Оплодотворение. Партеногенез. Полиэмбриония. Половой диморфизм. Биологические аспекты репродукции человека.

Оплодотворение — процесс объединения мужской и женской гамет, который приводит к формированию зиготы и последующему развитию нового организма. В процессе оплодотворения происходит установление диплоидного набора хромосом в зиготе.

Партеногенез - развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки. Данная форма размножения характерна для видов, обладающих коротким жизненным циклом.

Бывает:

-гаплоидном(генеративном) - новый организм развивается из гаплоидной яйцеклетки. Получаемые при этом особи могут быть только мужскими, только женскими или теми и другими. Например: пчелы, осы, муравьи.

-Такой механизм у насекомых позволяет регулировать численность потомков каждого типа.

-диплоидный(соматический) - самки формируют диплоидные яйцеклетки. Например: тли, дафнии, некоторых ящерицы -Это позволяет поддерживать численность особей в условиях, когда затруднена встреча особей разного пола.

Установлено существование естественного партеногенеза у птиц. У одной из пород индеек яйца часто развиваются партеногенетически, причем из них появляются только самцы.

Полиэмбриония — способ полового размножения организмов, когда идет развитие более одного зародыша из одной зиготы у животных или образование нескольких зародышей в одном семени у растений.

У животных, различают: - специфическую (свойственную данному виду)- насекомые, броненосцы -спорадическую - вызвана воздействием случайных факторов и встречается у многих видов животных, в том числе у человека -случайную.

-Её биологический смысл заключается в увеличении числа потомков, развивающихся из одной оплодотворенной яйцеклетки.

У растений различают: - истинной(все зародыши развиваются в одном зародышевом мешке) -ложной (в разных зародышевых мешках).

Половой диморфизм - различия признаков особей, принадлежащих к разному полу – мужскому и женскому. Проявляется в различии строения половых органов и в различии вторичных половых признаков: -различные размеры и пропорции тела; -тембр голоса -молочные железы -«адамово яблоко» у человека - рога у самцов оленей и грива у самцов львов), а другие появляются только на время брачных - окраска (у рыб и птиц).

Биологические аспекты репродукции человека:

1) развитие человека: прямое, внутриутробное

2) в женском организме формируется плацента

3) половая зрелость наступает к 15-18 годам

4) плодовитость невысока, редкая смена поколений

5) наблюдается многоплодие, созревает несколько яйцеклеток

6) полиэмбриония, однояйцовые близнецы формируются в результате расхождения бластомеров

7) размеры сперматозоидов: 20 мкм в длину и 2 мкм в толщину, в сутки формируется более 120 млн, для нормальной репродукции более 50% должно быть без аномалий. Аномалии вызываются повреждающими факторами от высокой температуры (плотная одежда).
8) Яйцеклетка, диаметр 100-150 мкм, окружена 3 оболочками

9) Овогенез начинается на 3 мес. эмбрионального развития.

6. Жизненные циклы организмов как отражение их эволюции. Онтогенез, его периодизация. Прямое и непрямое развитие.

Жизненный цикл - это совокупность всех фаз развития, начиная от оплодотворённой яйцеклетки (зиготы) и заканчивая той фазой, на которой организм способен дать начало следующему поколению.

Различают:

-Прямое развитие — рождение потомства, внешне похожего на взрослый организм (например у кошки и собаки). -Непрямое развитие (личиночное развитие, развитие с метаморфозом) — появившийся организм отличается по строению от взрослого (лягушка, насекомые).

Онтогенез (краткое повторение филогенеза)— индивидуальное развитие зиготы до оплодотворения и смерти организма.

Термин был введен Э. Геккелем в 1866 году.

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.

Онтогенез делится на два периода: эмбриональный — от образования зиготы до рождения или выхода организма из яйцевых оболочек; постэмбриональный— от выхода из яйцевых оболочек или рождения до естественной смерти организма.

Эмбриональный период (зародышевый период) - начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. Выделяют три основных этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез.

Дробление - это ряд последовательных митотических делений зиготы, а далее бластомеров. Дробление сопровождается митозом, но нет роста клеток и объем зародыша не изменяется, потому что в короткой интерфазе отсутствуют периоды G1 и S, а удвоение ДНК начинается в телофазе, предшествующего митотического деления. Бластомеры становятся все меньше, но ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЕЛИТСЯ ОЧЕНЬ ТОЧНО, клетки называются балстомерами а зародыш — бластулой. Характер дробления обусловлен типом яйцеклетки, в зависимости от распределения желтка различают яйца трех типов:

1) Изолецитальные. Содержат немного желтка, равномерно расположенного по всей клетке. Характерны для иглокожих, низших хордовый и млекопитающих. У млекопитающих — это аллециатльные яйцеклетки (желтка практически нет)

2) телолецитальные. Желтка много, сконцентрирован на вегетативном полюсе. Выделяют 2 группы: умеренно телолецитальные (моллюски, земноводные) и резколецитальные (рептилии и птицы). На анимальном полюсе сосредоточены цитоплазма и ядро.

3) центролецитальные. Желтка немного, расположен в центре. Характерно для членистоногих.

Дробление может быть: полным равномерным (ланцетник), полным неравномерным (амфибии), неполное дискоидальное (птицы), неполное поверхностное (насекомые). Дробление заканчивается образованием бластулы. Начиная с бластулы, клетки зародыша называют эмбриональными клетками. У человека дробление длится примерно 6 сут. В зависимости от типа яйцеклетки образуются разные типы бластул: у ланцетника — целобластула, у амфибии — амфибластула, птиц, рептилий - дискобластула, насекомые — перибластула.

Гаструляция - результат образование гаструлы и зародышевых листков. Гаструляция — представляет собой сложный процесс перемещения эмбрионального материала с образованием 2 или 3 слоев тела зародыша, называемых зародышевыми листками. В этот период начинается использование генетической информации клеток зародыша.

Основные положения теории зародышевых листков:

1) зародышевые листки имеются у всех многоклеточных (2 или 3)

2) ткани и органы образуются из зародышевых листков

3) одни и те же листки у всех животных дают начало ОДНИМ И ТЕМ ЖЕ СТРУКТУРАМ.

4) Для всех многоклеточных характерны одинаковые закономерности развития.

В процессе гаструляции образуется стадия развития зародыша — гаструла, у чел. Начиная с 7 по 17 сут. Различают 2 этапа: а)образование экто- и энтодермы (ранняя гаструла), б)образования мезодермы (поздняя гаструла).

Образование ранней гаструлы происходит следующими путями: а) иммиграцией (выселением клеток),

б) инвагинацией (впячиванием), в) эпиболией (обрастанием), г)деляминацией (расщеплением)

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. Идет закладка мезодермы.

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