Эволюция онтогенеза. (лекция 10)

Июль 22, 2022

Главная
Биология
Эволюция онтогенеза. (лекция 10)

Содержание

2. Сущность онтогенеза и место в эволюции Эволюционные изменения связаны и с перестройкой онтогенетического развития. Онтогенез -
3. Основные атрибуты онтогенеза Исходная запрограммированность процессов. Наличие уникальной неизменной генетической программы развития, сформированной вследствие мейоза и
4. Основные атрибуты онтогенеза Адаптивный характер: поливариантность онтогенеза обеспечивает возможность приспособления к различным условиям Неравномерность темпов: скорость
5. Характеристики онтогенеза Онтогенез особей различается по продолжительности темпам характеру дифференцировок Выделяют периоды : проэмбриональный эмбриональный постэмбриональный.
6. Основные типы онтогенеза 1. Онтогенез организмов с бесполым размножением и/или при зиготном мейозе (прокариоты и некоторые
7. Основные типы онтогенеза 4. Онтогенез с наличием личиночных и промежуточных стадий: от первично-личиночного анаморфоза до полного
8. Основные типы онтогенеза Таким образом, существует множество основных типов онтогенеза и еще большее число производных типов.
9. Особенности онтогенеза в разных группах С переходом к многоклеточности онтогенез усложняется по форме и удлиняется во
10. Пример упрощения жизненного цикла переход от гаплоидной фазы развития к диплоидной от развития с метаморфозом (у
11. Онтогенетическая дифференцировка процесс возникновения структурного и функционального разнообразия в ходе развития исходного зачатка специализации образующихся при
12. Этапы онтогенеза эмбриональный, период роста период зрелости (размножения) период старости. Эмбриогенез у амфибий делится на зародышевый
13. Эмбриональные (эмбрионально-личиночные) адаптации Эмбриональным развитием называются ранние стадии онтогенеза, которые протекают под защитой яйцевых оболочек, зародышевых
14. 2. Неличиночный яйцекладный – прохождение ранних этапов гисто- и морфогенеза под защитой яйцевых оболочек (насекомые с
15. Независимо от типа эмбрионального развития, зародыши и личинки должны иметь определенные приспособления (адаптации), обеспечивающие возможность его
16. Основные тенденции в эволюции онтогенеза целостность эмбрионизация автономизация.
17. Целостность и устойчивость онтогенеза Структурная и функциональная целостность особи основана на взаимосвязи и взаимодействии онтогенетических дифференцировок
18. Естественный отбор способствует развитию фенотипов с более целостным онтогенезом — эволюция сопровождалась постепенным усилением дифференциации и
19. Корреляции Наличие взаимозависимости между структурами организма - корреляция изменения в одних органах - изменения в других
20. Эргонтические или функциональные корреляции - устанавливаются функциональные зависимости между уже сформированными структурами - нормальное развитие нервных
21. Координации. Сопряженное изменение органов в историческом развитии Топографические координации - пространственные связи органов, согласованно меняющихся в
22. Координации Динамические координации - изменение в процессе филогенеза функционально связанных между собой органов и их систем
23. Координации Биологические координации — эволюционные изменения в органах, непосредственно не связанных между собой корреляциями - развитие
24. Координации и корреляции связаны между собой Корреляции служат основой для координаций Корреляции касаются морфофизиологических взаимозависимостей формообразования
25. Эмбрионизация онтогенеза —возникновение в процессе эволюции способности к прохождению части стадий развития под защитой материнского тела
26. приспособительное значение эмбрионизации типы эмбрионального развития у животных первично-личиночного неличиночного вторично-личиночного. Исходным в эволюции является первично-личиночный
27. эмбрионизация онтогенеза у растений и животных многими приводит к усилению роли внутренней среды в развитии зародыша
28. Высший этап эмбрионизации живорождение, плацентация вскармливанием детенышей молоком. защищенность зародыша и усиление системы морфогенетических корреляций эмбриональное
29. Неотения. Возникшая в ходе эволюции способность к размножению на ранних (личиночных) стадиях онтогенеза. Для неотенических форм
30. Фетализация — способ эволюционных изменений организмов, характеризующийся замедлением темпов онтогенеза отдельных органов или их систем и
31. Автономизация онтогенеза Процесс сокращения детерминирующего значения физико-химических факторов внешней среды ведет к возникновению относительной устойчивости развития
32. Филэмбриогенезы Филэмбриогенезы – это эволюционные преобразования процессов онтогенеза, связанные с адаптациями взрослых (половозрелых) организмов. Наиболее универсальными
33. Гетерохрония – это смещение времени закладки органа. Примеры гетерохронии: головной мозг позвоночных развивается быстрее, чем пищеварительная
34. Выпадение стадий онтогенеза связано с утратой личиночных стадий, стадии взрослого организма, промежуточных стадий онтогенеза. Примеры выпадения
35. Онтогенез — основа филогенеза Филэмбриогенез — эволюционные изменения хода онтогенеза Анаболия — эволюционное изменение формообразования на
36. Девиация — эволюционное уклонение в развитии органа на средних стадиях его формирования. развитие чешуй у акуловых
37. Рекапитуляция Изменения группы в филогенезе - посредством изменений в онтогенезе эти изменения - поздние стадии развития.
40. Скачать презентацию

