Директният тип развитие е характерен за. Жизнени цикли на организмите

ОНТОГЕНЕЗАТА НА ЧОВЕКА

Онтогенезата е пълен цикъл на индивидуално развитие на организма. Във времевия интервал онтогенезата започва с оплождането на яйцето и завършва със смъртта на организма. А от биологична гледна точка онтогенезата е процесът на пълно и поетапно внедряване на наследствената информация на всички етапи от съществуването на организма, докато околната среда оказва значително влияние върху развитието на организма.

Разбирането на механизмите на онтогенезата е един от основните проблеми на съвременната биология, поради което различни биологични дисциплини участват в изучаването на моделите на индивидуалното развитие: цитология, хистология, молекулярна генетика, биохимия и др. В същото време има две независими дисциплини, които пряко изучават етапите на онтогенезата: ембриология и геронтология. Като се има предвид този подход, съвременната синтетична теория за онтогенезата често се нарича биология на развитието.

С цялото разнообразие на животинския свят могат да се разграничат следните основни видове онтогенеза:

Непряко развитие Директно развитие

(ларва, с метаморфоза)

С пълна метаморфоза - неларви (риби, влечуги, птици)

С непълна метаморфоза - вътрематочна

Видът на онтогенезата, нейните характеристики и възможните нарушения се определят от взаимодействието на два основни фактора: наследствената информация на даден организъм и особеностите на условията на околната среда. И това взаимодействие се осъществява на всеки етап от индивидуалното развитие.

Периодизация на онтогенезата.Общоприето е онтогенезата да се разделя на два периода: ембрионален (за хората - пренатален, пренатален) и постембрионален (постнатален). Всеки от тях от своя страна се разделя на по-къси сегменти (етапи), които се характеризират с определени морфологични и функционални особености.

Всеки организъм може да възникне само в присъствието на две пълноценни зародишни клетки, следователно е по-оправдано да се разграничи друг период от онтогенезата - прогенеза (проембрионален период), който предшества самата онтогенеза. Проембрионалният период съвпада по време с гаметогенезата и включва също осеменяване и оплождане.

I. Проембрионален период. Значението на гаметогенезата за по-нататъшното развитие на потомците:

Образуване на хаплоидни клетки (осигурява постоянството на броя на хромозомите)

Появата на нови комбинации от наследствен материал

Генеративни мутации (причина за наследствени заболявания)

Важни събития при осеменяване и оплождане:

1. Брой на сперматозоидите. Еякулатът съдържа около 3x10 8 сперматозоиди (60-120 милиона в 1 ml) и те запазват способността си за оплождане в продължение на 2 дни.

2. Капацитация - активиране на сперматозоидите по време на движението им през женския репродуктивен тракт.

3. Спермата преодолява мембраните на яйцеклетката и се свързва със специфичен рецептор (рецепторите са специфични за вида!).

4. Акрозомна реакция - акрозомните ензими (хиалуронидаза, протеази и др.) разрушават прозрачната мембрана

5. Мембраните на яйцето и спермата са в контакт, главата на сперматозоида е потопена в цитоплазмата на яйцето. Следват етапите на вътрешно оплождане.

6. Кортикална реакция - промените в прозрачната мембрана я правят непроницаема за други сперматозоиди. Прозрачната мембрана защитава концептуса (ембриона в стадия на морула), докато преминава през фалопиевата тръба.

II. Пренатален период.В пренаталното развитие на човека се разграничават следните периоди:

- начален: първите 2 седмици (етап на развитие - концепция)

- ембрионален: 3-8 седмици (етап на развитие – ембрион)

- фетален (фетален): до края на бременността (етап на развитие - плод)

Начален период.След образуването на зиготата започва етапът на фрагментация - митотични клетъчни деления без увеличаване на общия им обем. Човешкото яйце има изолецитален тип структура (има малко хранителни вещества и те са равномерно разпределени в клетката), следователно типът на фрагментация е холобластичен - зиготата е напълно разделена на два бластомера. Последващото раздробяване е асинхронно и донякъде неравномерно. След третото делене се образува етапът на морула - група клетки, затворени в прозрачна мембрана. Централните клетки образуват междинни връзки, а периферните клетки образуват плътни връзки помежду си и образуват защитен слой за вътрешните клетки. С последващи деления се образува стадият на бластоциста. Той ясно разграничава вътрешната клетъчна маса - ембриобласта (самият ембрион се образува от тези клетки, частично или пълно разделяне на клетките води до развитието на близнаци) и външния слой - трофобласта (участва в проникването на бластоциста в маточната лигавица и образуването на хориона). Във вътрешността на бластоциста се появява пълна с течност кухина, бластоцел. Външната прозрачна обвивка изтънява и изчезва. Описаните събития се случват във фалопиевите тръби. На 6-7 ден бластоцистатът се появява в маточната кухина и настъпва имплантиране - проникване в маточната лигавица.

