Неговите видове изискват по-подробно разглеждане, така че ще говорим за тях по-подробно.

Ако говорим за раждаща се ларва, тя губи своите ларвни органи с течение на времето и получава постоянни в замяна, които са характерни за възрастните организми (помнете, например, скакалци). Ако развитието се извършва с пълна трансформация, тогава ларвата първо се превръща в неподвижна кукла. След това от него излиза възрастен, който е много различен от ларвата (спомнете си пеперудите).

Защо се нуждаем от ларви

Причината за тяхното съществуване може да е, че не използват същата храна като възрастните, като по този начин разширяват хранителната база на този вид. Можете да сравните например храната на гъсеници и пеперуди (съответно листа и нектар) или попови лъжички и жаби (зоопланктон и насекоми). В допълнение, много видове, които са в стадий на ларви, активно развиват нови територии. Ларвите, например, могат да плуват, което не може да се каже за възрастните, които са практически неподвижни.

Развитие с метаморфоза при земноводните и рибите

Типовете развитие (онтогенеза), които се случват с метаморфозата, са характерни за такива гръбначни животни като земноводни и риби. Например, попова лъжица (ларва) се образува от яйце на жаба, което по своята структура, местообитание и начин на живот е много различно от възрастните. Поповата лъжица има хриле, опашка, орган на страничната линия и двукамерно сърце. Като рибата има един кръговрат. Когато ларвата достигне определено ниво на развитие, се извършва нейната метаморфоза, по време на която се появяват признаците, характерни за възрастен организъм. Ето как поповата лъжичка в крайна сметка се превръща в жаба.

При земноводните наличието на ларвен стадий осигурява възможност за живот различна средаи да използвате различни храни. Поповата лъжица, например, живее във вода и се храни с растителна храна. Жабата от своя страна се храни с животинска храна и води предимно сухоземен начин на живот. Много насекоми имат подобно явление. Промяната в местообитанието, а оттам и в начина на живот, по време на прехода от стадия на ларвата към стадия на възрастен организъм намалява интензивността на борбата за оцеляване в рамките на даден вид.

Директен тип развитие

Продължаваме да описваме основните видове онтогенеза и преминаваме към следващия - директен. Нарича се още неларвална. Тя е вътрематочна и яйценосна. Нека накратко характеризираме тези типове, етапите на онтогенезата на които се различават значително един от друг.

Яйцеживороден тип

Наблюдава се при редица гръбначни животни, както и при птици, влечуги, риби и някои бозайници, при които яйцата са богати на жълтък. Ембрионът се развива вътре в яйцето за дълго време. Основните жизнени функции се осъществяват от ембрионалните мембрани - специални временни органи.

Бозайници, които снасят яйца

Има 3 вида бозайници, които снасят яйца, което като цяло не е характерно за този клас. В същото време обаче малките се хранят с мляко. Това е типично за бозайниците като цяло. (на снимката по-горе), дългоноса и късоноса ехидна. Те живеят в Австралия, Тасмания и Нова Гвинея и принадлежат към разред Monotremes.

Тези животни приличат на влечуги не само в снасянето на яйца, но и в структурата на отделителната, репродуктивната и храносмилателната система, както и много анатомични характеристики (структурата на гръбначния стълб, ребрата и раменния пояс, структурата на окото). Еднопроходните обаче се класифицират като бозайници, тъй като сърцето им е 4 камерно, те са топлокръвни, покрити с козина и хранят малките си с мляко. Освен това бозайниците се характеризират и с редица структурни особености на своя скелет.

вътрематочен тип

Темата "Видове онтогенеза и тяхната характеристика" е практически покрита от нас. Все още обаче не сме говорили за последния, вътрематочен тип. Характерен е за хората и висшите бозайници, в чиито яйца практически няма протеин. В този случай всички жизнени функции на формирания ембрион се реализират чрез майчиния организъм. За тази цел от тъканите на плода и майката се развива плацентата, специален временен орган.

