Постэмбриональный период развития животных.

Морфологические методы

Морфологические (сравнительно-анатомические, гистологические и др.) методы позволяют на основе сравнения сходств и различий в строении организмов судить о степени их родства. Методы сравнительной анатомии, наряду с палеонтологическими, были одними из первых, позволивших поставить эволюционные представления на рельсы биологической науки.

Принципы эволюции органов и систем

В основе всех эволюционных изменений лежит принцип дифференцировки. Дифференцировка - разделение единого целого на отдельные части с определенными функциями. Это приводит к усложнению строения и жизнедеятельности всего организма. С другой стороны, одна часть становится зависимой от другой (например, работа почек зависит от состояния сердечно-сосудистой системы). Чтобы организм мог существовать как единое целое, между его различными частями (органами, системами) должны существовать тесные связи. Таким образом, наряду с дифференцировкой идет процесс интеграции (объединения).

Аналогичные органы развиваются из разных эмбриональных зачатков, в строении их имеется только внешнее сходство, которое связано с выполнением сходной функции. Например: крыло бабочки (выросты эктодермы) и крыло птицы (сложная конструкция, включающая все типы тканей, развивающиеся из разных зародышевых листков). Эти органы имеют внешнее сходство, т. к. выполняют одинаковую функцию поддержания тела в воздухе (функция полета).

Гомологичные органы развиваются из одинаковых эмбриональных зачатков, имеют сходные элементы внутреннего строения, одинаковое расположение по отношению к другим частям тела. Строение гомологичных органов может быть одинаковым или различным в зависимости от того, сходную или различную функцию они выполняют. Различают полную и неполную гомологию. Полная гомология наблюдается, если присутствуют все части органа. Например: конечности большинства наземных позвоночных животных. Неполная гомология бывает двух видов: аугментативной, если развитие органа в филогенезе идет с прибавлением структур (развитие органа слуха у млекопитающих) и дефективной, если происходит утрата некоторых частей органа (развитие однопалой конечностей лошади из пятипалой конечности предка).

Существование гомологичных органов у представителей разных групп свидетельствует о генетическом родстве.

Постэмбриональное развитие животных подразделяется на три периода:

Период роста и формообразования (дорепродуктивный).

Этот период характеризуется продолжением начавшегося еще в эмбриональной жизни органогенеза и увеличением размеров тела. К началу этого периода все органы достигают той степени дифференцировки, при которой молодое животное может существовать и развиваться вне организма матери или вне яйцевых оболочек. С этого момента начинают функционировать пищеварительный тракт, органы дыхания и органы чувств. Нервная, кровеносная и выделительная системы начинают свою функцию еще у зародыша. В течение периода роста и формообразования окончательно складываются видовые и индивидуальные особенности организма, и особь достигает характерных для вида размеров. Позже других органов дифференцируются половая система. Когда заканчивается ее формирование, наступает второй этап постэмбрионального развития.

Период зрелости (репродуктивный).

В течение этого периода зрелости происходит размножение. Продолжительность этого периода у различных видов животных разная. У некоторых видов (поденки, тутовый шелкопряд) он длится лишь несколько суток, у других - много лет.

Период старости (пострепродуктивный).

Характеризуется уменьшением интенсивности обмена веществ и инволюцией органов. Старение приводит к естественной смерти.

Постэмбриональный период развития человека.

Постэмбриональный постнатальный) период развития человека, иначе называемый постнатальный также подразделяется на три периода:

Ювенильный (до полового созревания);

Зрелый (взрослые, половозрелое состояние);

Период старости, заканчивающейся смертью.

Иначе можно сказать, что для человека также можно выделить дорепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный периоды постэмбрионального развития. Следует учитывать, что любая схема является условной, так как действительное состояние двух людей одного возраста может значительно отличаться. Поэтому введено понятие хронологического (календарного) и биологического возраста. Биологический возраст определяется совокупностью обменных, структурных, функциональных особенностей организма, включая его приспособительные возможности. Он может не соответствовать календарному.

Ювенильный период развития человека.

