§ 24. Индивидуальное развитие человека

Определения и обозначения

Онтогенез — индивидуальное развитие организма от образования зиготы до смерти. Оно включает изменения строения и функций на протяжении всей жизни, а не только увеличение размеров. Это понятие помогает увидеть жизнь как последовательность связанных этапов и понять, что развитие продолжается после рождения.

Эмбриональное развитие — период развития до рождения. У человека он начинается с оплодотворения и включает образование зародыша, формирование тканей и закладку основных органов. Понятие нужно, чтобы обозначить этап, когда организм развивается внутри материнского организма и особенно активно формирует свою структуру.

Постэмбриональное развитие — развитие после рождения. Оно охватывает рост, созревание систем органов, возрастные изменения и старение. Этот термин помогает не смешивать рождение с завершением развития: после него организм ещё долго меняется и проходит разные возрастные этапы.

Критические периоды развития — этапы, когда организм особенно чувствителен к неблагоприятным воздействиям. Такая чувствительность связана с интенсивными изменениями: клетки активно делятся и специализируются, формируются органы и системы. Понятие помогает оценивать, почему срок воздействия фактора может быть не менее важен, чем его характер.

Как это устроено

Онтогенез начинается с оплодотворения — слияния яйцеклетки и сперматозоида. В результате образуется зигота, первая клетка нового организма, в которой объединена наследственная информация обоих родителей. Поэтому в ней есть исходные сведения о признаках организма, но самого готового тела ещё нет. Дальнейшее развитие возникает благодаря тому, что клетки используют эту информацию и постепенно приобретают разные функции.

Сначала зигота многократно делится. Этот процесс называют дроблением: число клеток увеличивается, однако каждая из них становится меньше, поэтому общий размер зародыша на первых шагах почти не растёт. Затем клетки перемещаются и начинают специализироваться, то есть различаться по строению и выполняемой работе. Так возникают зародышевые листки — группы клеток, из которых формируются разные ткани и органы.

После образования зародышевых листков происходит закладка органов — органогенез. Органы формируются не одновременно: клетки должны не только размножиться, но и занять нужное положение, получить подходящие свойства и начать взаимодействовать друг с другом. Поэтому раннее развитие представляет собой не простое увеличение зародыша, а последовательное усложнение его строения. Именно в это время особенно значимы сбои в процессах деления, перемещения и специализации клеток.

Рождение завершает эмбриональный период, но не онтогенез. После рождения ребёнок растёт, а системы органов постепенно созревают и начинают работать более согласованно; это происходит не с одинаковой скоростью во всём организме. В подростковом возрасте заметны изменения, связанные с половым созреванием: организм приобретает способность к размножению и меняются его функции. Позже изменения продолжаются и во взрослом возрасте, хотя рост уже не является главным процессом.

На разных этапах скорость и характер изменений неодинаковы. Когда активно формируются органы и системы, неблагоприятные факторы могут нарушить именно те процессы, которые идут в данный момент, поэтому такие отрезки называют критическими. Это не означает, что любое воздействие обязательно приведёт к последствиям: имеют значение его сила, длительность, характер и срок. Старение тоже закономерно входит в онтогенез: функции организма постепенно меняются, а способность поддерживать прежний уровень жизнедеятельности снижается.

Основные этапы индивидуального развития человека

Таблица помогает сравнить этапы по времени, процессам и особенностям, а не просто заучить их названия. При разборе конкретного события сначала определите, происходит ли оно до или после рождения, а затем уточните соответствующий этап. Так, формирование органов относится к эмбриональному периоду, а половое созревание — к постэмбриональному.

Разбор задач

Задача 1. Расположите события раннего развития человека в правильной последовательности: образование зиготы, дробление, гаструляция, закладка органов. Чтобы решить задачу, нужно различить появление первой клетки, её деление и последующее усложнение зародыша. Проверим, какие процессы служат началом, а какие происходят позже.

1. Сначала происходит оплодотворение, и образуется зигота. Это исходная клетка, поэтому события развития зародыша не могут предшествовать её появлению. Первым пунктом будет образование зиготы.

2. Затем зигота начинает дробиться, то есть многократно делиться. На этом этапе увеличивается число клеток, но они ещё не образуют готовые органы. Значит, дробление ставим после образования зиготы.

3. После делений клетки перемещаются и организуются в зародышевые листки — это гаструляция. Далее из клеток и зародышевых листков формируются ткани и закладываются органы. Поэтому органогенез следует за гаструляцией.

Ответ: образование зиготы → дробление → гаструляция → закладка органов. Последовательность отражает переход от одной клетки к многоклеточному зародышу, а затем к формированию его частей.

