Эмбриональный период развития. Этапы и стадии эмбрионального периода

Развитие зародыша млекопитающих проходит через этапы, характер­ные для позвоночных амниот. Ланцетник, амфибии, рыбы относятся к анамниотам. Они не имеют амниона. Он им не нужен, так как развитие их происходит в естественной водной среде. Ранний эмбриогенез происходит в яйцеводах, а окончательное развитие - в матке. Утробный период развития делится на два периода: эмбриональный и плодный. Продолжительность утробного периода у разных классов млекопитающих различна, от 2-3 месяцев до года. У млекопитающих параллельно с развитием зародыша идет образование внезародышевых органов, которые обеспечивают развитие зародыша.

В проэмбриональном периоде идет образование половых кле­ток- гаметогенез (прогенез ). Образование и рост женских половых клеток протекает в яичнике, откуда они на стадии овоцита 1-го порядка выбрасываются в брюшное пространство и захватываются ворсинками (фимбриями) маточных труб. Первое деление созревания начинается во время овуляции, а завершается мейоз в просвете маточной трубы (яйцеводе).

В результате первого деления созревания (редукционного) овоцит 1-го порядка превращается в овоцит 2-го порядка, имеющий гаплоидный набор хромосом. В результате второго деления созре­вания овоцит 2-го порядка превращается в зрелую женскую поло­вую клетку – овоцит, которая сохраняет жизнеспособность от нескольких часов до 1 суток.

В большинстве случаев созревает одна половая клетка в каж­дом из яичников. При одновременном созревании двух или более половых клеток у некоторых классов возможно образование нескольких зародышей - многоплодная беременность. Яйцеклетка млекопитающих вторично изолецитальная, имеет округ­лую форму, окружена блестящей оболочкой и слоем фоллику­лярных клеток, образующих лучистый венец. Цитоплазма яйце­клетки мелкозернистая и содержит небольшое количество желточ­ных зерен. Диаметр яйцеклетки в среднем составляет 120-150 мкм.

Мужские половые клетки (жгутиковый сперматозоид) развиваются в извитых канальцах семенников (тестисы или яички), посту­пают в семявыносящие пути, имеют гаплоидный набор хромосом. Одновременно их развивается миллионы, далее они поступают в семяотводящие пути, где и депонируются. Сперматозоид состоит из головки, шейки, тела, хвоста в виде жгутика и в своей организации мало чем отличаются у разных видов плацентарных животных: формой головки, размерами .

Развитие ранних стадий эмбриогенеза (оплодотворение, дробление и первая стадия бластуляции) происходит в яйцеводах (маточных трубах).

Оплодотворение : моноспермия, несвободное - в ампулярной части яйцеводов.

Дробление: полное, неравномерное, неправильное. В результате уже после первого деления образуются два вида бластомер. Мелкие светлые – эмбриобласты, и крупные темные – трофобласты.

Бластуляция протекает в две стадии. 1) формирование плотной бластулы или бластоцисты в виде ягоды (морулы). Вид бластулы округлый. В центре расположены клетки эмбриобласта. Из них разовьется зародыш. По периферии расположены в один слой клетки трофобласта с микроворсинками. Они активно всасывают питательные вещества из тканевой жидкости яйцеводов, обеспечивая питание зародыша. На этой стадии зародыш из яйцеводов попадает в полость матки. Железы ее слизистой оболочки вырабатывают слизистый секрет - маточное молочко, содержащий питательные вещества. Клетки трофобласта активно всасывают его компоненты и передают клеткам эмбриобласта. Зародыш плавает в полости матки. Излишки трофического материала скапливаются и сдавливают эмбриобласт в виде диска. Эта 2-ая стадия бластуляции называется бластоциста.

В последующем процессы развития зародыша идут параллельно, т.е. обновременно с развитием зародышевых оболочек.

Гаструляция у млекопитающих происходит в две стадии, как и у птиц.

1 этап – деляминация: расщепление зародышевого диска на два листка или закладки: эктодерма и энтодерма. При этом, эктодерма перемещается к трофобласту и вытесняет его над собой, т.е. встраивается в состав трофобласта. Клетки трофобласта над ней слущиваются - Рауберовский листок.В средней части двухлистового зародыша выделяется зародышевый щиток. Активно делящиеся клетки особенно на переднем крае зародышевого щитка. Клетки перемещаются по бокам зародыша к заднему краю, сталкиваются два потока, образуя первичную полоску. Клетки ее делятся митозом, инвагинируют к энтодерме. В этом участке два листка срастаются. Клетки между листками, продолжая делится, разрастаются крыльями между эктодермой и энтодермой, формируя мезодермальную закладку. На поверхности клетки первичной полоски делятся митозом устремляются к переднему краю зародыша. Но так как плотность клеточного материала на переднем края высока, клетки первичной полоски скапливаются, формируя гензеновский узелок. Клетки его, продолжая делиться митозом, мигрируют к энтодерме и растут вперед между крыльями мезодермы. Так сразу формируется на стадии гаструлы первый осевой орган – хорда. Остатки клеток гензеновского узелка разврастаются на поверхности эктодермы к переднему краю, формируя нервную закладку. Таким образом, на стадии гаструляции сформировались зародышевые закладки – источники развития тканей.

Формирование осевых органов происходит по общему принципу, как и у ланцетника. На этой стадии начинается процесс гистогенеза – развитие тканей. В области осевых органов из материала закладок, из которых они образованы.

Формирование тела зародыша и зародышевых оболочек (провизорных органов происходит, как и у птиц с помощью туловищных и амниотических складок. За счет двух боковых и двух передне-задних туловищных складок выделяется тело (туловище) и желточный мешок . Он не содержит желтка. Туловищные складки образуются в области срастания трофобласта и эктодермы. Одновременно клетки в области контакта трофобласта и эктодермы начинают перемещаться в противоположном направлении от туловищных складок к дорсальной поверхности зародыша, формируя амниотические складки, их также четыре. Таким образом, эктодерма остаются внутри, но делится на зародышевую эктодерму и эктодерму, формирующую стенку амниона. Гребни амниотических складок срастаются. В результате их срастания вокруг зародыша формируется полость в виде чаши – амниона . Постепенно она заполняется жидкостью, в которой и будет происходить дальнейшее развитие зародыша. Амнион разрастается в внезародышевой полости целома, достигая наибольшего развития по сравнению с другими оболочками. С наружной поверхности после срастания амниотических складок формируется хорион (аналог серозной оболочки). Поверхность хориона делится на две части: гладкий и ворсинчатый. Гладкий хорион выполняет защитную функцию. Ворсинчатый хорион обращен к слизистой оболочке матки. И вскоре он устанавливает со слизистой оболочкой матки контакты, специфичные для различных классов млекопитающих. Ворсины хориона формируют плодную часть плаценты. Вторая часть – материнская. Структуры слизистой матки, с которыми контактируют ворсины хориона, у разных классов будут различны, поэтому существует четыре вида плацент. Одновременно за счет выпячивания задней стенки кишки во внезародышевую полость целома образуется аллантоис . У млекопитающих он большого развития не достигает. Разрастаясь, амнион сдавливает желточный мешок и аллантоис в виде канатика. Стенки желточного мешка и аллантоиса срастаются. Так формируется пуповина. В их общей стенке формируются пупочные сосуды: две артерии и одна вена. У млекопитающих, на примере свиньи, просветы аллантоиса и желточного мешка не срастаются. В срезах пуповины они видны. При этом желточный мешок выстлан плоским эпителием, а аллантоис – кубическим. Стенки сосудов имеют собственные оболочки. Пуповина срастается с ворсинами хориона. Ее сосуды врастают в строму ворсин. Кровь плода и матери не смешивается.

Биология развития – новое направление современной биологии. Это наука о закономерностях и механизмах онтогенеза.

Онтогенез (греч. Ontos — существо, genesis — развитие) — индивидуальное развитие организма.

Оно включает совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований с момента зарождения до смерти.

Онтогенез многоклеточных организмов подразделяется на два периода: эмбриональный (зародышевый, гр. embrуоn — зародыш) и постэмбриональный (постзародышевый). У высших животных и человека онтогенез подразделяется на пренатальный (до рождения), ипостнатальный (после рождения).

Эмбриональный, или пренатальный эмбриогенез включает развитие организма от оплодотворения яйцеклетки до выхода особи из яйцевых оболочек или из полости матки материнского организма.

Животный мир имеет три наиболее распространенных типа онтогенеза: личиночный; неличиночный; внутриутробный.

Личиночный тип онтогенеза характеризуется развитием организма, происходящим с метаморфозом.

Неличиночный тип онтогенеза характеризуется формированием организма, осуществляемым в яйце.

Внутриутробный онтогенез обусловливается развитием внутри материнского организма.

У человека организм до 8 недель к моменту формирования зачатков органов называется эмбрионом, или зародышем.

плод это организм после образования зачатков органов и формы тела, которая есть у человека (через 8 недель после образования зиготы).

Эмбриогенез включает следующие основные этапы (рис. 5):

1. Оплодотворение и дробление яйца.

Гаструляция и образование зародышевых листков.

3. Гистогенез и органогенез. Это формирование органов и тканей.

Оплодотворение представляет собой проникновение сперматозоида в яйцеклетку. у человека и млекопитающих это происходит в верхней трети маточной трубы.