Согласно принятой периодизации ювенильный период начинается после рождения и длится у женщин до 21 года, а у мужчин до 22 лет.

Первый месяц ребенка считается периодом новорожденности. Поза ребенка в это время напоминает положение плода в матке. Большую часть суток ребенок спит, просыпается лишь ко времени кормления. Уход за ребенком требует строгого соблюдения времени кормления и желательно молоком матери, особой чистоты, температуры не ниже 20?С.

От первого месяца до года период времени называют грудным.

На протяжении первого года жизни в организме ребенка происходит много изменений в двигательной системе. В конце 1-го месяца он пытается распрямить ножки, в полтора месяца поднимает и удерживает головку, в полгода сидит, а в конце первого года жизни пытается делать первые шаги. Развивается в этот период и психика ребенка. На 2-ом месяце ребенок улыбается при появлении матери или при показе ярких картинок; к 4-му месяцу берет в рот игрушки, исследуя их, начинает различать взрослых людей. Во второй половине грудного возраста ребенок начинает понимать многие фразы родителей. Активные движения ребенка в это время способствуют развитию мышечной и костной систем, лучшему обеспечению организма питательными веществами и кислородом, т.е. усилению обменных процессов в организме ребенка, а главное, они нормализуют деятельность нервной системы. Водные и воздушные процедуры необходимы в этот период для ребенка.

Три правила должны выполнять взрослые при уходе за ребенком в этот период: постепенность, повторяемость, систематичность. Четкий режим жизни ребенка выработает у него условные рефлексы, образование которых дает возможность выработать у ребенка жизненные навыки, обеспечивающие высокую устойчивость организма и действию неблагоприятных факторов.

Раннее детство - период от года до 3-х лет. В этот период ребенок усиленно растет, питается той же пищей, что и взрослые, у него появляется стремление к самостоятельности и самоуважению. Он овладевает многими новыми движениями, во время игры подражает взрослым.

Дошкольный период - период от 3 до 7 лет. В этот период дети проявляют большой интерес к окружающему миру. Любознательность настолько велика, что этот период еще называют стадией вопросов: где? когда? зачем? почему? В этот период продолжает расти мозг, формируется внутренняя речь. Внешним проявлением это является разговоры ребенка с самим собой и с игрушками. Для ребенка в этот период важное значение имеет игра. Она занимает такое же место, как у взрослого спорт и работа. Игры развивают ребенка и побуждают его к творчеству.

Школьный период - период от 7 до 17 лет. Этот период подразделяется на ранний (7-11 лет), средний (11-15 лет у мальчиков и 11-14 лет у девочек) и старший (15-17 лет). Для раннего школьного периода главным уже является учеба. Это серьезный, напряженный труд в овладении письменной речи, в воспитании коллективизма, в познании нового об окружающем мире, в усвоении опыта, накопленного многими поколениями людей. Все это способствует –гармоничному умственному, физическому и волевому развитию школьников.

Подростки, а также школьники старшего возраста характеризуются ускоренными темпами физического и полового развития, получившего название акселерации. Например, в 20-х годах нашего века рост 14-летних мальчиков достигал в среднем 145,4 см, в 70-е годы рост достиг 162,6 см, массе тела в среднем возросла на 13,5 кг. Также заметно увеличились средние показатели роста и массы тела девочек. Причины акселерации до конца еще не изучены, но выяснено, что физическое развитие современных детей не влечет за собой их нравственного и социального созревания.

Разграничивают, таким образом, физиологическую, психологическую и социальную зрелость. Физиологическая зрелость - это половое созревание организма. Срок достижения физиологической зрелости индивидуален. Он зависит от климатических, наследственных и других факторов.

Психологическая зрелость - это нравственная устойчивость девушек и юношей, самоконтроль поведения в семье и обществе. Социальная зрелость - это сознательное отношение человека к действительности, это завершение человеком образования, начало трудовой деятельности, экономическая самостоятельность, это при необходимости выполнения гражданского долга перед государством.

Зрелый период развития человека.

