Гаструла – це двошаровий зародок, який утворюється в процесі ембріонального розвитку з бластулы. Це одна з основних стадій формування зародка. Щоб зрозуміти механізм утворення ембріона, необхідно детально розглянути процеси його формування та простежити розвиток усіх внутрішніх органів майбутнього організму. У даній статті ми поговоримо про кожній із стадій розвитку ембріона, дізнаємося, що таке гаструла зародка, познайомимося з деякими закономірностями, знайденими відомими вченими на підставі процесів ембріогенезу.
Що таке ембріональний період?
Кожен живий організм, що розмножується статевим шляхом, здатний утворювати репродуктивні клітини – гамети. Жіноча і чоловіча гамета зливаються в процесі запліднення, утворюється диплоидная клітина – зигота. Саме зигота є одноклеточной стадією розвитку живого організму.
Ембріональний період розвитку, або ембріогенез, – це перший період індивідуального розвитку особини, онтогенезу. Ембріогенез триває з моменту утворення зиготи до появи на світ повноцінного многоклеточного організму.
Стадії ембріонального періоду розвитку подібні у всіх багатоклітинних організмів, однак можуть протікати по-різному. Основною спільною рисою є формування трьох стадій розвитку зародка – бластулы, гаструлы і нейрулы. Розглянемо кожну з цих стадій детальніше.
Бластула
Бластула – це одношаровий зародок, але для його формування необхідно перебіг великої кількості складних процесів. Як же утворюється бластула?
Запліднена яйцеклітина, тобто зигота починає ділитися допомогою мітозу. Спочатку зигота ділиться на дві абсолютно однакові клітини, які отримали назву бластомерів. Потім з двох бластомер утворюється чотири клітини і так далі.
Бластомеры продовжують свої поздовжні і поперечні поділу, які відбуваються дуже швидко і призводять до утворення все більшого числа бластомерів. При цьому бластомеры, яких стає все більше, зменшуються в розмірах. Коли утвориться достатня кількість бластомерів, вони шикуються в один шар і утворюють порожній усередині пухирець, який і є бластулой.
Всередині бластулы знаходиться кишкова порожнина, названа первинною порожниною тіла, або бластоцелью. Такою і є одношаровий зародок майбутнього організму – бластула.
Гаструла
Наступна стадія розвитку – гаструла. Призводить до утворення гаструлы дроблення бластулы, а саме її впячивание. Тобто область на одній зі стінок бластулы починає впячиваться всередину бластоцели. Таким чином у бластулы з’являється зовнішній і внутрішній листки (шари клітин) – эктодерма і энтодерма. Саме завдяки взаємодії цих шарів клітин і утворюється повноцінний двошаровий зародок – гаструла.
Порожнина, яка в результаті перетворень утворюється всередині гаструлы, називається первинною кишкою, а невелике поглиблення, або отвір, що веде в первинну кишку, є первинним ротом зародка. Клітини гаструлы продовжують активні процеси ділення, щоб дозволити зародку перейти до наступної стадії розвитку – стадії нейрулы.
Гаструла кишковопорожнинних
Гаструла є зразком простого пристрою живих організмів, наприклад, таких як кишечнополостные тварини. Гаструла – це не тільки стадія зародкового розвитку, але і організм, виконує всі життєві функції.
Так, кишечнополостные тварини складаються з двох шарів клітин – зовнішнього і внутрішнього, тобто ектодерми і энтодермы. Всередині тварин знаходиться особлива порожнину тіла, звана кишкової.
Іншими словами, кишечнополостные у своєму розвитку зупинилися на стадії гаструлы, продовжуючи функціонувати так само, як і багато зародки на ранніх стадіях.
Нейрула
У результаті поділу гаструлы утворюється вже тришаровий зародок – нейрула. Третій шар, що з’являється у нейрулы, отримав назву мезодерми. Він розташований в середній частині між эктодермой і энтодермой.
Нейрула є більш організованою і досконалої стадією розвитку зародка. Для стадії нейрулы характерне таке явище, як органогенез, тобто формування майбутніх внутрішніх органів живої істоти.
Органогенез
На стадії нейрулы з ектодерми закладається нервова пластинка, яка в майбутньому перетвориться на нервову трубку. У високо організованих тварин з цієї трубки згодом розвивається спинний і головний мозок. Эктодерма дає початок розвитку всіх органів почуттів і шкірних покривів.
З энтодермы формується кишечник, а потім і вся травна система організму.
Найважливішу роль відіграє мезодерма, з якої внаслідок численних перетворень розвивається скелет, видільна, статева, м’язова, серцево-судинна системи організму.
Таким чином, в процесі проходження трьох стадій – освіти бластулы, гаструлы і нейрулы – з зиготи формується повноцінний ембріон майбутнього організму. Примітно, що клітини всіх органів і тканин живої істоти містять однаковий набір генів, тобто генотип.
На основі знань, отриманих при вивченні генетики та її закономірностей, найвідомішими вченими були сформульовані і пізніше скориговані два найважливіших біологічних закону – закон подібності зародків і біогенетичну закон. Розглянемо кожен з них.
Закон подібності зародкового
Спостерігаючи за будовою ембріонів на найбільш ранніх стадіях розвитку і порівнюючи їх між собою, естонський вчений Карл Бер сформулював закон зародкового подібності.
Його основна думка полягає в тому, що в межах будь-якого типу зародки на ранніх і більш пізніх стадіях схожі між собою. При подальшому розвитку ембріон кожного організму приймає свою форму і набуває власні унікальні властивості.
Наприклад, бластула зародка людини аналогічна колоніальним тваринам, а людська гаструла – це варіант розвитку кишковопорожнинних організмів.
Тобто зародки організмів на початку їх розвитку дуже схожі один на одного. Особливо добре це простежується на ембріонах хордових тварин, у тому числі і людини. Так, зародки риби, черепахи, щура та людини на першій стадії формування мають практично однакову будову.
Біогенетичну закон
Не менш важливим біологічним законом є біогенетичну закон, сформульований двома вченими: Фріцем Мюллером і Ернстом Геккелем. Його сенс полягає в наступному: онтогенез до певної міри повторює філогенез виду. Розберемо формулювання закону детальніше.
Онтогенез, як було сказано вище, – це індивідуальний розвиток живого організму. Тобто весь період його життя від зачаття до смерті.
Філогенез – це історичний розвиток виду, тобто еволюційні зміни, які призвели до формування даного виду.
Отже, в биогенетическом законі Мюллера і Геккеля йдеться про те, що кожен організм у процесі свого формування повторює своє історичне розвиток.
Пізніше закон було доповнено і удосконалено російським ученим Олексієм Миколайовичем Северцовым. Він уточнив, що повторення філогенезу відбувається тільки у ембріонів, але не у дорослих особин.
Отже, в даній статті ми познайомилися з найважливішими процесами ембріогенезу. Також ми дізналися, що гаструла – це двошаровий зародок, або друга стадія розвитку ембріона многоклеточного організму.
Бажаємо успіхів у вивченні біології!
