Онтогенез - это индивидуальное развитие особи, которое начинается с зиготы и заканчивается ее смертью (или делением). Впервые этот термин был употреблен в науке Э. Геккелем.
Все морфологические, биохимические, физиологические и иные признаки проявляются на определенных стадиях онтогенеза и обеспечивают адаптацию и приспособленность организма к условиям внешней среды. Но гораздо ранее все они сформировались у вида в процессе его эволюции и были закодированы в геноме. Онтогенез - это есть закономерный результат продолжительного исторического развития этого вида - филогенеза.
Над данным вопросом изначально трудились несколько ученых, в том числе, зоолог Ф. Мюллер и биолог Э. Геккель (Германия). Сформулированные и установленные ими различного рода обобщения впоследствии получили название биогенетического закона. Согласно ему процесс индивидуального развития любого организма (онтогенез) - это есть относительно непродолжительное и сжатое повторение (иначе рекапитуляция) филогенеза его вида. Практически параллельно с данными разработками в 1910 году А. Н. Северцовым была разработана теория филэмбриогенезов. Она говорит о том, что эволюция организмов идет на базе наследственных изменений, которые происходят на любой стадии онтогенеза (анаболия, архаллаксис, девиация).
Основных периодов существует три:
У плацентарных млекопитающих и человека существует деление на дородовой и послеродовой периоды онтогенеза. Первый включает стадию зародыша, которая длится первые 8 недель (на фото) и плодную, на которой организм приобретает характерные черты наружного строения.
Послеродовой период, на основании данных возрастной физиологии и медицины, принято делить на следующие этапы:
Опираясь на общебиологические закономерности, можно выделить дорепродуктивную, зрелую и пострепродуктивную стадию в послеродовом периоде. Человек имеет свои исключительные особенности онтогенеза.
Оплодотворение - это процесс, в результате которого происходит слияние гамет (двух половых клеток). В ходе него так же осуществляется две функции: половая (комбинирование генов от двух родительских особей) и репродуктивная (возникновение и развитие нового организма).
После оплодотворения в яйцеклетке происходит восстановление двойного набора хромосом. Далее центросома образует веретено деления. Зигота переходит в первую стадию эмбриогенеза - дробление. Под ним подразумевается ряд последовательных делений (митотических), в результате которых идет образование более мелких клеток - бластомеров. В конце концов формируется зародыш. Второе его название - бластула. Это пузырчатое образование, выстроенное одним или несколькими слоями клеток, окружающими полость (бластоцель).
Основываясь на положении бластомеров относительно друг друга в пространстве, можно говорить о том, что онтогенез организмов может иметь различный тип дробления:
Развитие в онтогенезе (период эмбриогенеза) включает стадию гаструляции, результатом которой является образование гаструлы (двух- или трехслойного зародыша). Первый вариант имеет место у кишечнополостных и губок. Три слоя гаструлы носят название: экто -, энто - и мезодерма. Впервые их описал Х. Пандер (русский эмбриолог и палеонтолог). Данная стадия состоит из двух фаз: на первой образуется двухслойный зародыш, на второй добавляется третий слой. Первый процесс может осуществляться четырьмя способами:
Вторая стадия гаструляции также может происходить несколькими способами: телобластическим, энтероцельным и путем миграции. Первый характерен для всех беспозвоночных, кроме представителей иглокожих. При нем мезодерма образуется из двух или нескольких клеток-телобластов. При энтероцельном способе спинная часть энтодермы выпячивается и отшнуровывается. Миграция первичных клеток эктодермы происходит через утолщение первичной полоски и дальнейшего их погружения (инвагинации).
Этапы онтогенеза на стадии гаструляции могут существенно различаться у разных групп организмов и иметь ряд специфических особенностей, как, например, у птиц или амфибий.
Это третья стадия в эмбриональном периоде, входящем в онтогенез. Процесс состоит из двух этапов. На первом, слой эктодермальных клеток, располагающийся над хордой, обособляется в нервную пластинку, а затем замыкается и появляется трубка с невроцелем (на фото). Смыкание идет постепенно, сначала в среднем, затем в заднем конце зародыша и, в заключении, в переднем. Часть клеток обосабливается и образует нервный гребень, или ганглиозную пластинку. На второй фазе происходит развитие всех остальных первичных органов.