плацента

Този орган съществува само по време на бременност. Плацентата при хората се намира в тялото на матката по-често по задната му стена, по-рядко по предната. Тя се формира напълно на около 15-16 седмица от бременността. На 20-та седмица започва активен обмен през плацентните съдове.

Човешката плацента е кръгъл плосък диск. Теглото му при раждането е около 500-600 г, дебелина - 2-3 см, а диаметър - 15-18 см. В плацентата има 2 повърхности: фетална и майчина.

В края на бременността възниква физиологична реакция, която се придружава от появата на зони на отлагане на соли, намаляване на площта на обменната повърхност. Процесът на раждане продължава онтогенезата.

Видовете, които разгледахме, са описани само накратко. Надяваме се, че сте намерили цялата необходима информация в тази статия. Дефиницията и видовете онтогенеза трябва да са добре познати, ако се подготвяте за изпит по биология.

I. Ембрионален периодразвитие (от гръцка думаембрион - ембрион) -

Първите 8 седмици от развитието: разделяне - образуването на еднослоен ембрион на бластулата; гаструлация - образуването на първо два, а след това трислоен ембрион - гаструла, получените слоеве се наричат зародишни слоеве; хистогенеза - образуване на тъкани; органогенеза - образуването на органи.

Всеки от зародишните слоеве дава начало на определени органи. от ектодермасе образуват: нервна система, епидермиса на кожата и нейните производни (рогови люспи, пера и косми, зъби). от мезодермаформират се мускулатура, скелет, отделителна, репродуктивна и кръвоносна системи. от ендодермасе образуват храносмилателната система и нейните жлези (черен дроб, панкреас), дихателна система.

I - зигота;

II, 2 бластомера;

II - 8 бластомера;

II - 32 бластомера (морула);

III - етап на бластула;

IV - гаструла;

V - полагане на тъкани и органи:

1 - неврална тръба;

2 - акорд;

3 - ектодерма;

4 - ендодерма;

5 - мезодерма.

Ориз. Ранни етапи на развитие на ланцетника

Фетален (фетален) период на развитие. (fetis - плод). От 9-та седмица, когато плодът вече има всички системи от органи. Започвайки от 9 седмици, човешкият плод се нарича плодове . При хората антенаталното развитие продължава 38-42 седмици (от гръцкото "ante" - преди, "natus" - раждане)

II. Постембрионаленпериод на развитие - от момента на раждането до смъртта на организма.

Ювенилен период(преди пубертета) протича в зависимост от вида на онтогенезата: директен тип или развит с метаморфоза

Направотип развитие - роденият организъм има всички основни характеристики на възрастно животно, различава се главно по размер и пропорции на тялото. За висшите бозайници и хората е характерен вътреутробен тип развитие, за влечуги и птици - яйцеживороден.

Изключение: яйценосни бозайници - птицечовка и яхидна.

Непряктип развитие - ембрионалното развитие води до развитие на ларва, която според външното и вътрешни характеристикиразлично от тялото на възрастен. Характерен за много безгръбначни, често риби. Пример: гъсеница се развива от яйца на пеперуда, попови лъжички се развиват от яйца на жаба.

В зависимост от характеристиките на трансформацията на ларвата във възрастна форма се разграничават 2 вида индиректна онтогенеза:

ОТ непълна трансформация - ларвите се развиват постепенно, като последователно губят временни ларвни органи и придобиват постоянни, характерни за възрастен. Пример: попови лъжички - живеят в водна среда, имат временни органи хриле, опашка, 2-камерно сърце; възрастни жаби - бели дробове, 3-камерно сърце, крайници. Характерен е и за: кърлежи, дървеници, правокрили (скакалци, въшки, водни кончета, хлебарки). в процеса на растеж и развитие ларвите се линят няколко пъти (хлебарките се линят 6 пъти) и след всяко линеене те стават все повече и повече като възрастен.

ОТ пълна трансформация (метаморфоза ) е характерен за няколко разреда насекоми, пеперуди, бръмбари, Diptera (комари, мухи), Hymenoptera (пчели, оси, мравки), бълхи и др. Ларвите имат структура, подобна на червей, и са напълно различни от възрастните.