После оплодотворения образуется зигота. Она имеет генетическую информацию от двух родителей и диплоидный набор хромосом (2 n). Оплодотворенная яйцеклетка (зигота) размножается митотическим путем.

Ранний период эмбриогенеза, т.

е. развитие оплодотворенного яйца (зиготы), называется дроблением . Возникшие при этом клетки называются бластомерами. Их развитие происходит путем

последовательных митотических делений.

Дробление имеет ряд особенностей: митотический цикл характеризуется малой продолжительностью, в нем отсутствуют пре- и постсинтетические фазы, синтез белка до определенной стадии репрессирован.

Поскольку постмитотического роста зародышевых клеток нет, бластомеры уменьшаются в размерах и, хотя их общее число быстро увеличивается, объем зародыша на ранних стадиях развития существенно не меняется.

Характер дробления зависит от типа яйцевых клеток и количества желтка в овоците. Различают следующие виды дробления :

1) Полное дробление (голобластическое) – равномерное и неравномерное;

2) Неполное дробление (меробластическое) – дискоидальное и поверхностное.

При полном (голобластическом) дроблении зигота делится целиком и полностью.

Таким путем развиваются изолецитальные и телолецитальные яйцеклетки

При неполном (меробластического) дроблении делится только часть цитоплазмы яйцеклетки, которая не имеет желточных включений.

неполное дробление бывает дискоидальным и поверхностным.

При дискоидальном дроблении сегментация происходит на анимальном полюсе, а вегетативный полюс яйца остается интактным. Такой способ характерен для резко телолецитальных клеток (например, у птиц).

Поверхностное дробление имеют центролецитальные клетки. При этом делится вся свободная от желтка периферическая зона овоплазмы (например, у насекомых).

Дробление зиготы у человека и млекопитающих животных есть голобластическое равномерное.

количество бластомеров увеличивается неправильным порядком, асинхронно. Завершается дробление образованием бластулы.

Бластула – это многоклеточный однослойный зародыш. Она имеет бластодерму.

Это стенка тела, которая образована бластомерами. бластоцель это полость бластулы. Существуют различные виды бластул. При поверхностном дроблении полость заполнена желтком. Это – перибластула. При дискоидальном дроблении зародышевые клетки распластаны в виде диска на желтке. Это есть дискобластула.

У человека и млекопитающих животных в результате дробления образуется бластоциста (зародышевый пузырек).

ее стенки образованы трофобластом, одним слоем резко уплощенных клеток. Полость бластоцисты заполнена жидкостью. Бластула превращается в гаструлу.

Гаструляция это направленное перемещение больших групп эмбриональных клеток к местам закладок будущих систем органов.

В результате образуются три зародышевых листка. Они состоят из клеток, которые отличаются по величине, форме и другим признакам. У низших животных типа губок и кишечнополостных гаструла состоит из двух слоев клеток — эктодермы (наружного зародышевого листка) и энтодермы (внутреннего зародышевого листка).

Все другие вышестоящие типы животных имеют трехслойную гаструлу. Затем образуется третий (средний) зародышевый листок — мезодерма.

Из эктодермы развиваются ткани нервной системы, наружный покров кожи – эпидермис и его производные (ногти, волосы, сальные и потовые железы), а также эмаль зубов, воспринимающие клетки органов зрения, слуха и обоняния и т.д.

Из эндодермы развиваются эпителиальная ткань, выстилающая органы дыхания, частично мочеполовой и пищеварительной систем, в том числе печень и поджелудочную железу.

Наиболее многочисленны производные мезодермы – скелетная мускулатура, органы выделения и половые железы; хрящевая, костная и соединительная ткани.

Образование гаструлы у различных животных осуществляется четырьмя способами: инвагинацией, иммиграцией, деляминацией, эпиболией.

Классическим примером гаструляции путем инвагинации служит эмбриональное развитие ланцетника.

В бластуле ланцетника группа бластомеров начинает впячиваться внутрь бластоцеля. В результате образуется эктодерма и энтодерма Они образуют полость первичной кишки — гастроцель. Эта полость сообщается с внешней средой отверстием (бластопором). Затем формируется мезодерма в виде парных выростов стенки первичной кишки (мезодермальные карманы).

Дальнейшая дифференцировка зародышевых листков приводит к образованию органов осевого комплекса.

Это есть нервная трубка, хорда и кишечная трубка.

У человека гаструляция происходит в две фазы. Сначала образуется двухслойная гаструла путем деляминации эмбриобласта.

Вторая фаза это есть возникновение среднего зародышевого листка и появление осевого комплекса зачатков.

Гистогенез и органогенез. Зародышевые листки являются материалом, из которого у всех многоклеточных организмов новообразуются зачатки определенных тканей и органов. Эмбриональное развитие организмов осуществляется с участием провизорных (внезародышевых) — временно функционирующих органов, обеспечивающих необходимые жизненные функции и связывающих зародыш со средой.

у животных с неличиночным типом развития (рыбы, рептилии, птицы) яйца имеют много желтка.

У них провизорный орган это желточный мешок. Он является органом питания и кроветворения зародыша. Редуцированный желточный мешок млекопитающих входит в состав плаценты. У наземных животных (пресмыкающихся, птиц, млекопитающих) провизорные органы (рис. 6)это водная оболочка (амнион), аллантоис и серозная оболочка (хорион). У плацентарных млекопитающих хорион вместе со слизистой оболочкой матки образует плаценту.

В эмбриональном развитии человека различают3 основных критических периода:

Имплантация (б – 7-е сутки после зачатия) – внедрение зиготы в стенку матки.

2. Плацентация (конец 2-й недели беременности) – образование у эмбриона плаценты.

3. Перинатальный период (роды) – переход плода из водной в воздушную среду через 9 месяцев после зачатия.

С критическими периодами в организме новорожденного связаны резкое изменение условий существования и перестройка деятельности всех систем организма (изменяется характер кровообращения, газообмена, питания).

Стадии эмбриогенеза

Эмбриогенез (греч. embryon — зародыш, genesis — развитие) — ранний период индивидуального развития организма от момента оплодотворения (зачатия) до рождения, является начальным этапом онтогенеза (греч. ontos — существо, genesis — развитие), процесса индивидуального развития организма от зачатия до смерти.
Развитие любого организма начинается в результате слияния двух половых клеток (гамет), мужской и женской.

Все клетки тела, несмотря на различия в строении и выполняемых функциях, объединяет одно — единая генетическая информация, хранящаяся в ядре каждой клетки, единый двойной набор хромосом (кроме узкоспециализированных клеток крови — эритроцитов, которые не имеют ядра).

То есть, все соматические (сома — тело) клетки диплоидны и содержат двойной набор хромосом — 2 n, и лишь половые клетки (гаметы), формирующиеся в специализированных половых железах (семенниках и яичниках), содержат одинарный набор хромосом — 1 n.

При слиянии половых клеток образуется клетка — зигота, в которой восстанавливается двойной набор хромосом.

Напомним, что в ядре клетки человека содержится 46 хромосом, соответственно половые клетки имеют 23 хромосомы

Образовавшаяся зигота начинает делиться. I этап деления зиготы называется дроблением, в результате которого образуется многоклеточная структура морула (тутовая ягода).

Цитоплазма распределяется между клетками неравномерно, клетки нижней половины морулы крупнее, чем верхней. По объему морула сравнима с объемом зиготы.

На II этапе деления, в результате перераспределения клеток, образуется однослойный зародыш — бластула, состоящий из одного слоя клеток и полости (бластоцель).

Клетки бластулы различаются между собой по размерам.

На III этапе, клетки нижнего полюса как бы впячиваются (инвагинируют) вовнутрь, и образуется двухслойный зародыш — гаструла, состоящий из наружного слоя клеток — эктодермы и внутреннего слоя клеток — энтодермы.

Очень скоро, между I и II слоями клеток формируется, в результате деления клеток, еще один слой клеток, средний — мезодерма, и зародыш становится трехслойным. На этом завершается стадия гаструлы.

Из этих трех слоев клеток (их называют зародышевыми слоями) формируются ткани и органы будущего организма.

Из эктодермы развивается покровная и нервная ткань, из мезодермы — скелет, мышцы, кровеносная система, половые органы, органы выделения, из энтодермы — органы дыхания, питания, печень, поджелудочная железа. Многие органы формируются из нескольких зародышевых слоев.
Эмбриогенез включает в себя процессы с момента оплодотворения до рождения..

Развитие человеческого организма начинается после оплодотворения женской половой клетки – яйца (ovium) мужской – сперматозоидом (spermatozoon, spermium).
Детальное изучение развития человеческого зародыша (эмбриона) составляет предмет эмбриологии.

Здесь мы ограничимся лишь общим обзором развития зародыша (эмбриогенеза), что необходимо для понимания телосложения человека.

Эмбриогенез всех позвоночных, в том числе и человека, можно разделить на три периода.
1. Дробление: оплодотворенное яйцо, spermovium, или зигота последовательно делится на клетки (2,4,8,16 и так далее) в результате чего сначала образуется плотный многоклеточный шар, морула, а затем однослойный пузырек – бластула, которая содержит в середине первичную полость, бластоцель.

