Післязародковий розвиток і ріст організмів. Поняття про життєвий цикл

Післязародковий (постембріональний) розвиток тварин і людини - це період життя, який починається після народження або виходу з оболонок, Що вкривають зародок, і триває до смерті. За цей час організм росте, на­буває здатності до розмноження (зріє), старіє та вмирає. У деяких тварин (мал. 23.1) та більшості багатоклітинних однорічних рослин заги­бель настає майже одразу після роз­множення. У них є два періоди постембріо­нального розвитку: передрепродуктивний (організми ще статево недозрілі) та репро дуктивний (коли набувають здатності до статевого розмноження). В інших (біль­шість хребетних тварин, річковий рак, де­які комахи, павукоподібні, молюски, бага­торічні рослини тощо) репродуктивний період триває досить довго. Після нього смерть настає не відразу, а через деякий час (від кількох днів у комах до кількох років і десятків років у великих ссавців, дерев тощо). Він має назву періоду старіння, коли поступово знижується рівень обміну речовин та настають необоротні зміни в ор­ганізмі, які зрештою призводять до смерті. Шслязародковий розвиток тварин буває прямим або непрямим (мал. 23.2). За прямого розвитку щойно народжена тварина внаслідок ембріонізації загалом нагадує дорослу. Ембріонізація - явище, коли зародковий період подовжується за рахунок живлення зародка поживними речовинами ма­теринського організму (плацентарні ссавці, деякі хрящові риби, скорпіо­ни) або яйця (плазуни, птахи).

Біологічне значення ембріонізації полягає в тому, що народжується або вилуплюється з яйцевих оболонок тварина на більш високому ступені роз­витку, що зменшує її вразливість зовнішніми чинниками. У всіх видів плацентарних і деяких сумчастих ссавців, акул, скорпіонів одна із зарод­кових оболонок зростається зі стінками розширеної частини яйцепроводів (матки) таким чином, що від матері до ембріона потрапляють поживні ре­човини та кисень і виводяться продукти обміну речовин та вуглекислий газ. Процес появи на світ такого зародка має назву справжнього живона- родження.

Якщо зародок розвивається за рахунок запасних поживних речовин яйця всередині материнського організму і ембріон звільняється від яйце­вих оболонок ще всередині жіночих статевих проток, то таке явище має назву яйцеживонародження (деякі ящірки, змії, акваріумні рибки - гуігпі та мечоносці, попелиці тощо).

Якщо зародок розвивається у яйці поза материнським організмом і мо­лодий організм виходить з яйця безпосередньо в зовнішньому середовищі, то спостерігається яйценародження (більшість плазунів і членистоногих, птахи, першозвірі, плоскі черви тощо).

Прямий розвиток характерний для деяких кишковопорожнинних (гід­ри), війчастих і малощетинкових червів, деяких ракоподібних (дафніїрічковий рак), павуків, частини молюсків (більшість прісноводних та на­земні черевоногі, головоногі), хрящових риб, плазунів, птахів, ссавці».

Мал. 23-2. Тварини з прямим і непрямим типами розвитку. Непрямий розвиток багатощетинкового черві нереїсв: 1 личинка', 2 — розвиток личинки; З - дорослиу

черв. Б. Непрямий розвиток комах: 1 - з неповним перетворенням; 2 - з повним перетворенням В Прямирозвиток птахів: 1 - нагніздних; 2 - виводкових

Непрямий розвиток супроводжується гли­бокими змінами в організації організму, завдя­ки яким личинка перетворюється на дорослу особину. Личинка - фаза післяембріональвого розвитку багатьох безхребетних (більшість кишковопорожнинних, плоских, круглих, ба- гатощетинкових червів, молюсків, комахи, голкошкірі тощо) і деяких хребетних (ланцет­ники, кісткові риби, земноводні) тварин, у яких запаси поживних речовин у яйці недостатні для завершення формування дорослої особини.

Непрямий розвиток здійснюється в кілька послідовних етапів (фаз). На кожному з них тварина має певні особливості будови та життє­вих функцій.

Наприклад, онтогенез комах (мал. 23.2, Б) має послідовні фази яйця, личинки та дорослої комахи (при розвитку з неповним перетворен ням: клопи, бабки, таргани, прямокрилі, воші) або яйця, личинки, лялечки та дорослої ко­махи (при розвитку з повним перетворенням: метелики, жуки, перетинчастокрилі, блохи тощо). Особливе значення має фаза лялечки, на якій комаха зазнає докорінних змін (пригадай те, яких).

Непрямий тип розвитку виконує кілька важливих біологічних функцій, спрямованих на забезпечення існування виду.

Живильна функція

На певній фазі роз­витку тварина отримує найбільше поживних речовин, необхідних для його завершення.

У комах цю функцію здійснює личинка (так, гусінь метеликів може збільшувати масу тіла в 10 000 разів і більше). До­рослі особини деяких видів комах не живляться взагалі, використовуючи накопичені личинкою запаси поживних речовин (наприклад, одноденки, шовковичний шовкопряд, оводи).

Раціональне використання ресурсів полягає в тому, що різні фази розви­тку розділені за способами та об’єктами живлення, а також просторово. Так Удається уникнути загрози виснаження необхідних ресурсів. Це явище спо­стерігають у комах, які розвиваються з повним перетворенням, прохідних риб, паразитичних організмів, цикли розвитку яких відбуваються зі зміною хазяїв, земноводних тощо.