Ориз. Развитие на насекомите с непълно (I) и пълно (II) спиране. 1 - яйца, 2,3,4,5,6 - ларви; 7 - какавида; 8 - възрастна форма (imago).

В края на периода на хранене ларвата се превръща в неподвижен стадий - хризалис покрити с плътна хитинова обвивка. Вътре в какавидата специални ензими лизират всички органи с изключение на няколко клетки, наречени имагинални дискове. Възрастните органи се развиват от дискови клетки.

Зрял, пубертет. Характеризира се с най-голяма независимост, активност на организма в околната среда.

Периодът на старостта.

Растеж и развитие.

Преходът на функционалните системи към режима на съзряване на тялото се характеризира с растеж на органи и тъкани на тялото, установяване на подходящи пропорции на тялото. В процеса на индивидуалното развитие се разграничават няколко вида растеж: ограничен и неограничен; изометрични и алометрични.

Ограничен(определено). Растежът е ограничен до определени етапи от онтогенезата. Пример: насекомите растат само по време на линеене; при хората растежът спира на 13-15 години. По време на пубертета може да има пубертетен скок в растежа.

Неограниченрастеж се наблюдава при риби, стайни растения през целия живот или трайни насаждения.

Изометричен растежРастеж, при който даден орган расте със същата скорост като останалата част от тялото. Промяната в размера на тялото не съпътства промяна във формата му. Характерно за риби и насекоми с непълна метаморфоза (скакалци, с изключение на крила и гениталии)

алометриченнаречен растеж, при който този орган расте със скорост, по-голяма от останалата част от тялото. Растежът на организма води до промяна в неговите пропорции. Характерни са за бозайниците и човека.При почти всички животни репродуктивните органи се развиват последни.

ОСНОВИ НА ГЕНЕТИКАТА.

Генетика- наука, която изучава моделите на наследяване и изменчивост.

Задачата на генетиката: изследване на проблемите на съхранението, предаването, прилагането на променливостта на наследствената информация.

Методи:

1. хибридологичен метод(кръстове) - разработен от Г. Мендел, е основен в генетичните изследвания. Методът позволява да се разкрият закономерностите на унаследяване на отделни черти и свойства по време на половото размножаване на организмите.

2. Цитогенетичен метод- ви позволява да изследвате кариотипа на телесните клетки и да идентифицирате геномни и хромозомни мутации. С появата на този метод са установени причините за множество човешки заболявания (с. Доуна и др.)

3. генеалогичен метод(родословия) - изследвания на наследството на всяка черта в човек в няколко поколения (съставя се родословие, отбелязват се членове на семейството с изследваната черта)

4. двоен метод- изследване на близнаци със същите генотипове, сто ви позволява да идентифицирате влиянието на околната среда върху формирането на черти.

5. Биохимичен метод– изучава метаболитни нарушения в резултат на генни мутации.

6. Популационно-статистически метод- ви позволява да изчислите честотата на поява на гени и генотипове в популация.

Основни понятия.

1. Концепцията за онтогенезата, нейните видове, периоди и характерни особености при животните и хората.

2. Концепцията за ембриогенезата. Закон за зародишното сходство, биогенетичен закон, теория на филембриогенезата.

3. Етапи на ембриогенезата.

4. Класификация на яйцата и видовете раздробяване, дайте примери.

5. Раздробяване, неговите характеристики при различни животни. Видове бластула.

6. Гаструла, нейната структура и методи на образуване.

7. Методи за образуване на мезодерма.

8. Маркирайте аксиални органи. Нейрула, нейната структура при животни.

9. Хисто- и органогенеза. Концепцията за ембрионална индукция.

10. Временни органи на ембриона.

11. Критични периоди на развитие.

Мотивационна характеристика.Изследването на моделите на ембрионалното развитие, като се използва като пример развитието на ембриони на гръбначни животни, помага да се разберат сложните механизми на ембриогенезата при хората. Важно е да знаете, че в развитието на ембриона има критични периоди на развитие, когато рискът от вътрематочна смърт или развитие по патологичен път рязко се увеличава.