Попадането на бластоциста в коремната кухина води до извънматочна бременност, а във фалопиевите тръби – до тубарна бременност.

Следващият етап на развитие се състои от координирани, строго регулярни взаимни движения на обширни клетъчни маси. Тези процеси се наричат ​​морфогенетични (формообразуващи) движения или морфогенеза. В резултат на морфогенезата ембрионът придобива дву- или трислойна структура (стадий на гаструлация), образува се невралната пластинка и след това невралната тръба (стадий на неврулация). По-късно започва специализацията на ембрионалните клетки (хистогенеза) и образуването на отделни органи (органогенеза). Тези етапи се обсъждат подробно в Катедрата по хистология.

Горните етапи се основават на следните клетъчни механизми: пролиферация (клетъчно възпроизвеждане), миграция, програмирана клетъчна смърт, селективно сортиране и адхезия (адхезия), образуване на междуклетъчни контакти и клетъчна диференциация.


Свързана информация.


ОНТОГЕНЕЗАТА НА ЧОВЕКА

Онтогенезата е пълен цикъл на индивидуално развитие на организма. Във времевия интервал онтогенезата започва с оплождането на яйцето и завършва със смъртта на организма. А от биологична гледна точка онтогенезата е процесът на пълно и поетапно внедряване на наследствената информация на всички етапи от съществуването на организма, докато околната среда оказва значително влияние върху развитието на организма.

Разбирането на механизмите на онтогенезата е един от основните проблеми на съвременната биология, поради което различни биологични дисциплини участват в изучаването на моделите на индивидуалното развитие: цитология, хистология, молекулярна генетика, биохимия и др. В същото време има две независими дисциплини, които пряко изучават етапите на онтогенезата: ембриология и геронтология. Като се има предвид този подход, съвременната синтетична теория за онтогенезата често се нарича биология на развитието.

С цялото разнообразие на животинския свят могат да се разграничат следните основни видове онтогенеза:

(ларва, с метаморфоза)

С пълна метаморфоза - неларви (риби, влечуги, птици)

С непълна метаморфоза - вътрематочна

Видът на онтогенезата, нейните характеристики и възможните нарушения се определят от взаимодействието на два основни фактора: наследствената информация на даден организъм и особеностите на условията на околната среда. И това взаимодействие се осъществява на всеки етап от индивидуалното развитие.

Периодизация на онтогенезата.Общоприето е онтогенезата да се разделя на два периода: ембрионален (за хората - пренатален, пренатален) и постембрионален (постнатален). Всеки от тях от своя страна се разделя на по-къси сегменти (етапи), които се характеризират с определени морфологични и функционални особености.

Всеки организъм може да възникне само в присъствието на две пълноценни зародишни клетки, следователно е по-оправдано да се разграничи друг период от онтогенезата - прогенеза (проембрионален период), който предшества самата онтогенеза. Проембрионалният период съвпада по време с гаметогенезата и включва също осеменяване и оплождане.

I. Проембрионален период. Значението на гаметогенезата за по-нататъшното развитие на потомците:

Образуване на хаплоидни клетки (осигурява постоянството на броя на хромозомите)

Появата на нови комбинации от наследствен материал

Генеративни мутации (причина за наследствени заболявания)

Важни събития при осеменяване и оплождане:

1. Брой на сперматозоидите. Еякулатът съдържа около 3x10 8 сперматозоиди (60-120 милиона в 1 ml) и те запазват способността си за оплождане в продължение на 2 дни.

2. Капацитация - активиране на сперматозоидите по време на движението им през женския репродуктивен тракт.

3. Спермата преодолява мембраните на яйцеклетката и се свързва със специфичен рецептор (рецепторите са специфични за вида!).

4. Акрозомна реакция - акрозомните ензими (хиалуронидаза, протеази и др.) разрушават прозрачната мембрана

5. Мембраните на яйцето и спермата са в контакт, главата на сперматозоида е потопена в цитоплазмата на яйцето. Следват етапите на вътрешно оплождане.

