Этапы онтогенеза человека: периоды развития организма в биологии

Введение

За многие миллионы лет живые существа улучшили свои характеристики, приспосабливаясь к новым условиям окружающей среды.

Появляются новые виды животных, лучше приспособленные к выживанию в природе.

Но даже самый совершенный живой организм в своем индивидуальном развитии проходит все стадии эволюционного процесса от одноклеточной зиготы, полученной в результате слияния половых клеток, до высокоразвитого многоклеточного существа в момент рождения.

В этом уроке вы узнаете об историческом и индивидуальном развитии организмов, их типах, характеристиках и тех животных, для которых они характерны.

Пренатальный период

Первая стадия развития — пренатальный онтогенез, также называемый эмбриональным.

Действительно, в этот период происходит формирование человеческого эмбриона из оплодотворенной клетки. Конечно, в процессе развития эмбрион, а значит, и эмбрион, проходят некоторые этапы формирования органов и систем, необходимых для жизни после рождения.

Для этого периода характерен четкий промежуток времени: формирование человека происходит только во время матки. После рождения начинается послеродовой период, который имеет совершенно другие цели и особенности.

Одну из главных ролей в этом периоде играет развитие нервной системы человека, что также происходит в первые месяцы беременности. Однако в это время есть определенные риски: если на будущую маму повлияли негативные факторы окружающей среды, формирование нервной системы не пройдет должным образом, и ребенок умрет, даже не превратившись в эмбрион.

Недаром беременность называют самым ответственным этапом в жизни будущей мамы. Именно в утробе матери происходит формирование и развитие тканей, органов и систем, и первоначальные физиологические характеристики новорожденного будут зависеть от поведения, образа жизни и окружающей среды женщины. Все эти процессы подлежат гормональной регуляции, но следует помнить, что здоровье новорожденного будет зависеть от поведения женщины.

Историческое развитие организмов

Жизнь на планете Земля появилась 3,5 миллиарда лет назад, когда появились простейшие безъядерные организмы — бактерии.

Эукариоты образуются в результате эндосимбиоза, процесса, при котором одна клетка поглощает другую, но не ассимилирует ее, в результате чего малая клетка начинает «работать» на благо большой клетки.

Так, например, появились двухмембранные органеллы — митохондрии (из анаэробных бактерий) и хлоропласты (из цианобактерий), и эволюция живого мира сделала огромный скачок в своем развитии.

Свидетельством такого интересного происхождения двухмембранных органелл является наличие в них ДНК и РНК, отличных от нуклеиновых кислот в ядре, наличие собственных прокариотических рибосом и их собственная структура внутренней мембраны.

Живые организмы эволюционировали в водной среде более 600 миллионов лет.

Жизнь на Земле не зародилась из-за отсутствия озонового слоя, который теперь защищает Землю от вредного солнечного излучения.

Как только появились автотрофные организмы, синтезирующие органические вещества с помощью хлорофилла, в атмосфере стал накапливаться кислород.

А под воздействием сильных электрических разрядов кислород превратился в озоновый слой, который по сей день сохраняет жизнь на планете.

Одноклеточные организмы были разделены на автотрофные и гетеротрофные, что дало начало двум царствам: растениям и животным.

Более простые животные и растения, приспосабливаясь к новым условиям окружающей среды, перешли к колониальному, а затем и многоклеточному образу жизни.

Динозавры правили Землей 160 миллионов лет.

200 миллионов лет назад среди рептилий возникла группа динозавров, от которых произошли млекопитающие.

Крупные хищные ящерицы подавляли развитие млекопитающих, но после массового вымирания динозавров млекопитающие вышли из тени и заняли свое место на планете Земля.

155 миллионов лет назад зубастые птицы (археоптерикс) произошли от рептилий, а затем от современных птиц.

Птицы и млекопитающие обладали прогрессивными характеристиками развития: теплая кровь, четырехкамерное сердце, интенсивный обмен веществ.

160 миллионов лет назад появились первые плацентарные млекопитающие, у которых присутствует плацента и внутриутробное развитие плода.

Они заботились о потомстве и кормили птенцов молоком.

30 миллионов лет назад отряд приматов отделился от насекомоядных млекопитающих, эволюция которых привела к появлению предка человека 6,5 миллионов лет назад.

