Сходства  зародышей представителей разных групп позвоночных

Развитие всех животных начинается с одной клетки.

Органогенез происходит в определенной последовательности. У хордовых животных он начинается с образования зачатка хорды и нервной системы. На спинной стороне зародыша происходит обособление группы клеток эктодермы в виде длинной пластинки. Эти клетки начинают активно делиться, погружаясь в тело зародыша и образуя желобок, края которого постепенно сближаются, а затем смыкаются, формируя первичную нервную трубку.

Кроме нервной  системы из эктодермы возникают также кожные железы, эмаль зубов, волосы, ногти, кожный эпителий. Энтодерма дает начало тканям, выстилающим кишечник и дыхательные пути, образует печень и поджелудочную железу. Из мезодермы образуются мышцы, хрящевой и костный скелет, органы выделительной, половой и кровеносной систем организма.

  В процессе эмбриогенеза между частями развивающегося зародыша существует тесное взаимодействие: зачаток одного органа или системы органов определяет (индуцирует) местоположение и время образования другого органа или системы органов.

  Дифференцировка клеток зародыша возникает не сразу, а на определенном этапе развития. На ранних стадиях дробления клетки зародыша еще не специализированы, поэтому каждая из них может дать начало целому организму. Если по какой-либо причине эти клетки разъединяются, образуются два одинаковых эмбриона, содержащих идентичную генетическую информацию, каждый из которых развивается в полноценную особь. В итоге рождаются однояйцевые, или монозиготные близнецы. В человеческой популяции — это единственные люди, имеющие идентичный генотип и являющиеся копиями друг друга,

Взаимовлияние частей зародыша было продемонстрировано в много численных экспериментах. Немецкие исследователи Ханс Шпеман и Хилд Мангольд брали у зародышей тритона на стадии ранней гаструлы участок спинной стороны тела, из которого в дальнейшем должна была развиться хорда и мезодерма, и пересаживали его на брюшную сторону другой гаструлы. В результате на брюшной стороне второго зародыша из клеток, которые должны были дать начало кожным покровам, формировалась дополнительная нервная трубка. Это явление получило название Эмбриональная индукция.

Создание  сравнительной эмбриологии 

К.М. Бэр впервые применил эмбриологический критерий в систематике и обосновал его значение. Сравнивая способы развития животных, ученый пришел к выводу, что существует 4 типа организации — тип позвоночные, тип удлиненные или членистые, тип массивные и тип периферические или лучистые. Каждый тип соответствует особому плану развития. Внутри каждого типа можно выделить разные уровни развития, соответствующие классам. Животные отличаются друг от друга и типом онтогенеза, и степенью гетерогенности.

Таким образом, к середине XIX в., с одной  стороны, были обрисованы различия в  онтогенезе животных разных типов и  классов. С другой стороны, стало  ясно, что эмбриональное развитие весьма несходных организмов протекает  с образованием зародышевых листков, что позволяет говорить о гомологичных структурах у представителей разных групп. Появилась возможность сопоставить  данные эмбриологии и сравнительной анатомии.

В начале XIX в. И. Меккель, Л. Окен, М. Ратке, Гидемман выдвинули утверждение, что эмбрионы высших животных проходят в своем развитии все стадии, соответствующие взрослому состоянию низших животных.

К.М. Бэр, тщательно изучив индивидуальное развитие представителей разных групп позвоночных и беспозвоночных, пришел к выводу, что можно сравнивать лишь зародышей животных. В процессе зародышевого развития первыми появляются признаки типа, затем класса, отряда, семейства, рода и вида. Чем моложе зародыши, относящиеся к разным классам одного типа, тем они более сходны между собой. Иначе говоря, представители разных групп, например, классов подтипа позвоночных, на ранних стадиях онтогенеза обычно более сходны, чем взрослые особи. Эта закономерность получила название Закона зародышевого сходства.

Результаты  эмбриологических изысканий К.М. Бэра были использованы Ч. Дарвином в качестве одного из доказательств эволюции.

Сравнительная эмбриология

Фон Бэр (1792-1867), изучая эмбриональное развитие у представителей разных групп позвоночных, обнаружил удивительное структурное  сходство во всех этих группах, особенно на стадиях дробления, гаструляции  и дифференцировки зарождающегося организма.

