前麵我們介紹了胚胎發育和胚後發育以及胚後發育為什麼要單獨介紹胚前發育與遺傳的關係,就是因為胚前發育是高等動物發育中至關重要的一個階段。那麼,什麼是胚前發育呢?它到底有什麼重要之處呢?
胚前發育是指從受精卵到形成胚胎的中間發育。我們知道,發育通常指個體發育,即生物自受精卵開始直到形成成熟個體所經過的一係列從簡單到複雜的變化過程;有時發育也指係統發育,即某一類群(種、屬、科等)生物的形成曆史或泛指生物自其單細胞祖先開始逐步進化到現在的整個曆史。
對於卵生昆蟲而言,卵是個體發育的第一個蟲態,又是一個表麵不活動的蟲態。卵的大小與昆蟲本身的大小及產卵量有關,多數昆蟲的卵長1.5~2.5毫米;卵的形狀一般為卵圓形或腎形,也有桶形、紡錘形、半球形、球形、啞鈴形等;卵的顏色,多數昆蟲的卵初產時呈乳白色或淡黃色,以後顏色漸加深,呈綠色、紅色、褐色等,孵化前顏色最深。據卵的色澤可以推斷出昆蟲卵的發育進度;昆蟲的產卵方式為單產、塊產,一般產在寄主植物或其他物體的表麵,或者是隱蔽的場所,大多數昆蟲在產卵方式上表現出高度的選擇性與適應性。卵的基本結構是一個大型細胞,最外麵是由卵泡細胞分泌形成的有保護卵和防止卵內水分過量蒸發作用的卵殼,卵殼裏麵為一膜狀薄層稱卵黃膜,卵黃膜圍著原生質、卵黃和核,卵黃充塞在原生質網絡的空隙內,但緊貼卵黃膜的原生質中無卵黃,這部分原生質特稱周質,這種卵稱為中黃式卵。
1.胚前發育的類型
胚前發育主要可歸納為三類,最簡單的生物如病毒和噬菌體,借助於受體細胞所合成的物質,經過裝配形成新的病毒顆粒。這類發育是一種原料裝配的過程。
大多數的單細胞生物以及某些植物以親本的v開始其生命史的。親本個體經過一個生長和複製的過程,然後一分為二,或以出芽的方式產生出一個或一個以上的與自己類似的個體。這類發育主要是細胞分化的過程。
絕大多數生物以受精卵開始其生活史。親本不是把形態結構直接傳遞至子代,而是把遺傳性狀以密碼的形式編在DNA上,並儲存於細胞核中。這類發育是來自父母雙方的遺傳信息,在一定的時間和空間表現出來的過程,也就是把基因型轉化為表現型的過程。
在個體發育的基本過程中,生物多樣性也就決定了發育過程的多樣性。對於植物和動物的胚胎發育過程而言,存在著很大的差異,其中無脊椎動物和脊椎動物的胚胎發育也不盡相同。
脊椎動物的發育包括三個階段:第一階段是由受精卵通過卵裂形成許多細胞,這些細胞先組成單層上皮形成囊胚,再經過一係列複雜的原腸形成運動,成為原腸胚;第二階段包括神經胚形成、器官原基的建成和器官發生等過程,通過這一階段形成體內的各個器官,如肢芽、眼、心髒等;第三階段是由上述兩階段產生的小型結構格局逐漸增長到其成體的大小,其中還包括一係列退行性的變化即衰老的過程。由於這三個階段彼此都有部分交叉與重疊,所以不能截然分開。
胚胎是由受精卵發育而成的初期發育的動植物雛形個體。由受精卵發育成長為胚胎的過程,稱為胚胎發育。卵生動物胚胎依靠卵黃提供營養。人和絕大多數哺乳動物胚胎期較長,胚胎僅指初期發育階段,即從卵裂開始到各主要器官形成時為止,以後胚胎開始呈現成體的形態,特稱胎兒。在人受精卵發育二個月內為胚胎,以後為胎兒。胚胎與胎兒均在子宮內發育,通過臍帶和胎盤獲得營養。胎兒產出後,與母體中斷物質交換,也就是我們所說的新生兒。新生兒除部分器官(如生殖器官)尚未成熟、體型較小以外,與成體基本相似。但許多動物自卵中孵出時其形態構造、生活習性均與成體有明顯不同,特稱幼蟲。幼蟲需經變態才能發育為成體。這一發育過程稱為胚後發育。研究發育過程往往需要追溯到受精前的精子和卵的發生過程,因此也有人將這些過程合稱為胚前發育。