Ontogenez – tirik organizmlarning individual rivojlanishi

Mavzular

Ontogenez tushunchasi

Tirik organizmning shakllana boshlashidan hayotining oxirigacha ketma-ket sodir bo‘ladigan morfologik, fiziologik, biokimyoviy o‘zgarishlar majmuyi individual rivojlanishi yoki ontogenez (yunoncha onton – mavjudot, genezis – rivojlanish so‘zlaridan olingan) deyiladi. Ontogenez tushunchasi 1866-yilda E. Gekkel tomonidan fanga kiritilgan.

Ontogenez jinsiy ko‘payadigan organizmlarda tuxum hujayraning rivojlanishidan, jinssiz ko‘payadigan organizmlarda ona organizmdan ajralishidan boshlanadi va umrining oxiriga qadar davom etadi. Ontogenezning uchta tipi farqlanadi.

Lichinkali rivojlanish va metamorfoz

Lichinkali rivojlanish. Lichinkali ontogenez tuxum hujayrada sariqlik moddasi kam bo‘lgan organizmlarda, masalan, hasharotlarda, baliqlarda va amfibiyalarda kuzatiladi. Ularning tuxumidan yetuk formalardan o‘z tuzilishi bilan farq qiladigan, o‘zi mustaqil oziqlanadigan lichinka rivojlanadi. Lichinkali rivojlanadigan organizmlarda metamorfoz hodisasi kuzatiladi. Metamorfoz organizm individual rivojlanishi davomida tuzilishida sodir bo‘ladigan chuqur o‘zgarishlardir. Hayvonlarda metamorfoz asosan hayot tarzi yoki yashash muhitining o‘zgarishi bilan bog‘liq holda amalga oshadi.

Lichinkali rivojlanishning ahamiyati

Metamorfoz bilan rivojlanadigan hayvonlarning hayot siklida lichinkalik davri bir yoki bir necha bosqichda kechadi. Bunday hayvonlarda ontogenezning har bir bosqichida shu organizm mansub turning mavjudligini ta’minlaydigan muhim hayotiy funksiyalar amalga oshadi. Masalan, lichinkalik davrida areal bo‘ylab tarqalish, voyaga yetgan davrda ko‘payish jarayonlari kuzatiladi.

Lichinkali rivojlanish o‘troq yashaydigan organizmlarning lichinkalari tarqalishi va arealning kengayishiga imkon yaratadi. Bitta turning lichinkalari va voyaga yetgan formalari turli muhitda yashashi, turli oziq bilan oziqlanishi tufayli tur ichidagi kurashning keskinligi kamayadi. Ba’zi hayvonlarning lichinkalari ko‘payish xususiyatiga ham ega (jigar qurti, exinokokk).

Tuxumda va bachadonda rivojlanish

Tuxumda rivojlanish sudralib yuruvchilar (reptiliyalar), qushlar va tuxum qo‘yuvchi sutemizuvchilarda kuzatiladi. Ularning tuxum hujayrasida sariqlik ko‘p bo‘ladi va embrion uzoq vaqt tuxum ichida rivojlanadi.

Bachadonda rivojlanish. Odam va yuksak sutemizuvchilarda ona qornida rivojlanish kuzatiladi. Urug‘langan tuxum – tuxum yo‘lida rivojlanadi, bunday holatda embrion bilan ona organizm o‘rtasida yo‘ldosh orqali bog‘lanish yuz beradi. Embrionning barcha hayotiy jarayonlari (oziqlanish, nafas olish, ayirish) yo‘ldosh orqali ona organizmi hisobiga ta’minlanadi. Bachadonda rivojlanish embrionning tug‘ilishi bilan tugallanadi.

Embrional davr va maydalanishning boshlanishi

Ontogenez asosan ikki davrga bo‘linadi: embrional rivojlanish davri, postembrional rivojlanish davri.

Embrional rivojlanish davri. Bu davr zigota hosil bo‘lishidan boshlanib tug‘ilgungacha yoki tuxum qobig‘idan chiqqunga qadar davom etadi. Embrional davri maydalanish, gastrulatsiya, organogenez bosqichlariga bo‘linadi. Zigota – ko‘p hujayrali organizmlarning bir hujayrali bosqichi bo‘lib, bunda mitozga tayyorgarlik kuzatiladi.

