Эмбриогенез: пошаговое изучение от зиготы до нейрулы

Развитие зародыша идёт поэтапно. Каждый последующий шаг зависит от успешного завершения предыдущего.

Оплодотворение и образование зиготы

Жизнь нового организма начинается с оплодотворения — слияния двух гаплоидных половых клеток. Результат этого слияния — диплоидная зигота. У хордовых животных она представляет собой одноклеточную стадию развития. Из этой крупной клетки с запасом питательных веществ и уникальной комбинацией генов разовьются все остальные структуры.

Дробление и формирование бластулы

Сразу после образования зигота начинает активно делиться. Этот процесс называется дроблением.

Главная особенность этапа — клетки делятся путём митоза, но не увеличиваются в размерах. Интерфаза между делениями очень короткая, стадия клеточного роста в ней выпадает. Образующиеся новые клетки называются бластомерами.

После в процессе дробления зигота последовательно делится на два, четыре, восемь и более бластомеров, образуя плотный комок клеток в форме ягоды малины — морулу. Вскоре клетки морулы расходятся к периферии, образуя внутри пустое пространство. Зародыш превращается в однослойный полый шар. Этот шар называется бластулой.

Для правильного решения экзаменационных задач нужно помнить два термина:

• бластодерма — стенка зародыша;
• бластоцель — первичная внутренняя полость.

Гаструляция и образование зародышевых листков

Однослойному зародышу нужно усложняться. Начинается процесс гаструляции, который чаще всего протекает путём инвагинации — впячивания части бластодермы внутрь бластоцели. Представь мягкий резиновый мяч, на который нажали пальцем так, что одна стенка прижалась к другой.

В результате впячивания формируется гаструла. Это двуслойный зародыш. Наружный слой клеток теперь называется эктодермой, а внутренний слой — энтодермой. Внутреннее пространство образует гастроцель — первичную кишку. Отверстие, ведущее в гастроцель, называют бластопором, или первичным ртом.

Нейрула и осевые органы

Следующий этап сопровождается закладкой третьего зародышевого листка — мезодермы. Она формируется между эктодермой и энтодермой. Одновременно происходит образование комплекса осевых органов. Эта стадия называется нейрулой.

Органы формируются в строгой пространственной последовательности:

• из специализированного участка окружающего слоя (эктодермы) образуется нервная трубка, она располагается на самом верху;
• под нервной трубкой из клеток мезодермы закладывается хорда — плотный упругий тяж, служащий первичным скелетом;
• под хордой располагается кишечная трубка, формирующаяся из клеток энтодермы.

В экзаменационных вариантах нужно уметь распознавать стадии по рисункам, находить соответствие и объяснять взаимосвязь процессов.

Типичные задания линий 5 и 6 ЕГЭ содержат иллюстрацию развивающегося зародыша. В них требуется сопоставить структуры с их характеристиками.

Как решать такие задачи пошагово:

1. Внимательно посмотри на рисунок зародыша. Посчитай количество клеточных слоёв.
2. Однослойный круглый зародыш указывает на бластулу.
3. Двуслойный зародыш в виде чаши с углублением говорит о стадии гаструлы.
4. Если на схеме видны три трубки разного диаметра, лежащие друг под другом, перед тобой нейрула.

Типичные ошибки возникают из-за путаницы в терминах — чаще всего между бластоцелью и гастроцелью. Запомни: бластоцель формируется на стадии бластулы и не имеет связи с внешней средой. Гастроцель образуется на стадии гаструлы и сообщается с окружающим миром через первичный рот.

Задание. Установите соответствие между характеристиками и зародышевыми листками хордовых животных: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

ХАРАКТЕРИСТИКИ:

А) образует эмаль зубов

Б) дает начало эпителию кишечника

В) формирует скелет и мускулатуру

Г) из него развивается нервная трубка

Д) образует органы выделительной системы

Е) дает начало легким и печени

ЗАРОДЫШЕВЫЕ ЛИСТКИ:

1. Эктодерма
2. Энтодерма
3. Мезодерма

Решение:

• Эктодерма (наружный): всё, что «снаружи» (кожа, эмаль) + нервная система.
• Энтодерма (внутренний): внутренняя «трубка» (ЖКТ, дыхалка) + крупные железы (печень, поджелудочная).
• Мезодерма (средний): всё, что «между» ними (мышцы, кости, кровь, почки, половая система).

Ответ:

Чтобы закрепить материал, выполни упражнения, а затем сверься с ответами.

Задание 1
Установите правильную последовательность стадий и процессов эмбрионального развития ланцетника. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1. Образование первичной кишки и двух слоев клеток.
2. Формирование однослойного полого шара.
3. Образование осевого комплекса органов.
4. Многократное деление зиготы без увеличения объема клеток.
5. Миграция клеток и впячивание части бластодермы внутрь.
6. Формирование мезодермы и дифференцировка тканей.

Задание 2
Выберите три признака, характерных для мезодермального происхождения органов. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.

1. Формирование жидких тканей внутренней среды.
2. Образование покровного эпителия.
3. Развитие серого и белого вещества спинного мозга.
4. Дифференцировка сократительных волокон.
5. Образование опорных структур.
6. Формирование слизистой оболочки тонкого и толстого кишечника.

Теперь ты знаешь основные этапы эмбрионального развития хордовых и умеешь определять их по характерным признакам. Чтобы не растеряться на экзамене, всегда держи в уме пространственную модель: от одной клетки к шарику из бластомеров, а затем — к двуслойной чаше. Ты умеешь находить ошибки в описаниях стадий и сопоставлять зародышевые листки с их производными. Для успешной сдачи ЕГЭ регулярно повторяй теорию и тренируйся в решении заданий из открытого банка, уделяя особое внимание анализу схематичных рисунков.