РЕЗЮМЕ НА ТЕМАТА

Индивидуално развитие на организма, или онтогенеза, -това е съвкупност от последователни морфологични, физиологични и биохимични трансформации, претърпени от тялото от момента на неговото възникване до смъртта. В онтогенезата се осъществява внедряването на наследствена информация, получена от тялото от родителите.

Има следните основни видове онтогенеза:косвени и преки. Непрякото развитие протича в ларвната форма, докато директното развитие се осъществява в неларвните и вътрематочните форми.

неларвнивидът на развитие се извършва при риби, влечуги, птици, чиито яйца са богати на жълтък. Храненето, дишането и отделянето при тези ембриони се осъществяват от временните органи, които се развиват в тях.

вътрематочнотипът на развитие е характерен за висшите бозайници и човека. Яйцата на бозайниците съдържат малко количество жълтък, всички жизнени функции на ембриона се извършват през тялото на майката. В тази връзка сложните временни органи, предимно плацентата, се образуват от тъканите на майката и плода. Това е последният филогенетичен тип онтогенеза.

Периодизация на онтогенезата.В онтогенезата се разграничават два основни периода - ембрионален и постембрионален. За висшите животни и човека е прието разделянето на пренатални (преди раждането), интранатални (в момента на раждането) и постнатални (след раждането). Онтогенезата се дължи на дългия процес на филогенетично развитие на всеки вид. Връзката между индивида и историческо развитиеотразени в следните закони.

Законът за сходството на зародишната линия (K. Baer)- в процеса на ембрионалното развитие първо се откриват общи типични признаци, а след това частни признаци на клас, ред, семейство и накрая се появяват признаци на род и вид.

Биогенетичен закон (Е. Хекел) -онтогенезата е кратко повторение на филогенезата. Това означава, че в индивидуалното развитие могат да се наблюдават наследствени признаци - палингенеза. Например: в ембрионите на бозайниците се образува хорда, хрилни цепки и др., но в хода на еволюцията се появяват нови признаци - ценогенеза (образуването на временни органи или екстраембрионални органи при риби, птици и бозайници).

Теория на филембриогенезата (А. Н. Северцов) –повторение в хода на ембрионалното развитие на определени черти на по-нискоорганизирани животни. Пример за рекапитулация в ембриогенезата на човека е промяната на три форми на скелета (нотохорда, хрущялен скелет и костен скелет), образуването и запазването на опашката до тримесечна възраст на плода и др.

Ембрионален периодзапочва с образуването на зигота и завършва с раждането или излизането от яйцето или ембрионалните мембрани на млад индивид. Ембриогенеза- това е сложен и продължителен морфогенетичен процес, по време на който от бащините и майчините зародишни клетки се образува нов многоклетъчен организъм, способен на самостоятелен живот в условията на околната среда. Ембрионалният период може да бъде представен като поредица от последователни биологични процеси.

Разделяне- поредица от повтарящи се митотични деления на зиготата и нейните дъщерни клетки - бластомери без последващо нарастване на размера им до размера на майчината клетка. Новите клетки не се разминават, но са близо една до друга. Ритъмът на смачкване зависи от вида на животното и варира от десетки минути до десет и повече часа. Скоростта на раздробяване не се поддържа постоянна, а се регулира от много фактори. При радиалния метод на раздробяване първата и втората ленти за раздробяване (бразди) преминават в равнината на меридиана, но лентите за раздробяване са под прав ъгъл една спрямо друга. Равнината на третата лента за смачкване лежи под прав ъгъл спрямо равнините на първите две ленти за смачкване и главната ос на яйцето (по ширина или екваториал). Редуването на меридионалните и широчинните ивици на разцепване причинява увеличаване на броя на бластомерите. Някои гръбначни развиват тангенциална ивица на разцепване, която върви успоредно на повърхността на клетъчната агрегация. Характерът на раздробяването се определя от количеството на жълтъка и различното му разпределение в цитоплазмата на яйцето.