Функція розселення

У багатьох тварин, які ведуть малорухомий чи прикріплений спосіб життя, личинки (губки, коралові поліпи, двостул­кові молюски, ланцетники, вусоногі ракоподібні тощо) здатні активно чи пасивно (за допомогою течій, вітру, інших організмів; розселюватись безпечуючи поширення виду. Так, у двостулкових прісноводних Молюск? (жабурниць і перлівниць) личинки поширюються на значні відстані за допомогою риб, паразитуючи в їхніх покривах. Деякі види безхребетних тва рин можуть розповсюджуватися на фазі яйця. Наприклад, стійкі до пере сихання яйця рачків-щитнів та артемій, які мешкають у тимчасових водоймах (калюжах та ін.), поширюються вітром на десятки і навіть сотні кілометрів.

Зараження нових особин хазяїв забезпечують личинки паразитичних видів. Вони потрапляють до організму хазяїна різними шляхами (через рот, з їжею або водою, через шкіру, за допомогою кровосисних комах тощо). Далі мігрують до певних тканин чи органів, де їхній розвиток завершуєть­ся (наведіть приклади з курсу біології 8-го класу). Усім організмам притаманний ріст і розвиток.

Які особливості росту і регенерації організмів?

Ріст організмів - це поступове збільшення їхньої маси і розмірів за ра­хунок переважання процесів пластичного обміну над енергетичним. Ріст буває обмеженим і необмеженим. Обмежений ріст спостерігають у тих ви­падках, коли особина, досягаючи певних розмірів, його припиняє, зазви­чай за настання статевої зрілості (більшість членистоногих, круглі черви, птахи, ссавці тощо). У разі необмеженого росту розміри і маса особин збільшуються впродовж усього життя (більшість вищих рослин, багато­клітинних водоростей, грибів, стьожкових і кільчастих червів, молюсків, хрящових та кісткових риб, плазунів, деякі багатоніжки та ін.).

Залежно від будови покривів тіла, особливостей індивідуального розви­тку та умов довкілля, ріст буває безперервним або періодичним. За безпе­рервного росту особина поступово збільшується, доки не досягає певних розмірів або не вмирає. Періодичний ріст відбувається, коли періоди збіль­шення розмірів чергуються з періодами зупинки росту. Наприклад, круглі черви і членистоногі ростуть лише під час линяння, коли старі покриви скинуті, а нові ще не затверділи. Ріст припиняється також під час станів заціпеніння, сплячки тварин чи періоду спокою рослин. Зокрема, у рослин це відбувається унаслідок впливу хімічних сполук, які перешкоджають поділу клітин або гальмують обмін речовин.

Запам’ятайте: тип росту особин кожного виду визначається спадково і залежить від регуляційних механізмів організму, дії факторів довкіл­ля тощо. У тварин ріст регулюють насамперед гормони та нейрогормо- ни, у рослин і фітогормони. Пригадайте: нестача або надлишок гормо­ну росту може спричинити карликовість або гігантизм людини, а нестача гормону щитоподібної залози - тироксину - може викликати ще важчі наслідки 9 кретинізм.

Безперервність існування видів забезпечують життєві цикли.

Що таке життєвий цикл?

Життєвий цикл - це період між однаковими фазами розвитку двох або більшої кількості послідовних поколінь.

Індивідуальний розвиток багатьох одноклітинних організмів завер­шується поділом або брунькуванням клітини, тобто вони гинуть лише ні а несприятливих впливів факторів довкілля. Тому для них поняття «онто­генез» та «життєвий циклтотожні. У багатоклітинних організмів індиві­дуальний розвиток завершується природною смертю. Однак гамети, спори або частини, призначені для вегетативного розмноження, не гинуть, а пе­редають спадкову інформацію організмам дочірнього покоління. Таким чином, безперервність життєвого циклу забезпечують генеративні кліти­ни або групи вегетативних клітин. Натомість, термін життя соматичних клітин, з яких утворено всі органи та тканини організму, обмежений.

Тривалість життєвого циклу у представників різних груп організмів неоднакова. У бактерій і дріжджів проміжок між двома поділами клітини часто не перевищує ЗО хвилин. У багатьох виших рослин і хребетних тва­рин життєвий цикл завершується через багато років. Наприклад, сосна звичайна починає розмножуватись на 30-40-му рош життя, риба білуга на 12—18-му. Тривалі життєві цикли відомі у деяких безхребетних тварин молюска тридакни, річкового рака тощо.

Розрізняють прості і складні життєві цикли.

Які життєві цикли називають простими, а які - складними?

Під час простих життєвих циклів не відбувається закономірної їм і ни різних поколінь (наприклад, статевого та нестатевого*. Це життєві цикли багатьох одноклітинних організмів (мал. 23.3). більшості круглих і кільчастих червів, членистоногих, молюсків, хордових.

Складні життєві цикли здій­снюються через чергування різних поколінь, кожне з яких відрізняєть­ся від інших особливостями будови, онтогенезу, плоїдністю, способами розмноження тощо (мал. 23.4). Так, у деяких бурих і червоних водо­ростей та вищих спорових рослин змінюються статеве, переважно га­плоїдне, та нестатеве, переважно ди- плоїдне, покоління. Серед вищих рослин лише в мохоподібних пере­важає статеве покоління, або гаме­тофіт, а в інших — нестатеве, або спорофіт (папоротеподібні, хвоще­подібні, плауноподібні, голонасінні, покритонасінні).

Складні життєві цикли, які су­проводжуються зміною різних поко­лінь, відомі для різних груп тварин.

Мал. 23.4. Життєвий цикл малярійного плаз­модія (використовуючи знання, одержані на уроках з біології у 8-му та 10-му класах, опи­шіть цей життєвий цикл)