Зрелый период онтогенеза согласно принятой периодизации наступает у мужчин в 22 года, а у женщин – в 21 год. Первый период зрелого возраста – до 35 лет, второй период – от 36 до 60 лет у мужчин и до 55 лет у женщин.

В возрасте 30-35 лет, когда осуществляется переход из молодого возраста в зрелый, обнаруживаются некоторые изменения физиологических реакций, изменения обмена, которые предшествуют инволюции, и, в некоторой степени, ограничивают возможности человека к определенным видам спорта и труда. После 45 лет наблюдаются ощутимые изменения эндокринных функций. В течение пятого десятилетия происходят изменения, определяющие процесс старения. Включаются механизмы, обеспечивающие перестройку организма и его адаптацию.

Период старения человека.

Период старения у мужчин начинается после 60 лет, а у женщин после 55. По современной классификации людей, достигших 60 - 76 лет называют пожилыми, 75 - 89 старыми, а свыше 90 лет - долгожителями.

Старение представляет собой закономерную стадию индивидуального развития, свойственную всем живым организмам.

Наука о старости - геронтология (греч. geron - старение, logos - наука) выясняет основные биологические и социальные закономерности старения и дает рекомендации о продлении жизни.

Гериатрия (греч. iatros - врач) - учение о нормализации гериатрических процессов в старости и лечении заболеваний, появляющихся преимущественно в старческом возрасте.

Признаки старения индивидуумов.

По мере того как люди становятся старше, происходят заметные изменения в их внешнем виде, а также в общем физическом состоянии. Часто можно довольно точно определить возраст человека по его внешнему виду, но иногда внешность может ввести в заблуждение. Так, например, возраст, в котором начинают седеть волосы или покрываться морщинами лицо, значительно варьирует у разных людей.

Какие же показатели являются лучшими показателями возраста? Чтобы измерить скорость старения недостаточно измерить какой-либо один показатель. Необходима, как выражаются ученые, «батарея тестов».

Одним из наиболее заметных признаков старения на организменном уровне является поседение волос. Исследования показывают, что не обнаружено никаких различий в скорости поседения мужчин и женщин и людей с разным цветом волос. Следует отметить, что поседение в популяции начинается в возрасте не менее 30 лет и неуклонно прогрессирует.

Следующим из наиболее очевидных признаков старения является изменение текстуры и внешнего вида кожи. Кожа истончается, теряет эластичность и покрывается морщинами.

Наряду с видимыми изменениями кожи и волос одним из наиболее обычных признаков старения является потеря мышечной силы.

Из других признаков старения надо отметить изменение осанки, выпадение зубов. Если в молодом возрасте органы растут, то в старости они подвергаются обратному развитию - инволюции (лат. involutia - изгиб). Уменьшаются размеры печени, почек, снижается функциональная способность всех систем. Кровеносные сосуды теряют эластичность, изменяется кровеносное давление. В костях уменьшается содержание оссеина, накапливаются неорганические соли, хрящи обызвествляются. Изменяется жизненная емкость легких, снижается невосприимчивость к инфекционным болезням, падает способность к регенерации и теплообразованию. Ухудшается слух, острота зрения, точность и быстрота ручных действий, сокращается время реакции в психологических жестах особенно после 40 лет, слабеет память, снижается работоспособность.

Одним из признаков старения является увеличение частоты разного рода заболеваний.

На клеточном уровне можно отметить, что содержание воды в цитоплазме уменьшается, изменяются свойства цитоплазмы. Отмечается снижение активности ферментов, вызванное, в первую очередь, изменением состава белков: уменьшение количества протеидов и протеинов, с которыми связаны процессы интенсивного обмена веществ. Вместо них преобладают альбуминоиды и протеиноиды, характеризующиеся низким уровнем метаболизма. В связи с этим ассимиляция уже полностью не восполняет потерь, связанных с диссимиляцией. Снижается митотическая активность клеток, интенсивность обновления ДНК, РНК, АТФ.