Класификация на яйцата по количество жълтък

§ Алецитален, олиголецитален, с малко количество жълтък (ланцет)

§ Мезолицитален, със средно количество жълтък (есетра, земноводни)

§ Полилецитален, с голямо количество жълтък (влечуги, птици, яйценосни бозайници)

Класификация на яйцата според разпределението на жълтъка в обема на яйцето

Телолецитал- количеството на жълтъка се увеличава от анималния полюс към вегетативния, те се срещат в мекотели, земноводни, влечуги и птици.

Изолецитален (хомолецитален)- жълтъчните гранули са равномерно разпределени в дебелината на яйцето, характерни за по-ниските хордови и бозайниците.

Центролециталеняйца се намират в насекомите. При тях цитоплазмата, свободна от жълтъчни гранули, е разположена непосредствено под черупката на яйцето, около ядрото, което заема централна позиция, а под формата на тънки нишки, свързващи тези области, междинното пространство се запълва с жълтък.

Класификация на видовете раздробяване

1. Холобластичен тип - пълно отделяне на яйцето и бластомерите чрез раздробяване на бразди (а-, олиго-, мезолецитални, изолецитални ооцити).

2. меробластичен тип - частично отделяне на яйцето. Раздробяващите бразди проникват дълбоко в яйцето, но не го отделят напълно. Жълтъкът остава неразделен.

- Повърхностно къртене(полилецитални, центролецитални яйца) - отделяне на повърхностния слой на цитоплазмата с единични (преди това многократно разделени) ядра чрез прегради, насочени към повърхността на яйцето. Централната част на яйцето остава неразделена.

- Дискоидно смачкване(полилецитални, телолецитални яйца) - бразди се образуват след разделянето на ядрата, но не разделят цялото яйце, а само един от полюсите му.

Въз основа на обемите, образувани в резултат на раздробяване.

- Униформа– обемите на бластомерите са еднакви.

- Неравен- обемите на бластомерите не са еднакви.

Въз основа на продължителността на карио- и цитотомия в различни бластомери на раздробено яйце.

- синхронен- раздробяването започва и завършва във всички бластомери едновременно.

- асинхронен- началото и времето на делене в различните бластомери не е едно и също.

Въз основа на взаимното разположение на бластомерите в раздробяващото яйце.

- Радиална- взаимното разположение на бластомерите е такова, че първоначалната полярна ос на яйцеклетката служи като оста на радиална симетрия на смачкващия се ембрион.

- Спирала- прогресивно нарушаване на симетрията на смачканото яйце в резултат на спирално изместване, завършващо разделянето на бластомерите един спрямо друг.

- Двустранно- бластомерите са разположени така, че през ембриона може да се начертае само една равнина на симетрия.

- Анархист- липсата на модели в местоположението на бластомерите в организми от същия вид.

При плацентарните бозайници и човека яйцеклетката е дребножълта - вторично изолецитална. Разцепването е пълно, но според естеството на структурата на бластомерите и моделите на появата на нови бластомери принадлежи към неравномерно асинхронно. По този начин основният резултат от процеса на смачкване е увеличаването на броя на ембрионалните клетки до такава критична стойност, при която започват да се появяват механични напрежения в клетъчните слоеве, инициирайки движението на клетките към определени области на ембриона. Раздробяването завършва с образуването бластула- многоклетъчна структура с повече или по-малко изразена кухина вътре (бластоцел).

Класификация на бластулата

целобластуласе състои от еднослойна бластодерма с повече или по-малко идентични бластомери и голям бластоцел вътре, образуван в резултат на пълно равномерно раздробяване.

Амфибластуласе състои от неравни микромери и макромери. Бластоцелът е малък и изместен към анималния полюс.

Перибластуланяма бластоцел и се образува в резултат на раздробяване на повърхността.

Дискобластулае диск от бластомери, лежащ върху ненатрошен жълтък. Образува се поради непълно дискоидно раздробяване. Нарича се бластула под формата на двуслойна плоча с прорезна кухина плакула.Няма разлики между бластомерите на бластулата, свързани с диференциалната активност на гените. Бластомерите се различават по размер, количество жълтък, качество на цитоплазмените включвания и местоположението им в ембриона.

