Зародок

Зародиш, у рослин - зачаток нової особини (спорофіту), що розвивається в зародковому мішку сім'язачатка з заплідненої яйцеклітини (зиготи) або з інших клітин зародкового мішка, нуцеллуса або інтегументу без запліднення (при апоміксисі). У тварин і людини зародком (ембріоном) називають організм, що утворився статевим шляхом з заплідненої (при партеногенезі - незаплідненої) яйцеклітини і що розвивається в яйцевих оболонках (у яйцекладних) або в організмі матері (у тварин і людини). У людини - організм протягом перших 8 тижнів внутрішньоутробного розвитку, коли відбуваються основні зміни його будови (морфогенез); в період решти внутрішньоутробного розвитку (9-39-і тижні) організм, що розвивається, називається плодом.

Зародок рослин

Періоди розвитку зародка

Зазвичай у розвитку зародка спостерігаються три періоди: зиготичний – з запліднення яйцеклітини до першого поділу зиготи; проембріональний, що включає поділ зиготи, передзародка та вичленування покривного епідермального шару (ембріодерми); ембріональний (іноді відсутній), що супроводжується процесами гісто- та органогенезу, дозріванням зародка. Тривалість кожного їх у різних видів рослин різна.

Типи розвитку зародка

Послідовність перших поділів зародка, що спостерігається в проембріональному періоді, лягла в основу класифікацій типів розвитку зародка (типів ембріогенезу), які визначаються у напрямку закладки перегородки (або її відсутності) при першому розподілі зиготи і за ступенем участі клітин передзародку (апік зародка.До типів розвитку, що різко відрізняються, відносяться: т. н. Paeoniad-тип, описаний у півонії (у зиготі перші розподіли вільноядерні, не супроводжуються утворенням клітин), Piperad-тип, властивий перцевим, баланофоровим, деяким ворсянковим (зигота ділиться поздовжньою або похилою перегородкою, зошити глобулярна), і Graminad- злаків.

Велика частина квіткових рослин характеризується декількома типами розвитку зародка, загальною ознакою яких є перше розподіл зиготи за допомогою поперечної перегородки, а відмінності визначаються формою зошита перших чотирьох клітин та долею похідних клітин передзародка. Іноді в ембріогенезі чіткі послідовні поділи простежити не вдається. І тут йдеться про нерегулярному типі розвитку зародка.

Будова зародка на різних стадіях розвитку

В ембріональному періоді розвитку зародка у дводольних рослин зазвичай виділяється кілька послідовних стадій: глобулярна (від утворення ембріодерми до ініціації сім'ядолів), серцеподібна (перші етапи формування сім'ядолів), торпедоподібна [активний осьовий ріст зародка, формування первинних структур кореня] і завершальна стадія формування зародка, в ході якої відбувається остаточний розвиток структур у зрілому насінні.

На ранніх стадіях розвитку розрізняються власне зародок та підвісок (орган прикріплення та часткового живлення зародка), який найчастіше є похідним базальної клітини і до дозрівання зародка руйнується; його структура може бути різною, в окремих випадках підвісок не утворюється.У зрілому насінні повністю диференційований на органи зародок зазвичай складається з двох сім'ядолей, апекса втечі, розташованого між ними, гіпокотилю та зародкового кореня. У центрі гіпокотилю диференціюється провідний пучок, що розгалужується в сім'ядолі.

Зародки відрізняються за формою, величиною, ступенем диференціації, за кількістю сім'ядолів, довжиною гіпокотилю, розвиненістю апексів втечі і кореня, провідною системою, складом і кількістю запасних речовин, румінованістю (складчастістю) та іншими ознаками. Наприклад, у багатьох орхідей і грушанок зародки мікроскопічні, складаються з кількох клітин, не диференційовані на органи. У багатьох рослин зародки великі, іноді до 5-10 см завдовжки (волоський горіх, авокадо).

