Індивідуальний розвиток організмів або онтогенез - це тривалий і складний процес формування організмів з моменту утворення статевих клітин і запліднення (при статевому розмноженні) або окремих груп клітин (при безстатевому) до завершення життя.
Від грецького «ontos» - суще і genesis - виникнення. Онтогенез це ланцюг строго визначених найскладніших процесів на всіх рівнях організму, в результаті якого формуються властиві тільки особинам даного виду особливості будови, життєвих процесів, здатність до розмноження. Закінчується онтогенез процесами, закономірно ведуть до старіння і смерті.
З генами батьків нова особина отримує свого роду інструкції про те, коли і які зміни повинні відбуватися в організмі, щоб він міг успішно пройти весь життєвий шлях. Таким чином, онтогенез є реалізацією спадкової інформації.
1. Історичні відомості
Процес появи і розвитку живих організмів цікавив людей з давніх-давен, але ембріологічні знання накопичувалися поступово і повільно. Великий Аристотель, спостерігаючи за розвитком курчати, припустив, що ембріон утворюється в результаті змішування рідин, що належать обом батькам. Таку думку протрималося протягом 200 років. У XVII столітті англійський лікар і біолог У. Гарвей зробив деякі досліди для перевірки теорії Аристотеля. Будучи придворним лікарем Карла I, Гарвей отримав дозвіл на використання для дослідів оленів, що мешкають в королівських угіддях. Гарвей досліджував 12 самок оленів, які загинули в різні терміни після спарювання.
Перший ембріон, витягнутий з самки оленя через кілька тижнів після спарювання, був дуже малий і зовсім не схожий на дорослу тварину. У оленів, які загинули в більш пізні терміни, зародки були більші, у них була велика схожість з маленькими, тільки що народилися Оленята. Так накопичувалися знання по ембріології.
Істотний внесок в ембріологію внесли такі вчені.
· Антонії ван Левенгук (1632-1723) виявив 1677 р сперматозоїди, їм вперше був вивчений партеногенез у попелиць.
· Ян Сваммердам (1637-1680) вперше провів вивчення метаморфоза комах.
· Марчелло Мальпігі (1628-1694) належать перші дослідження по мікроскопічної анатомії розвитку органів зародка курки.
· Каспар Вольф (1734-1794) вважається засновником сучасної ембріології; точніше і докладніше всіх своїх попередників досліджував розвиток курчати в яйці.
· Справжнім творцем ембріології як науки є російський вчений Карл Бер (1792-1876), уродженець Естляндськой губернії. Він першим довів, що при розвитку всіх хребетних тварин зародок закладається спочатку з двох первинних клітинних шарів, або пластів. Бер побачив, описав, а потім і продемонстрував на з'їзді натуралістів яйцевую клітку ссавців у розкритої їм собаки. Він відкрив спосіб розвитку осьового скелета у хребетних (з, так званої, спинний струни-хорди). Бер першим встановив, що розвиток будь-якого тваринного є процес розгортання чогось попереднього, або, як тепер би сказали, поступової диференціювання все більш складних утворень з більш простих зачатків (закон диференціювання). Нарешті, Бер першим оцінив важливість значення ембріології як науки і поклав її в основу класифікації тваринного світу.
· А.О. Ковалевський (1840-1901) відомий своєю знаменитою роботою «Історія розвитку ланцетника». Особливий інтерес представляють його роботи з розвитку асцидій, гребневиков і голотурій, по постембріонального розвитку комах і ін. Вивчаючи розвиток ланцетника і поширюючи отримані дані на хребетних, Ковалевський ще раз підтвердив правильність ідеї про єдність розвитку в усьому тваринному світі.
· І.І. Мечников (1845-1916) особливу популярність придбав дослідженнями губок і медуз, тобто нижчих багатоклітинних. Видною ідеєю Мечникова стала його теорія походження багатоклітинних організмів.
· А.Н. Северцов (1866-1936) є найбільшим, з сучасних ембріологів і порівняльних анатомів, творцем теорії філембріогенеза.
2. Індивідуальний розвиток одноклітинних організмів
онтогенез ембріологія одноклітинний організм
У найпростіших організмів, тіло яких складається з однієї клітини, онтогенез збігається з клітинним циклом, тобто з моменту появи, шляхом поділу материнської клітини, до наступного поділу або смерті.
Онтогенез одноклітинних організмів складається з двох періодів:
- дозрівання (синтез клітинних структур, зростання).
- зрілості (підготовка до поділу).
- самого процесу розподілу.
Набагато складніше протікає онтогенез у багатоклітинних організмів.
Наприклад у різних відділів царства рослин онтогенез представлений складними циклами розвитку зі зміною статевого і безстатевого поколінь.
У багатоклітинних тварин онтогенез теж дуже складний процес і набагато цікавіше, ніж у рослин.
У тварин виділяють три типи онтогенезу: личинковий, яйцекладних і внутрішньоутробний. Личинковий тип розвитку зустрічається, наприклад, у комах, риб, земноводних. Жовтка в їх яйцеклітинах мало, і зигота швидко розвивається в личинку, яка самостійно харчується і росте. Потім, по закінченні якогось часу, відбувається метаморфоз - перетворення личинки на дорослу особину. У деяких видів спостерігається навіть цілий ланцюжок перетворень на одній личинки в іншу і тільки потім - на дорослу особину. Сенс існування личинок може полягати в тому, що вони харчуються іншою їжею, ніж дорослі особини, і, таким чином, розширюється харчова база виду. Порівняти, для прикладу харчування гусениць (листям) і метеликів (нектаром), або пуголовків (зоопланктоном) і жаб (комахами). Крім того, в личинкової стадії багато видів активно заселяють нові території. Наприклад, личинки двостулкових молюсків здатні до плавання, а дорослі особини практично нерухомі. Яйцекладних тип онтогенезу спостерігається у рептилій, птахів і яйцекладущих ссавців, яйцеклітини яких багаті жовтком. Зародок таких видів розвивається всередині яйця; личиночная стадія відсутня. Внутрішньоутробний тип онтогенезу спостерігається у більшості ссавців, в тому числі і у людини. При цьому розвивається зародок затримується в материнському організмі, утворюється тимчасовий орган - плацента, через який організм матері забезпечує всі потреби зростаючого ембріона: дихання, харчування, виділення та ін. Внутрішньоутробне розвиток закінчується процесом дітонародження.
I. Ембріональний період
Індивідуальний розвиток багатоклітинних організмів можна поділити на два етапи:
Ембріональний або зародковий період індивідуального розвитку багатоклітинного організму охоплює процеси, що відбуваються в зиготі з моменту першого поділу до виходу з яйця або народження.
Наука, що вивчає закони індивідуального розвитку організмів на стадії зародка називається ембріологією (від грец. Ембріон - зародок).
Ембріональний розвиток може протікати двояко: внутрішньоутробно і закінчуватися народженням (у більшості ссавців), а так само поза тілом матері і закінчуватися виходом з яєчних оболонок (у птахів, риб, плазунів, земноводних, голкошкірі, молюски та деяких ссавців)