Задача 2. Определите, к какому этапу онтогенеза относятся половое созревание, формирование органов у зародыша и возрастное снижение функций организма. В условии перечислены процессы, характерные для разных отрезков жизни. Удобнее всего сначала разделить их по границе между развитием до рождения и после рождения.

1. Формирование органов происходит у зародыша, то есть до рождения. Следовательно, это эмбриональное развитие. Оно связано с закладкой и становлением органов и систем.

2. Половое созревание начинается после рождения и относится к подростковому возрасту. Это один из этапов постэмбрионального развития, а не отдельный период до рождения. Его признак — изменения, связанные с созреванием организма.

3. Возрастное снижение функций организма характерно для старения. Старение также происходит после рождения и входит в постэмбриональное развитие. Значит, его нельзя считать завершением эмбрионального периода.

Ответ: формирование органов — эмбриональное развитие; половое созревание — подростковый этап постэмбрионального развития; возрастное снижение функций — старение, поздний этап постэмбрионального развития.

Задача 3. Беременная женщина подверглась воздействию неблагоприятного фактора. Объясните, почему срок воздействия важен для оценки возможных последствий для развития ребёнка. Чтобы ответить, нужно учесть, что органы и системы формируются не одновременно, а восприимчивость организма меняется с ходом развития. Нельзя делать вывод только по факту воздействия, не зная его срока и характера.

1. Сначала определите, какой этап эмбрионального развития совпал с воздействием. В разные сроки идут разные процессы: деление клеток, их специализация или формирование органов. Поэтому один и тот же фактор может затронуть разные структуры.

2. Затем учтите, что во время интенсивного формирования органов организм особенно чувствителен. Если воздействие пришлось на такой период, оно может помешать процессу, который тогда активно происходит. Это объясняет значение критических периодов.

3. Наконец, учитывайте свойства самого фактора: его характер, силу и длительность. Срок помогает оценивать возможный риск, но сам по себе не позволяет точно предсказать исход. Нельзя утверждать, что последствия обязательно возникнут или будут одинаковыми.

Ответ: срок важен, потому что разные органы и системы формируются в разное время, а в периоды активного развития чувствительность повышена. Возможные последствия зависят также от характера, силы и длительности воздействия.

Типичные ошибки

• Считать, что онтогенез заканчивается рождением. Ошибка возникает, если развитие сводят к формированию организма до появления на свет. Рождение завершает эмбриональный период, но рост, созревание, возрастные изменения и старение происходят позднее. Проверка: спросите себя, происходят ли изменения в организме после рождения; если да, онтогенез продолжается.

• Смешивать эмбриональный и постэмбриональный периоды. Иногда границу связывают с началом самостоятельного питания или ходьбы, потому что эти события заметны. Но правильная граница — рождение, а не приобретение конкретного навыка. Проверка: отнесите событие до или после рождения, не ориентируясь на образ жизни ребёнка.

• Представлять развитие зародыша как простое увеличение размера. Такое представление появляется, если учитывать только внешний рост. На деле клетки делятся, перемещаются и специализируются, а из них складываются ткани и органы. Проверка: назовите хотя бы один процесс, кроме роста; если это невозможно, представление о развитии неполное.

• Считать критические периоды одинаково опасными для всех органов и при любых воздействиях. Так могут думать, если запомнить только слово «чувствительность». Последствия зависят от этапа развития, характера и силы фактора, а органы формируются не одновременно. Проверка: прежде чем делать вывод, уточните срок воздействия и то, какие процессы в это время происходят.

Связь с другими темами

Для понимания онтогенеза нужны знания о строении клетки, клеточном делении, оплодотворении и размножении человека: они объясняют начало развития и появление новых клеток. Связь с генетикой помогает понять, что наследственная информация влияет на развитие, а условия среды могут менять его ход. Эти знания пригодятся при изучении эмбриологии и возрастной физиологии. Они также важны для понимания охраны здоровья матери и ребёнка, в том числе значения сроков развития и неблагоприятных воздействий.

Что запомнить

• Онтогенез — индивидуальное развитие организма от образования зиготы до смерти.
• Эмбриональный период предшествует рождению, постэмбриональный начинается после него.
• Развитие включает не только рост, но и специализацию клеток, формирование органов и изменение функций.
• В эмбриональном развитии последовательно происходят дробление, гаструляция и органогенез.
• Критические периоды отличаются повышенной чувствительностью к неблагоприятным воздействиям.
• Половое созревание и старение — этапы постэмбрионального развития.