Индивидуальное развитие человека - ОРГАНИЗМ КАК ЦЕЛОЕ

Учебник БИОЛОГИЯ 10—11 классы - Общие закономерности - А.А. Вахрушев - Баласс 2015 год

Индивидуальное развитие человека - ОРГАНИЗМ КАК ЦЕЛОЕ

Постановка проблемы урока

Факт1. Средняя продолжительность жизни человека в развитых странах - 70-80 лет.

Факт 2.Средняя продолжительность жизни сопоставимых с человеком по размерам млекопитающих: лошади - 20 лет, шимпанзе - 30-40 лет, собаки 10-12 лет.

• Предложите гипотезу, объясняющую несоответствие между приведёнными фактами.

• Как можно сформулировать проблему урока? Предложите свой вариант и сравните его с вариантом авторов на с. 396.

Необходимые базовые знания

• Что такое индивидуальное развитие? (§ 23)

• Вспоминаем термины: прямое развитие, эмбриональное и постэмбриональное развитие, старение. (§ 23)

Решение проблемы

Эмбриональное развитие

• Проследите этапы эмбрионального развития человека и объясните большое сходство с развитием животных.

• С помощью текста и таблицы выясните, какова последовательность и хронология оплодотворения и эмбрионального развития.

Индивидуальное развитиечеловека,как и других организмов с половым размножением, начинается с момента оплодотворения и завершается смертью.

Созревание яйцеклетки в организме женщины происходит каждый месяц и заканчивается к середине менструального цикла. Тогда происходит овуляция — выход яйцеклетки из яичника в брюшную полость, а затем в маточную трубу. Там чаще всего и происходит оплодотворение. Во время одного полового акта в организм женщины попадает более 200 млн сперматозоидов. Такая расточительность кажется на первый взгляд неоправданной, особенно учитывая, что все случаи многоплодия у человека укладываются в 1,5%. Однако избыточное количество сперматозоидов формирует химическую среду, способствующую слиянию гамет, и этим повышает вероятность оплодотворения.

Если у женщины вовремя не наступает менструация, это может быть первым признаком того, что она беременна.

Эмбриональное развитие человека длится около 280 суток и подразделяется на три периода: начальный (1-я неделя), зародышевый (2-8-я неделя) и плодный (с 9-й недели до рождения).

К концу первых суток после оплодотворения начинается дробление зиготы. Через 30 часов зародыш состоит из двух, а через 40 часов — из четырёх клеток. В результате многократных митотических делений образуется плотный шар, внутри которого находятся более тёмные и медленно делящиеся клетки, а снаружи - более светлые и быстро делящиеся. Это первый шаг к дифференцировке клеток. В будущем тёмные клетки дадут начало зародышу, а светлые превратятся в егозародышевыеоболочки,обеспечивающие связь зародыша с телом матери (амнион и плацента) и выведение продуктов его обмена (аллантоис). Всё это время зародыш медленно движется по яйцеводу к матке. На 56-е сутки он, наконец, уже на стадии бластулы, попадает в матку и внедряется в её стенку. С этого момента зародыш начинает получать кислород и питательные вещества из крови матери.

Но зародыш может и не попасть в матку. Во-первых, он может погибнуть на ранних стадиях дробления, при этом женщина даже не заметит своей беременности. Причиной этого нередко бывают дефекты наследственного материала зародыша: среди эмбрионов, несущих хромосомные аномалии, доля погибших на 40% больше.

Во-вторых, зародыш может внедриться в стенку яйцевода, не дойдя до матки. Такой эмбрион обречён, а главное - внематочная беременность смертельно опасна для матери. Важно, как можно раньше обнаружить эту аномалию и прервать беременность оперативным путём. Таким образом, самые ранние этапы развития весьма уязвимы.

За имплантацией следует гаструляция, а за ней - органогенез: сперва закладывается хорда, затем нервная трубка, позже - остальные органы (см. таблицу 1).

Таблица 1. Хронология эмбрионального развития человека

Период

Этапы развития

1 -я неделя

Дробление. Имплантация зародыша.

2-я неделя

Обособление трёх зародышевых листков - эктодермы, мезодермы и энтодермы.

3-я неделя

Развитие нервной трубки. Начало развития головного и спинного мозга (первые органы). Длина зародыша 2 мм.

4-я неделя

Начало формирования сердца, кровеносных сосудов, крови и кишечника. Длина зародыша 5 мм.

5-я неделя

Развитие головного мозга. Начало закладки конечностей. Сердце начинает биться, перекачивая кровь. Длина зародыша 8 мм.

