Онтогенез

Содержание материала

Эмбриональное развитие многоклеточных высокоорганизованных животных

Эмбриональное развитие (эмбриогенез) начинается с образования зиготы и завершается выходом из яйцевых или зародышевых оболочек (при личиночном или неличиночном типах развития), или рождением (при внутриутробном развитии).

Для высокоорганизованных животных эмбриональный период включает процессы дробления и образования бластулы, гаструляцию, стадию трех зародышевых листков и органогенез, при котором в завершающий период формируется молодой организм, способный к самостоятельному питанию как без помощи, так и при помощи родителей.

1. Дробление.

Процесс, при котором происходит большое число быстро сменяющих друг друга митотических делений зиготы, за счет чего возникает многоклеточный зародыш, называется дроблением. Образующиеся клетки называются бластомерами, а возникающий в результате завершения процессов дробления полый внутри шар — бластулой.

Бластула мала по размерам (почти такая же, как зигота). Образованию бластулы предшествует морула (многоклеточное образование, не имеющее внутренней полости). Бластула, как и зигота, является обязательной стадией развития любого многоклеточного животного. После образования бластулы следует стадия гаструляции.

2. Гаструляция.

Процесс образования двухслойного зародыша (гаструлы) называется гаструляцией.

Бластула, образованная одним слоем клеток за счет различных процессов (впячивания, миграции бластомеров и т. д.), превращается в двухслойный зародыш — гаструлу. Внешний слой гаструлы называется эктодермой, а внутренний — энтодермой. На этом развитие кишечнополостных практически заканчивается, а более высокоорганизованные многоклеточные животные вступают в стадию образования зародыша, состоящего из трех зародышевых листков.

3. Стадия дифференциации клеток и образования трех зародышевых листков.

Клетки, из которых состоит гаструла, на следующем этапе развития образуют между энтодермой и эктодермой новый слой клеток — мезодерму, и зародыш становится трехслойным. Одновременно с этим процессом происходит дифференциация клеток, их специализация и формирование тканей, из которых в дальнейшем возникают отдельные органы, системы органов и организм как единое целое.

Установлено, что у разных видов с разным уровнем организации одни и те же зародышевые листки дают начало одним и тем же тканям и органам. Так, из эктодермы образуется нервная система, органы чувств, эпителий кожи, волосы, ногти (когти), потовые, сальные и млечные железы, эмаль зубов, эпителий ротовой полости и прямой кишки.

Из мезодермы образуется опорно-двигательная система (хрящи, костная и мышечная ткани), соединительнотканный слой кожи, органов кровеносной, выделительной и половой систем организма.

Из энтодермы формируются кишечник, печень, поджелудочная железа, легкие.

После стадии трех зародышевых листков начинается стадия первичного органогенеза.

4. Общая характеристика органогенеза.

После формирования трех зародышевых листков у зародыша начинают образовываться осевые органы: нервная трубка, хорда, кишечная трубка. Далее идет формирование отдельных органов других систем. В результате органогенеза формируется молодой организм, способный к существованию во внешней среде либо самостоятельно, либо при помощи родителей, т.е. организм вступает в постэмбриональное развитие.

Индивидуальное развитие

Процесс индивидуального развития любого организма носит название онтогенез. Понятие онтогенеза было введено в биологию Эрнстом Геккелем в 1866 году. По современным представлениям онтогенез (греч. ontos — существо, особь, genesis — развитие) — это полный цикл индивидуального развития каждой особи, в основе которого лежит реализация наследственной информации на всех стадиях существования в определенных условиях внешней среды; он начинается образованием зиготы (при половом размножении) и заканчивается смертью. Для биологического вида Homo sapiens характерно прямое внутриутробное развитие.

В зависимости от среды, в которой происходит развитие организма человека, онтогенез распадается на два больших периода, отделенных друг от друга моментом рождения:

Внутриутробный (пренатальный, или антенатальный), когда вновь зародившийся организм развивается в утробе матери; этот период длится от зарождения до рождения.
Внеутробный (постнатальный), когда новая особь продолжает свое развитие вне организма матери; этот период длится от момента рождения до смерти.

