Этапы и стадии эмбрионального периода развития

В биологии формирование индивидуального организма на протяжении всей жизни называется онтогенезом. На начальном этапе в него входят стадии эмбрионального периода развития (эмбриогенеза).

Оглавление:

• Общие сведения
• Деление зиготы
• Формирование бластул и гаструляция
• Завершающий и критические этапы

В биологии формирование индивидуального организма на протяжении всей жизни называется онтогенезом. На начальном этапе в него входят стадии эмбрионального периода развития (эмбриогенеза).

Этот процесс имеет важное значение в становлении животных и человека, так как в это время происходит закладка всех основ, объединение материнской и отцовской наследственности.

Общие сведения

В предэмбриональный период происходит формирование половых клеток, которые обладают гаплоидным набором хромосом и участвуют в размножении. Эмбриогенез наступает с оплодотворения женской яйцеклетки, когда берет начало зародышевый этап. В таблице кратко показаны основные ступени эмбрионального развития.

После оплодотворения формируется зигота, какую можно описать как первый диплоидный элемент зародыша. В дальнейшем происходит дробление клетки, она перемещается по трубам материнского организма и фиксируется в маточной полости.

В результате дробления образуется многоклеточный эмбрион, который, благодаря дифференциации клеток, становится трехслойным зародышем. Стоит отметить, что при неблагоприятных условиях зигота впадает в спячку, а развитие может остановиться.

У человека, как и у всех млекопитающих, стадии эмбриогенеза охватывают период созревания зародыша внутри утробы матери до становления органов, частей тела, созревания плаценты.

На заключительных этапах развитие протекает при сформированных структурах, а зародыш становится плодом. Например, у крокодилов эмбриональное развитие заканчивается выходом особи из яйца.

Деление зиготы

На начальном этапе образования эмбриона происходит многократное дробление зиготы. Зародыш в этот период не меняется в размерах, так как образовавшиеся клетки во столько же раз меньше материнской, сколько сформировалось всего элементов. В результате сформировывается морула, которая представляет собой некий кластер с мелкими частичками зародыша.

Основные цели последовательных митотических делений:

• образование необходимого количества клеток для формирования органов;
• разделение цитоплазмы между первоначальными клетками;
• обеспечение нормального соотношения ядер и плазмы;
• определение осей организма.

Когда появится от 8 до 16 новых клеток, кластер разрастается за счет увеличения расстояния между частицами. Далее дистанция между ними сокращается, так как межклеточное пространство уменьшается. Существует два вида дробления:

1. Голобластическое — происходит у млекопитающих, в том числе у людей, так как зародыш начинает питаться от организма матери.
2. Меробластическое — развивается в замедленном темпе, характерно для птиц и пресмыкающихся.

При делении клеток образовываются прочные связи между элементами, которые затем используются для обмена сигналами.

В период изменения размеров кластера последовательное митотическое деление зиготы приостанавливается, а возобновляется оно после уплотнения зародыша. Вновь образованные клетки становятся предшественниками бластулы.

Формирование бластул и гаструляция

Как только прекращается деление зиготы, начинается фаза бластуляции. На этой ступени развития осуществляется передача информации с ДНК на РНК. Связанные клетки перестраиваются, формируется клеточная масса и трофобласт, который предохраняет зародыш от нежелательных воздействий.

Из клеточной массы образуется эмбрион, а при повторном делении клеток синтезируется ДНК. При этом используются ферменты, накопленные в период развития материнской половой клетки. В период становления бластулы зародыш не увеличивается, а происходит видоизменение зиготы на основе односменного зародыша.

Суть гаструляции состоит в образовании многослойного эмбриона, а этап зародышевого развития называется гаструлой.

Появление двух листков сигнализирует о начале гаструляции, а у позвоночных есть и третий слой, который называется мезодермой.

Эта стадия эмбрионального развития включает в себя несколько периодов, а именно:

• образование экто- и энтодермы в форме двухслойной бластулы;
• формирование мезодермы в виде трехслойного зародыша.

У позвоночных организмов эмбриогенез протекает быстрее, благодаря развитию среднего листка. У примитивных хордомезодерма появляется только на следующей стадии. При изменении периода развития у потомков, которая называется гетерохронией, возможны смещения начала образования главных органов. Существует несколько вариантов гаструляции:

1. Инвагинация — область бластодермы расположена пластом внутрь. Встречается только в яйцеклетках с небольшим объемом желтка.
2. Эпиболия — наличие на крупных клетках маленьких малоподвижных элементов, отстающих в скорости деления.
3. Деноминация — представляет собой разделение бластодермы на разные слои. Происходит у живых организмов, которые откладывают яйца.
4. Иммиграция — перемещение клеточных групп, расположенных в разных слоях. Бывает у всех видов млекопитающих.

При перестановке клеток наблюдается изменение строения эмбриона, который трансформируется из бластулы в гаструлу. Особое значение имеет дифференцировка, осуществляющая переход к реализации генетической программы.

Завершающий и критические этапы

Заключительной стадией развития эмбриогенеза является органогенез. В этот период развития зародыша происходят процессы нейруляции, гистогенеза и формирования органов. Сначала образуется нейрула, которая содержит три зародышевых слоя. Последний из них раздробляется на парные метамерные образования и осевые органы.

При гистогенезе формируются тканевые клетки тела. Так, наружный слой кожи и ткань нервной системы образуются из эктодермы, в результате чего появляется рефлекторная система, кожа и чувствительные рецепторы. Из энтодермы формируется эпителий, дающий начало становлению сосудов, легких и слизистых оболочек.

При зародышевом развитии происходит реакция эмбриона на отрицательное воздействие окружающей среды. Такие периоды носят название критических. Первый наступает сразу после оплодотворения и длится до 8 дней, то есть до фиксации клетки внутри матки. Ситуация эта опасна тем, что отсутствует связь с материнским организмом.

Если возникнут нежелательные условия, то зародыш может погибнуть. Следующий критический этап длится от 1 до 8 недель. При возникновении сложных ситуаций в период становления органов могут наблюдаться некоторые искажения в развитии.

Третий период наступает во время образования хориона и плаценты. Негативные явления на этой стадии могут нарушить формирование органов дыхания и повлиять на формирование плаценты. Следующий нежелательный этап протекает на 12—14 неделе развития.

В это время могут появиться некоторые дефекты в становлении половых органов у плода. Заключительная стадия приходится на 18—22 неделю, когда происходит завершение формирования нервной системы, рефлекторных реакций и вырабатываются некоторые виды гормонов.

После завершения зародышевого этапа наступает пренатальное становление плода, которое заканчивается рождением ребенка. С этого момента начинается постэмбриональный период, который длится до самой смерти.