6-я неделя

Начало формирования глаз и ушных раковин.

7-я неделя

Развитие всех основных внутренних органов. Начало формирования конечностей - рук и ног. Длина плода 17 мм.

К 12-й неделе

Плод в основном сформирован и подвижен. За время, остающееся до рождения, он главным образом увеличивается в размерах. Длина плода 56 мм.

К 20-й неделе

Начинается рост волос, включая брови и ресницы. Длина тела 160 мм.

24-я неделя

Открываются глаза.

К 26-й неделе

Плод сформирован настолько, что выживает в случае преждевременных родов.

К 28-й неделе

Ребёнок много двигается, глотает, выделяет мочу.

К 30-й неделе

Обычно лежит головкой вниз, готовясь появиться на свет. Длина тела 240 мм.

40 недель

Рождение.

Постэмбриональное развитие

• Проследите этапы постэмбрионального развития человека, найдите и объясните значительные отличия от развития животных.

В постэмбриональном онтогенезе обычно выделяют три крупных этапа:детство и юность(дорепродуктивный),зрелость(репродуктивный) истарение(пострепродуктивный).

24.1. Индивидуальное развитие человека

• Как меняются пропорции тела человека с возрастом?

Важнейшей отличительной чертой человека от животных является длительный период взросления. Индивидуальная выгода от обучения в сочетании с богатством жизненного опыта, который человек получает в период взросления, многократно превосходит все сравнения с животным миром. Поэтому биологические способности к обучению у человека необыкновенно развиты.

Это, в свою очередь, становится возможным благодаря тому, что врождённые черты поведения человека имеют общий характер и легко модифицируются под влиянием индивидуального опыта. Только в младенческом возрасте у человека заметны готовые врождённые реакции организма: дыхательный, сосательный, хватательный и другие безусловные рефлексы. Большинство же врождённых форм поведения служит лишь фундаментом, на котором выстраивается поведение, приобретённое в процессе обучения. Основой для него служит социальная жизнь, общение с людьми различных возрастных групп, обучение младших поколений старшими. Начальные формы такой социальной жизни и большой роли обучения мы унаследовали от своих предков — приматов, но у людей она достигла исключительного значения.

Известно, что индивидуальное обучение и длительный период взросления чаще встречаются и наиболее важны для долгоживущих организмов. Среди них человек — самый долгоживущий вид среди млекопитающих того же размерного класса. Если начальные этапы развития человека протекают в относительно благоприятных условиях, то в пору зрелости он приобретает весьма высокую устойчивость и сопротивляемость к вредоносным воздействиям. Репродуктивный период приходится на наилучшую физическую форму организма и имеет значительную продолжительность. Этим определяется возможность длительной заботы о детях, обеспечения их полноценным обучением и воспитанием.

Уважение к старости — человеческое качество, связанное с развитием разума. Значение пожилых людей с огромным жизненным опытом, которым они могут поделиться с другими членами семьи и соплеменниками, было осознано на заре цивилизации. В те времена, когда продолжительность жизни была невелика, старейшин — людей, приобретших знания и опыт в течение долгой жизни, глубоко почитали и берегли. Таким образом, постепенное увеличение продолжительности жизни человека имеет давние социальные причины. В последние столетия она неуклонно увеличивается за счёт улучшения материальных условий и развития медицины.

Критические периоды

• В какие периоды жизни человек наиболее уязвим и как это следует учитывать?

В онтогенезе человека существуют критические периоды, когда он особенно чувствителен к инфекциям и стрессирующим воздействиям разного рода. Эти периоды сведены в таблицу 2.

Таблица 2. Критические периоды в физиологическом развитии человека

Период

Этапы развития

1 -й день

Оплодотворение

5-7-е сутки

Имплантация зародыша в стенку матки

3-4-я недели

Закладка и дифференцировка нервного ствола

3-8-я недели

Закладка основных органов зародыша и формирование плаценты

15-22-я недели

Усиленный рост головного мозга и дифференцировка нервной ткани

20-24-я недели

Дифференцировка половой системы

9-й месяц

Рождение

1 -й год жизни

Младенчество

11-12-й годы жизни

Половое созревание

• Как мать и её ближайшее окружение могут воспользоваться этой таблицей?

Самый первый критический период совпадает со временем зачатия и началом беременности. В этот период курение, употребление алкогольных напитков, наркотических препаратов и специфических аллергенов (например, цитрусовых) могут оказать необратимое воздействие на формирующиеся половые клетки. Рождение неполноценного ребёнка - большое несчастье.