В последнее время предложено также выделить предзиготный период, предшествующий образованию зиготы.

Понятие акселерации и ее причины

В последнее время научно обоснованные закономерности онтогенеза дополнились понятием акселерации. Данный термин означает ускоренное половое и социальное развитие человека. Эти факторы, влияющие на онтогенез, дают основания полагать, что в скором времени временные отрезки определенных возрастов могут немного измениться.

За последние 100 лет было зарегистрировано не только увеличение длины тела и массы новорожденных, но и ускоренные физиологические процессы и развития психики. Уже сейчас подростковый период у девочек наступает гораздо раньше, чем еще в середине прошлого века.

Интересно, что интенсивность акселерации неоднородна и зависит от территории проживания человека. К примеру, первые подобные примеры в Англии были зарегистрированы еще в начале 19 века, а вот в странах Западной Европы начали проявляться лишь в его середине. Страны Южной и Центральной Европы столкнулись с измененными значениями лишь в начале 20 века. В России этот период наступил еще позже – в 30-е годы прошлого века. В азиатских странах, в частности, в Японии и Китае, первые акселераты начали появляться лишь в середине 20 века (рисунок 4).

Однако существуют регионы, в которых акселерация пока так и не проявилась. Этот процесс нехарактерен для народов тропической Африки и Америки, а также полинезийских племен.

Рисунок 4. Причины развития акселерации так до конца и не изучены

Если же говорить о причинах акселерации, как об ускоренном развитии организма, то наука пока не может дать однозначного ответа на этот вопрос

Самая распространенная и вероятная теория гласит, что важное значение в развитии акселерации имеет улучшение условий жизни. В прошлом неудовлетворительное питание и плохая медицина задерживали проявление генетического потенциала

Однако существует и мнение скептиков, которые утверждают, что 20 веке качество продуктов питания и экология стали значительно хуже, однако процессы акселерации, напротив, активизировались.

Постнатальный период

Если пренатальный период имеет строгие временные ограничения и отвечает сугубо за физическое формирование организма по неделям, то постнатальный онтогенез – более комплексный и сложный. Дело в том, что именно после рождения начинается не только физическое, но также волевое и личностное развитие каждого конкретного человека в онтогенезе. От это будет зависеть, какой личностью станет ребенок, какие черты характерна у него сформируются и какие предпочтения появятся (рисунок 3).

Отдельного внимания заслуживает и периодизация, принятая для постнатального онтогенеза человека:

Новорожденность: охватывает лишь первые 10 дней жизни младенца.
Грудной возраст: длится до 1 года. В это время наблюдается самый активный физический рост и развитие.
Раннее детство: продолжается от 1 до 3 лет.
Первое и второе детство: длятся от 4 до 7 и от 8 до 11-12 лет соответственно. Уже на этом этапе активно проявляется не только физическое, но и психологическое и личностное развитие.
Подростковый возраст: его продолжительность напрямую зависит от пола. У девочек пубертантный период начинается раньше, и длится с 12 до 15 лет. У мальчиков аналогичная стадия развития наступает в 13-16 лет.
Юношество: также отличается в зависимости от пола: 16-20 лет для девушек и 17-21 год для юношей.
Зрелый возраст: начинается в 20-21 год и заканчивается в 55-60 лет. Для него характерно окончательное формирование личности и активный репродуктивный период.
Период старости: начинается с 60 лет и длится до смерти. Характерная особенность данного этапа – в постепенном замедлении обменных процессов и угасании работы органов и систем.

Рисунок 3. Постнатальный этап начинается с рождения и заканчивается смертью

Все эти периоды постнатального онтогенеза человека характеризуются последовательностью, а для каждого из них характерны свои особенности. При этом, вне зависимости от этапа, для человеческого организма характерно постоянное развитие, как физическое, так и психологическое.