Длительность этого периода – 7 дней.
2. Гаструляция заключается в превращении однослойного зародыша в двох-, а позже трехслойный – гаструлу. Первые два слоя клеток называются зародышевыми листками: внешний эктодерма и внутренний энтодерма (до двух недель после оплодотворения), а возникающий позже между ними третий, средний, слой получает название среднего зародышевого листка — мезодермы.

Вторым важным результатом гаструляции у всех хордовых является возникновение осевого комплекса зачатков: на дорсальной (спинной) стороне энтодермы возникает зачаток спинной струны, хорды, а на вентральной (брюшной) ее стороне – зачаток кишечной энтодермы; на дорзальной стороне зародыша, по средней линии его из эктодермы выделяется нервная пластинка – зачаток нервной ситеми, а остальная эктодерма идет на построение эпидермиса кожи и потому называется кожной эктодермой.
В дальнейшем зародыш растет в длину и превращается в цилиндрическое образование с головным (краниальним) и хвостовым каудальным концами.

Этот период длится до конца третьей недели после оплодотворения.

3. Органогенез и гистогенез: нервная пластинка погружается под эктодерму и превращается в нервную трубку, которая состоит из отдельных сегментов – невротомов, – и дает начало развитию нервной системы. Мезодермальные зачатки отшнуровываются от энтодермы первичной кишки и образуют парной ряд метамерно размещенных мешков, которые, разрастаясь по бокам от тела зародыша, делятся каждый на два отдела: спинной, что лежит по бокам от хорды и нервной трубки, и брюшной, что лежит по бокам от кишки.

Спинные отделы мезодермы образуют первичные сегменты тела – сомиты, каждый из которых в свою очередь делится на склеротом, который дает начало скелету и миотом, из которого развивается мускулатура. Из сомита (на боковой его стороне) выделяется также кожный сегмент – дерматом. Брюшные отделы мезодермы, которые называются спланхнотомами, образуют парные мешки, которые содержат вторичную полость тела.
Кишечная энтодерма, которая осталась после обособления хорды и мезодермы, образует вторичную кишку – основание для развития внутренних органов.

В последующем закладываются все органы тела, материалом для построения которых служат три зародышевых листка.

1. Из внешнего зародышевого листка, эктодермы, развиваются:

а) эпидермис кожи и его производные (волосы, ногти, кожные железы);
б) эпителий слизистой оболочки носа, рта и заднего прохода;
в) нервная система и эпителий органов чувств.

2. Из внутреннего зародышевого листка, энтодермы, развивается эпителий слизистой большей части пищеварительного тракта со всеми принадлежащими сюда железистыми структурами, большей части дыхательных органов, а также эпителий щитовидной и зобной желез.

3. Из среднего зародышевого листка, мезодермы, развивается мускулатура скелета, мезотелий облочек серозных полостей с зачатками половых желез и почек.
Кроме того, из спинных сегментов мезодермы возникает эмбриональная соединительная ткань, мезенхима, которая дает все виды соединительной ткани, в том числе хрящевую и костную.

Так как сначала мезенхима проводит питательные вещества к разным участкам зародыша, выполняя трофическую функцию, то позже из нее развиваются кровь, лимфа, кровеносные сосуды, лимфатические узлы, селезенка.
Кроме развития самого зародыша, необходимо учитывать также образование внезародышевых частей, с помощью которых эмбрион получает необходимые для его жизни питательные вещества.

В многоклеточном плотном шаре выделяется внутренний зародышевый узелок, ембриобласт, и внешний слой клеток, который играет важную роль в питании зародыша и потому называется трофобластом.

С помощью трофобласта зародыш проникает в толщу слизистой оболочки матки (вживление), и здесь начинается образование особенного органа, с помощью которого устанавливается связь зародыша с телом матери и осуществляется его питание.

Этот орган называется детским местом, пометом, или плацентой. Млекопитающие, которые имеют плаценту называются плацентарными. Рядом с образованием плаценты идет процесс обособления зародыша, который развивается, от внезародышевых частей в результате возникновения так называемой туловищной складки, которая, вдаваясь гребнем к середине, будто отшнуровывает кольцом тело зародыша от внезародышевых частей.

При этом, однако, сохраняется соединение с плацентой с помощью пупочного стебля, который дальше превращается в пупочный канатик. На ранних стадиях развития в последнем проходит желточная протока, которая соединяет кишку с ее выпячиванием в внезародышевый участок, – желточный мешок. У позвоночных, которые не имеют плаценты желточный мешок содержит питательный материал яйца – желток и является важным органом, через который осуществляется питание зародыша.

У человека желточный мешок хотя и возникает, но заметную роль в развитии зародыша не играет и после всасывания его содержимого постепенно редуцируется.

В пупочном канатике проходят также пупочные (плацентарные) сосуды, через которые течет кровь от плаценты в тело зародыша и назад. Они развиваются из мезодермы мочевого мешка, или алантоиса, который выпирается из вентральной стенки кишки и выходит из тела зародыша через пупочное отверстие во внезародышевую часть. У человека из части алантоиса, что содержится в середине тела зародыша, образуется часть мочевого пузыря, а из его сосудов образуются пупочные кровеносные сосуды.

Зародыш, который развивается, покрыт двумя зародышевыми оболочками. Внутренняя оболочка, амнион, образует объемитстий мешок, который наполнен белковой жидкостью и образует жидкую среду для зародыша, через что мешок называют водной оболочкой.

Весь зародыш вместе с амниотичным и желточным мешками окружен внешней оболочкой (в состав которой входит и трофобласт). Эта оболочка, имея ворсинки, называется ворсинчатой, или хорион.

Хорион выполняет трофическую, дыхательную, выделительную и барьерную функции.

Эмбриогенез по характеру процессов, происходящих в зародыше, подразделяется на три периода:

1) период дробления;

2) период гаструляции;

3) период гистогенеза (образования тканей), органогенеза (образования органов), системогенеза (образования функциональных систем организма).

Дробление .

Продолжительность жизни нового организма в виде одной клетки (зиготы) продолжается у разных животных от нескольких минут до нескольких часов и даже дней, а затем начинается дробление.

Дробление - процесс митотического деления зиготы на дочерние клетки (бластомеры). Дробление отличается от обычного митотического деления следующими особенностями:

• бластомеры не достигают исходных размеров зиготы;

2) бластомеры не расходятся, хотя и представляют собой самостоятельные клетки.

Различают следующие типы дробления:

1) полное, неполное;

2) равномерное, неравномерное;

3) синхронное, асинхронное.

Яйцеклетки и образующиеся после их оплодотворения зиготы, содержащие небольшое количество лецитина (олиголецитальные), равномерно распространенного в цитоплазме (изолецитальные), делятся полностью на две дочерние клетки (бластомеры) равной величины, которые затем одновременно (синхронно) делятся снова на бластомеры.

Такой тип дробления является полным, равномерным и синхронным. Яйцеклетки и зиготы, содержащие умеренное количество желтка, также дробятся полностью, но образующиеся бластомеры имеют разную величину и дробятся неодновременно - дробление полное, неравномерное, асинхронное. В результате дробления образуется вначале скопление бластомеров, и зародыш в таком виде носит название морулы. Затем между бластомерами накапливается жидкость, которая отодвигает бластомеры на периферию, а в центре образуется полость, заполненная жидкостью.

В этой стадии развития зародыш носит название бластулы.

Бластула состоит из:

1) бластодермы - оболочки из бластомеров;

2) бластоцели - полости, заполненной жидкостью.

Бластула человека - бластоциста.

После образования бластулы начинается второй этап эмбриогенеза - гаструляция.

Гаструляция - процесс образования зародышевых листков, образующихся посредством размножения и перемещения клеток. Процесс гаструляции у разных животных протекает неодинаково.

Различают следующие способы гаструляции:

• деламинацию (расщепление скопления бластомеров на пластинки);

2) иммиграцию (перемещение клеток внутрь развивающегося зародыша);

3) инвагинацию (впячивание пласта клеток внутрь зародыша);

4) эпиболию (обрастание медленно делящихся бластомеров быстро делящимися с образованием наружного пласта клеток).

В результате гаструляции в зародыше любого вида животного образуются три зародышевых листка:

1) эктодерма (наружный зародышевый листок);

2) энтодерма (внутренний зародышевый листок);

3) мезодерма (средний зародышевый листок).

Каждый зародышевый листок представляет собой обособленный пласт клеток.

Между листками вначале имеются щелевидные пространства, в которые вскоре мигрируют отростчатые клетки, образующие в совокупности зародышевую мезенхиму (некоторые авторы рассматривают ее как четвертый зародышевый листок). Зародышевая мезенхима образуется путем выселения клеток

из всех трех зародышевых листков, главным образом из мезодермы.

Зародыш, состоящий из трех зародышевых листков и мезенхимы, носит название гаструлы.

Процесс гаструляции у зародышей разных животных существенно отличается как по способам, так и по времени. В образующихся после гаструляции зародышевых листках и мезенхиме содержатся презумптивные (предположительные) зачатки тканей. После этого начинается третий этап эмбриогенеза - гисто- и органогенез.

Гисто- и органогенез (или дифференцировка зародышевых листков) представляет собой процесс превращения зачатков тканей в ткани и органы, а затем и формирование функциональных

систем организма.