А уже 40 тысяч лет назад появился вид Homo sapiens, который на сегодняшний день является высшим продуктом эволюции на планете Земля.

Постэмбриональный онтогенез

В постэмбриональном периоде развития выделяют три основных этапа. Младенчество и подростковый возраст также называют пре-репродуктивным возрастом. Для человека, в отличие от животных, характерно длительное созревание. Зрелость — репродуктивная, старение — пострепродуктивная фаза онтогенеза.

Индивидуальное развитие человека и его возможные недуги изучаются не только в биологии, но и в медицине. В онтогенезе выделяют критические периоды, в которые организм наиболее уязвим к воздействию вредных факторов внешней среды: инфекций, стрессов и т.д. Эти тяжелые периоды после рождения: 1-й год жизни, половое созревание и климакс. Климактерический период, как и подростковый возраст, характеризуется физиологическими изменениями в организме, внутренними и внешними изменениями. Поделиться в соцсетях: 25 июня 2021 г., 12:19 Биология 0.00% 00

Внутриутробный период развития

Эмбрион развивается около 280 дней. К концу первых 24 часов после оплодотворения зигота расщепляется, и через 40 часов эмбрион состоит из четырех клеток. Происходит множественное митотическое деление, в результате чего образуется плотный шар и начинается дифференцировка клеток. Эмбрион перемещается в матку через яйцевод, через 5-6 дней попадает в матку и фиксируется на ее стенке. Впоследствии плод получает кислород и питание из крови матери.

К 26 неделе плод настолько сформирован, что сможет выжить в случае преждевременных родов. К 30-й неделе будущий ребенок обычно лежит вверх ногами. 40 неделя: рождение новорожденного.

Особенности онтогенетического роста человеческого организма

По мере роста человека меняются его основные пропорции тела. Например, голова новорожденного в четыре раза длиннее его тела. У детей от 5 до 6 лет голова в шесть раз меньше. А в двадцатилетнем возрасте соотношение головы к телу составляет 1: 8.

Вместе с человеком растут, обновляются и изменяются с возрастом органы и системы. В подростковом возрасте гениталии быстро формируются и меняются. Они начинают свою физиологическую работу, готовятся к репродуктивной функции.

Также появляются вторичные половые признаки. У девочек отрастают лобковые и подмышечные волосы, увеличиваются молочные железы, начинается менструация, таз становится округлым. Мальчики замечают интенсивный рост волос на теле и лице, меняется голос, созревает репродуктивная система.

В подростковом возрасте заканчивается период быстрого роста и наступает относительно стабильная и долгая зрелая жизнь.

Период перехода условно делится на два небольших периода:

1. Первый этап (до 35 лет);
2. Второй период (до 55 — 60 лет).

Это самый активный этап в жизни любого человека. Момент возможностей, когда есть силы и время, чтобы создать семью, завести детей, построить карьеру и развиваться.

С 60 лет начинается период старости. После 60 лет организм человека начинает постепенно стареть, в органах происходят изменения. Эти изменения подробно изучаются наукой геронтологии. Возраст пожилых людей колеблется от 60 до 75 лет. Затем начинается старость.

Границы возрастных изменений различны для всех национальностей и рас. Кроме того, у каждого человека своя генетическая предрасположенность к росту, старению и скорости износа органов и систем.

Постнатальный период

Если пренатальный период имеет строгие временные рамки и несет единоличную ответственность за физическое формирование тела в течение нескольких недель, то постнатальный онтогенез более сложен и сложен. Дело в том, что именно после рождения в онтогенезе начинается не только физическое, но и волевое и личностное развитие каждого отдельного человека. Это будет зависеть от того, каким типом личности станет ребенок, какие характеристики сформируются в нем и какие предпочтения проявятся (рис. 3).