Геккель (1834—1919) высказал мысль, что это сходство имеет эволюционное значение. Он сформулировал  закон рекапитуляции, согласно которому «онтогенез повторяет филогенез», т. е. стадии, через которые проходит организм в процессе своего развития, повторяют эволюционную историю той группы, к которой он относится. Изучение одних только ранних зародышей любых позвоночных показывает, что определить группу, к которой они принадлежат, невозможно. Только на относительно поздних стадиях развития эмбрион начинает приобретать некоторое сходство с соответствующей взрослой формой. Изначальное сходство между эмбрионами объясняется тем, что все они, а следовательно, и классы, к которым они относятся, имели общего предка. Закон рекапитуляции, однако, не может быть принят безоговорочно, так как ни у одного из ныне живущих организмов нельзя обнаружить всех признаков его предполагаемых эволюционных предков. Но кажется вероятным, что организмы сохраняют механизмы развития, унаследованные от предков. Поэтому возможно, что на разных стадиях развития у данного организма будут черты структурного сходства с зародышами предковых форм. Последующие адаптации к иным условиям среды и образу жизни изменяют дальнейший ход развития. Как показывают наблюдения, чем ближе группы, к которым относят два данных организма на основании общих гомологических структур, тем дольше сохраняется их сходство на эмбриональных стадиях. Организмы, приспособленные к определенному образу жизни и определенному местообитанию, не типичному для крупной группы, к которой они принадлежат, менее сходны с другими членами этой группы и в процессе эмбрионального развития.

ЗАКОН БЭРА - группа положений, постулирующих сходство ранних стадий развития эмбрионов представителей разных классов позвоночных животных. К. Э. Бэр (русский эмбриолог, живший в XIX в.) считал, что вначале у зародышей появляются признаки типа, затем класса, отряда и, наконец, на поздних стадиях развития - индивидуальные признаки, характеризующие специализацию таксона, т.е. зародыши разных классов вначале сходны, а затем отклоняются в своём развитии друг от друга.

ЗАКОН МЮЛЛЕРА-ГЁККЕЛЯ (биогенетический) -утверждает, что онтогенез есть краткое повторение филогенеза. Закон был сформулирован Э. Геккелем на основе идей Ч. Дарвина и исследований Ф. Мюллера. В начале XX в. закон был дополнен положением А. Н. Северцова о том, что в онтогенезе организмов повторяются не целые филогенетические стадии, а возможна лишь рекапитуляция (краткое и сжатое повторение) отдельных признаков и процессов.

Закон зародышевого сходства

Исследователи начала XIX в. впервые стали обращать внимание на сходство стадий развития эмбрионов высших животных со ступенями  усложнения организации, ведущими от низкоорганизованных  форм к прогрессивным. Сопоставляя  стадии развития зародышей разных видов  и классов хордовых, К. Бэр сделал следующие выводы.

1. Эмбрионы  животных одного типа на ранних  стадиях развития сходны.

2. Они  последовательно переходят в  своем развитии от более общих  признаков типа ко все более  частным. В последнюю очередь  развиваются признаки, указывающие  на принадлежность эмбриона к  определенному роду, виду, и, наконец,  индивидуальные черты.

3. Эмбрионы  разных представителей одного  типа постепенно обособляются  друг от друга 

 
Сходства  зародышей и эмбриональная  диверенция признаков (закон  К. Бэра)

биогенетический закон (Э. Геккель  и Ф. Мюллер) работы А. Н. Северцева

Содержание   
 
1. Введение  
2. Сходства зародышей и эмбриональная дивергенция признаков (закон К. Бэра)  
3. Биогенетический закон (Э. Геккель и Ф. Мюллер)  
4. Работы Северцова А.Н.  
Список литературы

1. Введение

Натурфилософы XVIII и XIX вв. говорили, что жизнь в  своей основе едина. Это единство выражалось у них в параллелизме между эмбриональным развитием  отдельного индивидуума и лестницей  живых существ, ведущей начало еще  от Аристотеля. Согласно концепции  лестницы живых существ все существующие в природе объекты - это звенья непрерывной цепи, соединяющей неорганические творения с рядом живых форм все  возрастающей сложности. От неодушевленной природы совершается постепенный  переход к растениям, а затем  к таким простым животным, как  губки, после - к насекомым, рыбам, птицам, млекопитающим, и, наконец, к человеку. Эта схема была статичной и  ее следует истолковывать как  эволюционную. Она просто представляла собой план, по которому Господь  сотворил мир.  
Согласно закону параллелизма, известного под названием закона Меккеля-Серре (по именам двух его создателей: Меккеля - в Германии, Серре - во Франции), каждое живое существо в своем эмбриональном развитии повторяет взрослые формы животных, стоящих на более низких ступенях лестницы живых существ. И наоборот, низшие животные представляют собой перманентные личностные стадии эволюционно более продвинутых форм. Закон параллелизма, так же как и лестница живых существ, не содержал в себе ничего эволюционного. Детальный анализ такого параллелизма позволил Карлу Бэру сформулировать закон зародышевого сходства.

