從受精卵起經過卵裂，囊胚、原腸胚和器官形成，到胚胎孵化出卵或從母體產出的過程(見彩圖)。脊椎動物的胚胎發育主要是敘述圓口類、魚類、兩棲類、爬行類、鳥類和哺乳類的胚胎發育過程和有關的機理。
受精卵
2細胞期
4細胞期
8細胞期
16細胞期
32細胞期
桑椹胚期
胞胚期
囊胚期
神經胚期(初期)
神經胚(中期)
蛙的發育
蛙的發育
陳明達繪
脊椎動物胚胎發育的基本模式──文昌魚 文昌魚是低等脊索動物，雖然不屬於脊椎動物，但它的胚胎發生表現瞭脊椎動物胚胎發生的共性。
文昌魚的卵為均黃卵，行全裂（圖1），以後形成腔囊胚。原腸形成最初主要是內陷，輔之以外包和內卷等運動；向內陷入的內胚層，將來形成消化管（見形態發生運動的圖1）。原腸胚的背部逐漸變平和變厚，成為神經板（圖2a），然後卷成管狀，形成神經管（圖2c）。在原腸腔的背壁中間形成脊索，脊索的兩側為中胚層帶，向背側突起，最初和原腸腔相通；中胚層帶突出之後，背方的和側方的內胚層連到一起，此時原腸腔成為原始腸腔（圖2）。胚胎伸展拉長，分節，分化出頭端和尾端。頭端的兩、三對中胚層節成為腸體腔囊，中空的腔即體腔，其後直到尾端的中胚層為實心的細胞團，以後再裂出腔(圖3)。頭端的神經管腔略大，分化成“腦”，兩側有眼點。消化道擴大成咽部，兩側有鰓裂，消化道中段突出一盲囊，即肝突。在每節體側從中胚層生出一對管狀的腎。背、腹等血管隨之也生成，至此各器官系統基本形成。
脊椎動物的神經系統也是在神經板的基礎上卷成神經管的。脊索和兩側分節的中胚層是脊椎動物中軸骨和體節的基礎，並且以同樣的方式從原腸腔形成消化道，前端擴大成咽並有鰓裂。
早期胚胎發育 脊椎動物的卵，除哺乳類是次級均黃卵之外，均為端黃卵。由於卵黃含量不同，卵裂的方式也不同。圓口類、某些低等魚類（如肺魚和硬鱗魚）和兩棲類，卵黃集中在植物半球，雖然也進行全裂，但第3次卵裂之後，動物極的分裂球較小，植物極的分裂球較大，所以屬於全裂但為不等裂；軟骨魚、真骨魚、爬行類和鳥類的卵具有大量卵黃，卵裂僅發生在動物極，為盤狀卵裂；哺乳動物為均黃卵，行全裂但不是同步裂。3種不同的卵裂類型形成3種囊胚。全裂不等裂類型形成有腔囊胚，囊胚腔靠近動物極；盤狀卵裂類型形成盤狀囊胚；哺乳動物在卵裂到16個細胞以後，細胞開始分化，一部分細胞逐漸變成扁平狀，包在外面，稱為滋胚層；所包圍的腔是囊胚腔，另一部分細胞集聚成團，處於內部，稱為內細胞團。此時即是囊胚，亦稱為胚泡（圖4）。
各類囊胚類型雖然不同，但將來形成各種器官的物質在這時的分佈，從預定器官圖譜來看，情況大致相同（見胚胎預定命運圖）。在胚體建成過程中，細胞運動方式也很相似。
各類脊椎動物的早期胚胎發育，盡管由於卵黃含量不同使胚層和器官原基形成的方式略有差異，但基本過程相同。如果將球形的兩棲類胚胎（圖5c
）鋪平，就和鳥類的胚盤(圖5a)基本相同，同樣，如果將鳥類的胚盤，從邊緣疊起來（圖5b），也就和兩棲類球形胚胎相同。