Этапы индивидуального развития человека

Развитие организма человека. Индивидуальное развитие человека (онтогенез) начинается с момента оплодотворения, когда происходит слияние женской (яйцеклетка) и мужской (сперматозоид) половых клеток. Начальные этапы развития протекают в половых путях женщины, поэтому весь онтогенез принято делить на пренаталъный и постнатальный (от лат. natus — роды) периоды, т. е. дородовой и послеродовой.

В пренатальном (внутриутробном) периоде онтогенеза в свою очередь выделяют зародышевый (эмбриональный) и плодный (феталъный) периоды. Первый длится 2 месяца, второй — с 3-го по 9-й включительно.

В эмбриональном периоде происходит увеличение числа клеток, которые постепенно дифференцируются в зачатки всех типов тканей (гистогенез). В течение второго месяца внутриутробного развития образуются органы (органогенез); в основных чертах формируются части тела: голова, шея, туловище и конечности. С 3-го месяца начинается интенсивный рост и развитие тела плода, продолжающийся и после рождения ребенка.

С момента рождения начинается процесс самостоятельной жизни индивидуума и его адаптация к окружающей среде. Вновь приобретаемые признаки наслаиваются на переданные по наследству, в результате чего в организме происходят сложные преобразования. Физическое развитие индивидуума характеризуется весом, ростом и размерами отдельных частей тела.

Эти показатели в течение жизни изменяются неравномерно.

Ускоренный рост наблюдается в период раннего детства (от 1 года до 3 лет), в возрасте от 5 до 7 лет и в период полового созревания (от 11-12 до 15—16 лет), при этом изменяются и основные пропорции тела. Параллельно с ростом наблюдаются возрастные изменения во всех органах и системах. Примерно к 20-25 годам рост человека прекращается и наступает относительно стабильный период существования — зрелый возраст. После 55—60 лет человек начинает постепенно стареть, и в ряде органов возникают склеротические изменения. Это в свою очередь вызывает снижение различных функций организма.

В процессе развития и роста организма и формирования его нервной системы меняется характер и уровень потребностей человека. У новорожденного доминируют витальные потребности, связанные с осуществлением жизненно важных функций: питания, дыхания, сна и т. п. Постепенно формируются и интенсивно развиваются разнообразные физиологические потребности, связанные с перемещением в пространстве, с усвоением различных пищевых веществ, ростом и развитием, а также самостоятельным выполнением и произвольным регулированием физиологических функций. Сравнительно рано, уже на первом году жизни, начинают формироваться познавательные потребности, особенно в период раннего детства (1-3 года) и позднее на протяжении дошкольного и школьного периодов развития ребенка. Формирование социально-коммуникативных потребностей занимает довольно длительный период онтогенеза, включая зрелую жизнь индивидуума.

В период полового созревания в развитии личности субъекта доминируют социально-коммуникативные потребности. Вершиной в развитии личности являются творческие потребности, связанные с накоплением новых знаний и культурных ценностей. Начало формирования этих потребностей следует отнести к концу раннего детства и переходу к дошкольному периоду развития. Однако доминирующей мотивационной основой они могут стать позднее, когда личность человека уже сформирована, и наступает период зрелого существования.

Резервы человеческого организма

Особенностью человеческого организма является наличие больших резервов – как физических, так и духовных. Они генетически обусловлены, но при тренировке могут увеличиваться. За последнее столетие спортивные рекорды человека изменились весьма существенно.

В основе развития физических качеств и резервов лежат особенности организма человека, названные ученым-физиологом А. А. Маркосяном надежностью биологической системы. Надежность организма обеспечивается избыточностью его элементов, их взаимозаменяемостью, способностью быстро и полностью возвращаться к состоянию относительного постоянства, динамичностью взаимодействия звеньев этой биологической системы. Так, известно, что в головном мозге используется не более 5–10% нервных клеток. В покое в мышцах открыты лишь 25% кровеносных капилляров, однако при физической нагрузке их пропускная способность увеличивается в несколько раз. После умеренной нагрузки функциональные показатели уже через 5 минут возвращаются к исходному уровню. Примеры можно продолжить, но, главное, надо понять, что для развития физических качеств у организма имеется материальная основа.