Maydalanish. Zigota hosil bo‘lganidan bir necha soatdan keyin maydalanish bosqichi boshlanadi. Hujayralar mitoz usuli bilan bo‘lina boshlaydi, bo‘lingan hujayralar o‘smaganligi uchun hosil bo‘lgan hujayralarning o‘lchami tobora maydalashib boraveradi.

Sariqlik va maydalanish tiplari

Zigotaning qanday maydalanishi tuxum hujayrada sariq moddaning miqdoriga bog‘liq. Sariqlik miqdori kam va sitoplazmada bir xil taqsimlangan bo‘lsa, zigota to‘liq va bir tekis maydalanadi (lansetnik). Agar sariqlik moddasi ko‘p bo‘lib, hujayrada notekis taqsimlansa, zigotaning maydalanishi ham to‘liq bo‘lmay, notekis yuz beradi. Sariqlik moddasi hujayraning bo‘linishiga xalaqit beradi. Bunday rivojlanish sariqlik moddasi ko‘p bo‘lgan tuxum hujayralar qush, sudralib yuruvchilarda kuzatiladi.

Blastomerlar va blastula

Maydalanishda zigota dastlab meridian tekisligi bo‘ylab bo‘linadi va bir-biriga teng ikkita hujayra hosil bo‘ladi. Bular blastomerlar deb ataladi. Ikkinchi bo‘linish avvalgi tekislikka perpendikular yo‘nalishda kechadi, natijada 4 ta blastomer hosil bo‘ladi. Uchinchi bo‘linish chizig‘i ekvator bo‘ylab yo‘naladi va 8 ta blastomer hosil bo‘ladi. Meridian va ekvator yo‘nalishdagi bo‘linishlar ketma-ket takrorlanadi va hujayralar tobora maydalashib boradi.

Maydalanish blastulaning hosil bo‘lishi bilan tugallanadi. Blastula sharsimon shaklda bo‘lib, uning devori bir qavat hujayralardan tashkil topadi va blastoderma deb ataladi. Blastulaning ichi suyuqlik bilan to‘lgan bo‘lib, blastotsel deb ataladi.

Gastrulatsiya

Gastrulatsiya. Homilaning rivojlanishi davom etib, hujayralarning bo‘linishi va joyini almashtirishi natijasida asta-sekin gastrula bosqichiga o‘tadi. Homilaning ikki qavatli bosqichi gastrula bo‘lib, uning hosil bo‘lish jarayoni gastrulatsiya deb ataladi. Gastrulaning tashqi qavati ektoderma, ichki qavati entoderma deb ataladi. Ektoderma va entoderma homila varaqalari, gastrula ichidagi bo‘shliq birlamchi ichak deb ataladi. U tashqariga birlamchi og‘iz orqali ochiladi. Keyinchalik ektoderma bilan entodermaning o‘rtasida mezoderma rivojlanadi. G‘ovak tanlilar va kovakichlilardagina mezoderma hosil bo‘lmaydi. Shunday qilib, gastrulatsiya jarayonida uchta homila qavati hosil bo‘ladi. Homila qavatlari nisbatan bir xil bo‘lgan blastula hujayralarining ixtisoslashishi natijasida hosil bo‘ladi.

Organogenez va homila qavatlari

Organogenez. Bu bosqichda dastlab o‘zak organlar majmuyi: nerv nayi, xorda, ichak naychasi hosil bo‘ladi (42-rasm).

Homila qavatlari ma’lum tartibda joylashgan hujayralar to‘plami bo‘lib, ularning har biridan o‘sha qavat uchun xos to‘qimalar va a’zolar rivojlanadi. Ektodermadan nerv sistemasi, sezgi organlari, terining epidermis qismi va uning hosilalari (jun, pat, tirnoq), tishlarning emal qavati rivojlanadi. Entodermadan me’da, ichak, nafas yo‘llari epiteliysi, jigar, o‘rta ichak epiteliysi, hazm bezlari, jabralar va o‘pkalar epiteliysi rivojlanadi.

Mezodermadan biriktiruvchi va muskul to‘qimalari, yurak-tomir sistemasi, ayirish va jinsiy organlar rivojlanadi.

Differensiatsiyalanish

Homilaning rivojlanishi jarayonida uning ayrim hujayralari qismlarining tuzilishi va funksiyalarida farqlar paydo bo‘lishi va farqlarning tobora ortib borishi differensiatsiyalanish (ixtisoslashish) deyiladi. Morfologik jihatdan differensiatsiyalashish natijasida ko‘p hujayra tiplari hosil bo‘ladi. Biokimyoviy jihatdan differensiatsiyalanish natijasida hujayralarda (maxsus) oqsillar sintezlanadi (masalan, teri hujayralarida melanin, oshqozon osti bezi hujayralarida – insulin).

