Рост и развитие животного организма

Зигота, возникающая после оплодотворения, представляет собой одну клетку. С нее начинается жизнь нового организма при половом размножении многоклеточных. Весь период жизни этого организма от зиготы до смерти называется онтогенезом.

Онтогенез подразделяется на два периода: эмбриональный и постэмбриональный.

Онтогенетическое развитие многоклеточных растений и животных существенно различается. Остановимся на кратком описании хода онтогенеза у многоклеточных животных.

Эмбриональное развитие начинается с деления зиготы. Это первое деление, как и все последующие в эмбриогенезе, происходит по типу митоза. В результате все клетки нового формирующегося организма имеют тот же объем генетической и биохимической информации, что и исходная зигота. В результате ряда последовательных делений сначала образуется компактная кучка клеток. Затем внутри появляется просвет — полость. Клетки продолжают делиться, располагаются в один слой — и зародыш будущего организма становится похожим на микроскопический полый шарик. Эта фаза эмбрионального развития называется бластулой. Следующие фазы эмбрионального развития у различных животных осуществляются несколько поразному. У ланцетника, например, на одном участке бластулы клетки начинают делиться быстрее и часть их вдвигается во внутреннюю полость. Процесс продолжается до тех пор, пока однослойная замкнутая бластула не превратится в двухслойное образование с новой полостью, которая сообщается с внешней средой. Эта фаза называется гаструлой, а сам процесс превращения бластулы в гаструлу — гаструляцией.

Два слоя клеток гаструлы называются зародышевыми листками, так как из них в дальнейшем будут формироваться органы зародыша. Наружный слой называется эктодермой, внутренний — энтодермой. Позже между эктодермой и энтодермой за счет продолжающегося деления клеток образуется третий зародышевый листок — мезодерма.

Образование зародышевых листков представляет собой первичную дифференциацию клеток: хотя все они еще мало отличаются внешне и сохраняют способность делиться, но из каждого зародышевого листка в дальнейшем формируются строго определенные органы и части будущего организма. У позвоночных животных из эктодермы образуются покровный эпителий, нервная система и органы чувств; из энтодермы — эпителий кишечника, легкие, поджелудочная железа; из мезодермы — костный скелет, мышцы, кровеносная система.

Очень сложен вопрос о том, что определяет процесс дифференциации в ходе эмбрионального развития. Почему из клеток одинаковых и по внешнему виду и по объему биохимической и генетической информации в ядерной ДНК в одном месте зародыша образуются одни органы и ткани, а в другом — другие? Вопрос этот до сих пор окончательно не решен наукой. Но уже найдены многие подходы к его решению. Так, найдено интересное явление индукции. Оказалось, что формирование одного органа индуцирует, направляет ход формирования соседних органов. Одним из экспериментальных доказательств этого явился опыт, схема которого изображена на рисунке. У позвоночных животных сначала закладывается зачаток хорды из энтодермы, окруженный мезодермой, а непосредственно над ним из эктодермы — зачаток будущей нервной системы. Таким образом, хордомезодермальный участок индуцирует образование нервной трубки в прилегающей к нему эктодерме. Если такой хордомезодермальный участок искусственно пересадить в другое место гаструлы, то над ним в эктодерме начинает формироваться новая нервная трубка, а позже — и второй индуцированный зародыш.

rost-i-razvitie-zhivotnogo-organizma

У многих животных постэмбриональное развитие идет с метаморфозом. В этом случае вышедшая из яйцевых оболочек личинка значительно отличается от взрослой формы. Например, из яиц бабочек выходит гусеница, из яиц лягушки — головастик. Превращение гусеницы сначала в куколку, а затем в бабочку или головастика в лягушку и называется метаморфозом. При этом все части тела личинки (гусеницы, головастика) претерпевают значительные изменения.

У большинства животных постэмбриональное развитие идет без метаморфоза. Вылупившийся из яйца цыпленок или родившийся котенок похожи на взрослые формы соответствующих видов. В этом случае постэмбриональное развитие заключается главным образом в росте нового существа.