Как рассчитать свой идеальный вес?

Для определения «должной» массы тела человек зрелого возраста может воспользоваться формулой:

должная масса тела = длина тела (см) – 100.

Эта формула пригодна при росте 155–164 см, при росте 165–174 см следует вычесть 105, а при еще большей длине тела – 110.

Полезен и расчет индекса массы тела (ИМТ) по формуле:

ИМТ = масса тела (кг) / рост (м)2

В норме ИМТ равен 18–25.

Особенности развития и роста организма человека

Все возрастные периоды онтогенеза человека имеют свои особенности развития организма. К примеру, для эмбрионального (пренатального) ключевую роль играет образ жизни матери, ее психологическое состояние, питание и наличие вредных привычек.

Научно доказано отрицательное влияние никотина на формирование плода, а в комплексе с другими вредными привычками, в частности, употреблением алкоголя, подобный образ жизни и вовсе может привести к развитию мутаций, несовместимых с жизнью.

Мы не будем детально рассматривать каждый возрастной период и его сроки, а условно разделим постнатальный онтогенез на этапы детства, зрелости и старости. Даже такого просто разделения будет достаточно для описания факторов, определяющих психическое и физическое развитие организма.

Рисунок 5. У каждого этапа развития человека есть свои особенности

Для первого периода, от рождения до зрелости, характерно активное физическое развитие. Ребенок очень быстро растет и приобретает основные навыки, необходимые для дальнейшей жизни. В период зрелости развитие организма продолжается, но на данном этапе больше проявляется личностный и психологический рост, а также активная фаза продолжения рода (рисунок 5).

Заключительный период – старость, характеризуется обратными процессами. В организме меняется гормональный фон, замедляются обменные процессы, а все органы и системы постепенно приходят в упадок. Онтогенез человека завершается биологической смертью.

Анализ жизненного цикла товара (примеры)

Телефоны IPhone (США)

2007 г. – старт продаж: строгий дизайн, отсутствие кнопок и джойстика, прототип всех сегодняшних телефонов других брендов.
2007-2013 гг. – этап роста: добавление новых функций и возможностей; расширение ассортимента по цветовой гамме; увеличение диагонали дисплея; ежегодное изменение дизайна.
2013-2018 гг. – этап насыщения: стереозвук, мощный аккумулятор, защита от воды, гибкий корпус, сканер отпечатков.

Бренд apple пользуется спросом по всему миру. Не ведя гибкой ценовой политики, фирма зарабатывает престижем. Ежегодно выстраиваются целые очереди для покупки новинки. Фаза спада, судя по объемам продаж, наступит нескоро.

Шоколад Roshen (Украина)

2000 г. – стадия внедрения: разработка ассортимента на базе имеющейся номенклатуры под новым брендом.
2000–2002 гг.: фаза роста: открытие филиалов за рубежом, поиск ритейлеров (более 100 по всему миру), появление новой продукции (тортов, вафель, зефира, печенья и т. д.).
2002–2018 гг.: фаза насыщения: высокий рейтинг (ТОП-20), разработка начинок (с апельсиновой нугой, с коньяком, с клюквой, экстра молочный, экстра черный и т. д.), совершенствование швейцарской технологии изготовления.

Производство постоянно расширяется, несмотря на закрытие Липецкого филиала. Объемы продаж установленны на одном уровне уже несколько лет (800 $ млн.). При поддержании качества на должном уровне компания способна перерасти в целую империю и поддерживать объем продаж на постоянном уровне.

