Глава 4. Размножение организмов.............................. 1 § 18. Деление клеток. Митоз....................................... 2 § 19. Способы размножения организмов................... 5 § 20. Мей

Страница 6 из 6

Один из основателей экспериментальной эмбриологии не­мецкий ученый Т. Шпеман на опытах с тритонами получил следующие важные для понимания эмбриогенеза результаты. На ранней стадии гаструлы он пересадил зачаток хорды вме­сте с участком зачатка мезодермы одного тритона под экто­дерму брюшной части другого. В результате клетки второго тритона, из которых в норме формируются кожные покровы, образовали нервную трубку, хорду и мышцы.

В некоторых экспериментах на брюшной части тритона формировался и другой сросшийся с ним тритон. Пересаженный участок вы­полнял функцию организатора, направляющего развитие сосед­них тканей. Подобные организаторы были обнаружены у за­родышей птиц, млекопитающих, беспозвоночных и растений. Влияние одного зачатка на развитие другого получило название эмбриональной индукции.

В развивающемся зароды­ше индукция всегда взаимная. Если, к примеру, удалить зачаток хорды, то нервная трубка вовсе не образуется. Уча­сток энтодермы, отвечающий за ее формирование, преобра­зуется в покровную ткань, и такой эмбрион гибнет. Зачаток хорды не только служит индуктором для развития нервной трубки, но и сам нуждается в ее индуцирующем воздействии.

Эмбриональная индукция корректирует и направляет диффе­ренцирование равноценных неспециализированных клеток бластулы в ткани и органы будущего эмбриона. 1. Чем удивительно формирование сложного организма из единственной клетки? 2. Какой причиной К.

Бэр объяснял сходство эмбрионов по­звоночных на начальных стадиях эмбриогенеза? 3. Отличается ли дробление от обычного деления соматичес­ких клеток? 4. Опишите три основные стадии развития эмбриона. Назо­вите отличительные особенности каждой из них. 5.

Как объяснить согласованность формирования различных зародышевых листков? Докажите примерами. 6. Составьте таблицу, показывающую, из каких зародышевых листков формируются основные органы животных. § 23. ПОСТЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ Фаза постэмбрионального развития особи начинается с мо­мента вылупления из яйца, а при внутриутробном развитии — с момента рождения.

Эмбриональные периоды существ во мно­гом похожи, а их постэмбриональное развитие имеет суще­ственные различия. Только что родившийся организм может быть похож на ро­дительский, тогда его развитие сводится в основном к росту и созреванию. Этот путь, называемый прямым постэмбриональным развитием, наблюдается у большинства позвоночных, млекопи­тающих, пресмыкающихся, птиц и рыб.

Младенец огромного кенгуру меньше куриного яйца, но в нем заложены основы устройства и все главные органы, свойственные взрослой особи- Многие организмы производят потомство, отличающееся от родителей по целому ряду признаков: строению, питанию и характеру передвижения. В этом случае говорят о непрямом развитии, или развитии с метаморфозом (превращени­ем).

Непрямое развитие характерно для кишечнополостных, плоских и кольчатых червей, разнообразных насекомых, а у позвоночных – для амфибий. Родившийся организм называ­ют личинкой, обычно он выглядит проще взрослых особей. В большинстве случаев постэмбриональный период гораз­до продолжительней эмбрионального. Но бывает и совсем на­оборот. Личинки поденок живут в водоемах 2-3 года, имея до 25 линек, а взрослые крылатые особи – несколько дней.

В эти дни поденки уже не питаются, они летают, претерпе­вают две линьки, откладывают яйца и умирают. У личинок некоторых насекомых превращение во взрослую особь сопро­вождается столь глубокой внутренней перестройкой, что им необходима покоящаяся стадия – куколка. У личинки развиваются свои личиночные (провизорские) органы, которых нет у взрослого существа.

Например, у личиночной формы лягушки – головастика – есть отсутству­ющие у лягушки жабры и хвост. В процессе метаморфоза провизорские органы разрушаются и заменяются другими, присущими взрослой особи. У головастика под влиянием гор­одов щитовидной железы рассасывается хвост, появляются вечности, развиваются легкие. На личиночной стадии развития существо прекрасно приспо­соблено для активного питания и роста.

Как правило, личинки и взрослые особи живут в разных условиях и питаются разной пищей. Так, лягушки основную часть времени проводят на суше и ловят насекомых, а головастики живут в воде и питаются растительной пищей. Личинки стрекоз обитают в воде, а майс­ких жуков – под землей. Отсутствие конкуренции между взрос­лыми особями и личинками за место и пищу повышает выжи­ваемость вида.

Смена образа жизни и среды обитания состав­ляет основное биологическое предназначение метаморфоза. У некоторых малоподвижных червей, прикрепленных мол­люсков, кораллов личинки свободно плавают, занимая новые места обитания и способствуя распространению вида. Сидячее водное существо асцидия имеет очень простую внутреннюю организацию, а ее личинка устроена значительно сложнее и способна плавать.

Личинка асцидии имеет хорду, нервную труб­ку, мышцы и хвост, которые в процессе метаморфоза разруша­ются и фагоцитируются, остается только зачаток нервного узла. По устройству личинки асцидию относят к хордовым, хотя взрослая особь хорды не имеет. У головастика – жабры, боко­вая линия, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. Все эти признаки характерны для рыб.