Особого внимания заслуживает периодизация постнатального онтогенеза человека:

1. Новорожденный: охватывает только первые 10 дней жизни ребенка.
2. Младенческий возраст: до 1 года. В это время наблюдается наиболее активный физический рост и развитие.
3. Раннее детство: длится от 1 до 3 лет.
4. Раннее и второе детство: длятся от 4 до 7 лет и от 8 до 11-12 лет соответственно. Уже на этом этапе активно проявляется не только физическое, но и психологическое и личностное развитие.
5. Подростковый возраст: его продолжительность напрямую зависит от пола. У девочек половое созревание начинается раньше и длится от 12 до 15 лет. У мальчиков подобный этап развития наступает в 13-16 лет.
6. Молодежь: Также различается в зависимости от пола: 16-20 лет для девочек и 17-21 год для мальчиков.
7. Зрелый возраст: начинается в 20-21 год и заканчивается в 55-60 лет. Для него характерно окончательное формирование личности и активный репродуктивный период.
8. Старость: начинается в возрасте 60 лет и длится до смерти. Особенностью этой стадии является постепенное замедление обменных процессов и угасание работы органов и систем.

Все эти периоды постнатального онтогенеза человека характеризуются последовательностью, и каждый из них имеет свои особенности. При этом, независимо от стадии, человеческий организм характеризуется постоянным развитием, как физическим, так и психологическим.

Понятие акселерации и ее причины

Недавно научно обоснованные модели онтогенеза были объединены с концепцией ускорения. Этот термин означает ускоренное половое и социальное развитие человека. Эти факторы, влияющие на онтогенез, дают основание полагать, что временные периоды определенных возрастов могут незначительно измениться в ближайшем будущем.

За последние 100 лет зафиксировано не только увеличение длины и веса новорожденных, но и ускорение физиологических процессов и умственного развития. Уже сейчас отрочество у девочек начинается намного раньше, чем в середине прошлого века.

примечательно, что интенсивность разгона неоднородна и зависит от территории проживания человека. Например, первые образцы этого типа в Англии были зарегистрированы в начале 19 века, но в Западной Европе они стали появляться только в его середине. Страны южной и центральной Европы столкнулись с изменившимися ценностями только в начале 20 века. В России этот период наступил еще позже, в 30-х годах прошлого века. В азиатских странах, особенно в Японии и Китае, первые ускорители начали появляться только в середине 20 века (рис. 4).

Однако есть регионы, где ускорение еще не проявилось. Этот процесс не характерен для народов тропической Африки и Америки, а также для полинезийских племен.

Если говорить о причинах ускорения, а также об ускоренном развитии организма, наука пока не может дать однозначного ответа на этот вопрос. Наиболее распространенная и вероятная теория заключается в том, что улучшение условий жизни важно для развития акселерации. В прошлом плохое питание и плохая медицина задерживали проявление генетического потенциала. Однако есть и мнение скептиков, которые утверждают, что в ХХ веке качество еды и окружающей среды сильно ухудшилось, а процессы ускорения, наоборот, усилились.

Индивидуальное развитие организмов

Онтогенез — это индивидуальное развитие организма с момента оплодотворения яйцеклетки до естественной смерти организма.

В онтогенезе выделяют два периода:

• эмбриональный (с момента образования зиготы до выхода из яйца)
• постэмбриональный (от рождения до смерти)

В эмбриональном развитии многоклеточный организм проходит следующие стадии:

• зигота: оплодотворенная яйцеклетка имеет диплоидный набор хромосом
• дробление процесса множественного деления зиготы и образования многоклеточного организма
• бластула — стадия развития многоклеточного зародыша после расщепления зиготы. В процессе бластуляции размер зиготы не увеличивается, но увеличивается количество клеток, происходит формирование однослойного зародыша, покрытого бластодермой, и образование первичной полости тела — бластоцеле.

• гаструла — этап формирования зародышевых листков:

— эктодерма — внешняя оболочка

— энтодерма — внутренний слой (присутствует у двухслойных кишечнополостных и губок)

— мезодерма — средняя мембрана (присутствует у трехслойных многоклеточных организмов)

Процесс образования гаструлы называется гаструляцией, во время которой появляется полость первичного кишечника.

• нейрула — стадия зачатка нервной трубки
• гисто- и органогенез — появление и деление тканей и органов

У позвоночных в органогенезе можно выделить

• нейрогенез — процесс образования из эктодермы нервной трубки (головного и спинного мозга), органов зрения и слуха, кожи
• хордогенез — процесс образования изодермы пуповины, мышц, почек, скелета, сосудов
• процесс формирования изэнтодермы кишечника и его органов: печени, поджелудочной железы, легких

Биогенетический закон Геккеля-Мюллера гласит, что каждое живое существо в своем индивидуальном развитии (онтогенез) до некоторой степени повторяет формы, переданные его предками или его видами (филогения).