6. Кортикална реакция - промените в прозрачната мембрана я правят непроницаема за други сперматозоиди. Прозрачната мембрана защитава концептуса (ембриона в стадия на морула), докато преминава през фалопиевата тръба.

II. Пренатален период.В пренаталното развитие на човека се разграничават следните периоди:

- начален: първите 2 седмици (етап на развитие - концепция)

- ембрионален: 3-8 седмици (етап на развитие – ембрион)

- фетален (фетален): до края на бременността (етап на развитие - плод)

Начален период.След образуването на зиготата започва етапът на фрагментация - митотични клетъчни деления без увеличаване на общия им обем. Човешкото яйце има изолецитален тип структура (има малко хранителни вещества и те са равномерно разпределени в клетката), следователно типът на фрагментация е холобластичен - зиготата е напълно разделена на два бластомера. Последващото раздробяване е асинхронно и донякъде неравномерно. След третото делене се образува етапът на морула - група клетки, затворени в прозрачна мембрана. Централните клетки образуват междинни връзки, а периферните клетки образуват плътни връзки помежду си и образуват защитен слой за вътрешните клетки. С последващи деления се образува стадият на бластоциста. Той ясно разграничава вътрешната клетъчна маса - ембриобласта (самият ембрион се образува от тези клетки, частично или пълно разделяне на клетките води до развитието на близнаци) и външния слой - трофобласта (участва в проникването на бластоциста в маточната лигавица и образуването на хориона). Във вътрешността на бластоциста се появява пълна с течност кухина, бластоцел. Външната прозрачна обвивка изтънява и изчезва. Описаните събития се случват във фалопиевите тръби. На 6-7 ден бластоцистатът се появява в маточната кухина и настъпва имплантиране - проникване в маточната лигавица.

Прякото развитие е характерно за човека и други бозайници, птици, влечуги и някои насекоми.

В развитието на човека се разграничават следните периоди: детство, юношество, юношество, младост, зрялост, старост. Всеки период се характеризира с редица промени в тялото.
Стареенето и смъртта са последните етапи на индивидуалното развитие. Стареенето се характеризира с множество морфологични и физиологични промени, водещи до общ спад на жизнените процеси и устойчивостта на организма. Причините и механизмите на стареенето не са напълно изяснени.
Смъртта слага край на индивидуалното съществуване. То може да бъде физиологично, ако възниква в резултат на стареенето, и патологично, ако е причинено преждевременно от външен фактор (рана, заболяване).

Индиректно постембрионално развитие:

Метаморфозапредставлява дълбока трансформация в структурата на тялото, в резултат на което ларвата се превръща във възрастно насекомо. В зависимост от характера на поста ембрионално развитиеПри насекомите има два вида метаморфоза:

непълна(хемиметаболизъм), когато развитието на насекомото се характеризира с преминаването само на три етапа - яйце, ларва и възрастна фаза (имаго);

пълен(холометаболия), когато преходът на ларвата към възрастната форма се извършва на междинен етап - етап на какавида.

Пиленце, излюпено от яйце или родено коте, е подобно на възрастни животни от съответния вид. Въпреки това, при други животни (например земноводни, повечето насекоми) развитието протича с резки физиологични промени и е придружено от образуването на ларви. В този случай всички части на тялото на ларвата претърпяват значителни промени. Физиологията и поведението на животните също се променят. Биологичното значение на метаморфозата е, че в стадия на ларвата организмът расте и се развива не за сметка на резервните хранителни вещества на яйцето, а може да се храни сам.
От яйцето се появява ларва, обикновено по-проста по структура от възрастно животно, със специални ларвни органи, които липсват в стадия на възрастните. Ларвата се храни, расте и с течение на времето органите на ларвите се заменят с органи, характерни за възрастни животни. При непълна метаморфоза подмяната на ларвните органи става постепенно, без спиране на активното хранене и движение на тялото. Пълна метаморфоза включва стадия на какавида, в който ларвата се трансформира във възрастно животно.

