Биология във въпроси и отговори
Какви явления изучава биологията на развитието?
Биологията на развитието изучава явления като клетъчна диференциация (от зигота или спора до образуването на краен клетъчен тип), ембрионално развитие (ембриогенеза), растеж на тъкан или организъм, метаморфоза (развитие от стадий на ларва до възрастен организъм) и регенерация.
Метаморфоза
При много животни постембрионалното развитие протича с метаморфоза. В зависимост от степента и скоростта на промяна в структурата се разграничават катастрофални (остри, свързани с радикално преструктуриране на организацията) и еволюционни (постепенни, свързани с относително незначителни структурни промени) метаморфози. Сравнете тези видове метаморфоза. Какъв е биологичният им смисъл, предимствата на единия пред другия, както и недостатъците? Какъв тип метаморфоза смятате, че е еволюционно по-напреднал и защо? Дайте примери за животни, за които са характерни.
1) Сравнение. При катастрофална метаморфоза настъпват значителни промени в тялото на животното за минимално време. По време на метаморфозата животното е уязвимо и не може да се храни нормално. За да се извърши дълбоко преструктуриране на органите, е необходимо да се натрупат хранителни вещества. Еволюционната метаморфоза се характеризира с по-малко дълбоки и по-постепенни пренареждания в тялото. Животните по време на такава метаморфоза не са толкова уязвими и могат да ядат. В резултат на това жизненият цикъл на такива животни е по-кратък от този на животни с катастрофална трансформация.
2) Еволюция. Катастрофичната метаморфоза ви позволява да имате 2 високоспециализирани форми на живот - едната за развитие, другата за размножаване. Това също така позволява да се изключи конкуренцията между ларви и възрастни организми. В допълнение, всяка програма за развитие(преди и след метаморфоза) могат да се развиват независимо, адаптирайки се към техните условия.
3) Примери. Примери за животни с еволюционна метаморфоза: миди, насекоми с непълна метаморфоза, опашати земноводни, някои костни риби (камбала). Примери за животни с катастрофална метаморфоза: насекоми с пълна метаморфоза, анурани, кръглостоми.
Развитие на организма
Какви са функциите на развитието на организма? Какво е диференциация? Какво се нарича морфогенеза и растеж?
Развитието има две основни функции. Първо, в процеса на развитие се създават различни клетки и се определя последователността на събитията във всяко поколение, и второ, осигурява се непрекъснатостта на живота по време на прехода от едно поколение към друго. Първата функция включва образуването в тялото на всички различни видове клетки и тяхната организация. Една единствена клетка, оплодената яйцеклетка, поражда мускулни клетки, кожни клетки, неврони, лимфоцити, кръвни клетки и всички други видове клетки. Появата на клетъчно разнообразие се нарича диференциация; процесите на организиране на диференцирани клетки в тъкани и органи се наричат морфогенеза (създаване на форма и структура) и растеж (увеличаване на размера). Втората основна функция на развитието е размножаването: последователното размножаване на нови индивиди от даден вид.
Етапи на развитие на животните
Избройте основните етапи от развитието на животните
Нов организъм възниква в резултат на сливането на генетичния материал на двегамети - сперматозоиди и яйцеклетки. Това сливане, нареченооплождане, кара яйцеклетката да се развие. Наборът от етапи, които следват последователно след оплождането, се наричаембриогенеза. Ембриогенезата можеразделена на 4 основни стъпки. 1. Веднага след оплождането настъпва смачкване.Фрагментацията е поредица от бързо протичащи митотични деления, в резултат на които обемът на цитоплазмата на зиготата се разделя на множество по-малки клетки. Тези клетки се наричат бластомери и до края на разцепването те обикновено образуват топка, нареченабластули. 2. След намаляване на скоростта на митотичните деления, бластомерите извършват енергични движения, в резултат на което се променят позициите им една спрямо друга. Тази поредица от животински движения се наричагаструлация. В резултат на гаструлацията в типичен ембрион обикновено се образуват три клетъчни слоя, нареченизародишни слоеве. От външния лист -ектодерма - възникват епидермисът и нервната система; вътрешният лист -ендодерма - образува лигавицата на храносмилателната тръба и участва в образуването на органи, свързани с нея (панкреас, черен дроб и др.) и дихателни органи; средният лист -мезодерма - поражда няколко органа (сърце, бъбреци, полови жлези), съединителна тъкан (кости, мускули, сухожилия и кръвни клетки). 3. След появата на три зародишни слоя клетките, взаимодействайки помежду си и движейки се, образуват органи. Този процес се наричаорганогенеза. Много органи съдържат клетки, получени от различни зародишни слоеве, и често външната част на органа е образувана от клетки на един зародишен слой, а вътрешната част от друг. Освен това, по време на органогенезата, някои клетки извършват дълги миграции от мястото, където са възникнали, до мястото на окончателната си локализация. Такива мигриращи клетки включват прекурсори на кръвни клетки, пигментни клетки и гамети. 4. Част от цитоплазмата на яйцето давапроизход на гаметни прогениторни клетки. Тези клетки се наричат първични зародишни клетки и са изолирани за репродуктивна функция. Всички други клетки на тялото се наричат соматични. Това разделение на соматични клетки (пораждащи индивидуалния организъм) и полови клетки (осигуряващи появата на ново поколение организми) обикновено е един от първите етапи на диференциация, която се случва в развитието на животните. Първичните зародишни клетки впоследствие мигрират към половите жлези, където се диференцират в гамети - клетки, способни да участват в оплождането, което води до образуването на нов индивид. Развитието на гамети, нареченогаметогенеза, обикновено завършва до момента, в който организмът достигне пубертета. В зрелия организъм гаметите се освобождават и след оплождането дават началото на нов живот. Междувременно възрастният организъм постепенно узрява и умира.