Поэтому все эмбрионы во время внутриутробного развития похожи друг на друга.

Это указывает на единство происхождения этих видов.

Самая главная цель любого живого организма — воспроизводство собственного вида, то есть воспроизводство.

Исходя из этой цели, в постэмбриональном периоде в жизни любого организма можно выделить 3 этапа:

• пререпродуктивный — рост и развитие тела до полового созревания
• репродуктивная — период полового созревания и активного размножения (реализация репродуктивных функций)
• пострепродуктивный — старение и смерть

Акселерация и причины ее возникновения

Ученые заговорили об ускорении в конце 20 века. Это аномальное ускорение развития и роста детей, которое происходит в экономически благополучных странах. В результате ускорения изменились средние показатели роста человека. За последние несколько десятилетий человек вырос на 10-15 сантиметров. Период роста человека также изменился, прежде чем дети продолжали расти до 23-25 ​​лет. Сегодня рост прекращается в среднем 19 лет для мальчиков и 17 лет для девочек.

В результате ускорения период прорезывания зубов (молочного и постоянного), полового созревания и умственного развития ускоряется.

Ученые утверждают, что ускорение вызвано рядом причин. качественное питание и комфортные условия проживания. Современный человек проверяет чистоту продуктов, стремится анализировать состав на упаковке, не ест просроченные продукты и пьет чистую воду. В экономически развитых странах люди живут в теплых и светлых домах или квартирах, им не нужно защищаться от сильного ветра и хищника. Они меньше двигаются, ведут малоподвижный образ жизни.

• солнечная активность и изменения биохимической среды планеты (на молекулярном уровне);
• радиоактивное и другое излучение.

Виды онтогенеза

Выделяют два основных типа онтогенеза: прямой и косвенный.

При непрямом типе развития бывает личиночная стадия и метаморфозы.

Личинка существенно отличается от взрослого животного по внешнему строению и образу жизни.

В результате метаморфоза личинка превращается во взрослую особь.

У бабочек из яйца появляется личинка, гусеница, которая активно питается и откармливается, затем превращается в куколку, а из нее выходит взрослая особь — бабочка.

Основная задача взрослой особи — воспроизвести вид в процессе размножения.

Бабочка откладывает яйца, из которых снова появляются гусеницы.

Многие виды беспозвоночных (некоторые насекомые) и позвоночные, такие как рыбы и земноводные, претерпевают косвенное развитие.

Во время развития могут присутствовать одна или несколько личиночных стадий.

Личинки имеют ряд временных органов, которые отсутствуют у взрослых форм.

В зависимости от типов метаморфоза косвенный (личиночный) тип развития может быть:

• неполное преобразование
• с полной трансформацией

В процессе развития с неполной трансформацией личинка постепенно превращается во взрослое животное, теряя личиночные органы и вырастая постоянные, характерные для взрослого человека (например, у земноводных).

В процессе развития с полным превращением личинка сначала превращается в неподвижную куколку, из которой возникает совершенно отличный от личинки взрослый организм (например, жуки).

При прямом типе развития щенок рождается уменьшенной копией взрослого организма.

Например, котята похожи на взрослую кошку.

Прямое развитие яйцеклада происходит у некоторых членистоногих, рыб, рептилий, птиц и яйцекладущих млекопитающих.

Яйца этих животных богаты желтком и полезными веществами.

Эмбрион долго развивается внутри яйца.

Эмбрион питается оболочками яйца, дыша через поры скорлупы.

Прямой внутриутробный тип развития характерен для высших млекопитающих и человека.

Яйца содержат мало питательных веществ, поэтому питание, дыхание и выведение эмбриона осуществляется через организм матери.

Для этого из тканей матери и эмбриона развивается сложный орган — плацента.

Этот тип развития заканчивается беременностью.

Тип телосложения и физическая активность

Скорость физического развития и формирования человека зависит не только от факторов окружающей среды, состояния здоровья и уровня гормонов, но и от типа телосложения (рис. 6).