При асцидиите (тип хордови, подтип ларвохордови) се образува ларва, която има всички основни характеристики на хордовите: нотохорда, неврална тръба, хрилни цепки във фаринкса. Ларвата плува свободно, след това се прикрепя към всяка твърда повърхност на морското дъно и претърпява метаморфоза: опашката изчезва, хордата, мускулите и невралната тръба се разпадат на отделни клетки, повечето откоито са фагоцитирани. Всичко, което остава от нервната система на ларвите, е група от клетки, които дават начало на нервния ганглий. Структурата на възрастен асцидий, водещ прикрепен начин на живот, изобщо не прилича на обичайните характеристики на организацията на хордатите. Само познаването на характеристиките на онтогенезата позволява да се определи систематичното положение на асцидиите. Структурата на ларвите показва техния произход от хордови, които водят свободен начин на живот. По време на процеса на метаморфоза асцидиите преминават към заседнал начин на живот и следователно тяхната организация е опростена.

Непрякото развитие е характерно за земноводните

Ларвата на жаба, попова лъжица, прилича на риба. Плува близо до дъното, като се избутва напред с опашката си, обрамчена от перка, и диша първо с външни хриле, стърчащи на снопчета отстрани на главата му, а по-късно с вътрешни хриле. Той има един кръг на кръвообращението, двукамерно сърце и странична линия. Всичко това са структурни характеристики на рибата.
1 седмица, дължина на тялото 7 mm – Излюпва се от лигавичната капсула. Има външни хриле, опашка, уста с рогови челюсти; лигавични жлези под устата.
2 седмица, дължина на тялото 9 mm – Външните хриле започват да атрофират и над вътрешните хриле се образува оперкулум. Очите са добре развити.
4 седмици, дължина на тялото 12 mm – Загуба на външни хриле и лигавични жлези. Пръскачът се развива. Опашката се разширява и помага при плуване.
7-ма седмица, дължина на тялото 28 mm – Появяват се пъпките на задните крайници.
9 седмица, дължина на тялото 35 mm – Задните крайници са напълно оформени, но не се използват при плуване. Главата започва да се разширява.
11-12 седмици, дължина на тялото 35 mm – Левият преден крайник излиза през пулверизатора, а десният е покрит от оперкулума. Задните крайници се използват за плуване.
13 седмица, дължина на тялото 25 mm - Очите се уголемяват, устата се разширява.
Седмица 14, дължина на тялото 20 mm – Опашката започва да се разтваря.
16-та седмица, дължина на тялото 15 mm – Всички външни белези на ларвите са изчезнали. Жабата излиза на сушата.

Земноводните растат през целия си живот, но колкото повече остаряват, толкова по-бавно растат.

При рибите яйцата раждат малки, които растат и се превръщат във възрастни.
Скоростта на метаморфоза зависи от количеството храна, температурата и вътрешните фактори. Например, ларва на жаба - попова лъжица - се храни с растения, а възрастна жаба - насекоми. Поповата лъжица и гъсеницата се различават от възрастните форми по структура, външен вид, начин на живот и хранене.

Ларвите на пеперудата, наречени гъсеници, имат удължено, назъбено тяло, наподобяващо червеи с отрязани краища на тялото. Устните части на гъсениците, за разлика от тези на възрастните насекоми, са гризащи. На долната устна се отварят въртящи се жлези, отделящи секрет, който във въздуха се втвърдява в копринени нишки. На гърдите ларвите, подобно на възрастните, имат три чифта ставни крака, но ги използват само за улавяне на храна и за опора. За да придвижат гъсеницата, те използват несегментирани месести коремни псевдоподи, върху стъпалата на които
Има малки кукички. По-голямата част от гъсениците се хранят с растителна материя. Те са много разнообразни в начина си на живот. Развитие с пълна трансформация.

Развитието е неразделна част от живота. Започва с оплодена яйцеклетка и завършва с пубертета. Постембрионалният период се характеризира с пряко и непряко развитие. Директното развитие е биологичен процес, при който многоклетъчен организъм расте и се уголемява, увеличавайки сложността на своята организация. Това явление е характерно за хората, рибите, птиците и бозайниците.

Непрякото развитие е процесът, чрез който ембрионът се развива в зрял индивид, включващ стадия на ларвата, който е придружен от метаморфоза. Това явление се наблюдава например при повечето безгръбначни и земноводни.

Характеристики на постембрионалния период

Периодите на постембрионално развитие са придружени от промени в морфологичните характеристики, навиците и местообитанието. За директното развитие характерна особеност е, че след раждането ембрионът е умалено копие на възрастния организъм, различава се само по размер и липсата на някои характеристики, които се придобиват с течение на времето. Пример за това е развитието на хората, животните и някои влечуги. Непрякото развитие е характерно за безгръбначните, мекотелите и земноводните. В този случай ембрионът има значителни разлики в сравнение с възрастното животно. Пример за това е обикновената пеперуда. Само след като преминат няколко етапа на развитие, малката ларва ще бъде трансформирана до неузнаваемост.