Слайд 2

Сущность онтогенеза и место в эволюции
Эволюционные изменения связаны и с перестройкой

онтогенетического развития.
Онтогенез - развитие особи с момента образования зиготы или другого зачатка до естественного завершения ее жизненного цикла (до смерти или прекращения существования в прежнем качестве).
Онтогенез — процесс развертывания, реализации наследственной информации, заложенной в зародышевых клетках.
Филогенез не идет без изменения отдельных особей в онтогенезе
Онтогенез - результат филогенеза, и его предпосылка.

Слайд 3

Основные атрибуты онтогенеза
Исходная запрограммированность процессов. Наличие уникальной неизменной генетической программы развития, сформированной вследствие

мейоза и оплодотворения
Необратимость онтогенеза. При реализации генетической программы невозможен возврат к предыдущим стадиям
Углубление специализации: по мере развития уменьшается вероятность смены траектории онтогенеза

Слайд 4

Основные атрибуты онтогенеза
Адаптивный характер: поливариантность онтогенеза обеспечивает возможность приспособления к

различным условиям
Неравномерность темпов: скорость процессов роста и развития изменяется.
Целостность и преемственность отдельных этапов. Признаки, появляющиеся на более поздних стадиях, базируются на признаках, проявляющихся на ранних стадиях
Наличие цикличности: существует цикличность старения и омоложения
Наличие критических периодов, связанных с выбором пути в узловых точках (точках бифуркации) или с преодолением энергетических порогов.

Слайд 5

Характеристики онтогенеза
Онтогенез особей различается по
продолжительности
темпам
характеру дифференцировок
Выделяют периоды :
проэмбриональный
эмбриональный
постэмбриональный.

Онтогенез - прямое развитием или развитие путем метаморфоза.

Слайд 6

Основные типы онтогенеза
1. Онтогенез организмов с бесполым размножением и/или при зиготном мейозе (прокариоты

и некоторые эукариоты).
2. Онтогенез организмов с чередованием ядерных фаз при споровом мейозе (большинство растений и грибов).
3. Онтогенез организмов с чередованием полового и бесполого размножения без смены ядерных фаз. Метагенез – чередование поколений у Кишечнополостных. Гетерогония – чередование партеногенетического и амфимиктического поколений у червей, некоторых членистоногих и низших хордовых.

Слайд 7

Основные типы онтогенеза
4. Онтогенез с наличием личиночных и промежуточных стадий: от

первично-личиночного анаморфоза до полного метаморфоза. При недостатке питательных веществ в яйце личиночные стадии позволяют завершить морфогенез, а также в ряде случаев обеспечивают расселение особей.
5. Онтогенез с выпадением отдельных стадий. Утрата личиночных стадий и/или стадий бесполого размножения: пресноводные гидры, олигохеты, большинство брюхоногих моллюсков. Утрата конечных стадий и размножение на ранних этапах онтогенеза: неотения.

Слайд 8

Основные типы онтогенеза
Таким образом, существует множество основных типов онтогенеза и еще

большее число производных типов. В теории эволюции обычно рассматривается онтогенез на примере цветковых растений и позвоночных животных.

Слайд 9

Особенности онтогенеза в разных группах
С переходом к многоклеточности онтогенез усложняется по

форме и удлиняется во времени
случаи упрощения развития - возникновение более совершенных способов реализации наследственной информации.
сложные циклы развития - каждая фаза -приспособление к условиям среды
Иногда - вторичное упрощение жизненных циклов

Слайд 10

Пример упрощения жизненного цикла
переход от гаплоидной фазы развития к диплоидной
от

развития с метаморфозом (у амфибий) к прямому развитию (у рептилий и высших позвоночных)
При прямом развитии новорожденный - все черты организации взрослого существа, отличаясь лишь размерами
Развитие с метаморфозом - через ряд личиночных стадий; из яйца выходит личинка, которая обретает черты взрослого животного путем сложного превращения.

