Эмбриональный период включает три основных этапа: дробление, гаструляцию и дифференциацию, или морфогенез. Рассмотрим эти этапы на примере развития зародыша ланцетника, которое представляет собой упрощенную схематическую картину эмбрионального развития и других хордовых животных.
В результате ряда последовательных митотических делений зиготы образуются многочисленные (128 и более) мелкие клетки – бластомеры (от греч. blastos – зародыш и meros – часть). При делении образовавшиеся дочерние клетки не расходятся и не увеличиваются в размерах. С каждым последующим шагом – делением – они становятся все мельче, так как в них не происходит увеличения объема цитоплазмы. Процесс деления клеток без увеличения объема цитоплазмы называют дроблением.
За короткое время дробления исходная яйцеклетка дает начало нескольким сотням клеток, образующим однослойную стенку вокруг центральной полости. В итоге зародыш принимает вид пузырька со стенкой, образованной одним слоем клеток. Такой однослойный зародыш называют бластулой, а образующуюся внутри полость – бластоцелью.
В ходе дальнейшего развития бластоцель превращается в первичную полость тела, которая у позвоночных почти полностью вытесняется вторичной полостью тела – целомом.
После образования многоклеточной бластулы начинается процесс гаструляции: перемещение части клеток с поверхности бластулы вовнутрь, на места будущих органов. В результате образуется чашевидный зародыш – гаструла. Она состоит из двух пластов клеток – зародышевых листков: наружного – эктодермы и внутреннего – энтодермы. У большинства многоклеточных животных в процессе гаструляции образуется третий зародышевый листок – мезодерма. Она расположена между эктодермой и эндодермой.
Клетки зародыша в процессе гаструляции становятся различными по структуре и по биохимическому составу, то есть они дифференцируются. Биохимическая специализация клеток обеспечивается различной (дифференцированной) активностью генов. Дифференцировка клеток каждого зародышевого листка эмбриона приводит к образованию различных тканей и органов, то есть совершается морфогенез, или формообразование. Производные эктодермы выполняют в основном покровную и чувствительную функции, производные энтодермы – функции дыхания и питания, а производные мезодермы обеспечивают связи между частями зародыша – двигательную, опорную, транспортную и трофическую функции.
У эмбриона в энтодерме одновременно с появлением и обособлением мезодермы начинается формирование хорды, которая впоследствии у всех позвоночных замещается позвоночником. Затем из эктодермы, расположенной над хордой, образуется нервная пластинка (нейральная эктодерма), из которой образуется нервная трубка. Так из нейральной эктодермы возникает зачаток центральной нервной системы. Процесс образования нервной трубки и осевого комплекса органов зародыша называют нейруляцией, а зародыш на этой стадии – нейрулой. У человека стадия нейруляции происходит в течение третьей недели после зачатия, размеры зародыша в этот период составляют всего лишь около 2 мм.
Эмбриональный период включает три основных этапа: дробление, гаструляцию и дифференциацию, или морфогенез. Рассмотрим эти этапы на примере развития зародыша ланцетника, которое представляет собой упрощенную схематическую картину эмбрионального развития и других хордовых животных.
В результате ряда последовательных митотических делений зиготы образуются многочисленные (128 и более) мелкие клетки – бластомеры (от греч. blastos – зародыш и meros – часть). При делении образовавшиеся дочерние клетки не расходятся и не увеличиваются в размерах. С каждым последующим шагом – делением – они становятся все мельче, так как в них не происходит увеличения объема цитоплазмы. Процесс деления клеток без увеличения объема цитоплазмы называют дроблением.
За короткое время дробления исходная яйцеклетка дает начало нескольким сотням клеток, образующим однослойную стенку вокруг центральной полости. В итоге зародыш принимает вид пузырька со стенкой, образованной одним слоем клеток. Такой однослойный зародыш называют бластулой, а образующуюся внутри полость – бластоцелью.
В ходе дальнейшего развития бластоцель превращается в первичную полость тела, которая у позвоночных почти полностью вытесняется вторичной полостью тела – целомом.
После образования многоклеточной бластулы начинается процесс гаструляции: перемещение части клеток с поверхности бластулы вовнутрь, на места будущих органов. В результате образуется чашевидный зародыш – гаструла. Она состоит из двух пластов клеток – зародышевых листков: наружного – эктодермы и внутреннего – энтодермы. У большинства многоклеточных животных в процессе гаструляции образуется третий зародышевый листок – мезодерма. Она расположена между эктодермой и эндодермой.
Клетки зародыша в процессе гаструляции становятся различными по структуре и по биохимическому составу, то есть они дифференцируются. Биохимическая специализация клеток обеспечивается различной (дифференцированной) активностью генов. Дифференцировка клеток каждого зародышевого листка эмбриона приводит к образованию различных тканей и органов, то есть совершается морфогенез, или формообразование. Производные эктодермы выполняют в основном покровную и чувствительную функции, производные энтодермы – функции дыхания и питания, а производные мезодермы обеспечивают связи между частями зародыша – двигательную, опорную, транспортную и трофическую функции.
У эмбриона в энтодерме одновременно с появлением и обособлением мезодермы начинается формирование хорды, которая впоследствии у всех позвоночных замещается позвоночником. Затем из эктодермы, расположенной над хордой, образуется нервная пластинка (нейральная эктодерма), из которой образуется нервная трубка. Так из нейральной эктодермы возникает зачаток центральной нервной системы. Процесс образования нервной трубки и осевого комплекса органов зародыша называют нейруляцией, а зародыш на этой стадии – нейрулой. У человека стадия нейруляции происходит в течение третьей недели после зачатия, размеры зародыша в этот период составляют всего лишь около 2 мм.