Лабораторное занятие № 3.
Дробление. Образование бластулы. Типы бластул.
Дробление – это деление оплодотворенной яйцеклетки (уже зародыша) митозом. Дочерние клетки называются бластомерами, они не расходятся. При дроблении очень короткие интерфазы, поэтому бластомеры не успевают расти, а, наоборот, с каждым делением становятся размерами все меньше и меньше, т.е. количество бластомеров увеличивается, а объем каждого отдельного бластомера уменьшается.
Дробление – процесс размножения клеток, в результате которого одноклеточный зародыш (зигота) становится многоклеточным.
Характер дробления у животных различных типов неодинаковый. Он зависит от многих факторов, в том числе от количества желтка в яйце. Чем больше в цитоплазме желточных включений, тем медленнее делится эта часть цитоплазмы. Выделяют следующие типы дробления зиготы:
· Полное дробление – голобластическое (holos – весь, blastos – зачаток) – в дроблении участвуют все части оплодотворённой яйцеклетки. Плоскости дробления разделяют яйцо плностью. Это деление может быть:
1. равномерным (синхронным) – все бластомеры дробятся с одинаковой скоростью и поэтому количество их увеличивается по правильной прогрессии, т.е. происходит кратное увеличение бластомеров (1, 2, 4, 8 и т.д.). Характерно для яйцеклеток с малым количеством желтка, при этом образуются бластомеры примерно одинакового размера (беспозвоночные, примитивные хордовые – например, ланцетник; круглые черви – например, аскарида). Первая и вторая борозды дробления проходят через полюсы яйцеклетки и называются меридиональными, третья борозда проходит по экватору. Затем следует друг за другом ряд чередующих широтных и меридиальных борозд, в результате чего возникает зародыш, состоящий из 128 бластомеров. Такое дробление приводит к образованию целобластулы;
|
2. неравномерным (асинхронным) – количество бластомеров увеличивается по неправильной прогрессии (1, 2, 3, 5 и т.д.). Характерно для яйцеклеток со средним содержанием желтка (круглоротые, хрящевые рыбы, земноводные). При этом образуются бластомеры неодинакового размера. Сначала в результате первых двух дроблений образуются бластомеры примерно одинакового размера, а затем на анимальном полюсе деление происходит быстрее, чем на вегетативном. В результате на анимальном полюсе образуется большее количество бластомеров, и они меньшего размера, чем на вегетативном полюсе. В дальнейшем эти бластомеры дифференцируются по-разному – из одних образуется тело зародыша, а другие выполняют трофическую функцию.
Полное неравномерное дробление характерно также для вторично изолецитальных яйцеклеток плацентарных млекопитающих. Бластула двухслойная, поверхностные светлые мелкие бластомеры образуют в дальнейшем трофобласт, внутренние – эмбриобласт.
· Неполное дробление (частичное) – меробластическое – дробление идет только на анимальном полюсе, вегетативный полюс перегружен желтком и в дроблении не участвует; плоскости дробления не проходят через всё яйцо и не захватывают желток. Это дробление может быть:
3. поверхностным – ядро зиготы делится в центральном островке цитоплазмы, получающиеся ядра перемещаются на поверхность яйца, образуя поверхностный слой ядер (синцитиальную бластодерму) вокруг лежащего в центре желтка. Затем ядра разделяются мембранами, и бластодерма становится клеточной (членистоногие, в частности – насекомые). Образующаяся бластула называется перибластулой.
|
4. дискоидальным – дробится небольшой участок зиготы, где мало желтка, а остальная часть, богатая желтком, не делится. Такой тип дробления типичен для телолецитальных яиц, богатых желтком (костистые рыбы, пресмыкающиеся, птицы). В результате дробления на анимальном полюсе образуется небольшой диск клеток (бластодиск) и формируется дискобластула.
Препарат 1: Аскарида. Два бластомера
Зарисовать препарат на стадии 2-х бластомеров, обозначить:
1) анимальный бластомер (находиться ближе к редукционному тельцу);
2) вегетативный бластомер;
3) оболочки яйца аскариды;
4) редукционное (направительное) тельце.