Продолжительность перехода от подросткового возраста к взрослому четко определяется конституцией. Например, ученые уже показали, что худые мальчики и девочки (астенический тип телосложения) немного отстают от сверстников в половом и соматическом развитии. С другой стороны, девушки пикникового типа и юноши мышечного типа составляют именно ту группу, в которой в первую очередь начинается половое развитие.

Физическая активность в молодом возрасте также играет важную роль. Чем больше двигается ребенок или подросток, тем сильнее становятся его опорно-двигательный аппарат и мышцы, что положительно сказывается на общем развитии.

Онтогенез человека

В жизни человека, как и у всех млекопитающих, онтогенез начинается с эмбриональной стадии, которая заканчивается физическим отделением материнского организма от тела: рождением.

Эмбриональный этап онтогенеза человека называется пренатальным и включает три этапа:

Предэмбриональная стадия или прогенез, которая длится первые две недели внутриутробного периода: с момента образования зиготы до ее прикрепления к стенке матки.

Эта фаза заканчивается формированием эмбриона.

Эмбриональная или эмбриональная стадия длится до конца второго месяца беременности и заканчивается образованием плаценты.

Плацента — это орган, соединяющий мать и плод.

На этом этапе происходит отложение основных органов эмбриона.

Стадия плода или плода длится от 9 недель до рождения ребенка.

В это время плод очень быстро растет.

К концу третьего месяца можно увидеть пол плода.

После 6 месяцев внутриутробного развития рост замедляется, в том числе из-за ограниченных размеров матки.

С 7 месяцев плод способен выживать во внешней среде, у него развиваются рефлексы (сосание, моргание и хватание), а также реакция на звук.

Перинатальный период — с 28 недели беременности по 7 день с момента родов.

Это самый критический период в развитии плода.

Поскольку именно в этот момент происходит рождение и адаптация малыша к жизни вне тела матери.

Самый большой стресс в жизни возникает при рождении.

Представьте: ребенок переходит из водной среды жизни в наземно-воздушную.

Температура окружающей среды кардинально меняется от 36,6 градусов внутри тела матери до 20-25 градусов во внешнем мире.

Проходя через родовые пути матери, ребенок толкает голову вперед, отталкивая мягкие ткани и кости тела матери, поэтому у многих младенцев голова после рождения имеет яйцевидную форму (кости головы подвижны).

Первый вдох сопровождается криком, легкие расширяются и впускают порцию воздуха.

Меняется и диета: ребенок активно вырабатывает молоко путем сосания и не получает питательные вещества и кислород через пуповину из крови матери

Младенцы в зависимости от срока беременности матери делятся на доношенных (39-40 недель) и недоношенных (28-38 недель и менее).

Доношенными считаются младенцы с массой тела не менее 2500 г и длиной тела не менее 45 см.

Недоношенным детям свойственна повышенная смертность, поэтому они нуждаются в особом уходе.

Средняя масса тела новорожденных составляет около 3500 граммов, девочек — около 3300 граммов.

В первые часы жизни организм малыша адаптируется к новым условиям.

Чем выше показатели здоровья малыша, тем лучше будет адаптация, тем быстрее и безболезненнее.

В детстве наблюдается активный рост и набор веса.

Кроме того, ребенок продолжает адаптироваться к новым условиям окружающей среды и учится управлять собственным телом.

К первому дню рождения ребенка длина тела увеличивается в 1,5 раза, а масса — в 3 раза.

С 6 месяцев начинается прорезывание молочных зубов.

Древнегреческий врач Гиппократ, убежденный, что самые первые зубы ребенка образовались из материнского молока, дал им название «молочные зубы».

На самом деле зачатки зубов откладываются во время беременности и прорезываются только тогда, когда ребенок готов есть твердую пищу

Первый год жизни малыш переживает самое быстрое развитие в своей жизни: он учится сидеть, стоять и ходить, узнает отца и мать, может есть взрослую пищу.

Ребенок развивает контакт со своим окружением и привязывается к своим родителям.

В раннем детстве наблюдается снижение скорости роста и прибавки в весе.

Развитие речи и осложнение двигательной деятельности.

Ребенок отлично ориентируется в окружающем мире, учится у взрослых, подражая их действиям.

Выучите слова и поведение взрослых очень быстро.