При бозайниците в резултат на пълно асинхронно раздробяване се образува ембрионален мехур или бластоциста.В бластулата се разграничава стена - бластодерма и кухина - бластоцел, изпълнена с течност. От своя страна бластодермата има покрив (животински полюс на разцепване), дъно (вегетативен полюс на разцепване) и маргинална зона, разположена между двете горепосочени части на бластулата.

Гаструлация.Резултатът от активно клетъчно делене, растеж и насочени движения (миграции) на клетъчните потоци с образуването на многослоен ембрион или гаструла (появата на слой по слой зародишни слоеве, разделени един от друг с ясно изразена празнина: външен - ектодерма , средна - мезодерма, вътрешна - ендодерма).

Движението на клетките се извършва в строго определена област на ембриона - в областта на сърпа. Последното е описано от W. Roux през 1888 г. В оплодено яйце на земноводни се появява сив полумесец като цветна област от страната, противоположна на проникването на спермата. На това място, както се смята, са локализирани факторите, необходими за гаструлацията.

При различни представители на гръбначните животни гаструлацията протича по няколко начина.

Имиграция- групи от бластодермни клетки се изхвърлят еднополюсно или многополюсно и образуват ендодермата (гъби, коелентерати).

Инвагинация- изпъкване на вегетативния полюс към животното, компресия и изместване на бластоцела и образуване на гастроцела (ланцета). Получената кухина на първичното черво (гастроцел) комуникира с външната среда чрез бластопора (първична уста).

епиболия- замърсяване на вегетативния полюс на бластулата с животно (поради размножаването на малки животински клетки и тяхното плъзгане по повърхността на големи вегетативни клетки). Този метод е типичен за членестоноги.

Разслояване- разцепване на бластодиска с образуването на външен (епибласт) и вътрешен (хипобласт) листове. Деламинацията се наблюдава при много безгръбначни и висши гръбначни. При всеки метод на гаструлация водещите сили са неравномерната клетъчна пролиферация в различни части на ембриона, нивото на метаболитните процеси в клетките, разположени в различни части на ембриона, активността на амебоидните клетъчни движения, както и индуктивните фактори (протеини, нуклеопротеини, стероиди и др.).

При бозайниците по време на периода на раздробяване настъпва ранно отделяне на клетките, образуващи екстраембрионални структури. Това се тълкува като еволюционно придобиване, свързано с вътреутробното развитие на бозайниците. Например при приматите през първите три дни след оплождането ембрионът се движи по фалопиевата тръба и до края на 4 дни има добре развит трофобласт. След 5 дни ембрионът навлиза в матката и имплантирането става на 6-7-ия ден. Имплантирането на ембриона протича успоредно с гаструлацията. Тези процеси обаче трябва да бъдат описани отделно.

Имплантиране.От най-ранните етапи на развитие до края на бременността човешкият ембрион се нуждае от тясна връзка с тялото на майката. Такава връзка се установява поради потапянето (имплантирането) на бластоциста в маточната лигавица и последващото образуване на специални екстраембрионални органи - феталната част на плацентата и пъпната връв. При хората имплантацията е потопена или интерстициална. Това означава, че бластоциста напълно навлиза в дълбочината на маточната лигавица и продължава своето развитие там. Имплантирането се извършва доста бързо - за един ден бластоциста се потапя в ендометриума почти наполовина, а след 40 часа - напълно.

Обикновено имплантирането се състои от две фази:

1. Фаза на адхезия (залепване) на бластоциста към маточната лигавица.

2. Фазата на потапяне (инвазия) на бластоциста в дълбочината на лигавицата.

На 6-ия ден от ембриогенезата бластоциста прилепва към ендометриалния епител (обикновено ембрионалния полюс в областта на задната или вентралната стена под ъгъла на матката). Тази топография на прикрепване е изключително важна, тъй като впоследствие в тази област ще се образува плацента, която само при тази подредба ще се роди по време на раждането след детето, без да се нарушава снабдяването му с кислород и хранителни вещества. Ако възникне адхезия и инвазия в долния сегмент на матката, това ще доведе до ниско прикрепване (превия) на плацентата и преждевременното й отлепване при раждането, последвано от хипоксия (или дори асфиксия) на плода.