В основе гисто- и органогенеза лежат следующие процессы: митотическое деление (пролиферация), индукция, детерминация,рост, миграция и дифференцировка клеток.

В результате этих процессов вначале образуются осевые зачатки комплексов органов (хорда, нервная трубка, кишечная трубка, мезодермальные комплексы). Одновременно постепенно формируются различные ткани, а из сочетания тканей закладываются и развиваются анатомические органы, объединяющиеся в функциональные системы - пищеварительную, дыхательную, половую и др. На начальном этапе гисто- и органогенеза зародыш носит название эмбриона, который в дальнейшем превращается в плод.

В настоящее время окончательно не установлено, каким образом из одной клетки (зиготы), а в дальнейшем из одинаковых зародышевых листков образуются совершенно различные по морфологии и функции клетки, а из них - ткани (из эктодермы образуются

эпителиальные ткани, роговые чешуйки, нервные клетки и клетки глии).

Предположительно в данных превращениях играют ведущую роль генетические механизмы.

Дата публикования: 2015-10-09; Прочитано: 2454 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

Не имея в своем распоряжении ранних эмбрионов человека, показывающих некоторые важнейшие стадии образования зародышевых листков, мы постарались проследить их становление у других млекопитающих. Наиболее заметной особенностью раннего развития является образование множества клеток из одной оплодотворенной яйцеклетки путем следующих друг за другом митозов. Еще более важен тот факт, что даже в течение ранних фаз быстрой пролиферации образующиеся таким образом клетки не остаются неорганизованной массой.

Видео: Эмбриогенез: Развитие зародыша

Почти сразу они располагаются в виде полого образования, называемого бластодермическим пузырьком.

На одном полюсе собирается группа клеток, известная как внутренняя клеточная масса. Едва она образуется, как из нее начинают возникать клетки, выстилающие небольшую внутреннюю полость - первичную кишку, или архэнтерон. Из этих клеток образуется энтодерма.

Та часть первоначальной группы клеток, из которой образуются покровы эмбриона и самый наружный слой его оболочек, называется эктодермой.

Вскоре между двумя первыми зародышевыми листками образуется третий слой, называемый достаточно удачно мезодермой.

Видео: Влияние массажа на кожу и соединительную ткань. Строение и функции кожи

Зародышевые листки представляют интерес для эмбриолога с нескольких точек зрения.

Простое строение эмбриона, когда он содержит вначале один, затем два и наконец три первичных слоя клеток, является отражением филогенетических изменений, имевших место у низших животных - предков позвоночных. С точки зрения возможных онтогенетических рекапитуляции некоторые факты вполне допускают зто.

Нервная система эмбрионов позвоночных возникает из эктодермы - слоя клеток, при помощи которого примитивные организмы, еще не имеющие нервной системы, находятся в контакте с внешней средой.

Выстилка пищеварительной трубки позвоночных образуется из энтодермы - слоя клеток, который у очень примитивных форм выстилает их похожую на гастроцель внутреннюю полость.

Видео: Popular Videos — Biology & Lesson

Скелетная, мышечная и кровеносная системы происходят у позвоночных почти исключительно из мезодермы - слоя, который у маленьких низкоорганизованных существ является относительно незаметным, но роль которого возрастает при увеличении их размеров и сложности в связи с увеличением их потребностей в поддерживающей и кровеносной системах.

Наряду с возможностью истолкования зародышевых листков с точки зрения их филогенетического значения нам важно установить также и ту роль, которую они играют в индивидуальном развитии.

Зародышевые листки являются первыми организованными группами клеток в эмбрионе, которые четко отличаются друг от друга своими особенностями и отношениями. Тот факт, что эти отношения в основном одинаковы у всех эмбрионов позвоночных, убедительно говорит об общем происхождении и сходной наследственности у различных членов этой огромной группы животных.

Можно думать, что в этих зародышевых листках начинают впервые создаваться различия разных классов над общим планом строения тела, характерным для всех позвоночных животных.

Образованием зародышевых листков заканчивается период, когда основным процессом развития является лишь увеличение количества клеток, и начинается период дифференциации и специализации клеток.

Дифференциация происходит в зародышевых листках еще до того, как мы можем видеть ее признаки с помощью любого из наших микроскопических методов. В листке, который имеет совершенно однородный вид, постоянно возникают локализованные группы клеток с различными потенциями к дальнейшему развитию.

Мы уже давно знаем об этом, ибо мы можем видеть, как из зародышевого листка возникают различные структуры. В то же время в зародышевом листке незаметно никаких видимых изменений, благодаря которым они возникают.

Последние экспериментальные исследования свидетельствуют о том, насколько рано эта невидимая дифференциация предшествует видимой морфологической локализации клеточных групп, которые мы без труда распознаем в качестве зачатка дефинитивного органа.

Так, например, если вырезать из любого места гензеновского узелка узкую поперечную полоску эктодермы двенадцатичасового эмбриона и выращивать ее в культуре ткани, то в определенное время обнаружатся специализированные клеточные элементы такого типа, который встречается только в глазу, хотя зачаток глазного пузыря куриного эмбриона не появляется ранее 30 часов инкубации.

Полоска, взятая из другого участка, хотя он и кажется таким же, при росте в культуре не образует клеток, характерных для глаза, а проявляет иную специализацию.

Видео: Биология | Подготовка к олимпиаде 2017 | Задача «Плоды растений»

Эксперименты показывают, насколько рано в зародышевых листках детерминированы группы клеток с различными потенциями к развитию.

В процессе развития эти клеточные группы становятся все более и более заметными. В некоторых случаях они обособляются из материнского листка путем выпячивания, в других случаях - путем миграции отдельных клеток, скопляющихся позднее где-нибудь в новом месте.

Из возникших таким образом первичных групп клеток постепенно образуются дефинитивные органы .

Поэтому происхождение различных частей тела в эмбриогенезе зависит от роста, подразделения и дифференциации зародышевых листков. Эта схема показывает нам тот общий путь, по которому развиваются рассмотренные выше ранние процессы. Если мы проследим за процессом развития дальше, то увидим, что каждое нормальное разделение объекта более или менее четко центрируется вокруг определенной ветви этого генеалогического древа зародышевых листков.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Основная статья: Половое размножение

Оплодотворение

Жизнь человека начинается с момента слияния в организме матери двух половых клеток — яйцеклетки и сперматозоида, при этом образуется одна новая клетка, то есть новый организм. В каж-дой из женских и мужских половых клеток имеются по 23 пары хромосом, 22 из которых передают плоду наследственные признаки отца и матери.

В этих обеих половых клетках насчитывается около 100 тыс. генов, которые определяют структурные и функциональ-ные особенности вновь образованного организма.

Половая принадлежность будущего ребенка зависит от 23-й пары хромосом женской и мужской половых клеток. 23-я пара хромосом женской половой клетки обозначается как икс-икс (XX), а 23-я пара хромосом мужской половой клетки — икс-игрек (XY).

Если с женской клеткой сливается икс (X) хромосома мужской клетки, то рождается девочка, а когда с женской клеткой сливается игрек (Y) хромосома мужской клетки, — мальчик.

Таким образом, пол будущего ребенка зависит от половой клетки отца, но не от его воли или желания.

Женская и мужская половые клетки, сливаясь в маточной тру-бе, образуют одну клетку, то есть новый организм, у которого имеется 46 пар хромосом. Как только образовалась такая клетка, она в течение одной недели начинает размножаться путем деления, одновременно постепенно продвигаясь в сторону матки. Попав в полость матки, она прикрепляется к ее стенке и продолжает свое развитие в виде эмбриона, или зародыша.

Развитие плода

Возникший в утробе матери новый организм в первую неделю своей жизни разви-вается в яйцеводе и, начиная со второй недели, его развитие проте-кает в полости матки и продолжает-ся в течение 9 месяцев.

И все это время плод питается за счет крови материнского организма. С 23-го дня развития зародыша начинают функционировать его сердце, большой круг кровообращения. Но его легкие и малый круг кровообращения не работают в течение периода эмбрионального раз-вития, и плод обеспечивается кислородом через пупочные сосуды за счет материнского организма.

Как только ребенок рождается, ему перерезают пуповину и отделяют его от материнского организма. С этого момента начинают функционировать его легкие и малый круг кровообращения.

Послед

Из наружной части эмбриона в полости матки образуется осо-бая ткань, богатая кровеносными сосудами и состоящая из спе-циальных клеток — так называемый послед, с помощью которого зародыш прикрепляется к стенке матки (рис.

82). Из его сосудов фор-мируется пуповина, через артерии и вены которой плод соединяет-ся с сосудами материнского организма. Послед обеспечивает пита-ние плода и, кроме того, защищает его от воздействия вредных химических веществ, микробов, попавших в материнский организм.

Повреждение последа, отслоение его от стенки матки представляет опасность для плода. Материал с сайта http://wiki-med.com

Амнион

Плод окружен тонкой оболочкой (амнионом), внутренняя по-лость которой заполнена амниотической жидкостью.

Эта жидкость играет важную роль в процессах обмена веществ в организме плода, в защите его от неблагоприятных внешних воздействий и облегчает его свободное движение (рис. 83).

Слои зародыша

На третьей неделе внутриутроб-ной жизни клетки зародыша обра-зуют три слоя. Наружный называет-ся эктодермой, средний — мезодер-мой и внутренний — энтодермой.