41.Основным свойством живых систем является способность к саморегуляции, к созданию оптимальных условий для взаимодействия всех элементов организма и обеспечения его целостности.

Основные принципы саморегуляции.

1. Принцип неравновесности или градиента – это свойство живых систем поддерживать динамическое неравновесное состояние, асимметрию относительно окружающей среды. Например, температура тела теплокровных животных может быть выше или ниже температуры окружающей среды.

2. Принцип замкнутости контура регулирования. Каждый организм не просто отвечает на раздражение, а еще и оценивает соответствие ответной реакции действующему раздражителю. Чем сильнее раздражитель, тем больше ответная реакция. Принцип осуществляется за счет положительной и отрицательной обратной связи в нервной и гуморальной регуляции, т.е. контур регуляции замкнут в кольцо. Например, нейрон обратной афферентации в двигательных рефлекторных дугах.

3. Принцип прогнозирования. Биологические системы способны прогнозировать результат ответной реакции на основе прошлого опыта. Например, избегание уже знакомых болевых раздражителей.

4. Принцип целостности. Для нормального функционирования организма необходима его целостность.

Учение об относительном постоянстве внутренней среды организма было создано в 1878 году Клодом Бернаром. В 1929 году Кеннон показал, что способностью поддержанию гомеостаза организма является следствием работы его систем регулирования и предложил термин – гомеостаз.

Гомеостаз – постоянство внутренней среды (крови, лимфы, тканевой жидкости). Это устойчивость физиологических функций организма. Это основное свойство, отличающее живые организмы от неживого. Чем выше организация живого существа, тем более оно независимо от внешней среды. Внешняя среда – это комплекс факторов, определяющий экологический и социальный микроклимат, действующий на человека.

Гомеокинез – комплекс физиологических процессов, обеспечивающий поддержание гомеостаза. Он осуществляется всеми тканями, органами и системами организма, включая функциональные системы. Параметры гомеостаза являются динамическими и в нормальных пределах изменяются под влиянием факторов внешней среды. Пример: колебание содержания глюкозы в крови.

Живые системы не просто уравновешивают внешние воздействия, а активно противодействуют им. Нарушение гомеостаза приводит к гибели организма.

42. РЕГЕНЕРАЦИЯ(от позднелат. regenera-tio —возрождение, возобновление) в

биологии, восстановление организмом утраченных или повреждённых органов

и тканей, а также восстановление целого организма из его части. Регенерация

наблюдается в естественных условиях, а также может быть вызвана

экспериментально.

Регенерация у животных и человека — образование новых структур взамен

удалённых либо погибших в результате повреждения (репаратинпая регенерация)

или утраченных в процессе нормальной жизнедеятельности (физиологнческая

регенерация); вторичное развитие, вызванное утратой развившегося ранее

органа. Регенерировавший орган может иметь такое же строение, как

удалённый, отличаться от него или совсем не походить на него (атипичная

регенерация)[1].

Термин « регенерация» предложен в 1712 франц. учёным Р. Реомюром,

изучавшим регенерацию ног речного рака. У многих беспозвоночных возможна

регенерация целого организма из кусочка тела. У высокоорганизонанных

животных это невозможно — регенерируют лишь отдельные органы или их части.

Регенерация может происходить путём роста тканей на раневой поверхности,

перестройки оставшейся части органа в новый или путём роста остатка органа

без изменения его формы. Представление об ослаблении способности к

регенерации по мере повышения организации животных ошибочно, т. к. процесс

регенерации зависит не только от уровня организации животного, но и от

многих других факторов и характеризуется значит, изменчивостью. Неправильно

также утверждение, что способность к регенерации закономерно падает с

возрастом; она может и повышаться в процессе онтогенеза, но в период

старости часто наблюдают её снижение. За последнюю четверть века показано ,

что, хотя у млекопитающих и человека целые наружные органы не регенерируют,

внутренние их органы, а также мышцы, скелет, кожа способны к регенерации,

которую изучают на органном, тканевом, клеточном и субклеточном уровнях.

