Предмет и история эмбриологии

Биология развития (эмбриология) - наука о закономерностях онтогенеза многоклеточных организмов, начиная с гаметогенеза и включая послезародышевое развитие. Биология развития изучает строение и функции зародышей на последовательных стадиях развития вплоть до становления взрослых форм и последующего старения организма. Развитие находится под контролем генетических факторов и факторов окружающей среды, оно регулируется на уровне целого организма, зачатков органов и тканей, на клеточном, субклеточном, а также молекулярном уровнях. Биология развития опирается на достижения смежных наук - цитологии, генетики, молекулярной биологии, эволюционной теории и экологии. Поэтому изложение курса "Эмбриология" дополняется необходимыми сведениями из перечисленных выше дисциплин.

Предмет эмбриологии, ее связь с другими биологическими дисциплинами. Краткий обзор истории эмбриологии. Воззрения Гиппократа и Аристотеля. Эмбриология XVII-XVIII вв. Преформисты и эпигенетики. Работы К.Ф.Вольфа. Развитие эмбриологии в XIX веке. Значение работ К. Бэра. Влияние дарвинизма на эмбриологию. Сравнительно-эволюционное направление (А.О. Ковалевский, Э. Геккель, И.И. Мечников). Исторические корни экспериментальной эмбриологии, ее современные задачи. Каузально-аналитический метод, его сильные и слабые стороны. Дискуссия неопреформистов и неоэпигенетиков (В. Гис, В. Ру, Г.Дриш). Основные направления и задачи современной описательной, экспериментальной, сравнительной и теоретической эмбриологии. Ее связь с цитологией, генетикой и молекулярной биологией.

Прикладное значение эмбриологии.

Гаметогенез

Формирование первичных половых клеток (гоноцитов) у различных групп животных (губки, кишечнополостные, круглые черви, ракообразные, позвоночные). Миграции гоноцитов в гонаду. Оогенез, его основные периоды: размножение, рост, созревание яйцеклеток. Типы питания яйцеклеток: фагоцитарный, нутриментарный, фолликулярный. Связь яйцеклетки с питательными клетками при разных типах питания; поступающие в яйцеклетку вещества. Превителлогенез и вителлогенез. Профаза мейоза, протекающие в ней цитологические и биохимические перестройки. Амплификация генов. Синтез рРНК и мРНК. Поляризация яйцеклетки. Особенности делений созревания яйцеклетки.

Характерные особенности сперматогенеза. Спермиогенез.
Оплодотворение

Дистантные взаимодействия гамет. Контактные взаимодействия гамет. Активация спермия - акросомная реакция. Активация яйцеклеток - кортикальная реакция. Ее биохимические основы.

Поведение пронуклеусов и центриолей при оплодотворении, фаза зрелости яйцеклеток различных групп животных при проникновении сперматозоида. Синтез ДНК в пронуклеусах. Кариогамия. Определение пола при оплодотворении. Ооплазматическая сегрегация в разных типах яиц, ее морфогенетическая роль. Цитологические механизмы определения сагиттальной плоскости в яйцеклетке амфибий.

Искусственный и естественный партеногенез. Гиногенез. Андрогенез. Теоретический интерес и практическое применение этих явлений.

Экстракорпоральное оплодотворение у животных и человека.

Дробление

Общая характеристика процесса дробления. Его биологический смысл. Особенности клеточного цикла при дроблении.

Особенности синтетических процессов при дроблении. Моменты включения материнских и отцовских генов. Пространственная организация дробления. Значение количества и распределения желтка. Правила Сакса - Гертвига.

Значение взаимодействия бластомеров для пространственной организации голобластического дробления. Ооплазматическая сегрегация при дроблении. Регуляционные способности бластомеров у зародышей различных систематических групп (кишечнополостные, моллюски, асцидии, иглокожие, амфибии).

Механизмы бластуляции. Типы бластул, связь их строения с морфологией дробления.

Гаструляция и формирование основных закладок органов у позвоночных животных: описание и результаты экспериментального анализа

Способы гаструляции: деламинация, иммиграция, эпиболия, инва­гинация и различные их сочетания. Типы гаструл. Способы закладки ме­зодермы. Осевая мезодерма и ее дальнейшая дифференцировка; боковая пластинка.

Нейруляция у зародышей амфибий. Морфогенетические движения при гаструляции и нейруляции амфибий. Интеркаляция и конвергенция клеток. Карты презумптивных зачатков (амфибии, птицы). Гетерономная метамерия. Сегментация, ее особенности на примере дрозофилы и генетический контроль (гены сегментации, гомеозисные гены).

Эмбриональная индукция и ее этапы в раннем развитии амфибий. Индукция нейральных закладок хордомезодермой (первичная индукция по Г. Шпеману). Индукция мезодермы (П. Ньюкуп). Современные представления о молекулярных механизмах индукционных процессов.

Понятие компетенции эмбриональной закладки, ее роль в определении ответа на индукционное воздействие.

Особенности развития первичноназемных

Закон зародышевого сходства Бэра.

Особенности развития Amniota. Гаструляция у птиц, внезародышевая и зародышевая энтодерма у птиц. Первичная полоска и бороздка, их дифференцировка. Гомологизация с бластопором амфибий. Нейруляция: закладка осевых органов. Сегментация мезодермы и дифференцировка сомита. Дифференцировка отделов головного мозга. Развитие сердца. Формирование внезародышевых оболочек: амниона, хориона, желточного мешка и аллантоиса.

Особенности биологии развития млекопитающих. Геномный импринтинг. Дробление (ранняя экспрессия зиготических генов, особенности расположения борозд дробления). Ход развития до имплантации (образование морулы, компактизация, кавитация, образование бластоцисты, хэтчинг). Имплантация. Типы плацент. Двойни, типы двоен (одно- и двуяйцевые близнецы), варианты образования однояйцевых близнецов.

Формирование головного мозга, глаз и конечностей позвоночных. Морфогенетические взаимодействия между частями зачатка при развитии глаза, конечностей, выделительной системы.

Вторичные эмбриональные индукции, их механизмы.
Некоторые сведения о регенерации

Характеристика процесса регенерации как общебиологического явления. Регенерация и онтогенез. Классификация процессов регенерации. Регенерация физиологическая и репаративная. Способы регенерации – эпиморфоз и морфаллаксис, компенсаторная и регенерационная гипертрофия. Соматический эмбриогенез.

В практикуме представлены следующие разделы теоретического курса: гаметогенез, оплодотворение, дробление; развитие амфибий (гаструляция, нейруляция); развитие птиц: гаструляция, нейруляция, некоторые сведения об органогенезах. В практикуме нет разделов, которые можно было бы исключить.

Белоусов Л.В. Основы общей эмбриологии. М.: Изд-во МГУ. 2005.

Гилберт С. Биология развития. Т. 1, 2, 3. М.: Мир. 1993.

Голиченков В.А., Иванов Е.А., Никерясова Е.Н. Эмбриология. М.: Academia. 2004.

Практикум по эмбриологии (ред. проф. В.А. Голиченков, доц. М.Л. Семенова). М.: Academia.

2004.

Дондуа А.К. Биология развития. Т. 1, 2. СПб.: Изд-во СПбГУ. 2004, 2005.

Корочкин Л.И. Биология индивидуального развития (генетический аспект). М.: Изд-во МГУ.

2002.

университетi». 2005.