Имплантацията не трябва да се разглежда като еднопосочно въздействие на ембриона върху маточната лигавица - това е процес на сложно физиологично взаимодействие между бластоцитите и ендометриума. По този начин веществата от групата на интегрините, произведени от епителиоцитите на маточната лигавица, играят важна роля в адхезията на бластоцитите. Нормално жената има между 19-24 дни от менструалния цикъл, т.е. в най-оптималното време за взаимодействие с бластоциста се наблюдава експресия на интегриновия ген в епителните клетки на маточната лигавица. Тъй като трофобластът нахлува в маточната лигавица, ембрионалният трофобласт синтезира различни изоформи на интегрини, които осигуряват последователно (докато потъва) приемане и комуникация на трофобласта с елементите на маточната лигавица (епител, базална мембрана, междуклетъчно вещество на ендометриалната строма ). Успоредно с различни периодипотапяне в клетките на трофобласта се активира синтеза на различни групи протеолитични ензими, които разрушават елементите на лигавицата и предизвикват така наречената ендометриална децидуална реакция, придружена от активна ангиогенеза на мястото на имплантиране. Ако няма пълно потапяне на бластоциста в лигавицата на матката, това е причина за хипоксия и смърт на ембриона.

По този начин имплантирането на ембриона е голямо събитиев ембриогенезата, което осигурява продължаването на започналите преди това морфогенетични процеси, както в ембриона, така и в екстраембрионалните органи.

Следващият период от ембриогенезата е хисто- и органогенезата. Хистогенезае комплекс от координирани във времето и пространството процеси на пролиферация, клетъчен растеж, миграция, междуклетъчни взаимодействия, диференциация, детерминация и програмирана клетъчна смърт. Образуването на комплекс от аксиални рудименти е дадено на фиг.4.

Въпрос 1. Назовете характеристиките на онтогенезата, които са характерни за хората.
Хората се характеризират с вътрематочен тип развитие. След оплождането, по време на смачкване, се появява топка, състояща се от два вида клетки: по-тъмни, разположени вътре и бавно се делят, и по-светли, разположени отвън. В бъдеще тялото на ембриона ще се формира от тъмни клетки, от светли клетки - специални органи, които осигуряват комуникация с тялото на майката (ембрионални мембрани, пъпна връв и др.).
Първите 5-6 дни ембрионът се движи през яйцепровода към матката. След това той се вкоренява в стената му и започва да получава кислород и хранителни вещества от майката. До този момент етапите на бластула и гаструла вече са преминати. След появата на третия зародишен слой започва органогенезата: полага се хордата, след това невралната тръба, след това всички останали органи. Органогенезата завършва до 9-та седмица; от този момент започва бързо нарастване на масата на ембриона и той се нарича "плод".
През следващите четири седмици от ембрионалното развитие се залагат всички основни органи. Нарушаването на процеса на развитие през този период води до най-тежките и множество вродени малформации.
Дългата (38-40 седмици) бременност, която е типична за човек, позволява на детето да се роди добре оформено, способно на много движения, с развит вкус, слух и др. Друга особеност на онтогенезата на човека е увеличаването на предрепродуктивния период, което разширява възможностите за учене и придобиване на социални умения.

Въпрос 2. Как никотинът, алкохолът и наркотиците влияят върху развитието на човешкия плод?
При поглъщане от майката никотинът лесно прониква в кръвоносната система на плода през плацентата, причинявайки стесняване на нейните съдове. Това води до влошаване на снабдяването на детето с кислород и хранителни вещества, което може да причини изоставане в развитието. Жените, които пушат, са по-склонни да имат преждевременно раждане или спонтанни аборти в края на бременността. Никотинът увеличава риска от детска смъртност с 30% и риска от развитие на сърдечни дефекти с 50%.
Алкохолът също лесно преминава през плацентата, причинявайки умствена изостаналост, микроцефалия, поведенчески разстройства, намалена скорост на растеж и мускулна слабост на плода. Алкохолът значително увеличава вероятността от аномалии в развитието на детето.
Наркотичните вещества имат много силен ефект върху плода. Те не само предизвикват тежки нарушениянеговото развитие, но може да доведе и до формиране на зависимост, когато след раждането детето има синдром на отнемане.

