Содержание дисциплины. Экологическая эмбриология

Экологическая эмбриология

Периодизация онтогенеза и жизненного цикла. 3 группы факторов индивидуального развития: генетические, эпигенетические, средовые. Онтогенез и жизненный цикл, их периоды, в том числе критические. Смена экологических ниш и гомеостатических механизмов на протяжении жизненного цикла. Лимитирующие факторы (Закон Шелфорда, Правило Тинеманна). Пределы толерантности в разные фазы жизненного цикла. Факторы внешней среды: абиотические и биотические.

Факторы среды, влияющие на размножение, развитие и формирование пола у животных. Сигнальные факторы в репродуктивных процессах. Нейроэндокринная регуляция размножения: информационно-коммуникативная цепь. Примеры. Принципы развития: целостность, реактивность, фазность. Теория физиологических градиентов П. Чайлда. Эксперименты по смещению или изменению градиентов. Влияние на развитие температуры, состава водной среды, газового состава, лучистой энергии, фактора гравитации. Опыты по определению пределов толерантности организма. Относительная изоляция яиц от внешней среды в оболочках. Внутренняя среда эмбриона. Экзогаструляция. Факторы среды и детерминация зародышевых листков. Внешние и внутренние биотические факторы. Понятие об эндоэкологии. Качество среды, скорость старения и продолжительность жизни. Методология постановки экспериментов.

Приспособления к изменениям внешней среды в различные периоды развития. Провизорные органы. Эмбриоадаптации. Классификация ценогенезов и эмбриоадаптаций. Плацентарный лактоген. Железы вылупления. Изменения сроков периодов эмбриогенеза, имеющее приспособительное значение. Метаболические адаптации. Изоферменты. Влияние экологических факторов на энергетический метаболизм развивающегося организма. Среда и определение пола.

Современная техногенная среда обитания и процессы индивидуального развития. Черты современного экологического кризиса. Критические процессы в биосфере. Изменения в почвенной, водной, наземной средах; виды антропогенного воздействия, особенности реакций живых систем на техногенные воздействия. Мишени и эффекты действия агрессивной среды. Мутагены и тератогены в окружающей среде. Механизмы и результаты хронического воздействия поллютантов в слабых дозах.

Критические периоды развития. История открытия и современное представление о критических периодах развития. Креодичность как фундаментальная закономерность развития. Чувствительность: повреждаемость и репарация. Основные положения теории П.Г. Светлова. Различные скорости изменения процессов чувствительности и репарации в раннем развитии. Периодичность морфогенетической функции ядер. Критические периоды в эмбриогенезе позвоночных. Клеточные механизмы тератогенеза. Основные группы тератогенов. Гипоксия. Эндоинтоксикация. Регуляция развития и роста: генные, гормональные, иммунные и метаболические влияния. Уровни регуляции дифференцировки.

Стресс как адаптационный синдром. Стресс как сигнальный фактор при перенаселении. Физиологические механизмы стресса. Последствия стресса и его преодоление у человека. Эффекты регуляции размножения. Окислительный стресс клетки. Уровень свободнорадикальных реакций как фактор переключения путей регенерации или апоптоза. Некроз и апоптоз. Окислительно-восстановительный гомеостаз клетки. Ход событий окислительного стресса: микродинамика и макродинамика, в зависимости от исходного физиологического состояния. Изменения физиологического состояния эмбриональных клеток в ходе раннего развития. Чувствительность на фоне повышенного уровня СР в периоды компетенции и детерминации. Причины аномалий развития и их стадиеспецифический характер.

Механизмы чувствительности эмбриональных клеток. Фазный характер зависимостей биологических эффектов от дозы фактора. Современные представления о механизмах слабых, средних и высоких доз химических и радиационных воздействий. Сочетанное действие поллютантов: сенсибилизация биологических объектов слабыми дозами воздействий. Возможности практического использования парадоксальных эффектов слабых доз в медицине и сельском хозяйстве. Необходимость учета отдаленных эффектов слабых доз (ниже ПДК) при нормировании качества окружающей среды.

Особенности репродукции животных и растений на урбанизированных территориях. Факторы городской среды. Уровни воздействия антропогенных факторов городской среды на биоту. Государственная система экологического мониторинга. Виды мониторинга. Аналитические, физико-химические методы и биологический контроль окружающей среды. Биоиндикация и биотестирование. Биоиндикаторы, биотесты и тестовые реакции. Современные экспериментальные подходы к изучению воздействия окружающей среды на биологические объекты. Понятие о биобезопасности. Направления скрининга риска, принятые в международной практике. Принципы эмбриомониторинга. Особенности и преимущества эмбриональных биотестов в комплексной экологической экспертизе, а также в определении биобезопасности новых технологических продуктов и производств.

Для индивидуальной самостоятельной работы студентов предлагается следующий примерный перечень тем для подготовки эссе и рефератов

1. Смена экологических ниш и гомеостатических механизмов на протяжении жизненного цикла у животных.

2. Сигнальные факторы в репродуктивных процессах.

3. Влияние внешней и внутренней среды на эмбриональное развитие.

4. Морфофизиологические приспособления к внешней среде в различные периоды развития.

5. Характеристика современной техногенной среды обитания и ее влияние на процессы размножения и развития животных.

6. Критические периоды онтогенеза животных.

7. Тератогенез и его механизмы.

8. Современные представления о механизмах чувствительности эмбриональных клеток.

9. Эмбриомониторинг в системе биологического контроля окружающей среды.