Каждый из них дает начало различным тканям и органам зародыша.

На этой странице материал по темам:

• значение эмбриогенеза

• wiki-med.com

• эмбриогенез определение

• эмбриогенез википедия

• эмбриогенез это

Вопросы к этой статье:

• Как происходит процесс оплодотворения?

• Как развивается плод?

• Какое значение имеет амниотическая жидкость?

• Расскажите о зародышевых слоях.

Материал с сайта http://Wiki-Med.com

Для млекопитающих и человека характерно внутриутробное раз-витие зародышей в специальном органе — матке, где зародыш снаб-жается необходимыми для его развития питательными веществами и кислородом за счет организма матери, оплодотворение внутреннее. Яйцеклетки вновь (вторично в эволюции хордовых) становятся микро-скопическими и содержат очень мало желтка.

Тип яйцеклетки

Яйцеклетки млекопитающих, по сравнению с таковыми ланцет-ника, называют вторично изолецитальными.

Тип дробления

Дробление полное, как у ланцетника и низших позвоночных, но неравномерное, асинхронное. Бластомеры образуются разны-ми по величине. В увеличении их числа нет никакой правильности. В процессе дробления возникает компактный зародыш — морула, пред-ставляющая собой плотное скопление бластомеров. Уже в начале дробления становятся различимы два типа бластомеров: более мел-кие светлые и более крупные темные. Светлые бластомеры распола-гаются ближе к поверхности зародыша и за счет более быстрого деле-ния обрастают скопление темных. Светлые бластомеры получили на-звание «трофобласт », темные — «эмбриобласт ».

По мере увеличения числа бластомеров между трофобластом и эмбриобластом возникает полость, заполненная белковой жидкостью, и образуется бластула, называемая бластоцистой . Группа клеток эмбриобласта сначала примыкает на одном из участков к трофобласту и принимает форму зародышевого щитка.

Дальнейшее развитие показывает, что существует определенная аналогия в строении бластоцисты млекопитающих и человека и дис-кобластулы рептилий и птиц. Зародышевый щиток бластоцисты соот-ветствует бластодиску в бластуле птиц. Принципиальное отличие бластоцисты от дискобластулы рептилий и птиц заключается в появ-лении новой структуры — трофобласта. Трофобласт состоит из клеток внеза-родышевой эктодермы, эмбриобласт — это клетки, из которых разовьются некоторые внезародышевые части и тело зародыша.

Гаструляция

У млекопитающих гаструляция происходит так же, как у птиц, с той разницей, что вокруг зародыша млекопитающих постоянно суще-ствует слой трофобласта. В первой фазе гаструляции происходит об-разование двух зародышевых листков — эпибласт и гипобласт путем деламинации материала зародышевого щитка.

Биологическое обоснование искусственного воспроизводства горбуши на Камчатке

1.4 Эмбриональный и личиночный периоды

Развивающаяся икра должна непрерывно омываться водой, находящейся в обмене с русловым потоком. Известно об успешном развитии икры при низком содержании кислорода- 4,7-8,8 мг/л. Продолжительность эмбрионального периода может сильно варьировать…

Возрастные особенности строения сердца

4.1 Период внутриутробного развития

Сердце человека начинает развиваться очень рано (на 17-й день внутриутробного развития), из двух мезенхимных закладок, которые превращаются в трубки.

К размышлению

Эти трубки затем сливаются в непарное простое трубчатое сердце, расположенное в области шеи…

3.1 Период новорожденности

Сразу после рождения наступает период, называемый периодом новорожденности. Основанием для этого выделения служит тот факт, что в это время имеет место вскармливание ребенка молозивом в течение 8-10 дней…

Возрастные периоды развития человека

3.2 Грудной период

Следующий период — грудной — продолжается до года. Начало этого периода связано с переходом к питанию "зрелым" молоком. Во время грудного периода наблюдается наибольшая интенсивность роста…

Возрастные периоды развития человека

3.6 Подростковый период

Следующий период — подростковый — называется также периодом полового созревания, или пубертатным периодом. Он продолжается у мальчиков с 13 до 16 лет, у девочек — с 12 до 15 лет…

Закон радиоактивного распада

2. Период полураспада

Период полураспада квантовомеханической системы (частицы, ядра, атома, энергетического уровня и т. д.) — время TЅ, в течение которого система распадается с вероятностью 1/2. Если рассматривается ансамбль независимых частиц…

Наблюдение за медоносной пчелой

2.1 Ранневесенний период

В годичном цикле пчелиной семьи характеризуется значительным обновлением зимовавших пчёл новым их поколением. Этот процесс начинается с первой кладки яиц маткой. Вначале матка откладывает в течение суток 20-30 яиц…

Научные революции ХХ века

2. Вторая половина XX в. — период стремительного развития науки и техники

В середине века наряду с физикой лидируют науки, смежные с естествознанием, — космонавтика, кибернетика, а также химия. Главной задачей химии становится получение веществ с заданными свойствами (материалы для электроники)…

Общая биология

Жизненные циклы развития. Онтогенез и его периодизация: предэмбриональный, эмбриональный, постэмбриональный периоды. Прямое и непрямое развитие

Индивидуальное развитие организма, или онтогенез, — это совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом от момента его зарождения до смерти…

1.2.1 Пренатальный период

Поведение эмбриона является во многих отношениях основой всего процесса развития поведения в онтогенезе. Как у беспозвоночных, так и у позвоночных установлено…

Половое поведение собак в онтогенезе

1.2.2 Постнатальный период

Пренатальный (он же эмбриональный или внутриутробный) период развития животного завершается родами. После момента рождения начинается постнатальный (он же послеутробный или постэмбриональный) период…

Половое поведение собак в онтогенезе

1.2.4 Ювенильный период

После четырех месяцев у детеныша начинается новый период онтогенеза — ювенильный, или как его иначе называют, подростковый или предадультный, т.е. предшествующий взрослению. Он продолжается вплоть до периода полового созревания…

Размножение

2.2 Постэмбриональный период развития

В момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек заканчивается эмбриональный и начинается постэмбриональный период развития. Постэмбриональное развитие может быть прямым или сопровождается превращением (метаморфозом)…

Эволюция групп организмов

Глава 1. Эволюционная теория. История развития, современная концепция, перспективы развития

Эволюционная теория учение об общих закономерностях и движущих силах исторического развития живой природы. Цель этого учения: выявление закономерностей развития органического мира для последующего управления этим процессом…

Этапы онтогенеза высших растений

1. Эмбриональный этап

Эмбриональный этап онтогенеза растения семенных растений охватывает развитие зародыша от зиготы до созревания семени включительно. Рисунок 1…

Биология Периодизация и раннее эмбриональное развитие

ЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ И ЧЕЛОВЕКА

Изучение пренатального и, в частности, эмбрионального развития человека очень важно, так как помогает лучше понять взаимосвязи между органами и механизмы возникновения врожденных пороков развития. В эмбриональном развитии разных видов млекопитающих есть общие черты, но существуют и различия. У всœех плацентарных, к примеру, процессы раннего эмбриогенеза существенно отличаются от таковых, ранее описанных у других позвоночных. Вместе с тем и среди плацентарных есть межвидовые особенности.

Дробление зиготы человека характеризуется следующими чертами. Плоскость первого делœения проходит через полюса яйцеклетки, ᴛ.ᴇ. , как и у других позвоночных, является меридианной.

Эмбриогенез млекопитающих животных

При этом один из образующихся бластомеров оказывается крупнее другого, что указывает на неравномерность делœения. Два первых бластомера вступают в следующее делœение асинхронно. Борозда проходит по меридиану и перпендикулярно первой борозде. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, возникает стадия трех бластомеров. Во время делœения меньшего бластомера происходит поворот пары образующихся более мелких бластомеров на 90° так, что плоскость борозды делœения оказывается перпендикулярной к первым двум бороздам. Аналогичное расположение бластомеров на 4-клеточ-ной стадии описано у мыши, кролика, норки и обезьяны (рис. 7.15). Благодаря асинхронному дроблению бывают стадии с нечетным числом бластомеров -5, 7, 9.

Рис. 7.15. Ранние стадии дробления зиготы кролика:

I -плоскость первой борозды дробления. IIа - плоскость второй борозды дробления одного из первых двух бластомеров, IIб - плоскость второй борозды дробления второго из первых двух бластомеров

В результате дробления образуется скопление бластомеров-морула. Поверхностно расположенные бластомеры образуют клеточный слой, а бластомеры, лежащие внутри морулы, группируются в центральный клеточный узелок. Примерно на стадии 58 бластомеров внутри морулы появляется жидкость, образуется полость (бластоцель) и зародыш превращается в бластоцисту.

В бластоцисте различают наружный слой клеток (трофобласт) и внутреннюю клеточную массу (зародышевый узелок, или эмбриобласт). Внутренняя клеточная масса оттеснена жидкостью к одному из полюсов бластоцисты. Позднее из трофобласта разовьется наружная плодовая оболочка-хорион, а из эмбриобласта - сам зародыш и некоторые внезародышевые органы. Показано, что собственно зародыш развивается из очень небольшого количества клеток зародышевого узелка.