Чай Akbar (Шри-Ланка)

1860–1907 гг. – этап внедрения: покупка плантаций и сбор первых урожаев.
1907–1979 гг: – этап роста: разработка фирменного дизайна, формирование двух направлений продаж (цейлонский черный и китайский зеленый чай); выход на мировой рынок, появление партнеров по фасовке в Америке, Канаде и странах Европы.
1978–2018 гг. – этап насыщения: лидерство по мировому производству (22%), первая в мире продажа пакетированного чая, создание более 300 купажей, появление в ассортименте гранулированного кофе и чая в пирамидках.

Акбар занимает лидирующее положение на рынке. Становление предприятия происходило до фактической монополизации отрасли. Качественное сырье из Цейлона делает продукт востребованным. А высокое качество (листья с высокогорий) позволяет продавать чай более, чем в 80 странах мира на постоянной основе. Поэтому период упадка производства произойдет лишь в случае перехода массового потребителя на другие напитки.

Книга «Я познаю мир» издательства АСТ (Россия)

Для книжных изданий в томах характерен равномерный жизненный цикл, в отличие от учебников (кривая ностальгии) и переиздания старых или выпуска редких книг (бум). Любая книга имеет ограниченный срок популярности. Поэтому к категории «вечных» товаров ее отнести нельзя, за исключением собраний сочинений и многотомников по искусству (альманахи, альбомы, коллекционные издания). Стадия спада хрестоматии «Я познаю мир» во многом связана с развитием интернета и появления других достойных аналогов.

https://youtube.com/watch?v=zTrECX4YgKg

Особенности развития человека

Онтогенез человека – это непрерывный поступательный процесс, идущий от слияния половых гамет до смерти. Количество клеток увеличивается в результате размножения с одной до 30-40 трлн.

С рождения и до смерти в теле человека происходят и качественные изменения клеточного состава. Физически индивид формируется к 20-25 годам. Формирование личности в онтогенезе завершается к 16-21 году.

Выделяют следующие основные этапы онтогенеза человека:

предзародышевый (проэмбриональный);
зародышевый (эмбриональный);
послезародышевый (постэмбриональный или внеутробный).

Проэмбриональный период заключается в продукции половых клеток (гамет) и их слиянии (оплодотворении яйцеклетки).

Особенности онтогенеза человека:

эмбриональный период укорочен;
завершается эмбриогенез на стадии внедрения зародыша в стенку матки.

Внедрение в матку идет в стадию бластоцисты, когда зародыш внешне – это пузырек, состоящий из нескольких сотен клеток. Оболочка плодного яйца при имплантации зародыша растворяется, и все дальнейшие процессы развития происходят под защитой материнского организма.

Без участия материнского организма в плодном яйце человека протекает только период дробления на этапе формирования бластоцисты.

Принято выделять периоды онтогенеза человека:

дородовый (пренатальный);
послеродовый (постнатальный).

Продолжительность внутриутробного развития зависит от индивидуальных особенностей протекания беременности, в среднем длится 38-42 недели. Длительность послеродового периода зависит от наследственных факторов и условий окружающей среды.

Предзиготный период

Предзиготный период развития связан с образованием гамет (гаметогенез). Образование яйцеклеток начинается у женщин еще до их рождения и завершается для каждой данной яйцеклетки только после ее оплодотворения. К моменту рождения плод женского пола в яичниках содержит около двух миллионов ооцитов первого порядка (это еще диплоидные клетки), и только 350 — 450 из них достигнут стадии ооцитов второго порядка (гаплоидные клетки), превращаясь в яйцеклетки (по одной в течение одного менструального цикла). В отличие от женщин половые клетки в семенниках (яичках) у мужчин начинают образовываться только с началом периода полового созревания. Длительность периода образования сперматозоида составляет примерно 70 суток; на один грамм веса яичка количество сперматозоидов составляет около 100 миллионов в сутки.