Этапы онтогенеза на данной стадии и все происходящие процессы, а именно формирование постоянных органов, являются предметом изучения частной эмбриологии. В общих словах можно сказать следующее.
Эктодерма дает начало эпидермису кожи и его производным (волосы, когти, перья, кожные и молочные железы). Из переднего отдела нервной трубки развивается головной, а из остальной части - спинной мозг.
Энтодерма преобразуется во внутреннюю выстилку дыхательной и пищеварительной систем, а так же ее секретирующие клетки.
Из сегментов сомитов (первичных участков мезодермы) формируется дерма, кроме того они принимают участие в формировании скелета и мускулатуры. Из нефротома образуется мочевыделительная система.
Несегментированная мезодерма участвует в развитии лимфатической и сердечно-сосудистой систем, а также дает начало брюшине, плевре и перикарду.
Человеку всегда было важно, кто он, откуда появился, как развивался. Онтогенез - это краткий вариант филогенеза. Его изучение помогает понять многие вопросы эволюции, а также цитологии, эмбриологии и вообще всех наук естественного цикла.
Онтогенез - это индивидуальное развитие организма от его зарождения до смерти. Период онтогенеза от оплодотворенной яйцеклетки до выхода молодой особи из яйцевых оболочек или тела матери называется зародышевым (эмбриональным) развитием (эмбриогенез). После рождения или вылупления из яйца начинается постэмбриональный период.
В животном мире наиболее распространены три типа онтогенеза - личиночный, неличиночный и внутриутробный. При первом из них развитие организма происходит с метаморфозом, при втором формирование происходит в яйце, при последнем - внутри материнского организма.
Эмбриогенез человека делят на периоды, каждый из которых характеризуется структурными особенностями, типом питания, дыхания и выделения. В медицинской практике обычно пользуются двумя понятиями: на протяжении 8 недель развивающийся организм называют зародышем (см.); начиная с 9 недели, т. е. с момента образования зачатков органов,- плодом. Постэмбриональный период человека делят на возрастные периоды. См. также Органогенез, .
Онтогенез (от греч. ontos - сущее и genesis - развитие) - история индивидуального развития.
Чарльз Дарвин дал эволюционное толкование онтогенеза. Сходство зародышей разных видов он объяснил существующими между видами родственными отношениями. В дальнейшем онтогенез исследовался в различных направлениях. Создано учение о зародышевых листках как закономерном этапе развития всех многоклеточных животных. Создание экспериментальной эмбриологии дало возможность исследовать зародышевое развитие экспериментальным путем. В последние годы успешно развивается физиологическая и биохимическая эмбриология. В СССР начало развиваться экологическое направление в эмбриологии.
Тип эмбриогенеза обнаруживает во многих случаях характерное чередование в ходе эволюции: от исходного, первичного свободного личиночного к неличиночному и далее к одной из форм вторичного личиночного эмбриогенеза.
Тип эмбриогенеза связан с его периодизацией. Крупнейшая единица периодизации - звено. У большинства животных онтогенез состоит из трех звеньев. Каждое звено делится на несколько периодов. Так, зародышевое звено у низших позвоночных делится на два периода - зародышевый и личиночный, у высших позвоночных на три - зародышевый, предплодный и плодный. Различают также переходные состояния - вылупление из яйцевых оболочек у рептилий и птиц; роды у млекопитающих; метаморфоз (см.) у многих животных.
Начальные стадии онтогенеза у человека характеризуются более быстрым темпом развития, чем у родственных видов (например, шимпанзе). Далее наступает замедление как антенатального, так и постнатального развития. Это замедление обусловлено интенсивным ростом головного мозга как во время внутриутробного развития (головной мозг новорожденного в среднем весит 340 г), так и в первые годы после рождения (мозг ребенка 2 лет весит свыше 1 кг). С ростом головного мозга связано замедление окостенений, отчасти зависящее и от размеров тазового кольца.