В этот период наблюдается осознание своего «Я», отделение своей индивидуальности от матери и семьи, обострение отрицания и упрямства (3-летний кризис).

С 4 лет начинается период раннего детства.

Примерно в 5-6 лет молочные зубы заменяются постоянными.

В 6-7 лет наблюдается скачок роста, начинают расти конечности.

Быстро развиваются умственные способности, формируется личность ребенка.

Во втором детстве, примерно с 8 лет, начинается развитие вторичных половых признаков.

К 10 годам девочки значительно опережают мальчиков по росту и массе тела из-за преждевременного полового созревания.

У девочек он возникает примерно на 2 года раньше, чем у мальчиков.

В среднем к 12-13 годам смена зубов заканчивается у обоих полов.

Подростковый возраст называют периодом пубертатного (переходного) развития.

Происходит перестройка всех систем и органов организма, переход к репродуктивному периоду взрослой жизни.

Ребенок становится взрослым.

Начинается период активного роста, до 12 см в год.

У обоих полов под действием гормонов развиваются половые органы, появляются вторичные половые признаки.

Мальчики выделяют мужские гормоны, андрогены: растет масса скелета и мышц, развиваются физическая сила и выносливость, начинают расти волосы по мужскому типу (борода, подмышки, грудь, пах).

Развиваются плечевой пояс и мышцы верхних конечностей, появляется выпячивание гортани, голос становится низким.

У девочек выделяются женские половые гормоны — эстроген, которые «зажигают» развитие тела по женскому типу: увеличиваются молочные железы, становится заметной талия за счет увеличения костей таза и соответственно наблюдается рост волос по типу женский (подмышки, пах).

Тело готовится к родам и рождению ребенка.

В подростковом возрасте от 16 до 20 лет процессы роста и развития организма завершаются.

Организм готов к репродуктивной функции.

Юношеский период — это кульминация интеллектуальных и познавательных способностей.

В это время юноши и девушки определяются жизненными принципами, формируют гражданскую позицию, приобретают профессию и ищут партнера для создания семьи.

Зрелый возраст начинается с 21 года.

С 30 лет начинается снижение физиологических параметров организма.

В организме начинает уменьшаться мышечная масса и защитные функции.

Через 50 лет из-за стирания межпозвонковых дисков, потери массы и мышечного тонуса начинается снижение роста человека.

Зрелый возраст делится на ювенильную фазу (до 35 лет) и собственно зрелый возраст (36-55 лет для женщин, 36-60 лет для мужчин).

В молодости продолжается интеллектуальный рост, личностное развитие и социальное развитие, человек способен вести активный образ жизни и еще не утратил репродуктивную функцию.

В зрелом возрасте от 36 до 45 лет человек достигает пика карьеры, имеет семью, хорошую материальную поддержку и детей.

Критическим десятилетием считается возраст 45-55 лет, когда наступает ухудшение здоровья, потеря молодости и красоты, потеря репродуктивной функции.

Возникает депрессия, что выражается в увеличении количества самоубийств в этом возрасте.

В возрасте 55-60 лет наступает физиологическое и психологическое равновесие.

Старость начинается с 56 лет для женщин и 61 для мужчин.

он отмечен выходом человека на заслуженный отдых и угасанием всех систем и функций организма.

Снижается работоспособность, организм теряет основные ресурсы.

На отдых и восстановление требуется больше времени.

Из-за ослабления защитных функций организма падает иммунитет, возникают различные заболевания, в том числе хронические.

Старость начинается в возрасте 75 лет и продолжается до 90 лет или до момента естественной смерти.

Человек быстро теряет массу тела, истощаются мышцы, выпадают зубы и волосы.

Длина тела человека уменьшается к 80 годам на 8-10 см от первоначального роста.

При плохой работе мозга возникает слабоумие (слабоумие, нарушение памяти, снижение когнитивных способностей), что особенно выражено у людей при отсутствии умственной работы.

Люди, перешагнувшие отметку в 91 год, считаются долгожителями.

Люди, которые ведут здоровый, спокойный, уравновешенный, доброжелательный образ жизни, имеют отличную наследственность и отсутствие вредных привычек, предрасположены к долголетию.

Читайте также: Виды этнических общностей: исторические формы и разновидности групп