2. Сходства зародышей  и эмбриональная  дивергенция признаков  (закон К. Бэра)

Карл Максимович Бэр (он же Карл Эрнст фон Бэр) родился  в 1792 г. в Эстляндии, здесь же, в  г. Дерпте (ныне г. Тарту) он завершил в 1876 г. свой жизненный путь. Кенигсбергский период деятельности Бэра связан с  эмбриологией. Работая в Кенигсбергском университете, он проводил свои исследования, в значительной мере заложившие основы эмбриологии как науки, в атмосфере  господства натурфилософии.  
Он, вслед за Вольфом и Пандером, исследовал зародышевое развитие цыпленка, а затем и ряда других представителей разных классов позвоночных. Он открыл яйцеклетку у млекопитающих, изучил развитие оболочек плода, зародышевых листков; им открыта и описана бластула - стадия эмбрионального развития животных. Все эти открытия были сделаны им в возрасте 25-36 лет. Дни и ночи, недели и месяцы проводил Бэр в лаборатории.  
Что же так увлекло молодого исследователя? Почему он, по его словам, «превратился в какого-то рака-отшельника, не покидающего однажды выбранной раковины»? Бэр смог по-новому взглянуть на давно уже известное явление сходства зародышевых стадий животных, относящихся к разным классам позвоночных.  
Бэр впервые в эмбриологии выделил три формы дифференцировки: расщепление на зародышевые слои, или «первичное обособление»; возникновение тканей, или «чистологическое обособление» (это писалось за полтора десятилетия до создания клеточной теории!); возникновение органов, или «морфологические обособление». На основании результатов своих работ по сравнительной эмбриологии он сделал ряд обобщений, показавших полную бессмысленность идеи о том, что животные в своем развитии повторяют все ступени лестницы живых существ.  
Бэр, подобно Кювье, создавшему в 1812 г. систему классификации, перечеркнувшую лестницу живых существ, заметил, что существует не один последовательный ряд, а четыре основных плана строения животных. Эти четыре плана ясно отражаются в их развитии. Например, хорда* и нервная трубка, характерные для позвоночных, возникают на ранних стадиях развития и, таким образом, «зародыш позвоночного животного с самого начала представляет собой позвоночное животное, и никакой период не соответствует животному беспозвоночному». Зародыши позвоночных похожи только на другие зародыши позвоночных; Бэр отрицает их сходство со взрослыми особями каких-либо других животных: «Зародыши Vertebrata* не проходят в процессе своего развития через перманентные формы каких-либо (известных) животных». Факты, а не предвзятые концепции приводили его к эволюционным воззрениям.  
Обратите внимание на то, как современно звучит мысль ученого о том, что «чем более отличные друг от друга жизненные формы, тем далее в глубь истории развития нужно погружаться для того, чтобы найти между ними сходство». Однако под словами «история развития» Бэр подразумевал историю индивидуального, то есть зародышевого, а не исторического развития.  
Подводя итог сравнительным данным, Бэр опубликовал в 1828 г. следующие основные обобщения - свои знаменитые законы, диаметрально противоположные теории параллелизма:  
 
1. Общее каждой более крупной группы животных образуется в зародыше раньше, чем специальное...  
2. Из более общего... образуется менее общее, и так далее, пока, наконец, не возникает самое специальное...  
3. Зародыш каждой формы животных отнюдь не повторяет при развитии другие формы животных, а напротив, скорее обособляется от них.  
4. В основе своей, значит, зародыш высшей формы животного никогда не бывает подобен другой форме животного, а лишь ее зародышу.  
 
Нетрудно заметить полемическую окраску выводов Бэра, особенно двух последних, направленную против теории параллелизма. Однако они были подкреплены фактами, и два основных положения, получившие название принципа зародышевого сходства и принципа специализации индивидуального развития, сохранили свое значение до настоящего времени. Действительно, зародыши разных видов очень похожи друг на друга, а по мере развития это сходство утрачивается. На ранних стадиях развития куриного эмбриона - излюбленного объекта исследований Бэра - можно лишь увидеть, что он относится к позвоночным, потому что ранние зародыши позвоночных всех классов выглядят почти одинаково; несколько позднее в нем можно опознать птицу, и лишь еще позднее становится очевидно, что это будущая курица.  
Пути и закономерности индивидуального развития, законы онтогенеза, вопросы соотношения онто- и филогенеза затем разрабатывались Дарвином, Мюллером и Геккелем, А. Н. Северцовым. Но все они в своих построениях исходили из того фактического фундамента, который был создан в эмбриологии трудами Карла Бэра.  
Этот выдающийся ученый - крупнейшая фигура естествознания XIX в. Эмбриология, ихтиология, териология, сравнительная анатомия, география, этнография, охотничье дело и рыболовство, история науки, библиография - вот далеко не полный перечень тех областей знаний, в каждой из которых Бэр оставил свои следы. Бэр не был эволюционистом, но своим законом подготовил почву для эволюционной трактовки процессов онтогенеза. Уже Ч. Дарвин подчеркивал, что изучение индивидуального развития организмов проливает свет на их происхождение, поскольку «в зародыше можно видеть смутный портред предка». Это положение легло в основу знаменитого биогенетического закона, установленного Эрнстом Геккелем и Фрицем Мюллером.