Онтогенез - определение, типы, этапы развития

В биологии под понятием «онтогенез» понимают период, включающий ряд морфофункциональных изменений, происходящих на протяжении всей жизни организма.

Что такое онтогенез

Онтогенез — это наука, изучающая непрерывный процесс индивидуального развития от момента зачатия до смерти. Определение происходит от греческого «онтос» – сущий, «генезис» – рождение.

Периоды онтогенеза

Различают проэмбриональный, эмбриональный, постэмбриональный, периоды онтогенеза.

Проэмбриональный

Данный период включает гаметогенез. Формирование яйцеклетки и сперматозоидов протекает в ходе овогенеза и сперматогенеза соответственно. Также происходит накопление РНК, необходимой для синтеза рибосом. Яйцеклетки имеют свои особенности, так они отличаются по количеству желтка: мало-, средне-, многожелтковые.

Распределение также варьирует от равномерного до центрального. Изолецитальная яйцеклетка присуща млекопитающим, центрально расположенная - насекомым, промежуточное положение занимают яйцеклетки у пресноводных, пресмыкающихся, птиц. Именно в этот период отмечается перераспределение внутриклеточных включений.

Эмбриональный

Период происходит во время внутриутробного развития. Из оплодотворенной яйцеклетки формируется клетка, подвергающаяся дальнейшему делению. С третьей недели происходит образование хорды, нервной и кишечной трубок (из эктодермы и энтодермы). Осевой скелет развивается из клеток мезодермы.

Оплодотворённая яйцеклетка в результате дробления образует бластоцисту, бластулу и гаструлу. На стадии гаструлы образуется три зародышевых листка — эктодерма, мезодерма и эндодерма. Средний зародышевый листок дает начало всей сосудистой системе, костному мозгу, крови. Внутренний листок источник пищеварительной и дыхательной систем. Взаимодействие между клетками обусловлено межклеточными контактами, через которые происходит обмен веществ.

Постэмбриональный

После рождения начинается постнатальный период. Все организмы проходят через стадию полового созревания. Для всего живого существует ранний и поздний онтогенез (как для растений, так и для животных). 

Относительно человека онтогенез определяют как чередование основных периодов (представлены кратко в виде таблицы ниже).

Этапы онтогенеза

Онтогенез состоит их четырёх этапов: гаметогенеза, эмбриогенеза, этапа роста и этапа старения.

Гаметогенез

В этой стадии происходит формирование дифференцированных половых клеток с одинарным набором хромосом. Образование гамет осуществляется в ходе мейотического деления. Так, из одной материнской клетки образуются четыре дочерних, включающие сочетание генетического материала обеих сторон. 

Мейоз – сложный процесс, включающий два деления. В ходе первого выделяют профазу, состоящую из пяти этапов:   

• лептотена;

• зиготена;

• пахитена;

• диплотена;

• диакинез.

При лептотене образуются тонкие нити, спиралевидно закрученные. Отдельные половинки хромосом, хроматиды, выявить не удается. Далее происходит объединение гомологичных хромосом с образованием бивалентов – это стадия зиготены. В области сближения образуется синаптонемальный комплекс, данная структура необходима для кроссинговера.

Последний происходит в пахитену. Здесь хромосомы приобретают вид удвоенных тяжей, отчетливо видимых под микроскопом. Перекрест хромосом осуществляется в пахитену. Биологическое значение заключается в образовании четырех хроматид – тетрад. Окончательно веретена деления становятся видимыми во время диакинеза.

После этого клетка вступает в метафазу, анафазу и телофазу. Результатом которой становятся две клетки, состоящие из двух хроматид. Второе деление включает те же стадии, однако в телофазу образуются клетки с одинарным набором хромосом. Последние содержат ядро, митохондрии, рибосомы и другие органеллы.

Эмбриогенез (дробление, гаструляция, органогенез)

Увеличение клеток с образованием многоклеточного зародыша носит название дробления. Для этой стадии характерно митотическое деление. В конце первой недели образуется бластула (шарообразное образование с полостью внутри - бластоцелью). Она содержит эмбриобласт – источник тела зародышевого организма.

Метаболизм зародыша происходит за счет клеток трофобласта – внутреннего слоя бластулы. Затем наступает формирование эмбриональных листков: эктодермы, энтодермы, мезодермы – фаза гаструлы или гаструляции. По мере развития из клеток данных слоев формируются стержневые органы. Далее наступает закладка тканей и органов – нейрула.

Рост

После формирования зиготы эмбрион вступает в фазу роста, которая длится до конца жизни. Увеличение поперечных и продольных размеров наиболее интенсивно происходит на ранних стадиях. У человека в этом процессе принимает участие эндокринная система (в частности гормон роста – соматотропный гормон).

При этом пространственное становление тканей определяется морфогенезом. Таким образом, если участок бедренной кости куриного эмбриона пересадить в другую область, то из него будет развиваться только бедренная кость.

Старение

Онтогенез завершается старением – неотъемлемой частью существования. Это явление требует особого внимания в связи:

• с изменением метаболизма;

• угнетением белкового синтеза;

• переходом на «экономный» режим поддержания жизнедеятельности.

Также выделяют отдельную дисциплину, изучающую заболевания, протекающие в старости, - гериатрию.

Типы онтогенеза

По течению онтогенез может быть прямым и непрямым. Отличие этих путей развития состоит в том, что при прямом типе новый организм подобен взрослой форме. 

Непрямой путь подразумевает прохождение дочерней формой промежуточных стадий до обретения внешних характеристик, присущих зрелым формам. У последних есть стадия превращения или метаморфоза, накладывающая отпечаток на физиологические составляющие: питание, передвижение, среду существования.

Личиночный

Характерен для представителей типа беспозвоночных, среди хордовых встречается у рыб и амфибий. Животное проходит периодизацию. Обязательным условием является существование в виде личинки. Данные формы зависят от климатических условий, поддерживает распространение вида в природе.

Питание и передвижение они осуществляют самостоятельно или посредством паразитизма. Выживание в окружающей среде обеспечивается с помощью вспомогательных инструментов временного характера. Превращение может быть полным, с пребыванием организма в стадии куколки, и неполным - без нее.

Яйцекладный

Данные формы включают, помимо представленных выше, рептилий, птиц, млекопитающих. Зародышевый организм развивается в яйце, что связано с высоким запасом питательных веществ в желтке. Питание и дыхание осуществляется специальными эмбриональными оболочками.

Внутриутробный

Этот тип развития присущ высшим формам позвоночных (в том числе и человеку). Вынашивание плода обусловлено развитием специального детского места – плаценты. Поддержание жизнедеятельности происходит за счет материнского организма.

Понятие онтогенеза в психологии

Путь становления индивида. Включает познание, деятельность. Формирование человека осуществляется под воздействием общества. Ребенок с детства учится понимать свою социальную роль. 

Исторически в психологии рассматривают развитие психики и личности в целом. Онтогенез выступает частью общественного процесса.

Заключение

Онтогенез – сложный процесс, характеризующий организм как отдельную единицу. В своем развитии последний проходит определенные периоды, длительность которых варьируется среди разных представителей.