Закономерности онтогенеза и характеристика ростового процесса

Онтогенез, или жизненный цикл - одно из ключевых биологических понятий. Впервые его использовал Э. Геккель, подразумевая под онтогенезом только процесс внутриутробного развития. В настоящее время с этим термином связывается весь спектр последовательных преобразований организма от момента зачатия до окончания жизненного цикла (смерти).

Наиболее общее понятие биологии развития - онтогенез - представляет собой жизненный цикл от момента оплодотворения до наступления смерти. Это непрерывный процесс возрастного изменения организма - роста и развития.

Под воздействием и контролем разнообразных и уникальных факторов среды в ходе роста и развития происходит реализация неповторимого генетического материала (генотипа) в его внешнее проявление (фенотип).

Развитие организма не следует представлять как простое увеличение в размерах. Биологическое развитие человека - сложное морфогенетическое событие.

Развитие человека начинается с одной клетки - оплодотворенной зиготы, а дальнейшие преобразования можно разделить на четыре морфогенетических этапа:

· гиперплазию - деление клеток;

· гипертрофию - рост клеток;

· детерминацию и дифференцировку клеток;

· морфогенез.

Конечным результатом этих преобразований является образование клеточных систем - тканей, а также органов, их систем органов и организма в целом.

В ходе роста и развития организма происходит реализация неповторимой наследственной программы в ее внешнее проявление под воздействием и контролем разнообразных и всегда уникальных факторов среды.

Морфологическое проявление онтогенетической изменчивости наиболее очевидное для нашего восприятия возрастное событие, за исключением разве что изменений в ходе становления психики. Развитие можно рассматривать как процесс возникновения и преобразования различных особенностей организма. В своем развитии организм человека проходит три этапа:

- Эволюционный этап характеризуется преобладанием количе­ства образующихся структур над разрушающимися, нарастанием массы тела. На этом этапе увеличиваются размеры тела и отдель­ных органов.

- Стабильный этап онтогенеза характеризуется уравновешен­ностью процессов образования и разрушения клеток и сохране­нием их в относительной неизменности. Прекращение роста свидетельствует о наступлении зрелости. В этот период масса тела продолжает увеличиваться за счет жировой ткани.

- Инволюционный этап онтогенеза отличается преобладанием количества разрушающихся структур над образующимися, уменьшением массы и размеров тела. В этот период наибольшей выра­женности достигают процессы старения организма.

Характерный для человека процесс роста называют в биологии аллометрическим. В ходе развития органы и части нашего тела увеличиваются непропорционально друг другу. Они растут с разными скоростями по сравнению с остальными соматическими параметрами и относительно друг друга, результатом чего является изменение пропорций тела.

Рис. 4.1. Онтогенез человека

Онтогенетическое развитие человека имеет ряд общих особенностей:

- Непрерывность- рост отдельных органов и систем организма человека идет по ограниченному типу. Нет ни одного параметра, который не находился бы на протяжении жизни в развитии или изменении. Конечные величины каждого признака обусловлены генетически, то есть для каждого из них существует норма реакции.

- Постепенность и необратимость - непрерывный процесс развития можно разделить на условные стадии - периоды, или этапы роста, идущие последовательно один за другим. Пропустить один из этих этапов невозможно, точно также нельзя вернуться к тем особенностям строения, которые уже проявлялись на предыдущих стадиях.

- Цикличность - онтогенез является процессом непрерывным, а темпы развития отдельных органов и систем могут существенно отличаться во времени. У человека существуют периоды активизации и торможения роста. Например, цикличность, связанная с сезонами года. Увеличение длины тела происходит в основном в летние месяцы, а увеличение веса – осенью. Суточная цикличность, то есть, наибольшая активность роста приходится на ночные часы, когда наиболее активна секреция гормона роста (СТГ) и ряд других.

- Гетерохрония, или разновременностьпроявляется в неодинаковой скорости созревания разных систем организма и разных признаков в пределах одной системы. На первых этапах онтогенеза созревают наиболее важные, жизненно необходимые системы.

- Эндогенность развития определяется генетическими регуляторными механизмами, которые влияют на процессы роста, развития и старения. Темпы роста ограничиваются или активизируются под воздействием широкого спектра экзогенных факторов среды. Но их воздействие не выводит процессы развития за границы широкой нормы реакции, определенной наследственно. В этих пределах процесс развития удерживается эндогенными регуляторными механизмами. В этой регуляции ведущая роль отводится собственно генетическому контролю, реализованному на уровне организма благодаря взаимодействию нервной и эндокринной систем - нейроэндокринная регуляция.

- Половой диморфизм - яркая характеристика развития человека, она проявляется на всех этапах его онтогенеза, хотя и с неодинаковой степенью выраженности для разных систем признаков.

- Индивидуальность развития является одной из общих характеристик онтогенеза. Динамика онтогенетического развития каждого человека неповторима и складывается в морфологическую индивидуальность человека.

Процесс онтогенетического развития разделяют на период пренатального развития (внутриутробный этап, который длится с момента образования зиготы в результате оплодотворения до момента рождения) и период постнатального развития (жизнь человека с момента рождения до смерти).

Первой работой, посвященной описанию постнатального развития человека, является описание, опубликованное Ж. Бюффоном в приложении к его «Естественной истории». Граф Филиберт де Монбейяр с 1759 по 1777 гг. наблюдал за развитием своего сына и измерял длину его тела каждые полгода с момента рождения до 18 лет, с систематической тщательностью фиксируя свои измерения (Рис. 4.2.).

Рис. 4.2. Рост длины тела сына графа де Монбейяра с момента рождения до 18 лет. А – абсолютный рост Б – скорость роста (годичный прирост длины тела)

Процесс роста длины тела длится на протяжении всего представленного периода времени (от рождения до 18 лет); в этом возрастном интервале скорость роста неуклонно уменьшается; однако эта тенденция дважды прерывается: первое небольшое увеличение скорости роста наблюдается где-то между 6 и 8 годами. Его называют полуростовым скачком,второе более ощутимое ускорение относится к 13 - 15 годам. Оно получило название пубертатного скачка роста или ростового скачка.

Рис. 4.3. Пубертатный скачек роста длины тела