Стадия дробления протекает под лучистой оболочкой. На рис. 7.16 изображены ранние стадии эмбриогенеза человека с указанием, где в материнском организме располагается зародыш. Дробление человеческой зиготы и возникновение бластоциты схематично представлены на рис. 7.17 и 7.18.

Рис. 7.16. Овуляция оплодотворение и человеческий зародыш

на 1-й неделœе развития:

1 -яичник, 2- овоцит II порядка (овуляция), 3 -яйцевод, 4- оплодотворение, 5- зигота͵ 6- зародыш на стадии двух бластомеров, 7-зародыш на стадии четырех бластомеров, 8- зародыш на стадии восьми бластомеров, 9 -морула. 10, 11 -бластодиста͵ 12- задняя стенка матки

Рис. 7.17. Дробление зиготы человека.

А- два бластомера; Б- три бластомера; В- четыре бластомера; Г- морула; Д- разрез морулы; Е, Ж- разрез ранней и поздней бластоцисты:

1 -эмбриобласт, 2- трофобласт, 3- бластоцель

Примерно на 6-7-е сутки после оплодотворения зародыш, который уже 2-3 сут. свободно плавал в полости матки, готов к имплантации, ᴛ.ᴇ. к погружению в ее слизистую оболочку. Лучистая оболочка при этом разрушается. Вступив в контакт с материнскими тканями, клетки трофобласта быстро размножаются и разрушают слизистую матки. Οʜᴎ образуют два слоя: внутренний, называемый цитотрофобластом, поскольку он сохраняет клеточное строение, и наружный, называемый синцитиотрофобластом, поскольку он представляет собой синцитий. На рис. 7.19 показан зародыш человека в процессе имплантации.

Рис. 7.18. Бластоциста зародыша человека (срез):

1- эмбриобласт, 2- трофобласт, 3- бластоцель

Рис. 7.19. Последовательные стадии имплантации и развития

зародыша человека в конце 1-й и на 2-й неделœе.

А - бластоциста; Б - бластоциста в самом начале имплантации (7-е сутки развития); В - частично имплантировавшая бластоциста (8-е сутки развития); Г -зародыш на 9-10-е сутки развития; Д- зародыш на 13-е сутки развития:

1 -эмбриобласт, 2- бластоцель, 3- трофобласт, 4- полость амниона,

5 -гипобласт, б- синнитиотрофобласт, 7-цитотрофобласт, 8 -эпибласт,

9-амнион, 10- лакуна трофобласта͵ 11- эпителий матки, 12- ножка тела,

13 -почка аллантоиса, 14- желточный мешок, 15- внезародышевый целом, 16- ворсинка хориона, 17- первичный желточный мешок, 18- вторичный желточный мешок

Рис. 7.19. Продолжение

Рис. 7.20. Развитие зародыша человека на стадии первичной полоски

(15-17-е сутки).

А - вид на зародыш сверху (амнион снят); Б - продольный срез; В - поперечный срез через первичную полоску:

1 -гензеновский узелок, 2- первичная полоска, 3- хорда, 4- прехордальная пластинка, 5- амнион, 6- желточный мешок, 7-эктодерма. 8- мезодерма, 9- энтодерма

Гаструляция у млекопитающих тесно связана с другими эмбриональными преобразованиями. Одновременно с разделœением трофобласта на два слоя происходит уплощение зародышевого узелка и он превращается в двуслойный зародышевый щиток. Нижний слой щитка - гипобласт, или первичная энтодерма, по мнению большинства авторов, образуется путем деламинации внутренней клеточной массы, примерно так, как это происходит в зародышевом диске птиц. Первичная энтодерма полностью расходуется на образование внезародышевой энтодермы. Выстилая полость трофобласта͵ она вместе с ним образует первичный желточный мешок млекопитающих.

Верхний клеточный слой - эпибласт - является источником будущей эктодермы, мезодермы и вторичной энтодермы. На 3-й неделœе в эпибласте образуется первичная полоска, развитие которой сопровождается почти такими же перемещениями клеточных масс, как и при образовании первичной полоски птиц (рис. 7.20). В головном конце первичной полоски образуются гензеновский узелок и первичная ямка, гомологичные спинной губе бластопора других позвоночных. Клетки, которые перемещаются в области первичной ямки, направляются под эпибластом в сторону прехордальной пластинки.

Прехордальная пластинка находится на головном конце зародыша и обозначает место будущей ротоглоточной мембраны. Клетки, перемещающиеся по центральной оси, образуют зачаток хорды и мезодермы и составляют хордомезодермальный отросток. Гензеновский узелок постепенно смещается к хвостовому концу зародыша, первичная полоска укорачивается, а зачаток хорды удлиняется. По бокам от хордомезодермального отростка образуются мезодермальные пластинки, которые расширяются в обе стороны. Ниже представлена обобщающая схема (7.2) некоторых процессов раннего эмбрионального развития.

К концу 3-й недели в эктодерме зародыша над зачатком хорды образуется нервная пластинка. Она состоит из высоких цилиндрических клеток. В центре нервной пластинки образуется прогиб в виде нервного желоба, а по бокам его возвышаются нервные валики. Это начало нейруляции. В средней части зародыша происходит смыкание нервных валиков - образуется нервная трубка. Затем смыкание распространяется в головном и хвостовом направлениях. Нервная трубка и прилежащие к ней участки эктодермы, из которых в дальнейшем развивается нервный гребень, полностью погружаются и отделяются от эктодермы, срастающейся над ними (см. рис. 7.9). Полоска клеток, лежащая под нервной трубкой, превращается в хорду. По бокам от хорды и нервной трубки в средней части зародыша появляются сегменты спинной мезодермы - сомиты. К концу 4-й недели они распространяются к головному и хвостовому концам, достигая примерно 40 пар.

К этому же времени относится начало формирования первичной кишки, закладок сердца и сосудистой сети желточного мешка. На рис. 7.21 видны соотношения размеров зародыша и внезародышевых органов на 21 -е сутки развития. Более детально обособление тела зародыша от зародышевых оболочек и закладку органов можно видеть на рис. 7.22, где изображены не только общий вид зародыша, но и планы разрезов. Обращает внимание быстрое (за 7 сут 4-й недели) формирование зародыша в виде вытянутого в длину и изогнутого тела, приподнятого и отсеченного туловищными складками от желточного мешка. За это время закладываются всœе сомиты, четыре пары жаберных дуг, сердечная трубка, почки конечностей, средняя кишка, а также «карманы» передней и задней кишки.

Схема 7.2.Дифференциация зародышевых листков млекопитающих

Рис. 7.21. Зародыш и внезародышевые органы человека на 21-е сутки развития:

1 -амнион, 2- зародыш, 3- хорион, 4- третичная ворсина, 5- материнская кровь, 6- желточный мешок

В следующие четыре недели эмбрионального развития закладываются всœе основные органы. Нарушение процесса развития в данный период ведет к наиболее грубым и множественным врожденным порокам развития.

Как было отмечено выше, развитие внезародышевых провизорных органов у млекопитающих и человека имеет особенности. Эти органы образуются очень рано, одновременно с гаструляцией, и несколько иначе, чем у других амниот. Начало развития хориона и амниона приходится на 7-8-е сутки, ᴛ.ᴇ. совпадает с началом имплантации.

Хорион возникает из трофобласта͵ который уже разделился на цитотрофобласт и синцитиотрофобласт. Последний под влиянием контакта со слизистой матки разрастается и разрушает ее. К концу 2-й недели образуются первичные ворсинки хориона в виде скопления эпителиальных клеток цитотрофобласта. В начале 3-й недели в них врастает мезодермальная мезенхима и возникают вторичные ворсинки, а когда к концу 3-й недели внутри соединительнотканной сердцевины появляются кровеносные сосуды, их называют третичными ворсинками. Область, где тесно прилежат ткани хориона и слизистая матки, называют плацентой.

Рис. 7.22. Развитие зародыша человека на 4-й неделœе.

A 1Б 1В 1- общий вид; А 2Б 2В 2 - продольный срез; А 3Б 3В 3 - поперечный срез; А 1А 2А 3 - 22 сут; Б 1Б 2Б 3 - 24 сут; В 1В 2B 3 - 28 сут:

1 -уровень поперечного среза, 2- ротоглоточиая мембрана, 3- мозг, 4- клоачная мембрана, 5- желточный мешок, 6-амнион, 7-сомиты, 8- нервная трубка, 9-хорда, 10- парные закладки брюшной аорты, 11 -сердечный выступ, 12- сердце, 13- головная туловищная складка. 14- хвостовая туловищная складка, IS- ножка тела, 16- аллантоис, 17- боковые туловищные складки, 18 - нервный гребень, 19 - спинная аорта͵ 20 - средняя кишка, 21 - жаберные дуги, 22- почка передней конечности, 23- почка задней конечности. 24- хвост, 25- перикард, 26- карман задней кишки, 27-пупочный канатик, 28- карман передней кишки, 29- спинная брыжейка, 30- нервный узел заднего корешка, 31 - внутризародышевый целом

У человека, как и у других приматов, сосуды материнской части плаценты утрачивают свою непрерывность и ворсинки хориона фактически омываются кровью и лимфой материнского организма. Такая плацента принято называть гемохориальной. По мере развития беременности ворсинки увеличиваются в размерах, разветвляются, но кровь плода с самого начала и до конца изолирована от материнской крови плацентарным барьером.