Tuban hayvonlarda differensiyalashgan hujayralar tipi uncha ko‘p bo‘lmaydi. Yuksak darajada tuzilgan hayvonlarda hujayralar orasidagi farqlar tobora kuchayib boradi. Differensiatsiyalanish jarayoni tiriklikning molekula – hujayra – to‘qima darajasida sodir bo‘ladi. Bu jarayonda hujayraning ayrim genlari o‘z faoliyatini saqlab qoladi, ayrimlari o‘z faoliyatini butunlay to‘xtatadi. O‘z faoliyatini to‘xtatgan genlar zichlashgan xromatinga aylanadi.

Postembrional davr va bevosita rivojlanish

Postembrional rivojlanish davri. Tug‘ilish yoki tuxumdan chiqishdan keyin ontogenezning postembrional davri boshlanadi.

Postembrional rivojlanish quyidagi davrlarni o‘z ichiga oladi. Yuvenil davr – voyaga yetgunga qadar bo‘lgan davr, pubertat davr – voyaga yetgan, yetuklik davri, keksaygan davr.

Yuvenil davr tug‘ilishdan boshlanib jinsiy balog‘atga yetguncha davom etadi. Bu davr bir-biridan farqlanadigan ikki xil yo‘l bilan amalga oshishi mumkin. Rivojlanishning bu yo‘llari bevosita (to‘g‘ri, metamorfozsiz) va bilvosita (noto‘g‘ri, metamorfozli) rivojlanish deb ataladi.

Bevosita rivojlanish. Har qanday rivojlanish organizmning sifat o‘zgarishlarini o‘z ichiga oladigan murakkab fiziologik jarayondir. Bevosita rivojlanishda tuxumdan chiqadigan yoki tug‘iladigan individ voyaga yetgan individga o‘xshash bo‘ladi. Lekin voyaga yetgan individga nisbatan nerv sistemasi faoliyati birmuncha sodda, jismonan ancha zaif hamda ba’zi organlari (jinsiy organlar) yetilmagan bo‘ladi. Rivojlanishning bu turi sudralib yuruvchilarda, qushlarda, sutemizuvchilarda kuzatiladi.

Bilvosita rivojlanish va hasharotlar metamorfozi

Bilvosita rivojlanish. Rivojlanishning bu turi ham xuddi bevosita rivojlanish kabi o‘sish bilan davom etib boradi. Voyaga yetgan davrda o‘troq yashovchi bulutlar, aktiniyalar, korall poliplari, ko‘p tukli halqali chuvalchanglarning lichinkalari harakatchan bo‘lib, tarqalishni ta’minlaydi. Hasharotlarda to‘liq va chala metamorfoz farqlanadi. Qattiqqanotlilar (qo‘ng‘izlar), pardaqanotlilar, tangachaqanotlilar, ikkiqanotlilar, burgalar turkumlari vakillari uchun to‘liq metamorfoz, suvarak, qandalalar, to‘g‘riqanotlilar, beshiktebratar, bit, termitlar kabi turkumlarning vakillari uchun chala metamorfoz xos.

To‘liq metamorfozda tuxumdan – lichinka, undan g‘umbak, g‘umbakdan – voyaga yetgan hasharot rivojlanadi. Chala metamorfoz tuxum, lichinka, yetuk hasharot bosqichlaridan iborat.

Assidiya va baqa metamorfozi

Xordalilar tipi lichinkaxordalilar kenja tipi vakili – assidiyada metamorfoz jarayoni yashash tarzining o‘zgarishi bilan bog‘liq. Assidiya lichinkasida xordali hayvonlarga xos nerv sistemasi, xorda, ko‘z rivojlangan bo‘ladi. Keyinchalik lichinka o‘troq hayot kechirishga o‘tib, voyaga yetish jarayonida organizmda regressiv metamorfoz ro‘y beradi. Xorda, nerv sistemasining asosiy qismi yo‘qolib, qolgani tugunchaga aylanadi (43-rasm).