器官發生 各種脊椎動物器官形成過程，尤其在早期發育中基本相似。神經系統先是在中胚層組織的誘導作用下從外胚層分化成神經板（見胚胎誘導作用），再卷成神經管，以後神經管的頭端擴大成前、中、菱腦，後段形成脊髓。由中胚層形成的體節，在背方的是生骨節和生肌節，分別生成中軸骨和體軀背部的肌肉。在腹側面的是側板，分裂成為外側層和內層，外層組成體壁層，內層形成內側的臟壁層，臟壁層包圍著消化道形成消化道的肌層和背、腹系膜。內外兩層之間的空腔便是體腔。在體節和側板之間，自前向後有一條帶狀的生腎節，在間葉細胞的誘導下，由此產生出腎和導管。上述一切都和文昌魚的情況很相似。
各類脊椎動物由於系統發育的原因或因生活習性不同，晚期發育出現很大差別。有的器官為效率更高的器官所取代，例如高等動物的腎臟代替瞭胚胎時期的前腎；或者產生出新的結構以代替原有的，例如水生的魚類或兩棲類蝌蚪，營呼吸作用的鰓，在高等動物被來源和結構都不相同的肺所取代；或者相同來源的器官發展成結構完全不同的構造，例如鰭是魚類在水中遊泳的構造，但是在此基礎上發育出陸生動物的四肢，在鳥類，前肢更發育為翅膀。有些器官，在系統發育中結構越來越復雜化。例如腦在較早時期由3部分，即前腦、中腦和菱腦（也稱後腦）組成。前腦進一步分化成端腦和間腦，端腦的前端又分出一對嗅葉，中腦仍保持原狀，菱腦分成後腦和末腦。腦的這5個部分，在各類脊椎動物分化程度各不相同。魚類和兩棲類均較原始，嗅葉發達，大腦不發達，僅有原腦皮。自爬行類起始有新腦皮。哺乳動物大腦最發達，分成幾個區，有明顯的回和溝，新腦皮也最發達。中腦成為視葉。鳥類在高空飛行，必須有較強的視力，以適應遠距離觀察，它的視葉最發達。鳥類和哺乳類小腦發達，哺乳類更分化成蚓部和小腦卷等幾個部分。末腦成為延腦。腦神經在低等種類為10對，爬行類以上為12對。
在各類動物的早期發育中，心臟都經歷一個簡單的、管狀構造的階段。在魚類尚維持這種狀態，隻是自前而後地分成動脈圓錐、心耳、心室和靜脈竇四部分兩棲類的彎曲成“S”形，心耳分成左、右兩部分，隻有一個心室在腹面，形成3個腔的心臟。爬行類的心室開始分割成二，但未完全分開，仍有一個孔，左右相通。鳥類和哺乳類的動脈圓錐退化，心室完全分隔，成為四個腔的心腔，哺乳類的靜脈竇和右心房合並。
爬行類和鳥類的卵產在陸地上，為瞭保持濕度和代謝條件，在胚胎發育過程中，還形成適應環境的胚外器官：即羊膜、尿囊和卵黃囊。羊膜和漿膜包於胚胎之外，胚胎浸於羊水中發育，既保證瞭濕度，又起瞭保護作用。尿囊儲存排泄物並借血管進行呼吸，卵黃囊供營養（見胚膜）。哺乳動物除具有羊膜等胚外構造外，還出現瞭胚胎和母體子宮壁結合形成的胎盤，胎兒可通過它從母體得到營養，並借以進行呼吸和排泄。根據胚膜的情況，可把脊椎動物分為3大類：①無羊膜動物，在水中發育的圓口類，角類和兩棲類；②無胎盤的羊膜動物，在羊膜中發育的爬行類和鳥類；③有胎盤的羊膜動物，高等哺乳動物。
各類脊椎動物的胚胎發育從3種不同類型的卵，形成不同的囊胚和原腸胚。在文昌魚的基本模式的基礎上，隨進化程度和生態習性不同有些器官發育過程，逐漸有所改變，特別是在發育後期，有比較大的變異，發生出各種不同的脊椎動物。
參考書目
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