На протяжении всего времени эмбрионального развития плод тесно связан с организмом матери через плаценту, обеспечивающую его питанием и кислородом. Поэтому здоровье и даже психическое состояние матери непосредственно влияют на его развитие. Например, никотин, проникая через плаценту в кровеносную систему плода, вызывает сужение сосудов, пониженное снабжение кислородом и питанием и приводит к задержке развития. У постоянно курящих женщин дети при рождении весят в среднем на 300 — 350 г меньше нормы, на 27% чаще случаются преждевременные роды и выкидыши на поздних сроках беременности, на 50%) чаще вероятность развития порока сердца. У беременных, которые выкуривали в день по одной пачке сигарет, уровень смертности детей увеличивался на 20%, а у тех, кто выкуривал более одной пачки, - на 35%.

24.2.Что хотел сказать художник?

Но и взрослым курить вредно — это написано на каждой пачке сигарет. По данным международных организаций, ежегодно от болезней, связанных с курением, умирают более 5 млн человек. Каждые восемь секунд в мире преждевременно умирает курильщик, причём каждый десятый из них — россиянин. Много и длительно курящие люди в 10 раз чаще заболевают язвой желудка, в 12 раз - инфарктом миокарда, в 13 раз - стенокардией и в 30 раз - раком лёгких.

Легко проникает через плаценту и алкоголь. Его употребление во время беременности вызывает алкогольный синдром: задержку умственного развития, недоразвитие головного мозга (микроцефалию), повышенную возбудимость и невозможность сосредоточиться, пониженную скорость роста, слабость мышц. При обследовании полутора тысяч матерей и их детей отклонения от нормы наблюдались лишь у 2% детей, родившихся от матерей, которые совсем не употребляли спиртного. Этот показатель повысился до 9% среди детей “умеренно” пьющих матерей. У детей, матери которых сильно пили, показатель отклонения от нормы поднялся до 74%. Причем у последних, как правило, регистрировалось не одно, а несколько отклонений от нормы.

Наркотическая зависимость матери вызывает аналогичное привыкание ребёнка в период эмбрионального развития. В результате у ребёнка происходит “ломка” при рождении и всякий раз, когда наркотик перестаёт поступать с молоком матери. Наркотики влияют на нервную систему: у зависимых детей значительно быстрее, чем у взрослых, поражается головной мозг, обнаруживается задержка умственного развития и нарушение поведения. У 8%) матерей-наркоманок беременность закачивается мертворождением из-за отслойки плаценты, в 25%) приводит к преждевременным родам и замедлению родов.

Даже употребление обычных лекарственных препаратов, считающихся безвредными, следует ограничить, особенно на ранних стадиях беременности и в критические периоды развития эмбриона.

Серьёзную опасность для развития плода могут представлять заболевания матери, особенно краснуха, гепатит В и ВИЧ-инфекция. Заражение краснухой на первом месяце беременности вызывает у 50% родившихся детей слепоту, глухоту, расстройства нервной системы и пороки сердца.

Всё это — разнообразные примеры вредных воздействий на эмбрион человека, защищённый телом матери. Недостаточное питание, как в количественном, так и качественном отношении, курение, алкоголь и наркотики, промышленное загрязнение окружающей среды, особенно воздуха и воды, радиоактивное излучение, стрессы и болезни — всё это негативно влияет на человека в любом возрасте. Но ребёнок намного чувствительнее. Он плачет, когда ему плохо. Эмбрион этого сделать не может.

Обобщение новых знаний

Все стадии развития человека более продолжительны, чем у других млекопитающих того же размера и веса. В остальном эмбриональное развитие человека и млекопитающих очень похоже. Постэмбриональное развитие на первый взгляд отличается лишь большей продолжительностью. Но от всех животных человека отличает исключительная роль обучения и приобретения личного опыта. Разум - самая универсальная адаптация в природе - продлевает нам жизнь. Но бывает и “горе от ума”: вредные привычки, издержки индустриального общества, социальные конфликты. Несчастья ещё больнее от сознания собственных ошибок.

Применение знаний

1. В какие периоды онтогенеза вероятность нарушений выше?

2. Как будущие родители должны готовиться к рождению детей?

3. В чём непреходящая ценность каждого возраста?

4. Как сделать так, чтобы не поддаваться вредным привычкам?

5. Можно ли изменить общество, которое призывает к здоровому образу жизни, но при этом не в состоянии обеспечить здоровой среды обитания?