Понедельник19 ноября
Образование

Морфогенез - это... Определение, особенности, история и этапы

5 июля 2018

Человек - сложнейшая система, отдельные части которой находятся в постоянном взаимодействии между собой и окружающей средой. Каждый орган, ткань, клетка выполняют свою строго определенную функцию, что делает наш организм максимально устойчивым к внешним раздражителям. Как это стало возможным, как наш организм развивался со временем, чтобы стать таким совершенным, изучает отдельный раздел генетики под названием "морфогенетика".

Процесс морфогенеза

Что такое морфогенез?

Морфогенез - это последовательность определенных этапов, которые проходит в своем развитии отдельный орган или система органов. Она включает в себя два основных подвида: онтогенез (индивидуальное развитие органов и систем в пределах одного организма) и филогенез (эволюционное, или историческое, развитие систем и отдельных органов).

В основном в изучении морфогенеза человека принимает участие генетика. Но есть и другие науки, которые также вносят вклад в накопление знаний о развитии органов человека:

  • молекулярная биология;
  • физиология;
  • биохимия;
  • сравнительная анатомия;
  • палеонтология;
  • теория эволюции.

Особенности и история

Онтогенез характеризует собой развитие тканей, органов и систем в эмбриональный период развития. Помимо зрелого человеческого организма, процесс морфогенеза может также происходить в культурах клеток и новообразованиях. Также данный процесс происходит у неклеточных форм, хотя у них и отсутствует эмбриональная стадия.

Впервые предположения о формировании органов и о том, как условия внешней и внутренней среды могут на него повлиять, были высказаны в 1952 году Аланом Тьюрингом в его работе под названием "Химические основы морфогенеза". В этой работе был описан математический базис самоорганизации клеток и тканей.

Однако знания о морфогенезе значительно увеличились при открытии ДНК и ее структуры, развитии таких наук, как молекулярная биология и биохимия. Немаловажным стало открытие молекулярных механизмов работы генов.

Дифференциация клеток

Видео по теме

Основные процессы

В эмбриогенезе, то есть внутриутробном развитии, выделяют следующие основные процессы морфогенеза:

  • Клеточное размножение - увеличение их количества, при котором набор хромосом должен быть строго распределен среди последующих клеток, иначе могут произойти аномалии развития. Это возможно путем двух процессов: дробления и митоза.
  • Детерминация - означает, что развитие каждой клетки предопределено. Какие-то из них могут быть только половыми, другие - лишь эпителиальными, третьи - нервными и т.д.
  • Дифференциация - клетка становится более специфической и выполняет строго предназначенную ей функцию.
  • Индукция - одни клетки способны влиять на развитие других. Таким образом, наличие индукции способно активировать процесс дифференциации благодаря наличию специальных факторов регуляции морфогенеза.
  • Интеграция - объединение структур, занимающих более низкую нишу эмбриогенеза, в более сложные. Например, клетки образуют ткани. Ткани - органы. Органы - системы.
  • Адгезия - способность клеток образовывать контакты для обмена информацией
  • Миграция клеток - способность клеток перемещаться в пределах эмбриона.
  • Апоптоз - запрограммированная гибель клетки.

Основные уровни

Морфогенез - это сложная, высокоточная система, которая происходит на многих уровнях организма. Условно выделяют два основных уровня регуляции развития всего организма:

  • молекулярный;
  • клеточный.
Модели молекул

Молекулярный уровень

Структуры, которые имеют возможность влиять на морфогенез, получили название морфогенов. Их подразделяют на следующие классы:

  • Факторы транскрипции - могут взаимодействовать с ДНК, имеют способность регулировать экспрессию генов через катализацию, то есть ускорение, их транскрипции.
  • Структуры, способные регулировать межклеточные контакты. К примеру, на одном из этапов внутриутробного развития, гаструляции, клетки теряют связь друг с другом, мигрируют в новое место, где вновь обретают способность образовывать новые контакты.
Схематический рисунок клеток

Клеточный уровень

Что он собой представляет? Морфогенез - это последовательность реакций, которые невозможны без постоянного взаимодействия клеток друг с другом. Ниша стволовой клетки - это именно то связующее звено между одной клеткой и всем организмом. Существуют такие типы клеток, как эпителиальные и мезенхимальные. В процессе эмбриогенеза они могут переходить друг в друга. Вследствие такого процесса как клеточная дифференциация. При этом возможно также их перемещение из одного места в эмбрионе в другое.

эмбрион в утробе

Этапы развития организма

Человеческий организм в своем развитии проходит определенные этапы. И хотя морфогенез - это механизм, который наибольшее свое значение обретает на этапе внутриутробного развития, и после рождения наши органы меняются вплоть до самой смерти. Множество патологий развития органов происходят именно в эмбриональном периоде. Однако стоит выделить и другие стадии морфогенеза:

  1. Пренатальный - тот самый внутриутробный, от зачатия и до родов. Он делится, в свою очередь, на эмбриональный и фетальный периоды. Их сроки: 8 недель после зачатия и после окончания эмбрионального периода до родов соответственно.
  2. Перинатальный - период с 22 недель внутриутробного развития до 7 первых дней жизни.
  3. Интернатальный - период всей родовой деятельности.
  4. Неонатальный - первые 28 дней жизни.
  5. Постнатальный - 15 лет после рождения.

Прогенез, фетогенез, киматогенез: что это такое?