Периоди на развитие

Периодите включват ювенилен стадий, зряла възраст и стареене.

  • Ювенилният период обхваща времето от раждането до пубертета. Този етап е придружен от адаптиране към новата среда. Струва си да се отбележи, че много животни и влечуги, които се характеризират с директен път на постембрионално развитие, се развиват приблизително по същия начин. Единствената разлика е времевата рамка. Този свършва


  • Периодът на зрялост, наречен репродуктивен стадий, се характеризира със спиране на растежа. Тялото претърпява самообновяване на определени структури и тяхното постепенно износване.
  • Периодът на стареене е придружен от забавяне на възстановителните процеси. По правило се наблюдава намаляване на телесното тегло. Ако не е имало насилствена намеса, тогава естествената смърт настъпва, когато е жизненоважна важни системиВ резултат на забавянето на всички процеси те престават да функционират.

Непряко развитие: примери и етапи

Нека да видим как животът започва в едно ново същество. Прякото и непрякото развитие са термини, които описват различните процеси в живота на животните, които започват с оплодена яйцеклетка. По време на постембрионалното развитие системите от органи се формират окончателно, наблюдава се растеж, последван от размножаване. След това настъпва стареене и при липса на външни намеси настъпва естествена смърт.


  • Веднага след раждането започва поредица от трансформации. По това време малкият организъм се различава от възрастния както външно, така и вътрешно.
  • Вторият етап е трансформацията в напълно ново тяло. Метаморфозата е постембрионална промяна във формата на тялото с редуване на няколко етапа.
  • Третият етап е последният етап, който завършва с пубертета и размножаването.

Характеристики на косвеното развитие

Непрякото развитие е характерно за многоклетъчните организми. От снесеното яйце се появява ларва, която външно и вътрешно не прилича на възрастното. По структура това е по-просто същество, обикновено по-малко по размер. По външния си вид може да прилича смътно на своите далечни предци. Пример може да бъде ларвата на земноводно като жаба.

Външно поповата лъжица е много подобна на малка риба. Благодарение на наличието на специални ларвни органи, той може да води напълно различен живот от полово зрелите индивиди. Те дори нямат елементарни полови различия, така че не е възможно да се определи пола на ларвата. При определен брой животински видове този етап на развитие заема по-голямата част от живота им.

Радикални метаморфози

При непряко развитие новороденото животно е много различно от зрялата форма по редица анатомични характеристики. Ембрионът се излюпва от яйцето като ларва, която претърпява радикална метаморфоза, преди да достигне възрастен стадий. Непрякото развитие е характерно за животни, които снасят многобройни яйца. Това са някои бодлокожи, земноводни и насекоми (пеперуди, водни кончета, жаби и др.). Ларвите на тези същества често заемат напълно различно екологично пространство от възрастното животно. Те се хранят, растат и в един момент се трансформират във възрастно животно. Тези глобални метаморфози са придружени от множество физиологични промени.

Плюсове и минуси на директното развитие

Предимството на директното развитие е, че растежът изисква много по-малко енергия и жизненоважни съставки, тъй като в тялото не настъпват глобални промени. Недостатъкът е, че развитието на ембриона изисква големи запаси от хранителни вещества в яйцата или бременността в утробата.

Отрицателен момент също е, че може да възникне конкуренция в рамките на вида между млади и възрастни животни, тъй като тяхното местообитание и източници на храна съвпадат.

Плюсове и минуси на индиректното развитие

Поради факта, че организмите с индиректен тип развитие живеят в различни конкурентни отношенияПо правило те не се срещат между ларви и възрастни. Друго предимство е, че ларвите на заседналите същества помагат на вида да разшири местообитанието си. Сред недостатъците си струва да се посочи, че индиректното развитие на животните във възрастни често продължава дълъг период от време. За качествени трансформации ви трябват голям бройхранителни вещества и енергия.

Видове непряко развитие

Разграничават се следните видове индиректно развитие: с пълна и частична метаморфоза. При пълна трансформация непрякото развитие е характерно за насекомите (пеперуди, бръмбари, някои хименоптери). Излюпените ларви започват да се хранят, растат и след това се превръщат в неподвижни пашкули. В това състояние всички органи на тялото се разпадат, а полученият клетъчен материал се натрупва хранителни веществастават основа за формирането на напълно различни органи, характерни за възрастен организъм.