Въпрос 3. Какви фактори на околната среда влияят върху развитието на човешкия ембрион?
Развитието на ембриона може да бъде повлияно от:
нивото на снабдяване на тялото на майката с хранителни вещества;
екология околен свят;
употреба от майката на никотин, алкохол, наркотични и лекарствени вещества;
вирусни заболявания на майката по време на бременност: хепатит, HIV, рубеола и др.;
стрес, понесен от майката (силни негативни емоции, прекомерна физическа активност).

Въпрос 4. Избройте периодите на постембрионално развитие на човек.
постембрионален постнатален Периодът на човешкото развитие, наричан иначе постнатален, е разделен на три периода:
Ювенилен (преди пубертета).Според приетата периодизация юношеският период започва след раждането и продължава за жените до 21 години, а за мъжете до 22 години.
Зрели (възрастни, полово зряло състояние).Зрелият период на онтогенезата, според приетата периодизация, настъпва при мъжете на 22 години, а при жените - на 21 години. Първият период на зряла възраст е до 35 години, вторият период е от 36 до 60 години за мъжете и до 55 години за жените.
Период на старост, завършващ със смърт.Периодът на стареене при мъжете започва след 60 години, а при жените след 55. Според съвременната класификация хората, навършили 60 - 76 години, се наричат старци, 75 - 89 години, а над 90 години - столетници. Стареенето засяга всички нива на организация на човешкото тяло: има нарушение на репликацията на ДНК и синтеза на протеини, интензивността на метаболизма в клетките намалява, тяхното делене и възстановяване на тъканите след наранявания се забавят, работата на всички органи и системи се влошава. Въпреки това, с разумна диета, активен начин на живот и подходящо медицинско обслужване, този период може да бъде удължен с няколко десетилетия.
В противен случай можем да кажем, че за човек също е възможно да се разграничат предрепродуктивни, репродуктивни и пост-репродуктивни периоди на постембрионално развитие. Трябва да се има предвид, че всяка схема е условна, тъй като действителното състояние на двама души на една и съща възраст може да се различава значително. Затова е въведено понятието хронологична (календарна) и биологична възраст. Биологичната възраст се определя от комбинацията от метаболитни, структурни, функционални характеристики на организма, включително неговите адаптивни възможности. Може да не отговаря на календара.

Въпрос 5. Какви са последиците за развитието от дефицита на витамин D и недохранването?
недостиг на витамини д води до нарушение на фосфорно-калциевия метаболизъм, което води до рахит. Рахит- бери-бери в детска възраст, хронично заболяване на целия организъм, причинено от нарушение на метаболизма на солта, главно фосфор и калций, което води до недостатъчно отлагане на варовик в растящите кости и тяхното необичайно развитие. Дефицитът на витамини при децата се причинява до голяма степен от недостиг на ултравиолетови лъчи.
Предозиране на витамини д има силно токсично отравяне (хипервитаминоза): загуба на апетит, гадене, повръщане, обща слабост, раздразнителност, нарушение на съня, треска, поява на белтък в урината, левкоцити. Известни са случаи на смърт на деца от предозиране на витамин D в резултат на повишаване на нивото на калций в кръвта, калцификация на бъбреците и сърцето. Изисква се изследване на кръв и урина.
Недохранването и преди всичко липсата на животински протеини води до забавяне на растежа на децата и появата на умствени аномалии при тях (умствена изостаналост). Това състояние се нарича протеиново гладуване. Дължи се на дефицит в растителните протеини на повечето незаменими аминокиселини, необходими на тялото ни. Протеините от животински произход (мляко, яйца, месо, риба) могат частично да бъдат заменени само с протеини от бобови растения.