Как правило (при близком родстве двух видов плацентарных) животные меньшего размера имеют более короткую беременность.
Постнатальный онтогенез человека делится на четыре периода (возраста): детский, подростковый, юношеский и взрослый (зрелый).
ОНТОГЕНЕЗ - процесс индивидуального развития организма (от его зарождения до смерти). Период онтогенеза от оплодотворения яйцеклетки до выхода молодой особи из яйцевых оболочек или тела матери называется зародышевым, или эмбриональным, развитием (эмбриогенез); после рождения начинается постэмбриональный период.
Изучение наследственности и изменчивости показало, что последовательное развитие признаков организма в онтогенезе происходит под контролем генетического аппарата. На разных стадиях онтогенеза происходит координированная регуляция активности различных генов. Механизмы этой регуляции и конкретная последовательность развертывания генетической программы в онтогенезе различных видов организмов интенсивно исследуются. Доказано, что хотя все клетки одного организма потенциально несут одну и ту же генетическую программу, но, во-первых, по мере развития организма разные его клетки используют разные части этой программы, а во-вторых, на характер работы генов большое влияние оказывают условия внешней, по отношению к клетке и к данному организму, среды.
Детальные сведения о том, как происходит регуляция генной активности, получены пока на микроорганизмах. Этот процесс у высших организмов еще предстоит изучить. Однако ясно, что регуляция генной активности у высших организмов, включая человека, осуществляется непрерывно на всем протяжении онтогенеза Накоплено много данных о том, как на разных стадиях развития данного организма и в разных его органах происходит «включение» тех или иных генов. Напр., у человека на протяжении его жизни трижды меняется тип синтезируемых молекул гемоглобина. На ранних стадиях развития зародыша образуется так наз. эмбриональный гемоглобин. Затем через нек-рое время ген, контролирующий синтез этих молекул, «замолкает» (подавляется) и вместо него вступает в работу другой ген, кодирующий так наз. гемоглобин плода.
Позже происходит еще одна смена, начинается синтез третьего типа гемоглобина - гемоглобина взрослого типа.
Необходимость смены одного типа гемоглобина другим обусловлена различными потребностями организмов. Так, в процессе внутриутробного развития организм снабжается кислородом из крови матери, а поскольку два первых типа гемоглобина (эмбриональный гемоглобин и гемоглобин плода) лучше связывают кислород, чем гемоглобин взрослого типа, то понятно, почему в ходе эволюционного развития выработалось такое важное приспособление, как смена типов гемоглобина на разных стадиях онтогенеза. Наблюдающаяся иногда задержка в смене ранних типов гемоглобина на взрослый тип или их неполная смена приводит к заболеванию - талассемии.
Прекращение работы генов не означает их разрушения. Опыты на растениях показали, что изолированные клетки практически всех частей растения (листьев, корней и стебля) способны в соответствующих условиях начать делиться и дать зрелый нормальный организм. Подобные опыты проведены и на животных.
Наряду с запрограммированной в самом организме переменой в работе разных генов осуществляется многообразное влияние на активность генов со стороны окружающей среды. Установлено, что развитие любого признака является следствием не только той генетической программы, к-рая уже заложена в оплодотворенной яйцеклетке и затем разворачивается в ходе онтогенеза, но и обусловливается действием окружающей среды. Наблюдения над однояйцовыми близнецами доказали это положение. У этих близнецов генетическая программа в начальные моменты развития была одинаковой, однако последующие различия в условиях жизни приводят к нек-рым различиям в их физич. и умственном развитии.
Вместе с тем следует подчеркнуть, что между развитием определенных признаков у человека (как и у любых других представителей высших организмов) и отдельными генами существует сложная связь. Те или иные признаки формируются под контролем большого числа генов и еще не выяснено, сколько, каких и каким образом связанных друг с другом генов контролируют образование отдельных органов (напр., глаза или даже частей глаза). Выяснение этих вопросов - дело будущего, и такая работа проводится биологами. Известно немного, напр., как происходит наследование цвета глаз, а также некоторых других признаков.