Розвиток зародка в більшості випадків проходить на материнській рослині, але є види, у яких дозрівання і дорозвиток зародка здійснюється в насінні, що опало і знаходиться в грунті (наприклад, у аконіту, вітряниці, сон-трави). У представників мангрових, зародок яких проростає на материнській рослині, гіпокотиль може подовжуватися до 1 м-коду.

У однодольних рослин у ході розвитку зародка формується лише одна сім'ядоля, апекс втечі утворюється біля її основи, гіпокотиль і зародковий корінь добре розвинені. Своєрідна будова зародка зрілого насіння злаків: зародковий корінь заміщається колеоризою (особливою захисною тканиною), функцію основного кореня при проростанні виконують адвентивні (бічні) корені, розвивається щиток (розростаюча частина гіпокотилю), що виконує га .

Зародок голонасінних рослин складається найчастіше з двох (у соснових може бути до 18) сім'ядолів, апекса втечі, короткого гіпокотилю та кореня.

Камеліна Ольга Петрівна. Перша публікація: Велика російська енциклопедія, 2008.

Зародок тварин та людини

Будова зародка на різних стадіях розвитку

У ході розвитку зародок зазнає ряду послідовних і узгоджених змін - від однієї клітини до багатоклітинного організму, здатного до самостійного існування.

Формуванню зародка передує стадія передзародкового розвитку, яка полягає в освіті та дозріванні батьківських статевих клітин - чоловічих (сперматозоїдів) та жіночих (яйцеклітин) з гаплоїдним набором хромосом.

На стадії запліднення відбувається злиття зрілих сперматозоїда та яйцеклітини в результаті статевого процесу або природна чи штучна активація яйцеклітини під впливом певних факторів (при партеногенезі). Запліднена яйцеклітина перетворюється на зиготу з диплоїдним набором хромосом. Активована під час партеногенезу яйцеклітина може нести як гаплоїдний, і диплоїдний набір хромосом.

Стадія зиготи (стадія одноклітинного зародка) триває з моменту проникнення сперматозоїда в яйцеклітину до першого поділу заплідненої яйцеклітини; у багатьох ссавців та людини цей період займає близько 1 доби. Протягом цієї стадії в цитоплазмі зиготи відбуваються переміщення різних органел і включень, що визначається площиною білатеральної симетрії.

Дроблення зиготи (стадія бластули) триває від першого поділу зиготи на дві дочірні клітини до формування одношарового багатоклітинного зародка (бластули), часто з порожниною (бластоціллю) усередині.На цій стадії зародок дробиться шляхом серії послідовних мітозів, але після кожного поділу дочірні клітини (бластомери) не досягають розмірів материнської, як це відбувається при розмноженні тканинних клітин. Тому, незважаючи на збільшення числа клітин, загальні розміри зародка не збільшуються, а розміри його клітин з кожним наступним поділом зменшуються. Через війну поділів на стадії бластули створюються умови виникнення різниці між частинами зародка – диференціювання , яка також дає початок поділу клітин на первинні статеві і соматичні. Клітини, що утворилися з різних ділянок яйця, отримують неоднакову за складом та кількістю цитоплазму (що визначає первинне диференціювання) і стають здатними до пересування, що забезпечує формування органів майбутнього організму. Бластомери мають диплоїдний набір хромосом.

Гаструляція (стадія гаструли) полягає в перетворенні вже багатоклітинного, але ще одношарового зародка (бластули) у двошаровий – гаструлу. У губок, кишковопорожнинних та круглих черв'яків гаструла складається з двох зародкових листків: зовнішнього, епібласту – первинної ектодерми та внутрішнього, гіпобласта – первинної ентодерми. У решти багатоклітинних тварин між ектодермою і энтодермой формується третій зародковий листок – мезодерма.