Разработка методов усиления (стимуляции) слабой и восстановления утраченной

способности к регенерации приблизит учение о регенерации к медицине.

Регенерация в медицине. Различают физиологическую, репаративную и

патологическую регенерацию. При травмах и др. патологических состояниях,

которые сопровождаются массовой гибелью клеток, восстановление тканей

осуществляется за счёт репаративнои (восстановительной) регенерации. Если в

процессе репаративной регенерации утраченная часть замещается равноценной,

специализированной тканью, говорят о полной регенерации (реституции); если

на месте дефекта разрастается неспециализированная соединительная ткань,— о

неполной регенерации (заживлении посредством рубцевания). В ряде случаев

при субституции функция восстанавливается за счёт интенсивного

новообразования ткани (аналогичной погибшей) в неповреждённой части органа.

Это новообразование происходит путём либо усиленного размножения клеток,

либо за счёт внутриклеточной регенерации— восстановления субклеточных

структур при неизменённом числе клеток (сердечная мышца, нервная ткань).

Возраст, особенности обмена веществ, состояние нервной и эндокринной

систем, питание, интенсивность кровообращения в повреждённой ткани,

сопутствующие заболевания могут ослабить, усилить или качественно изменить

процесс регенерации. В некоторых случаях это приводит к патологической

регенерации. Её проявления: длительно незаживающие язвы, нарушения

срастания переломов костей, избыточные разрастания тканей или переход

одного типа ткани в другой. Лечебные воздействия на процесс регенерации

заключаются в стимуляции полной и предотвращении патологической

регенерации.

43. Старение представляет собой всеобъемлющий процесс, охваты­вающий все уровни структурной организации особи —от макромолекулярного до организменного.

Ряд наблюдений легли в основу достаточно распространенной точки зрения о наследуемости продолжительности жизни и, следо­вательно, наличии генетического контроля или даже особой генети­ческой программы старения. Представ­ление о величине наследуемости продолжительности жизни полу­чают, определяя коэффициент наследуемости. Результаты оценки степени генетического контроля старения путем расчета коэффициента наследуемости долгожительства ука­зывают лишь на отсутствие специальной генетической программы старения. При отсутствии специальных генов или целой программы, прямо определяющих развитие старческих признаков, процесс старения находится тем не менее под генетическим конт­ролем путем изменения его скорости. Называют разные пути такого контроля. Во-первых, это плейотропное действие, свойственное многим генам. Во-вторых, со временем в генотипах соматических клеток, особенно в области регуляторных нуклеотидных последовательно­стей, накапливаются ошибки (мутации). Следствием этого является нарастающее с возрастом нарушение работы внутриклеточных ме­ханизмов, процессов репликации, репарации, транскрипции ДНК. В-третьих, генетические влияния на скорость старения могут быть связаны с генами предрасположенности к хроническим заболе­ваниям, таким, как ишемическая болезнь сердца, атеросклероз сосудов головного мозга, гипертония, наследуемым по полигенному типу.

В ис­следованиях зависимости скорости старения от условий жизни, проводимых на лабораторных животных, используют следующие признаки: 1) состояние белков соединительной ткани коллагена и эластина; 2) показатели сердечной деятельности и кровообращения; 3) содержание пигмента липофусцина в клетках нервной системы и сердца; 4) показатели произвольной двигательной активности; 5) способность к обучению.

Влияние социально-экономических условий на длительность жиз­ни может быть оценено путем сравнения названного показателя для одной и той же популяции (например, население страны), но в разные исторические периоды или же путем сопоставления продол­жительности жизни в двух популяциях, различающихся по жизнен­ному уровню и сосуществующих в одно и то же историческое время.

Геронтология — это наука, изучающая биологические механизмы и процессы, обуславливающие и сопровождающие старение живых существ, а также способы замедления старения и увеличения продолжительности жизни.

Гериатрия — медицинская дисциплина, занимающаяся изучением особенностей заболеваний у лиц пожилого и старческого возраста и их лечением.

