Процесс индивидуального развития организма, начиная от его зарождения и заканчивая завершением его жизненного цикла, в биологии называют онтогенезом.
У одноклеточных организмов (простейшие, бактерии) онтогенез начинается в момент разделения материнской клетки на две и появления нового одноклеточного организма. Он совпадает с клеточным циклом и завершается либо очередным делением, либо смертью в результате негативного внешнего воздействия.
У многоклеточных организмов онтогенез принято делить на два основных периода:
- Эмбриональный (до рождения)
- Постэмбриональный (после рождения и заканчивается смертью)
В эмбриональном периоде, как правило, выделяют следующие этапы: дробление, гаструляцию и органогенез.
-
Дробление – это семь-восемь последовательных митотических делений оплодотворенной яйцеклетки. Дочерние клетки (бластомеры) не расходятся и не увеличиваются в размерах. С каждым последующим делением они становятся все меньше. Завершается дробление образованием однослойного многоклеточного зародыша – бластулы. Бластула – это шарик, стенка которого представлена одним слоем клеток (бластодерма) и полостью внутри (бластоцель).
-
После дробления идет процесс гаструляции, который характеризуется перемещением части клеточного материала с поверхности бластулы внутрь, на места будущих органов. Во время гаструляции клетки дифференцируются, т. е. становятся различными как по биохимическому составу, так и по структуре. Биохимическая специализация клеток обеспечивается дифференциальной активностью их генов. Дальнейшая дифференцировка клеток каждого зародышевого листка приводит к образованию одних и тех же тканей и органов у подавляющего большинства животного мира, т. е. к органогенезу.
-
Из эктодермы у позвоночных животных образуется нервная система, органы чувств, покровный эпителий с его железами и производными структурами (волосы, перья, копыта, когти и т. п.). Из энтодермы формируется эпителий средней кишки с его придаточными железами (печень и поджелудочная железа), жабры, легкие, плавательный пузырь, а также щитовидная железа; из мезодермы – мышечная, все виды соединительной ткани (например, дерма кожи, тела позвонков), кровеносная система, почки, половые железы. Нервная трубка, хорда и кишечник создают осевой комплекс органов зародыша, который определяет двустороннюю симметрию тела. Зародыш животных развивается как единый организм, в котором все клетки, ткани и органы находятся в тесном взаимодействии. При этом один зачаток оказывает влияние на другой, в значительной мере определяя путь его развития. Кроме того, на темпы роста и развития зародыша воздействуют внутренние и внешние условия.
В процессе постэмбрионального, или послезародышевого, развития осуществляются формообразовательные процессы, определяемые прежде всего биотипом организма, а также факторами внешней среды.
Различают два способа постэмбрионального развития: прямое, при котором рождающийся организм имеет все основные органы, свойственные взрослому животному (рыбы, претыкающиеся, птицы, млекопитающие), и непрямое, когда эмбриональное развитие приводит к образованию личинки, которая значительно отличается по внешним и внутренним признакам от взрослого организма.
По достижении личинкой определенного уровня развития, происходит ее метаморфоз, в процессе которого вырабатываются признаки взрослого организма. Головастик превращается в лягушку.
Наличие личиночной стадии в развитии земноводных обеспечивает им возможность жить в разной среде и использовать разные источники пищи: головастик живет в воде и питается растительной пищей, а лягушка ведет наземный образ жизни и питается животной пищей. Такое явление наблюдается у многих насекомых. Смена среды обитания и, как следствие, смена образа жизни животного при переходе его от личиночной стадии к взрослому организму снижает интенсивность борьбы за существование внутри вида. Кроме того, у некоторых сидячих, малоподвижных или паразитических животных свободноживущие личинки способствуют расселению вида, расширению его ареала.
Этапы онтогенеза
Гаметогенез — развитие половых клеток — гамет до момента, когда они становятся готовыми к оплодотворению.
Партеногенез — развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки.
Эмбриогенез — развитие организма от оплодотворения и до момента выхода из материнского организма (из зародышевой оболочки).
Рост — постэмбриональное развитие — накопление массы, изменение в размерах, становление обмена веществ и т.д. Метаморфозы = превращения. Для некоторых организмов очень важный этап (у бабочек — переход: гусеница — куколка — бабочка)
Старение — процесс постепенного нарушения функций организма, деградация систем организма.