Плацентарный барьер состоит из трофобласта͵ соединительной ткани и эндотелия сосудов плода. Этот барьер проницаем для воды, электролитов, питательных веществ и продуктов диссимиляции, а также для антигенов эритроцитов плода и антител материнского организма, токсических веществ и гормонов. Клетками плаценты вырабатывается четыре гормона, в том числе хорионический гонужнотропин, который обнаруживается в моче беременной женщины со 2-3-й недели беременности.

Амнион возникает путем расхождения клеток эпибласта внутренней клеточной массы. Амнион человека называют шизамнионом (см. рис. 7.19) в отличие от плеврамниона птиц и некоторых млекопитающих. Амниотическая полость неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ время ограничена клетками эпибласта и частично участком трофобласта. Затем боковые стенки эпибласта образуют складки, направленные вверх, которые впоследствии срастаются. Полость оказывается полностью выстланной эпибластическими (эктодермальными) клетками. Снаружи амниотическую эктодерму окружают внезародышевые мезодермальные клетки.

Желточный мешок, появляется, когда от внутренней клеточной массы отделяется тонкий слой гипобласта и его внезародышевые энтодермальные клетки, перемещаясь, выстилают изнутри поверхность трофобласта. Образовавшийся первичный желточный мешок на 12-13-е сутки спадается и преобразуется во вторичный желточный мешок, связанный с зародышем. Энтодермальные клетки обрастают снаружи внезародышевой мезодермой. Судьба и функции желточного мешка были описаны ранее.

Аллантоис возникает у зародыша человека, как и у других амниот, в виде кармана вентральной стенки задней кишки, но его энтодермальная полость остается рудиментарной структурой. Тем не менее в его стенках развивается обильная сеть сосудов, соединяющаяся с главными кровеносными сосудами зародыша. Мезодерма аллантоиса соединяется с мезодермой хориона, отдавая в него кровеносные сосуды, Так происходит васкуляризация этой хориоаллантоисной плаценты.

При сравнении образования, строения и функций провизорных органов млекопитающих с подобными органами других амниот обращают внимание проявления гетерохронии, интенсификации одних и ослабления других функций, расширения функций. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, в эволюции провизорных органов проявляются те же способы филогенетических преобразований органов, что и у постоянных органов животных.

Некоторые этапы и сроки развития органов у зародышей человека представлены в табл. 7.2.

Развитие зародыша млекопитающих

Развитие на примере млекопитающих имеет те же стадии, что и эмбриогенез птиц, но имеется отличия, которые касаются ранних стадий эмбриогенеза, особенно гаструляции.

Провизорные органы имеют свое строение и функции. В начале идет образование провизорных органов, создаются условия для развития, затем идет гаструляция. Это связано со сложным устройством млекопитающих. Эмбриогенез длительный, отсутствует личиночная стадия, идет внутриутробно за счет материнского организма. Яйцеклетка вторично изолейцитальная, оплодотворение происходит в проксимальном отделе половых путей. Дробление полное, неравномерное, асинхронное. Различие выявляется на стадии двух бластомеров (темный и светлый). Светлые бластомеры делятся быстрее, чем темные. Тёмные бластомеры располагаются в центре зародыша и образуют эмбриобласт. Светлые обрастают вокруг темных, и образуется зародышевый узелок. Светлые бластомеры образуют трофобласт − провизорный орган, образовавшийся из внезародышевой эктодермы. Он выполнят трофическую функцию. Трофобласт всасывает слизь из половых путей, которая идет на питание зародыша. Внутри зародыша накапливается жидкость и формируется полость, образуется зародышевый пузырек (бластула). Полость увеличивается, увеличивается объем жидкости, которая отодвигает эмбриобласт вверх.

Ранняя гаструляция − деляминация с образованием двухслойного зародыша. Внутренний слой содержит материал энтодермы, а наружный−экто и мезодермы. Трофобласт над эмбриобластом рассасывается и его место занимает наружный слой зародыша.

Поздний период гаструляции протекает так же, как и у птиц.

В наружном слое выделяется зародышевый щиток, бластомеры пролиферируют, образуется первичная полоска. Первичный узелок, презумптивный материал хорды, нервной пластинки, формируется мезодерма, хорда и нервная трубка, образуется трехслойный зародыш с комплексом осевых органов. Образуется туловищная складка, которая отделяет зародышевый материал от незародышевого, образуется амнион, который содержит водную среду для развития; желточный мешок (без желтка) утрачивает трофическую функцию. Основная его функция — кроветворная (в его стенке закладываются стволовые клетки крови). Также присутствует репродуктивная функция (первичные половые клетки).

Из каудального отдела кишечной трубки образуется аллонтоси, который не выполняет выделительную функцию, а служит ориентиром для врастающих кровеносных сосудов.

Трофобласт формирует ворсинки, и к нему подрастает париетальная мезодерма. Врастает в ворсинки. В мезодерме образуются кровеносные сосуды.

РАЗВИТИЕ МЛЕКОПИТАЮЩИХ

Трофобласт превращается в хорион. Ворсинки хориона внедряются в слизистую оболочку матки и образуют вместе с ней плаценту.

Особенности:

Раннее выделение трофобласта.

●Превращение трофобласта в хорион и плаценту.

●Плацента − провизорный орган, имеющий свою эволюцию. Типы плацент,

●Эпителиохориальная (диффузная) − у лошади, коровы. Ворсинки хориона углубляются в небольшие ямки эпителия слизистой оболочки матки.

●Десмохориальная (котиледонная) − у жвачных. Ворсинки внедряются в подлежащую соединительную ткань.

●Эндотелиохориальный (поясная) − у хищных. Ворсинки глубоко внедряются в слизистую, достигают стенки кровеносных капилляров. Присутствует послеродовое кровотечение.

●Гемохориальный (дискоидальный). Ворсинки глубоко внедряются в слизистую оболочку матки и в просвет кровеносных сосудов. Материнская кровь омывает ворсинки.

Плацента берет на себя функции всех провизорных органов:

● Трофическую − плацента поглощает из материнской крови простые белки, из которых синтезирует сложные белки, которые поступают в развивающийся организм и идут на построение его тканей и органов.
● Дыхательная функция
● Защитная функция, в том числе функция иммунобиологической защиты.
● Гормональная функция
● Регулирует развитие плода, сохраняет беременность, готовит материнский организм к кормлению.
● Выделительная

Органы, формирующиеся из зародышевых листков.

1.Наружный, эктодерма. Органы и части зародыша. Нервная пластина, нервная трубка, наружный слой кожного покрова, органы слуха.

2.Внутренний, эндодерма . Органы и части зародыша. Кишечник, легкие, печень, поджелудочная железа.

3. Средний, мезодерма. Органы и части зародыша. Хорда, хрящевой и костный скелет, мышцы, почки, кровеносные сосуды.

Одновременно из мезодермы образуется хорда - гибкий скелетный тяж, расположенный у эмбрионов всех позвоночных на спинной стороне.

8. Эмбриональное развитие животных

У позвоночных хорда замещается позвоночником, и только у некоторых низших позвоночных ее остатки сохраняются между позвонками даже во взрослом состоянии.

Из эктодермы, расположенной над самой хордой, образуется нервная пластинка, В дальнейшем боковые края пластинки приподнимаются, а центральная ее часть опускается, образуя нервный желобок. Постепенно верхние края этих складок смыкаются, и желобок превращается в лежащую под эктодермой нервную трубку - зачаток центральной нервной системы.

Нервная трубка, хорда и кишечник создают осевой комплекс органов зародыша, который определяет двустороннюю симметрию тела.

Зародыш животных развивается как единый организм, в котором все клетки, ткани и органы находятся в тесном взаимодействии. При этом один зачаток оказывает влияние на другой, в значительной мере определяя путь его развития. Кроме того, на темпы роста и развития зародыша воздействуют внутренние и внешние условия.

Взаимодействие частей зародыша в процессе эмбрионального развития - основа его целостности. Сходство начальных стадий развития зародышей позвоночных животных - доказательство их родства.

Высокая чувствительность зародыша к воздействию факторов среды. Вредное влияние алкоголя, наркотиков, курения на развитие зародыша, на подростка и взрослого человека.

1. Как называются клетки, возникающие при дроблении зиготы?

Ответ. При дроблении образуются мелкие клетки – бластомеры.

2. Какие зародышевые листки вы знаете?

Ответ. На стадии гаструлы зародыш образован двумя слоями клеток – двумя зародышевыми листками. Наружный зародышевый листок называется эктодермой, внутренний – энтодермой. На стадии нейрулы появляется третий зародышевый листок мезодерма (мезо - средний), который находится между эктодермой и энтодермой.

Вопросы после § 36

1. Какие этапы выделяют в эмбриональном развитии млекопитающих?

Ответ. 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 – это последовательное многократное деление зиготы. Образующиеся в результате дробления клетки - бластомеры не увеличиваются в размерах, а с каждым последующим митозом становятся всё мельче и мельче. В результате дробления зиготы зародыш становится многоклеточным.

Бластула представляет собой полый шар, стенка которого (бластодерма) образована одним слоем клеток (бластомеров). Внутри бластулы имеется полость, заполненная жидкостью – бластоцель.