Assidiya metamorfozidan farq qilib, suvda hamda quruqlikda yashovchilar metamorfozida a’zolar sistemasining murakkablashuvi kuzatiladi. Suvda ham quruqda yashovchilar sinfi vakili baqada metamorfoz yashash muhitining o‘zgarishi bilan bog‘liq.

O‘simliklar ontogenezi

O‘simliklarning ontogenezi o‘ziga xos tarzda kechadi. Gulli o‘simliklarda ontogenez quyidagi davrlardan iborat: Embrional davr zigotadan boshlanib, urug‘ hosil bo‘lishi va uning pishib yetilishi bilan yakunlanadi. Yoshlik davri urug‘ning unib chiqishi, vegetativ organlarning shakllanishi kuzatilib, generativ organ – gul kurtaklarining paydo bo‘lishi bilan tugaydi. Ko‘payish davrida gul, meva, urug‘ning hosil bo‘lishi kuzatiladi. Qarilik davrida ontogenez yakunlanadi, o‘simlik quriydi.

Bir yillik o‘simliklarda ontogenez bir yil davom etsa, ko‘p yillik o‘simliklarda embrional, yuvenil (yoshlik) davrlari bir marta sodir bo‘ladi. Uchinchi davr esa ko‘p marta takrorlanadi.

Muhit omillari va gomeostaz

Organizm individual rivojlanishiga tashqi muhit omillarining ta’siri katta. Tashqi muhit omillarining ta’siri embrional davrda ham, postembrional davrda ham kuzatiladi. Organizmlarning rivojlanishiga abiotik omillar: harorat, yorug‘lik, namlik, kislorod, har xil kimyoviy birikmalar katta ta’sir ko‘rsatadi.

Gomeostaz. Organizm doimo o‘zgarib turadigan muhit sharoitlarida yashaydi. Tashqi muhit omillari ta’sirining o‘zgarishiga qaramay, tirik organizmlarning o‘zining morfologik, anatomik, fiziologik xususiyatlarini, kimyoviy tarkibini va ichki muhitini nisbatan doimiy saqlay olish xususiyati gomeostaz deyiladi. Gomeostazni ta’minlashda immunitetni ta’minlovchi tizimlar, regeneratsiya muhim ahamiyatga ega. Regeneratsiya deb organizmlarning hayot faoliyati davomida yoki biron ta’sir natijasida yashash muddati tugagan yoki shikastlangan hujayralar, to‘qimalar yoki a’zolarning qayta tiklanishiga aytiladi.

Bioritmlar: kechakunduzlik va mavsumiy

Bioritmlar. Organizmlarning hayotiy faoliyati ritmik ravishda, ya’ni kecha-kunduz, oy davomida hamda mavsumiy o‘zgarib turadi. Tirik organizmlarning hayotiy faoliyati ritmik o‘zgarishlarga bog‘liq bo‘lib, evolutsiya natijasida shakllanadi va bioritmlar deb ataladi. Bioritmlar – tabiiy tanlanishning natijasidir. Yashash uchun kurashda o‘z biologik jarayonlarini ritmik o‘zgarishlariga moslashtira olgan organizmlar saqlanib qoladi.

Bir sutka davomida organizm fiziologik jarayonlarining ritmik o‘zgarishi kecha-kunduzlik bioritmlar deyiladi. Odamning tana harorati, arterial bosimi, kecha-kunduz davomida ritmik o‘zgarib turadi. Hujayralarning mitoz bo‘linishining tezligi, qon shaklli elementlarining miqdori ham kecha-kunduz davomida ritmik o‘zgaradi. Mavsumiy bioritmlarga fotoperiodizm misol bo‘ladi. Organizmlar yil davomida kun uzunligining o‘zgarishiga moslashadi va ularda kechadigan fiziologik jarayonlar almashadi. Mavsumiy bioritmlar natijasida daraxtlarning gullashi, xazonrezgilik, hayvonlarning tullashi, qishki uyquga ketishi kabi hodisalar kuzatiladi.

Anabioz

Anabioz. Hayotiy jarayonlarning davom etishi noqulay bo‘lgan muhit sharoitida organizm anabioz holatiga o‘tadi. Anabioz holatidagi organizmlarda moddalar almashinuvi sekinlashadi. Anabioz noqulay sharoitlarga organizmlarning muhim moslashish mexanizmlaridan biridir. Mikroorganizmlarning sporalari, o‘simliklarning urug‘lari, hayvonlar sistalari, tuxumlari anabiozga misol bo‘ladi.

Bilimingizni sinang