Найти и зарисовать стадию 4-х бластомеров (изначально выглядит в виде буквы «Т», затем после миграции бластомеров – в виде ромба).
ü Зарисовать схему дробления яйца аскариды:
Яйца содержат небольшое количество равномерно распределённого желтка (олиголецитальные, изолецитальные).
Дробление полное, почти равномерное, ротационное и билатерально-симметричное. Носит детерминированный характер, а положение бластомеров в пространстве строго фиксировано, что позволяет проследить судьбу их производных.
Бластомеры принято обозначать по системе, предложенной Т. Бовери (1862–1915), давшим описание развития A. megalocephala в 1899 г.
Дробление у лошадиной аскариды Ascaris megalocephala:
|
А, Д – стадия двух бластомеров (AB – зачаток первичной эктодермы, Р1 — разнородные зачатки);
Б – стадия 3-х бластомеров;
В, Е, Ж – стадия 4-х бластомеров: Т-образная фаза (А, В – правый и левый бластомеры соответственно, S2 (EMSt) – энтомезостомодеальный зачаток, Р2 — вегетативная клетка, родоначальница линии половых клеток);
Г, З – ромбоидная фаза – миграция Р2 между бластомерами S2 и В;
И – стадия 6-ти бластомеров;
1 – 1-ая (широтная) борозда; 2 – 2-я (меридиональная) борозда; 3 – 3-я (широтная) борозда; 4 – перивителлиновое пространство; 5 – остатки 1-го полярного тельца; 6 – остатки 2-го полярного тельца; 7 – оболочки яйца аскариды; 8 – анимальные бластомеры; 9 – вегетативные бластомеры
Муляж 1: Дробление яиц ланцетника.
На основе муляжей и плакатов зарисовать стадии дробления (яйцо ланцетника, стадии 2-х, 4-х, 8-ми, 16-ти бластомеров) и образование бластулы ланцетника. Отметить:
1) стадия 2-х бластомеров;
2) стадия 4-х бластомеров – передние (чуть крупнее) и задние бластомеры;
3) стадия 8-ми бластомеров – анимальные (меньше) и вегетативные (крупнее) бластомеры;
4) стадия 16-ти бластомеров;
5) бластула ланцетника – обозначить: крышу бластулы (мелкие эктодермальные клетки), разделяющую зону (клетки средней величины – «мезодермальный серп»), дно бластулы (крупные энтодермальные клетки), бластоцель, бластодерму. Указать тип бластулы (целобластула).
Препарат 2: Дробление яйцеклетки лягушки
Телолецитальнне яйца лягушки дробятся полностью, но неравномерно. Первые две борозды меридиональные, проходят перпендикулярно друг другу, разделяя яйцо сначала на две, а затем на четыре одинаковые по размеру клетки. Однако уже при первых делениях дает себя знать неравномерное распределение желточных включений в яйце: меридиональные борозды врезаются в поверхность яйца не одновременно на всем протяжении, а распространяются постепенно от анимального полюса к вегетативному.
Начиная с третьего деления дробление становится неравномерным. Третья борозда широкая, проходит параллельно экватору, но ближе к анимальному полюсу и делит яйцо на анимальные микромеры и вегетативные макромеры. Далее происходит чередование меридиональных и широтных борозд, причем и все последующие широтные деления неравномерны, ближе к анимальному полюсу образуются более мелкие клетки.
Прохождение меридиональных борозд всегда несколько замедляется в вегетативном полушарии. Хотя дробление лягушки относится к радиальному типу, оно довольно рано утрачивает геометрическую правильность, с 5-го деления становится асинхронным: анимальные клетки делятся быстрее, что еще больше усиливает неравномерность дробления. На стадии 32 бластомеров возникает бластомерная (однослойная) бластула. Периферия анимальных бластомеров окрашивается в коричневый цвет за счет включений пигмента. На стадии 128 бластомеров возникает многослойная бластула.
Зарисовать препарат и отметить:
1) анимальный полюс;
2) микромеры (в микромерах обозначить пигментные включения – коричневые скопления по периферии бластомеров);
3) вегетативный полюс;
4) макромеры.