На стадии гаструлы зародыш образован двумя слоями клеток – двумя зародышевыми листками. Наружный зародышевый листок называется эктодермой, внутренний – энтодермой. Внутренняя полость гаструлы, называемая первичной кишкой, сообщается с внешней средой отверстием – первичным ртом.

На стадии нейрулы эмбрион образован тремя зародышевыми листками (от первичной кишки обособилась мезодерма, находящимися между эктодермой и энтодермой), осуществляется закладка и формирование осевого комплекса органов – нервной трубки, хорды и кишечной (пищеварительной) трубки. Сформированная нервная трубка проходит под эктодермой вдоль спинной стороны зародыша, под ней лежит хорда, а под хордой вдоль брюшной стороны зародыша проходит кишечная трубка.

На этапе первичного органогенеза у позвоночных животных происходит образование 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.

2. Каких животных относят к вторичноротым?

Ответ. Вторичноро́тые - группа многоклеточных животных. К ним относятся наиболее прогрессивные животные - позвоночные (подтип хордовых).

У вторичноротых в период зародышевого развития на месте первичного рта образуется анальное отверстие, а собственно рот независимо появляется в передней части тела. Есть вторичная полость тела (целом).

3. Из какого зародышевого листка образуется хорда; нервная трубка?

Ответ. Клетки эктодермы, расположенные вблизи первичного рта, начинают быстро делиться и образуют нервную пластинку, которая тянется по всей спинной стороне зародыша. В дальнейшем боковые края пластинки приподнимаются, а её центральная часть опускается, образуя нервный желобок. Края желобка смыкаются, и он превращается в лежащую под эктодермой нервную трубку – зачаток центральной нервной системы.

Из группы клеток энтодермы формируется хорда – упругий стержень, проходящий у эмбрионов всех хордовых под нервной трубкой. Впоследствии у позвоночных животных хорда полностью замещается позвоночником и только у некоторых рыб сохраняется в течение всей жизни.

4. Что такое первичная полость тела?

Ответ. Первичная полость тела - пространство внутри тела животного, между стенкой тела и кишечником, в котором расположены внутренние органы. У круглых червей первичная полость тела, образованная эктодермой и энтодермой, она заполнена полостной жидкостью, в которую погружены кишечник и половые органы, выполняет роль гидроскелета, участвует в выделительной и половой функциях. По мере развития мезодермы формируется целом - вторичная полость тела, со всех сторон выстланная эпителием мезодермального происхождения. Она впервые появляется у кольчатых червей и также заполнена жидкостью и соединена с окружающей средой через выделительную систему.

5. Каково влияние окружающей среды на развитие организма в эмбриональном периоде?

Ответ. В эмбриональном периоде развитие любого организма зависит от условий окружающей среды. Причём в большей степени эта зависимость проявляется у беспозвоночных животных. Яйца птиц практически изолированы от окружающей среды, а оптимальную температуру для зародыша обеспечивают родители при высиживании. У плацентарных млекопитающих «посредником» между зародышем и окружающей средой является организм матери, от которого эмбрион получает питание, кислород, тепло.

Интенсивно делящиеся клетки зародыша весьма чувствительны к неблагоприятным воздействиям, которые могут привести к различным нарушениям в формирующемся организме. Опаснее всего воздействие химических веществ, способных проникать через плаценту в эмбрион. В частности, к таким веществам относятся алкоголь и никотин. Родившийся у курящей или пьющей матери ребёнок может быть внешне абсолютно нормальным, но его нервная и эндокринная системы всё равно будут повреждены. Более того, ребёнок рождается с алкогольной или никотиновой зависимостью.

Зародыш (синоним эмбрион) - это организм, развивающийся внутри яйцевых оболочек или в теле матери. Под зародышевым, или эмбриональным, развитием у человека понимается ранний период развития организма (до 8 недель), в течение которого из оплодотворенной яйцеклетки образуется тело, обладающее основными морфологическими признаками человека. После 8 недель развивающийся организм человека называют плодом (см.).

Эмбриональное развитие делят на ряд периодов.
1. Период одноклеточного зародыша, или зиготы, кратковременный, протекающий с момента оплодотворения до начала дробления яйца.

2. Период дробления. В этот период происходит клеток, Получившиеся при дроблении клетки называют бластомерами. Вначале образуется кучка бластомеров, напоминающая по форме ягоду малины,- морула, затем шаровидная однослойная бластула; стенка бластулы - бластодерма, полость - бластоцеле.

3. Гаструляция. Однослойный зародыш превращается в двухслойный - гаструлу, состоящую из наружного зародышевого листка - эктодермы и внутреннего - энтодермы. У позвоночных уже в ходе гаструляции возникает и третий зародышевый листок - мезодерма. В ходе эволюции у хордовых процесс гаструляции усложнился возникновением осевого комплекса зачатков (закладка нервной системы, осевого и мускулатуры) на спинной стороне зародыша.

4. Период обособления основных зачатков органов и тканей и их дальнейшее развитие. Одновременно с этими процессами усиливается объединение частей в единое развивающееся целое. Из эктодермы образуется кожи, нервная система и частично , из энтодермы - эпителий пищеварительного канала и его железы; из мезодермы - мышцы, эпителий мочеполовой системы и серозных оболочек, из мезенхимы - соединительная, хрящевая и костная ткани, сосудистая система и кровь.

При изменении условий ход развития отдельных частей зародыша может измениться и зародышевые листки могут дать начало не тем органам и тканям, которые должны были бы развиваться из них в обычных условиях. Факторами, которые изменяют условия развития, могут быть окружающая среда (ее химизм, температура и др.), взаимодействие между частями (клетками, зачатками) самого зародыша, а также наследственность. Все эти факторы тесно связаны между собой.

Рис. 1. Схема ранних этапов развития зародыша человека: а - стадия внутренней клеточной массы; б - восьмидневный эмбрион; в - двенадцатидневный эмбрион; г - тринадцати,-четырнадцатидневный эмбрион. 1 - трофобласт; 2 - бластоцеле; 3 - полость амниона; 4 - клетки энтодермы; 5 - амнион; 6 - эмбрион; 7 - желточный мешок; 8 - клетки мезодермы; 9 - стебелек; 10 - ворсинка хориона; 11 -внезародышевый целом.

Рис. 2. Зародыш и его оболочки на ранних стадиях развития (а - в - последовательные стадии): 1 - хорион; 2 - аллантоис; 3 - желточный мешок; 4- амнион; 5 - внезародышевый целом; 6 - пупочный канатик; 7 - пупочные сосуды; 8 - полость амниона.

Рис. 3. Зародыш человека: а - к концу 4-й недели; б - к концу 5-й недели; в - к концу 7-й недели после оплодотворения.

У человека оплодотворение происходит в (яйцеводе). Процесс дробления совершается в течение 3-4 суток, когда зародыш продвигается по маточной трубе к матке. В результате дробления из поверхностных бластомеров формируется оболочка, участвующая в питании зародыша,- трофобласт. Центральные бластомеры образуют эмбриобласт, из которого развивается тело зародыша. В течение 4-6 суток зародыш находится в полости матки. С началом второй недели происходит погружение зародыша в стенку матки (имплантация). У 7,5 -дневного зародыша образует амниотический пузырек, часть которого, обращенная к энтодерме, является эктодермой зародыша. В этот период зародыш имеет форму щитка (диска). Из него в полость бластоцисты выселяются клетки внезародышевой мезенхимы и заполняют ее (рис. 1). Вместе с трофобластом она формирует ворсинчатую оболочку зародыша - хорион (см. ). К концу второй недели образует желточный пузырек. В результате обрастания мезенхимой амниотического и желточного пузырьков формируются амнион и желточный мешок.

«Внезародышевые» части играют важную роль в развитии зародыша. Желточный мешок у зародыша человека функционирует лишь на ранних этапах развития, участвуя в питании зародыша и выполняя кроветворную функцию. Аллантоис у яйцекладущих высших позвоночных выполняет роль мочевого мешка, у человека это пальцевидный вырост задней кишки, по которому прорастают к хориону. Амнион - водная оболочка - образует вокруг зародыша замкнутый мешок, заполненный жидкостью - околоплодными водами. Он защищает зародыш от вредных воздействий и создает благоприятные условия для его развития (рис. 2).

На 3-й неделе развития на спинной стороне зародыша выделяется плотный тяж растущих клеток - первичная полоска, головной отдел которой утолщается и образует первичный (гензеновский) узелок. Клетки первичной полоски погружаются в первичную бороздку, проникают в пространство между эктодермой и энтодермой и дают начало среднему зародышевому листку. На 3-й неделе закладываются спинная струна и нервная трубка.

На 4-й неделе зародыш обособляется от внезародышевых частей и в результате усиленного роста свертывается в трубку. Одновременно с этим дифференцируется мезодерма и образуются сегменты тела - сомиты (рис. 3, а). Параллельно с сегментацией совершаются начальные процессы органогенеза (см.) и гистогенеза. На 5-й неделе возникают зачатки рук, а затем и ног, на 6-й они разделяются на основные отделы, на 7-й появляются зачатки пальцев (рис. 3, б и 3, в). В возрасте 8 недель зародыш приобретает основные морфологические признаки человека во внешнем облике и во внутренней организации. Длина его (от темени до копчика) 4 см, вес 4-5 г. К концу 8-й недели заканчивается закладка органов зародыша.