Развитие организма представляет собой процесс систематического, последовательного, упорядоченного накопления структурных и функциональных качеств прогрессивного характера, происходящий сопряжено на всех уровнях структурной организации живой материи: молекулярном, клеточном, тканевом, органном, системо-органном и организменном. Эти изменения определены во времени и происходят в строгой последовательности, взаимосвязи и взаимообусловленности на всех уровнях структурной организации живого.
Основными биологическими процессами развития являются:
Размножение клеток.
Рост.
Детерминация.
Дифференцировка.
Индукция.
Интеграция.
Апоптоз.
1. Размножение клеток.
Деление клеток имеет важнейшее значение для многих процессов развития, представляя собой одно из основных свойств живых систем. Следствием деления является увеличение числа клеток, являющееся основным механизмом роста, как в эмбриональный, так и в постэмбриональный периоды развития. Для формирования конкретных структур зародыша требуется определенное минимальное число клеток.
2. Рост.
Если сравнить массу человеческой яйцеклетки диаметром 0,15 мм с массой тела взрослого человека, то становится очевидным, что в процессе развития происходит рост поистине астрономических масштабов.
Наиболее просто рост можно определить как увеличение массы ткани органа за счет увеличения числа клеток, т. е. гиперплазии. Увеличение массы всегда сопровождается увеличением линейных размеров. В то же время масса может возрастать за счет увеличения размеров клеток, т. е. гипертрофии.
Рост регулируется гормоном роста и некоторыми химическими веществами, например, фактором роста фибробластов, эритропоэтином, кейлонами и др.
Дифференциальный рост — это различная скорость роста одних и тех же тканей в разных участках тела и в разное время.
Аллометрический рост — это диспропорциональный рост отдельных частей тела в постэмбриональный период. 3. Детерминация.
Детерминация (от латинского determinare — определять) — процесс определения пути развития материала эмбриональных зачатков в направлении образования специфических тканевых структур. Детерминация клеток обусловлена процессами репрессии и дерепрессии генов, происходящими на уровне транскрипции кода. В процессе детерминации, по мере появления признаков специализации, потенции клеток зародыша к развитию в иных направлениях суживаются. В этих случаях принято говорить о процессе рестрикции (ограничении).
Детерминация может быть оотипической, зачатковой и тканевой в зависимости от этапов развития клеток зародыша.
а)Оотипическая. Реализуется на стадии яйцеклетки и зиготы. На данном этапе существуют биохимические различия не между отдельными клетками, а между различными участками цитоплазмы зиготы; эти участки называются презумптивными. Попадая при дроблении в тот или иной бластомер, каждый такой участок определяет направление дальнейшей дифференцировки этого бластомера.
б)Бластомерная(зачатковая). Здесь уже имеются биохимические и морфологические различия между бластомерами, которые усиливаются по мере дробления.
До стадии 4—8 бластомеров различия еще не очень велики (почему возможно появление однояйцевых близнецов), а затем они становятся необратимыми.
в) Тканевая. Дальнейшие этапы образования зародышевых листков,появления и формирования тканей.
При этом различаются лабильная и стабильная детерминация. Лабильная детерминация еще предполагает возможность некоторой изменчивости свойств клеток под влиянием условий внешней среды, в частности, при экспериментальных исследованиях. Стабильная детерминация характеризуется стойким закреплением свойств клеток, способных синтезировать специфические белки. Н. Г. Хлопин определил гистологическую детерминацию как тканевую наследственность, проявляющуюся в высокой специфичности всех свойств ткани, сохраняющихся в любых нормальных и патологических условиях.
4. Дифференцировка.
Дифференцировка (от латинского differentia — различие) — это развитие клеток, проявляющееся в их изменении из ранее однородных (индифферентных) в неоднородные, различным образом специализированные клетки. Дифференцировка клеток протекает в период интерфазы и представляет собой результат реализации в данных условиях генетической информации, исходящей из ДНК клеточного ядра, и проявляется в синтезе специфических белков. С морфологической точки зрения вследствие дифференцировки в развивающихся клетках появляются специальные органеллы, выполняющие определенные специфические функции (например: миофибриллы, нейрофибриллы, тонофибриллы, реснички и т. д.). По мнению А. Г. Кнорре (1971), необходимо различать:
Дифференцировку органологическую, или пространственную, т. е. анатомическое обособление частей организма или органа.
Дифференцировку гистологическую, т. е. появление местных различий в клеточном материале различных участков зародыша, приводящее к образованию тканей.
Дифференцировку клеточную, в результате которой в первоначально однородной цитоплазме появляются разнородные структуры, а клетка приобретает специфическую форму.
Таким образом, дифференцировка связана со специализацией клеток, их комплексов, тканей и органов, направленной на выполнение определенных, свойственных этим частям организма, функций. Клеточная дифференцировка протекает на всех этапах онтогенеза: дозачатковом, зачатковом и тканевом.
5. Индукция.
Индукция (от латинского inductio — наведение, побуждение) — взаимовлияние, взаимодействие одних клеток или эмбриональных зачатков (индукторов) на другие клетки или зачатки, в результате чего направление развития последних становится качественно иным по сравнению с тем, каким оно бы было в отсутствие действия индуктора. Так, при взаимодействии хордомезодермы с эктодермой из последней развивается нервная система; глазной пузырь, контактируя с эктодермой, индуцирует развитие хрусталика глаза и т. д. Индукция — это процесс дифференцировки, вызванный действием двух зачатков друг на друга, происходящим благодаря выработке морфогенетических сигналов и их передаче соответствующему рецептору.
6. Интеграция.
Интеграция (от латинского integratio — объединение) — объединение клеток в систему, установление между ними взаимосвязи и взаимообусловленности в процессе их развития. Интеграция означает взаимосвязь и взаимозависимость, затрагивая все сферы жизнедеятельности клеток: обмен веществ, рост, дифференцировку, специализацию, размножение, инволюцию, клеточную гибель и др. К интегрирующим факторам относятся сосудистые, гуморальные, нервные, эндокринные, иммунные, способные оказывать существенное влияние на ход гисто- и органогенеза, обеспечивая целостность организма в онтогенезе.
7. Апоптоз
Апоптоз (клеточная гибель) — очевидный компонент многих стадий развития, необратимо генетически детерминированный процесс, играющий важную роль в развитии зародыша.
Созревание.
Конечный этап развития (дифференцировки и роста), необходимый для подготовки тканей и органов или систем органов к выполнению специальной для них функции, называется созреванием.
Морфогенез.
Группа процессов, формирующих внешнюю и внутреннюю конфигурацию зародыша, объединяется под общим названием морфогенез, который делится на две основные фазы:
1) гистогенез — развитие из материала эмбриональных зачатков дефинитивных тканей;
2) органогенез — образование и развитие органов зародыша.
Обычно органогенез протекает одновременно с гистогенезом, хотя между этими процессами отмечается относительная независимость.
перейти в каталог файлов
| Образовательный портал
Как узнать результаты егэ
Стихи про летний лагерь
3агадки для детей |