Оплодотворением называют процесс слияния яйцеклетки и сперматозоида, приводящий к образованию зиготы. Оплодотворение яйцеклетки происходит в начальном участке маточной трубы, куда проникают лишь около ста сперматозоидов. Способность сперматозоидов к оплодотворению в женских половых путях сохраняется на протяжении двух суток. Сперматозоид имеет в головке акросому, которая содержит фермент для растворения оболочки яйцеклетки. При сближении сперматозоида и яйцеклетки акросома разрывается, и освободившиеся ферменты растворяют оболочку женской гаметы. Сперматозоид проникает внутрь яйцеклетки, после чего она покрывается плотной оболочкой, препятствующей проникновению других мужских гамет. В результате оплодотворения восстанавливается диплоидный набор хромосом. Образовавшийся одноклеточный зародыш — зигота. В ней в течение суток происходят сложные перемещения отдельных участков цитоплазмы и ее органелл.

Внутриутробный период развития человека продолжается 280 суток и делится на:

начальный период (первая неделя после оплодотворения, в течение которой происходит дробление зиготы, образование бластулы и ее имплантация в стенку матки);
эмбриональный период (первые два месяца), когда происходит начальное развитие зародыша (эмбриона) и когда совершается основная закладка тканей и органов;
плодный период (3 -9 месяцы), когда продолжается рост частей, образовавшихся в эмбриональной стадии и дальнейшее формирование органов и систем. С третьего месяца зародыш человека носит название плод.

Модель жизненного цикла товара: недостатки

Несмотря на фундаментальность концепции и возможности ее применения в любых сферах с учетом инноваций, жизненный цикл товара не может быть определен математическим моделированием. Никто не знает, как поведет себя потребитель завтра.
Теория ЖЦТ не используется при управлении бизнесом. Не учитывается при планировании и прогнозах. Не является точкой опоры в принятии решений.
Используется в качестве ретроспективного анализа деятельности фирмы (объем продаж и прибыли в динамике).
Сложно определить период наступления фазы. Кривые ЖЦТ (графики в системе координат «продажи–период») не характеризуют точного направления продаж – «вверх–вниз» – на конкретную дату.

Пренатальный онтогенез человека

Дородовый онтогенез и его периоды:

зародышевый (первые 8 недель);
плодный (с 9 недели до рождения).

На зародышевой стадии развития особь не имеет сходства с взрослым человеком. В этот период идет накопление клеточного материала и дифференциация тканей. Генетические основы онтогенеза зародышевого периода хранятся в ДНК хромосом и реализуются при определенных благоприятных условиях окружающей среды.

На плодной стадии эмбрион приобретает сходство с человеком. У него уже сформированы голова, туловище, конечности и происходит формирование отдельных органов.

С 16 недели плод не меняется внешне, что затрудняет определение срока беременности по УЗИ, а растет в длину и прибавляет в весе.

Критические периоды онтогенеза человека

Полноценная реализация генетической программы зависит не только от качества генетического материала, доставшегося эмбриону от родительских организмов, но и от условий роста и созревания.

В пренатальном периоде выделяются два критических периода, когда неблагоприятные (тератогенные) изменения окружающей среды вызывают наиболее разрушительные патологии:

Имплантация зародыша в стенку матки. Происходит в конце 1- начале 2 недели.
Формирование плаценты. Длится в промежутке 3-8 недель.

По статистике на стадии имплантации зародыша гибнет 50-70% оплодотворенных яйцеклеток. Если тератогенные факторы воздействуют на эмбрион при формировании плаценты, то возникают патологии развития.

А так как органы закладываются не одновременно, а последовательно, то действие тератогенных факторов в разные сроки формирования плаценты приводит к поражению различных органов:

3 неделя – поражается сердце, центральная нервная система;
4-5 недели – сердце, глаза, руки, ноги;
6 неделя – ухо, зубы;
7-8 – небо, ухо, наружные половые органы.

Действие тератогенных факторов приводит к таким врожденным порокам психического развития, как синдром Дауна. Возможно развитие физических аномалий – заячьей губы, волчьей пасти, пороков сердца.

Неблагоприятные факторы представляют опасность для выживания плода в течение всего срока внутриутробного развития. Закладка системы жизнеобеспечения, формирование головного мозга наиболее уязвимы на 20-36 неделях беременности.