Слайд 11

Онтогенетическая дифференцировка
процесс возникновения структурного и функционального разнообразия
в ходе развития исходного

зачатка
специализации образующихся при этом структур.
Дифференциация повышает устойчивость организма путем нарастания функционального разнообразия структур
Любые адаптации непосредственно (или опосредованно) связаны с онтогенетическими дифференцировками
выражаются в изменении онтогенеза особей

Слайд 12

Этапы онтогенеза
эмбриональный,
период роста
период зрелости (размножения)
период старости.
Эмбриогенез у амфибий делится

на зародышевый и личиночный периоды
у высших позвоночных — на зародышевый, предплодный и плодный периоды. У растений в эмбриональном развитии выделяются такие этапы, как предзародышевый, зародышевый и т. д.

Слайд 13

Эмбриональные (эмбрионально-личиночные) адаптации
Эмбриональным развитием называются ранние стадии онтогенеза, которые протекают под

защитой яйцевых оболочек, зародышевых оболочек или материнского организма. Например, у животных существуют следующие типы эмбрионального развития:
1. Первично-личиночный: личинка способна к самостоятельному существованию, например, паренхимула (губки), планула(кишечнополостные), трохофора (полихеты), амфибии...). Первично-личиночный тип развития связан с многоэтапностью онтогенеза.

Слайд 14

2. Неличиночный яйцекладный – прохождение ранних этапов гисто- и морфогенеза под защитой яйцевых оболочек

(насекомые с прямым развитием, яйцекладущие амниоты).
3. Вторично-личиночный. Характеризуется разнообразием вторичных типов личинок, например, личинки насекомых с полным превращением возникают в связи половозрастной дифференциацией экологических ниш. Отдельно выделяются личинки-паразиты.
4. Внутриутробное развитие и живорождение: яйцеживорождение (многие нематоды, скорпионы, рыбы, пресмыкающиеся) и истинное живорождение (млекопитающие).

Слайд 15

Независимо от типа эмбрионального развития, зародыши и личинки должны иметь определенные

приспособления (адаптации), обеспечивающие возможность его развития.
Все адаптивные признаки эмбрионов и личинок Э. Геккель разделил на две группы: ценогенезы и палингенезы. Ценогенезы – это приспособления к эмбрионально-личиночным стадиям (адаптивные признаки зародышей), которых не было у предковых форм, например, защитные оболочки личинок ленточных червей, зародышевые оболочки насекомых и амниот. Иначе говоря, ценогенезы – это эмбриональные адаптации, т.е. признаки, имеющие адаптивное значение на ранних этапах онтогенеза. Палингенезы – это признаки взрослых предков, которые проявляются в эмбриогенезе потомков, например, формирование зародышевых листков, жаберных дуг, однокамерного сердца. Онтогенез – целостный процесс, поэтому эволюционная ценность ценогенезов и палингенезов определяется конечным результатом – возможностью достижения репродуктивного возраста.

Слайд 16

Основные тенденции
в эволюции онтогенеза
целостность
эмбрионизация
автономизация.

Слайд 17

Целостность и устойчивость онтогенеза
Структурная и функциональная целостность особи основана на взаимосвязи

и взаимодействии онтогенетических дифференцировок
В ходе эволюции усиливается интеграция организма — установление тесных динамических связей между структурами.
В процессе онтогенетической дифференциации частей между ними устанавливаются связи.
образование гаструлы у позвоночных - экто- и эндодерма, их взаимодействие дает – нервная трубка, хорда.
Нарушение дифференцировки - дефекты в онтогенезе

Слайд 18

Естественный отбор
способствует развитию фенотипов с более целостным онтогенезом —
эволюция сопровождалась

постепенным усилением дифференциации и целостности онтогенеза.

Слайд 19

Корреляции
Наличие взаимозависимости между структурами организма - корреляция
изменения в одних органах -

изменения в других
связи между органами — коррелятивная.
Исходны - геномные корреляции - сцепление генов
обусловливают сцепленное развитие признаков - закрепление признаков, непосредственно не имеющих приспособительного значения
Морфогенетические корреляции основаны на взаимодействии клеток или частей друг с другом в процессе их дифференциации в эмбриогенезе.
Развитие центральной нервной системы у позвоночных происходит только при взаимодействии хорды и мезодермы.