Будова зародка та стадії гаструляції ланцетника на початкових стадіях розвитку. Будова зародка та стадії гаструляції ланцетника на початкових стадіях розвитку. У ході гаструляції створюється загальний план будови організму, подібний навіть у віддалених у систематичному відношенні груп тварин.У вищих хребетних і людини двошаровість зародкового диска досягається першому етапі гаструляції шляхом деламинации (розщеплення) на зовнішній (верхній) і внутрішній (нижній) зародкові листки. У ході гаструляції маса зародка не збільшується, зростання клітин немає.

На стадії відокремлення зачатків органів та тканин відбувається поділ органів та тканин у порівняно однорідних зародкових листках. Тканинна диференціювання спостерігається тільки в провізорних органах, решта зародка складається з малодиференційованих (ембріональних) клітин, які виконують загальні функції обміну, клітинного розмноження, клітинного росту, руху (міграції) і т. д. У них присутні лише органели загального значення, властиві будь-якій клітини. На цьому етапі відбувається детермінація певних тканинних похідних, відповідно до якої ембріональні клітини набувають різних біохімічних і морфологічних відмінностей один від одного. З ектодерми розвиваються епідерміс (шкіра) і нервова трубка, з ентодерми – органи дихання, травна трубка та пов'язані з нею органи (печінка, підшлункова залоза та ін), з мезодерми – основні тканини тіла (м'язова, сполучна, кісткова, ).

У хребетних органогенез починається з нейруляції - формування на спинному боці зародка нервової трубки. Зародок на цій стадії називається нейрулою. Надалі на передньому кінці нервової трубки формуються головний мозок та органи почуттів, а на задній – спинний мозок та периферична нервова система.

У риб та вищих хребетних власне тіло зародка також відокремлюється від жовткового мішка (жовткового міхура) та інших позазародкових частин, які, по суті, є рано спеціалізуються і функціонуючі провізорні органи. У вищих хребетних це амніон, хоріон та алантоїс.

Закон зародкової схожості

Послідовні стадії зародкового розвитку риби (А), курки (Б), свині (В), людини (Г). Послідовні стадії зародкового розвитку риби (А), курки (Б), свині (В), людини (Г). Відповідно до закону зародкової подібності, зародки тварин на ранніх стадіях розвитку більш схожі один на одного, ніж дорослі організми, т.е. до. еволюційні зміни більшою мірою зачіпали пізні стадії онтогенезу, тому розвиток зародка певною мірою нагадує перебіг еволюції. Однак зародкова схожість щодо, і головним чином тому, що на кожній стадії розвитку зародки пристосовані до відповідного середовища. У зародків риб утворюється великий жовтковий мішок, у птахів – жовтковий мішок та спеціальні ембріональні органи – алантоїс та амніон; у ссавців – крім них ще трофобласт та плацента.

Фізіологічні особливості зародка

На різних стадіях розвитку фізіологічні функції зародка суттєво відрізняються від фізіології сформованого організму. Процеси обміну речовин у тілі зародка значно інтенсивніші, ніж у диференційованому організмі. Підвищена чутливість до різноманітних шкідливих факторів – проникаючої радіації, хімічних речовин, бактеріальних токсинів, коливань температури тощо. буд. Найбільша чутливість до таких агентів спостерігається під час найвідповідальніших морфогенетичних процесів.

Асинхронне розвиток елементів зародка значить їх незалежність друг від друга; навпаки, процеси розвитку різних органів та тканин взаємообумовлені та взаємоузгоджені. На всіх стадіях свого формування зародок є цілісним організмом, який розвивається, а й здійснює характерні кожної стадії функціональні відправлення.

Для виходу зародків з оболонок або народження в кінці зародкового розвитку синтезується фермент, що розчиняє оболонки, з'являються пристрої, що допомагають розбити шкаралупу та ін.

Редакція біології та біологічних ресурсів

Опубліковано 11 жовтня 2023 р. о 14:45 (GMT+3). Останнє оновлення 11 жовтня 2023 р. о 14:45 (GMT+3). Зв'язатися з редакцією