Изучение генетической программы развития имеет большое практич. значение, в особенности в отношении генов, определяющих предрасположенность к различным заболеваниям. Обнаружено большое число наследуемых болезней (многие болезни нервной системы, обмена веществ и др.), к-рые выявляются лишь на определенных стадиях онтогенеза. Знание особенностей протекания таких болезней чрезвычайно важно для их раннего выявления и лечения. Эти же сведения существенны для медико-генетического консультирования, т. к. раннее выявление носительства генов, определяющих развитие той или иной болезни, дает возможность специалистам по медицинской генетике высказать рекомендации о степени риска передачи таких генов потомству.
Типы и периодизация онтогенеза:
Прямой (без превращения)
Неличиночный (яйцекладный)
яйцеклетки богаты питательными веществами, значительная часть онтогенеза в яйце во внешней среде
Внутриутробный
обеспечение жизненных функций и развития зародыша материнским организмом через плаценту, роль провизорных органов
Непрямой (с превращением)
Полным: яйцо – личинка – куколка – взрослая особь
Не полным: яйцо – личинка – взрослая особь
Онтогенез (греч. on, ontos - сущее, существо; genesis - происхождение, развитие) - процесс индивидуального развития, рассматривается как совокупность последовательных морфологических, физиологических, психофизиологических и биохимических преобразований организма в течение всего жизненного цикла от момента оплодотворения яйцеклетки и образования зиготы до смерти. В процессе О. выделяют количественные изменения - увеличение размеров и живой массы организма, продолжительность жизни - и качественные изменения - тканевая дифференциация, появление органов и систем, возникновение новых структур и функций. В ходе О. четко вычленяются определенные фазы - пренатальный (внутриутробный) и постнатальный (после рождения) периоды.
Закономерности онтогенетического развития. Индивидуальное развитие подчиняется общей закономерности - оно находится под влиянием двух главных взаимодействующих факторов - внутреннего (наследственная программа) и внешнего (окружающая среда). На разных этапах онтогенеза оба фактора характеризуются различной эффективностью влияний и вклад каждого изменяется в ходе индивидуального развития.
В пренатальном периоде доминирует внутренний фактор, а влияния внешнего опосредуются материнским организмом. Наследственная программа интенсивно развертывается на протяжении внутриутробного периода. Ее полноценная реализация зависит прежде всего от качества генетического материала. Изменение числа хромосом и их характеристик, возникающее за счет непредвиденных мутаций, могут привести к различным нарушениям физического (заячья губа, волчья пасть, пороки сердца и др.) и психического развития (например, синдром Дауна).
Генетическая программа внутриутробного развития реализуется закономерно и последовательно во времени. Из физиологических причин, которые могут отрицательно повлиять на ее реализацию, следует упомянуть гипоксию. Развивающийся плод остро нуждается в притоке кислорода, поэтому нежелательны любые воздействия, приводящие к сужению или спазму сосудов у матери - активное и пассивное курение и особенно стрессы. Эксперименты на животных показали, что физический и "психический" стресс, переживаемый беременными самками, приводит к выраженным ранним и отдаленным последствиям. Наблюдалась более высокая, чем в контроле, смертность потомства, у детенышей отмечалась повышенная агрессивность, а при достижении половой зрелости у самок возникали нарушения репродуктивной функции.
Уже во внутриутробном периоде некоторые внешнесредовые воздействия могут опосредоваться не только гуморальными влияниями материнского организма, но и развивающейся нервной системой плода. Наблюдения показывают, что различные акустические воздействия приводят к изменениям сердцебиения и двигательной активности. Эти возможности нужно активно использовать, стимулируя положительный эмоциональный фон (тихая музыка, природные шумы) и избегая негативных эмоций (резкие звуки, крики, раздражение).
Наследственная программа определяет органогенез - закладку и развитие основных органов в первый, эмбриональный период (3-4 лунных месяца), и системогенез - объединение элементов разных органов в существенные для выживания и развития системы жизнеобеспечения - во второй, плодный (с 5-6 лунных месяцев).