Слайд 20

Эргонтические или функциональные корреляции
- устанавливаются функциональные зависимости между уже сформированными структурами

- нормальное развитие нервных центров и нервов положительно сказывается на развитии периферических органов,
система корреляций определяет судьбу мутаций. - смогут реализоваться мутации - небольшая перестройке системы корреляций
развитие новых органов, редукция и рудиментация старых - нарушение процессов дифференцировки.

Слайд 21

Координации.
Сопряженное изменение органов в историческом развитии
Топографические координации - пространственные связи

органов, согласованно меняющихся в процессе филогенеза, но не объединенных единой функцией - соотношение размеров и расположения органов в полости тела.

Слайд 22

Координации
Динамические координации - изменение в процессе филогенеза функционально связанных между собой

органов и их систем - рецепторами и соответствующими центрами нервной системы.

Слайд 23

Координации
Биологические координации — эволюционные изменения в органах, непосредственно не связанных между

собой корреляциями - развитие клыков и зубов у хищников координировано с развитием височной мышцы и образованием челюстного сустава.

Слайд 24

Координации и корреляции
связаны между собой
Корреляции служат основой для координаций
Корреляции касаются

морфофизиологических взаимозависимостей формообразования в индивидуальном развитии
Координации складываются исторически как приспособительная норма вида
Эволюция системы корреляции приводит к усилению целостности особи в историческом развитии.

Слайд 25

Эмбрионизация онтогенеза
—возникновение в процессе эволюции способности к прохождению части стадий развития

под защитой материнского тела или специальных (семенных или яйцевых) оболочек.

Слайд 26

приспособительное значение эмбрионизации
типы эмбрионального развития у животных
первично-личиночного
неличиночного
вторично-личиночного.
Исходным в эволюции

является первично-личиночный тип развития, характерный для животных, откладывающих мелкие яйца с небольшим запасом желтка
Личинка у этих животных свободная и может существовать самостоятельно.
При переходе к образованию крупных яиц, содержащих больше желтка, личиночный тип сменяется неличиночным развитием (головоногие моллюски, акулы, миксины, некоторые земноводные, рептилии, птицы, яйцекладущие млекопитающие и некоторые др.).

Слайд 27

эмбрионизация онтогенеза
у растений и животных многими приводит к усилению роли внутренней

среды в развитии зародыша и независимости его от внешней среды.

Слайд 28

Высший этап эмбрионизации
живорождение,
плацентация
вскармливанием детенышей молоком.
защищенность зародыша и

усиление системы морфогенетических корреляций
эмбриональное развитие у млекопитающих особенно консервативно
Консервативность эмбриональных стадий обезвреживает эффект малых мутаций
при мутации за пределами пороговых уровней - элиминация их носителей.

Слайд 29

Неотения.
Возникшая в ходе эволюции способность к размножению на ранних (личиночных) стадиях

онтогенеза.
Для неотенических форм характерно преждевременное созревание (акселерация)
Важное эволюционное последствие неотении - «снятие» результатов узкой специализации.

Слайд 30

Фетализация
— способ эволюционных изменений организмов, характеризующийся замедлением темпов онтогенеза отдельных органов

или их систем и в результате этого сохранением у взрослого организма эмбрионального состояния соответствующих признаков

Слайд 31

Автономизация онтогенеза
Процесс сокращения детерминирующего значения физико-химических факторов внешней среды
ведет к возникновению

относительной устойчивости развития

Слайд 32

Филэмбриогенезы
Филэмбриогенезы – это эволюционные преобразования процессов онтогенеза, связанные с адаптациями взрослых

(половозрелых) организмов.
Наиболее универсальными способами эволюционных изменений органов можно считать гетерохронии, гетеротопии и выпадение стадий онтогенеза (термины «гетеротопия» и «гетерохрония» ввел Э. Геккель).

Слайд 33

Гетерохрония – это смещение времени закладки органа. Примеры гетерохронии: головной мозг позвоночных

развивается быстрее, чем пищеварительная система; срастание тазовых костей у человека происходит позже, чем формирование головного мозга.
Гетеротопия – это смещение места закладки органа. Примеры гетеротопии: половые железы у трехслойных животных закладываются в мезодерме (у Кишечнополостных – в эктодерме или в энтодерме); целом у первичноротых закладывается телобластическим путем, а у вторичноротых – энтероцельным.

Слайд 34

Выпадение стадий онтогенеза связано с утратой личиночных стадий, стадии взрослого организма, промежуточных

стадий онтогенеза. Примеры выпадения стадий онтогенеза: утрата стадии планулы и стадии медузы у пресноводной гидры, утрата стадиитрохофоры у олигохет и пиявок. При выпадении стадий онтогенеза биогенетический закон не выполняется, например, при утрате личиночных стадий и при педоморфозах.