Однако можно выделить еще один период, который начался еще до зачатия - это прогенез. Это этап, который подразумевает под собой закладку половых клеток в организме будущих родителей. Именно прогенез можно назвать этапом начала морфогенеза.

Отдельно также выделяют такой период, как фетогенез. В нем есть еще два периода:

  • ранний фетальный - с 76 по 180 день беременности;
  • поздний фетальный - с 181 по 280 день беременности.

Киматогенез, в свою очередь, включает все перечисленные выше процессы: эмбриогенез, прогенез и фетогенез. А изучает его отдельная наука, которая получила название "киматология". Изучением развития эмбриона и плода занимается эмбриология.

Схема эволюции

Филогенез

Выше подробно была рассмотрена такая часть морфогенеза как онтогенез. Однако стоит уделить внимание также филогенезу - развитию отдельных видов в процессе эволюции. Как и в онтогенезе, в филогенезе также есть свои принципы, на которых он построен:

  • Дифференциация - в процессе формирования организма определенная часть клеток становится обособленной, обретая собственные функции и уникальное строение. Эта совокупность клеток образует отдельную ткань или орган.
  • Интеграция - укрепление связей между отдельными клетками и целыми системами органов.
  • Каждый орган имеет как основную функцию, так и множество второстепенных, которые дают возможность преобразовываться и адаптироваться к новым условиям.
  • Основная функция может как утрачиваться, так и обретать большее значение в зависимости от новых условий.
  • Развитие органов может быть как в сторону большего совершенствования и усложнения, то есть прогрессирования, так и в сторону упрощения (регрессирования).
  • Корреляция - все части организма находятся в тесной взаимосвязи друг с другом, изменение одной его части несет за собой изменение всего организма.

Таким образом, морфогенез и его биологическая сущность крайне комплексны и сложны. Постоянное взаимодействие отдельных этапов индивидуального и эволюционного развития организма обеспечивают возможность к его существованию в постоянно меняющейся внешней среде.

Источник: fb.ru
Похожие материалы
Бонапартизм - это... Определение, особенности, история и интересные факты Образование
Бонапартизм - это... Определение, особенности, история и интересные факты

Значение слова «бонапартизм» неразрывно связано с именем французского императора Наполеона I Бонапарта, поскольку оно является термином, обозначающим политику, сходную с той, которую он проводил для укрепл...

Автобан - это... Определение, особенности, правила и история Автомобили
Автобан - это... Определение, особенности, правила и история

Автобан –это часть федеральной автомагистральной системы в Германии. Официальный немецкий термин – Bundesautobahn (ВАВ), который переводится как федеральная автомагистраль.Автобаны – это дорог...

Скрытая инфляция - это... Определение, особенности, виды и проявления Новости и общество
Скрытая инфляция - это... Определение, особенности, виды и проявления

Инфляцией обычно называют устойчивое повышение цен на товары и услуги. Это означает, что одна и та же сумма позволяет потребителям купить все меньше вещей с течением времени. Какой современный человек не сталкивался с...

Срочные вклады - это... Определение, особенности, проценты и отзывы Финансы
Срочные вклады - это... Определение, особенности, проценты и отзывы

В современных банках клиентам предлагают различные услуги. Одна из них – срочные вклады. Это позволяет клиентам получить доход благодаря личным средствам. Часто деньги вкладываются на 1-2 месяца, после чего их м...

Кто такие франки: определение, особенности, история и интересные факты Новости и общество
Кто такие франки: определение, особенности, история и интересные факты

В мировой истории существовало множество народов, которые оказывали небольшое или же значительное влияние на мировую культуру. Одним из таких народов и являются франки. А кто такие франки, разберем дальше.Опре...

Ваганты - это... Определение, значение, история и интересные факты Образование
Ваганты - это... Определение, значение, история и интересные факты

Средневековая литература – явление, которым почти никто не интересуется. В школах ее не изучают, а ведь она так же богата и разнообразна, как литература более позднего времени. В Средние века существовали такие ...

Пагинация - это... Определение, особенности, требования и пошаговое руководство Технологии
Пагинация - это... Определение, особенности, требования и пошаговое руководство

Сколько ныне существует терминов, которые неизвестны людям? С развитием технологий и всего, что связано с интернетом, понятий с каждым днем становится все больше. Даже ранее знакомые термины приобретают новый смысл и ...

Спорт высших достижений - это... Определение, цель, история и награды Спорт и Фитнес
Спорт высших достижений - это... Определение, цель, история и награды

Как известно, существует массовый спорт и спорт высших достижений. Первым приходилось заниматься в жизни, пожалуй, любому из нас. Благодаря ему люди укрепляют здоровье, совершенствуют ф...

Вощина - это... Определение, особенности, изготовление и интересные факты Новости и общество
Вощина - это... Определение, особенности, изготовление и интересные факты

Вощина - это не просто важная составляющая высокой продуктивности пасеки, но и залог здоровья пчелосемей. Именно восковое сырье хорошего качества способно предотвратить попадание в улей паразитов и болезней. А теперь ...

Эмметропия - это... Определение, особенности, причины и признаки Здоровье
Эмметропия - это... Определение, особенности, причины и признаки

Эмметропия – это клиническая рефракция, при которой в плоскости сетчатки глаза концентрируются параллельные лучи. При этом глаз человека очень четко воспринимает предметы, не применяя аккомодацию.При нали...