44. Популяция (позднелат. populatio, от лат. populus – люд, население) в генетике, экологии и эволюционном учении – совокупа особей 1-го вида, довольно долгое время занимающая определённое место и воспроизводящая себя в течение огромного числа поколений. В собаководстве популяцией можно именовать как породу в целом, так и определенную ее часть, живущую на местности определенной страны, области, района и т.д.

Гетерогенная популяция – искусственно сделанная свора на базе линий одной породы животных.

«Замкнутая популяция» – группа особей, спаривающихся лишь вместе (разведение в для себя).

Начальная популяция – начальный селекционный материал, с которым ведется целенаправленная племенная работа.

Идеальная популяция – реально не существующая популяция, употребляется как модель при решении теоретических вопросцев популяционной генетики.

Особям, составляющим популяцию, присуща генетическая гетерогенность (в пределах одного генофонда популяции), определяющая приспособленность популяции к разным условиям сферы обитания и создающая резерв наследственной изменчивости. Вследствие генетической и морфофизиологической неравноценности особей, неоднородности окружающей среды популяция имеет сложную структуру: особи различаются по полу, возрасту, принадлежности к различным, традиционно перекрещивающимся поколениям, к различным фазам жизненного цикла, к тем либо другим малоустойчивым группировкам снутри популяции (генеалогические группы, питомники, полосы и семьи).

Изменчивость – обилие признаков и параметров у особей и групп особей хоть какой степени родства, присуща всем живым организмам, потому в природе отсутствуют животные, схожие по всем признакам и свойствам. Различают наследственную (генотипическую) и ненаследственную (паратипическую), персональную и групповую, адаптивную (приспособительную) и неадаптивную изменчивость. Наследственная изменчивость обоснована появлением различных типов мутаций и их композиций в следующих скрещиваниях. В личном развитии организма проявление наследственных признаков и параметров определяется не только лишь основными, ответственными за данные признаки и характеристики генами, да и их взаимодействием со почти всеми иными генами, составляющими генотипживотного, также критериями наружной среды, в какой протекает развитие организма. В понятие ненаследственной изменчивости входят те конфигурации признаков и параметров, которые у животного либо группы животных вызываются действием наружных причин (питание, температура, свет, влажность и т. д.). Такие ненаследственные признаки (модификации) в их определенном проявлении у каждой особи не передаются по наследству, они развиваются у особей следующих поколений только при наличии критерий, в каких они появились.

Групповая изменчивость включает различия меж маленькими группами особей в пределах породы (меж разными питомниками, породными группами и т.д.), время от времени различия меж группами особей в пределах вида не соединены с различиями их генотипического состава, а обусловливаются модификационной изменчивостью (разными реакциями сходных генотипов на различные наружные условия). Таковым образом, и групповая, и персональная изменчивость включают конфигурации как наследственной, так и ненаследственной природы.

Нрав отношений меж особями, а именно то место в иерархии, установившейся снутри популяции, какое занимает данная особь, описывает принципиальные характеристики популяции. Обладатели больших питомников, также собаководы, специализирующиеся дрессировкой в группах в течение долгого времени, знакомы с сиим явлением, его нередко наблюдают, когда в уже сложившейся стае возникает новичок.

Динамика генетического состава популяции, её численности, структуры, также взаимодействие с наружной средой относятся к сфере интересов популяционной генетики – раздела генетики, изучающего генетическое строение и динамику генетического состава популяций.

Факторами, определяющими конфигурации частот отдельных генов и генотипов в популяциях, являются мутационный процесс, нрав внутрипопуляционных скрещиваний (инбридинг, разведение по линиям) и межпопуляционные передвижения (ввоз животных, выездные вязки).

Мутации (от лат. mutatio – изменение, перемена) – в один момент возникающие естественные (спонтанные) либо вызываемые искусственно (индуцированные) стойкие конфигурации наследственных структур живой материи, ответственных за хранение и передачу генетической инфы. Способность давать мутации – мутировать – всепригодное свойство всех форм жизни от вирусов и микроорганизмов до высших растений, животных и человека; оно лежит в базе наследственной изменчивости в живой природе.