Слайд 35

Онтогенез — основа филогенеза
Филэмбриогенез — эволюционные изменения хода онтогенеза
Анаболия

— эволюционное изменение формообразования на поздних стадиях развития.
изменения в строении скелета позвоночных, дифференцировке мышц и в распределении кровеносных сосудов связаны с надставками на поздних стадиях развития

Слайд 36

Девиация — эволюционное уклонение в развитии органа на средних стадиях его

формирования.
развитие чешуй у акуловых и рептилий
Архаллаксис — эволюционное изменение в начальных стадиях формообразовательных процессов или изменения самих зачатков органов
коренная перестройка в развитии органа увеличение числа позвонков у змей

Слайд 37

Рекапитуляция
Изменения группы в филогенезе - посредством изменений в онтогенезе
эти изменения

- поздние стадии развития.
ранние стадии сохраняют сходство с соответствующими стадиями развития предковых и родственных форм — Закон зародышевого сходства К. М. Бэра.
процесс онтогенеза представляет собой повторение (рекапитуляцию) черт строения предковых форм: на ранних стадиях — более отдаленных предков (или более отдаленных современных родственных форм)
на более поздних стадиях развития — близких или более родственных современных форм

Слайд 38

Эволюция онтогенеза. (лекция 10)

Содержание

Сущность онтогенеза и место в эволюцииЭволюционные изменения связаны и с перестройкой

Основные атрибуты онтогенеза Адаптивный характер: поливариантность онтогенеза обеспечивает возможность приспособления к

Основные типы онтогенеза 1. Онтогенез организмов с бесполым размножением и/или при зиготном мейозе (прокариоты

Основные типы онтогенеза4. Онтогенез с наличием личиночных и промежуточных стадий: от

Основные типы онтогенезаТаким образом, существует множество основных типов онтогенеза и еще

Особенности онтогенеза в разных группахС переходом к многоклеточности онтогенез усложняется по

Пример упрощения жизненного циклапереход от гаплоидной фазы развития к диплоидной от

Онтогенетическая дифференцировкапроцесс возникновения структурного и функционального разнообразия в ходе развития исходного

Этапы онтогенезаэмбриональный, период ростапериод зрелости (размножения)период старости. Эмбриогенез у амфибий делится

Эмбриональные (эмбрионально-личиночные) адаптации Эмбриональным развитием называются ранние стадии онтогенеза, которые протекают под

2. Неличиночный яйцекладный – прохождение ранних этапов гисто- и морфогенеза под защитой яйцевых оболочек

Независимо от типа эмбрионального развития, зародыши и личинки должны иметь определенные

Основные тенденциив эволюции онтогенезацелостностьэмбрионизация автономизация.

Целостность и устойчивость онтогенеза Структурная и функциональная целостность особи основана на взаимосвязи

Естественный отборспособствует развитию фенотипов с более целостным онтогенезом — эволюция сопровождалась

КорреляцииНаличие взаимозависимости между структурами организма - корреляцияизменения в одних органах -

Эргонтические или функциональные корреляции- устанавливаются функциональные зависимости между уже сформированными структурами

Координации.Сопряженное изменение органов в историческом развитии Топографические координации - пространственные связи

КоординацииДинамические координации - изменение в процессе филогенеза функционально связанных между собой

КоординацииБиологические координации — эволюционные изменения в органах, непосредственно не связанных между

Координации и корреляциисвязаны между собойКорреляции служат основой для координаций Корреляции касаются

Эмбрионизация онтогенеза—возникновение в процессе эволюции способности к прохождению части стадий развития

приспособительное значение эмбрионизациитипы эмбрионального развития у животныхпервично-личиночногонеличиночного вторично-личиночного. Исходным в эволюции

эмбрионизация онтогенезау растений и животных многими приводит к усилению роли внутренней

Высший этап эмбрионизацииживорождение, плацентация вскармливанием детенышей молоком. защищенность зародыша и

Неотения.Возникшая в ходе эволюции способность к размножению на ранних (личиночных) стадиях

Фетализация— способ эволюционных изменений организмов, характеризующийся замедлением темпов онтогенеза отдельных органов

Автономизация онтогенезаПроцесс сокращения детерминирующего значения физико-химических факторов внешней средыведет к возникновению

Филэмбриогенезы Филэмбриогенезы – это эволюционные преобразования процессов онтогенеза, связанные с адаптациями взрослых