Важнейшее значение для понимания общих закономерностей развития имеет сформулированный А.Н. Северцевым принцип гетерохронии развития (см. Гетерохрония развития), согласно которому отдельные органы и системы созревают неравномерно и достигают уровня зрелости в различные возрастные периоды. Значение принципа гетерохронии, понимание его роли в адаптивном характере развития отчетливо следует из разработанной П.К. Анохиным теории системогенеза (см. Системогенез).
Важное значение для понимания адаптивного (приспособительного) характера развития имеет выявленный А.А. Маркосяном принцип биологической надежности (см. Биологическая надежность).
Психология развития. Словарь под. ред. А.Л. Венгера
Онтогенез [греч. on (ontos) - сущее + genesis - происхождение] - процесс развития индивидуального организма. В психологии О. - формирование основных структур психики индивида в течение его детства- изучение О. - главная задача психологии развития. С позиций отечественной...
Большой словарь эзотерических терминов - редакция д.м.н. Степанов А.М
(от греч. on, род. п. ontos - сущее и genesis - рождение, происхождение), в биологии - процесс развития индивидуального организма, охватывающий все изменения, претерпеваемые им от рождения до окончания жизни. В психологии - формирование основных структур психики индивидуума в...
Философский словарь
(от греч. on - сущее... + генез[ис]) - индивидуальное развитие растительного, животного, человеческого или социального организма, охватывающее все изменения, претерпеваемые им от момента зарождения до окончания жизни.
ОНТОГЕНЕЗ (ontogenesis ; греч. on, ontos сущее + genesis зарождение, происхождение) - процесс индивидуального развития организма, представляющий собой совокупность закономерных, взаимосвязанных, характеризующихся определенной временной последовательностью морфологических, физиологических и метаболических преобразований в организме от момента его обособления как индивидуальности до смерти или прекращения существования в прежнем качестве (напр., в результате деления одноклеточного организма).
Термин «онтогенез» введен в 1866 г. нем. зоологом Геккелем (Е. Haeckel) в связи с формулировкой основного биогенетического закона (см.), согласно к-рому онтогенез есть краткое и сжатое повторение филогенеза - процесса исторического развития отдельных типов, классов, отрядов, семейств, родов, видов живых организмов. В соответствии с современными взглядами О. является не только результатом филогенеза (см.), но и его основой, причем сам филогенез предстает как исторический ряд онтогенезов.
О. принято разделять на эмбриональный (зародышевый, пренатальный) и постэмбриональный (после-зародышевый, постнатальный) периоды. Первый охватывает промежуток времени от оплодотворения до рождения (или до выхода из яйцевых оболочек), второй - от рождения до смерти.
Продолжительность каждого периода О. определяется особенностями организмов данного вида, а также действием экологических факторов. Количество питательных веществ, к-рое данный вид животных может использовать для обеспечения начальных этапов развития, зависит от продолжительности эмбрионального периода.
На основании совокупности свойств организма на относительно ранних этапах индивидуального развития, обеспечивающих его приспособительные отношения с окружающей средой, выделяют свободный личиночный, вторичный личиночный и не личиночный типы развития.
Свободный личиночный тип развития - развитие с метаморфозом (см.), или непрямое развитие,-- характеризуется наличием в своем жизненном цикле особой вставочной стадии - личиночной, на протяжении к-рой организм отличается от половозрелой особи и располагает необходимыми приспособлениями для самостоятельного образа жизни (см. Личинки). Переход от личиночной к половозрелой форме называется метаморфозом. Личиночный тип развития характерен для животных, откладывающих яйца с относительно малым количеством питательного материала.
При неличиночном типе развития, называемом также прямым, зародыши длительное время развиваются под покровом яйцевых оболочек, а молодой организм покидает их, будучи способным к самостоятельному добыванию пищи. У нек-рых видов молодая особь после вылупления получает пищу от родителей (напр., яйцекладущие млекопитающие). При не личиночном типе развития организм к моменту выхода его из яйцевых оболочек соответствует по основному плану строения, набору органов и систем половозрелой форме, отличаясь от нее лишь меньшими размерами тела, недоразвитием (гл. обр. в количественном плане) нек-рых систем, включая репродуктивную, и т. д.
Этот тип развития характерен для животных, откладывающих яйца со значительным количеством желтка, заключенные в специальные оболочки (скорлупу, кокон и др.).