Сходство обитающих в воде личиночных форм с рыбами свидетельствует о едином плане Творца о создаваемом мире: каждое существо наделено органами и тканями, удобными в конкретной среде обитания. Схема метаморфоза у лягушки Преображение неказистой гусеницы в красивую и легко порхающую бабочку, как и вырастание стройных колосьев из упавших в землю семян, образно напоминает человеку об ог­раниченности земной жизни и необходимости готовить себя к жизни вечной.

Влияние окружающей среды на развитие организмов. Формирующийся эмбрион окружен защитными оболочками и самим материнским организмом. Тем не менее, его существо­вание зависит от внешних условий, их изменение может ус­корить или замедлить развитие эмбриона. Среди природных факторов особенно важны солнечный свет, температура, соле­вой и газовый состав среды обитания, пищевые ресурсы.

Стрижи обладают любопытной особенностью, не свойственной Другим птицам. При резком похолодании они оставляют свои гнезда с птенцами и быстро улетают на много километров из Холодной зоны, отлучаясь на три, шесть и даже двенадцать дней. У птенцов в это время резко снижается обмен веществ, замед­ляется дыхание. Они лежат в гнезде, плотно прижавшись друг к другу, совсем неподвижно – как бы замирают.

Когда погода налаживается, родители возвращаются к своим гнездам и начинают почти насильно кормить птенцов; через некоторое время они оправляются, и жизнь семей­ства возвращается в привычное русло. Семена пшеницы хорошо прорастают только при температуре около 1°С, а куку­рузы – при 12°С. Цыпленок в курином яйце развивается лишь при определенной температуре окружающей среды; если она снижается, то он погибает.

Так завершается сказочное превращение личинки в прекрасную бабочку Медузы рождаются, отпочковываясь от полипов а полипы вырастают из яиц, брошенных в море медузами. Чередуясь, медузы и полипы продолжают свой род кишечнополостных созданий Для нормального развития всех птиц и млекопитающих необходим витамин D . Он образуется в коже под действием ультрафиолета или поступает с пищей.

Отсут­ствие витамина D в пище при плохой освещенности солнцем мест обитания приводит к недостаточно активному формиро­ванию костной ткани и отставанию в развитии. К замедлению роста приводит и нехватка в пище йода, вызывающая сниже­ние активности щитовидной железы. Питание продуктами, не содержащими незаменимые аминокислоты, тормозит синтез белков и тоже приводит к задержке постэмбриогенеза.

Вредное воздействие на развитие человеческого эмбриона оказывает наличие в организме матери алкоголя, никотина, наркотических веществ, избыточного количества лекарствен­ных препаратов. Концентрация алкоголя в крови будущего ребенка достигает 70% от его содержания в крови матери, ведь его защитные системы еде не сформировались! У эм­бриона может наблюдаться за­медление и даже серьезное от­клонение в развитии, вплоть до врожденных уродств.

Влияние неполноценного питания на развитие крыс Без аминокислоты Валина Без аминокислоты лизина После нормализации рациона Влияние солнечного света на развитие цыплят: левый цыпленок содержался при недостаточном освещении Алкоголь и никотин вызывают вредные мутационные из­менения генов, угнетают дыхание клеток.

Каждая сигарета ма­тери на 10% снижает снабжение ребенка кислородом. Нехват­ка кислорода приводит к тому, что в клетках организма за­метно снижается интенсивность деления, а в растущих органах и тканях формируется недостаточное количество клеток, не­обходимых для нормальной жизнедеятельности. Особенно чув­ствительны к недостатку кислорода клетки нервной системы и больших полушарий мозга.

Согласно статистике, у родите­лей, употреблявших алкоголь, более 80% новорожденных де­тей имеют дефекты умственного развития. Влияние токсинов особенно сильно сказывается на эмбрио­не по причине недостаточного развития печени. Несозревшая печень не в состоянии справиться с поступающими в организм ядами, и они накапливаются в тканях ребенка. Дети нарко­манов и алкоголиков становятся зависимыми еще до рождения.

В постэмбриональный период защитные системы еще не за­кончили свое формирование, и организм также подвержен опасному воздействию алкоголя, никотина и наркотиков. Их употребление подростками препятствует выявлению творческих способностей в годы юности, наиболее благоприятные для раз­вития. Употребление алкоголя, сигарет и наркотиков всегда считалось Православной Церковью немалым грехом (1 Кор. 6,10), как и их реклама. 1.

Чем отличается прямое развитие от непрямого? 2. Для чего необходима стадия куколки? 3. В чем основное биологическое предназначение метаморфоза? Поясните примерами. 4. Каким образом строение личинок свидетельствует о едином плане Творца? 5.

Почему влияние внешних неблагоприятных факторов осо­бенно сильно сказывается на эмбриональной и постэмбрио­нальной стадиях? Какие полезные выводы из этих фактов мо­гут сделать для себя школьники?

[1] Священное Писание и творения святых отцов пронизаны мыслью о том, что смерть и тление не были сотворены изначаль­но, а вошли в мир вследствие грехопадения первого человека (Прем. 1,13 и 2,23, Рим. 5,12 и т.д.).

Претензии к содержанию