О. плацентарных млекопитающих (в т. ч. и человека) имеет ряд особенностей. Ранние этапы О. протекают по типу внутриутробного развития, при к-ром оплодотворенная яйцеклетка (зародыш) развивается внутри материнского организма и питательные вещества в процессе всего эмбриогенеза поступают в зародыш вначале прямо из матки, а затем через плаценту.
Этот тип развития филогенетически наиболее молодой и в наилучшей степени обеспечивает выживание особи.
Внутриутробный период развития человека принято разделять на собственно эмбриональный и плодный периоды. Первый из них занимает первые 7 недель развития. С 8-й недели начинается плодный период, характеризующийся ростом, дальнейшей дифференцировкой органов, становлением их функций и заканчивающийся рождением.
Проблема О. животных в после-зародышевом периоде нашла отражение в теориях роста и созревания организма от момента рождения до наступления половой зрелости. В частности, М. М. Завадовский предложил теорию, указывающую на важность взаимодействия органов в постнатальном развитии и роль желез внутренней секреции в этом процессе. Предложены также теории старения, подчеркивающие роль генетических факторов или указывающих на преимущественную роль в определении темпов старения факторов окружающей среды (см. Геронтология).
Теорию О., связывающую воедино на основе представлений термодинамики процессы оогенеза, эмбрионального и постнатального развития, старения, регенерации, злокачественного роста, предложил А. И. Зотин. В соответствии с этой теорией О. живого организма, являющегося открытой системой, рассматривается в целом как процесс приближения энергетического уровня организма к более вероятному конечному стационарному состоянию, соответствующему переходу живого в неживое и характеризующемуся наименьшими показателями рассеивания энергии. Этот процесс начинается с момента оплодотворения и возможен благодаря предшествующему ему процессу оогенеза, когда будущий организм в виде яйцеклетки, образуемой материнским организмом, за счет его жизнедеятельности приобретает энергетически менее вероятное, но такое состояние, к-рое делает возможным развитие новой особи. Можно сказать, что в ходе оогенеза яйцеклетка приобретает способность обеспечить процесс О. в целом.
Согласно рассматриваемым представлениям, начальные этапы процессов регенерации, заживления ран, злокачественного роста обеспечиваются внутренними ресурсами организма, переходом последнего в энергетически менее вероятное состояние, но отличающееся повышенными пластическими возможностями.
Деление постнатального О. на возрастные периоды отражает изменение морфофункциональных показателей организма во времени после его рождения. Существующие варианты такого деления направлены на обеспечение решения конкретных задач возрастной физиологии и медицины. Наиболее детально разработано деление отрезка О. от момента рождения до достижения состояния половой зрелости. Выделяют периоды новорожденности, грудного возраста, детства и школьного возраста, пубертатный и зрелый возраст (см. Возраст), а также периоды предстарческих и старческих изменений (см. Старость, старение).
Библиография: Заварзин А. А. Синтез ДНК и кинетика клеточных популяций в онтогенезе млекопитающих, Д., 1967, библиогр.; Зотин А. И. Термодинамический подход к проблемам развития, роста и старения, М., 1974; Кнорре А. Г. Эмбриональный гистогенез, JI., 1971; Кольцов Н. К. Организация клетки, М.- JI., 1936; Пэттен Б. М. Эмбриология человека, пер. с англ., М., 1959; Светлов П. Г. Физиология (механика) развития, т. 1-2, JI., 1978; T о к и н Б. П. Общая эмбриология, М., 1977; УоддингтонК. Морфогенез и генетика, пер. с англ., М., 1964; он же, Основные биологические концепции, в кн.: На пути к теорет. биол., пер. с англ., под ред. Б. JI. Астаурова, т. 1, с. 11, М., 1970; Шмальгаузен И. И. Проблема дарвинизма, JI., 1969; Шмидт Г. А. Типы эмбриогенеза и их приспособительное значение, М., 1968; Яблоков А. В. и Юсуфов А. Г. Эволюционное учение, М., 1976.
В. Н. Ярыгин, С. Б. Тарабрин.