При частична метаморфоза непрякото постембрионално развитие е характерно за всички видове риби и земноводни, някои мекотели и насекоми. Основната разлика е липсата на стадий на пашкул.

Биологична роля на ларвния стадий

Етапът на ларвите е период на активен растеж и снабдяване с хранителни вещества. Външен вид, като правило, е много различен от формата за възрастни. Те имат свои собствени уникални структури и органи, които възрастен индивид няма. Тяхната диета също може да се различава значително. Ларвите често са адаптирани към околната среда. Например, поповите лъжички живеят почти изключително във вода, но могат да живеят и на сушата, като възрастните жаби. Някои видове са неподвижни като възрастни, докато ларвите им се движат и използват тази способност, за да разпръснат и разширят своето местообитание.

Разгледайте фигури 93 и 94. Кои два вида развитие са характерни за животните, изобразени на фигурите. През какви етапи преминават в развитието си скакалците, пеперудите, рибите, жабите и хората?

Ориз. 93. Постембрионално пряко развитие

Индивидуалното развитие на организма продължава след неговото раждане, когато ембрионът вече е оформен и може да съществува самостоятелно извън яйцето или тялото на майката. Периодът на развитие на тялото след раждането се нарича постембрионален или постембрионален (от латински post - след и ембрион). Този период протича различно при различните организми. Следователно се прави разлика между пряко и непряко развитие.

Пряко и косвено развитие.Директното развитие се осъществява без трансформация. Роденият организъм е подобен на възрастен индивид и се различава само по размер, пропорции на тялото и недоразвитие на някои органи. Това развитие се наблюдава главно при риби, влечуги, птици и бозайници (фиг. 93). И така, ларва с жълтъчна торбичка излиза от рибено яйце. Развива се в пържене, подобно на възрастен, но се различава от него в недоразвитието на редица органи.

По време на развитието с трансформация (фиг. 94) от яйцето се появява ларва, напълно различна от възрастния организъм. Такова развитие се нарича индиректно или развитие с метаморфоза (от гръцката метаморфоза - трансформация), т.е. с няколко ларвни етапа на постепенна трансформация във възрастен. Ларвите активно се хранят и растат, но с редки изключения не са способни да се размножават.

Ориз. 94. Непряко развитие след появата (пълна метаморфоза на пеперудата): 1 - яйце: 2 - ларва (гъсеница): 3 - какавида; 4 - възрастно насекомо

Развитието с метаморфоза е характерно за насекомите и земноводните. Освен това при насекомите метаморфозата може да бъде пълна или непълна. По време на развитието с пълна метаморфоза насекомите преминават през редица последователни етапи, които като правило рязко се различават един от друг в начина им на живот и режим на хранене. Например при пеперудата гъсеницата излиза от яйце и има форма на тялото, подобна на червей. След това, след няколко molts, гъсеницата се превръща в какавида - неподвижен стадий, който не се храни, а само се развива в възрастно насекомо. След известно време от какавидата излиза пеперуда. Храната и начинът на хранене на ларвата и възрастното насекомо се различават. Гъсеницата яде листа от растения и има гризащ устен апарат, докато пеперудата се храни с нектар от цветя и има смучещ устен апарат. Понякога при някои видове насекоми възрастният изобщо не се храни, но веднага започва да се размножава (копринена буба).

По време на развитието с непълна метаморфоза стадият на какавидата отсъства и ларвите се различават малко от възрастните насекоми. По този начин при скакалеца ларвата, която излиза от яйцето, е с по-малък размер в сравнение с възрастния стадий и крилата му са недоразвити.

Сред гръбначните животни развитие с трансформация се наблюдава главно при земноводните. Например ларвният стадий на жаба е попова лъжица. Когато излиза от яйцето, прилича на рибено пържене. Няма крайници, има хриле вместо бели дробове и опашка, с която активно плува във водата. След известно време крайниците на поповата лъжица се оформят, белите й дробове се развиват, хрилните й цепки обрастват и опашката й изчезва. Два месеца след излюпването си поповата лъжичка се развива във възрастна жаба.

Трансформацията на ларва във възрастен е свързана с производството на специални хормони от жлезите с вътрешна секреция. Например, за да се превърне попова лъжица в жаба, е необходим хормонът на щитовидната жлеза тироксин. В някои случаи, при липса на хормони, ларвният период може да бъде удължен за цял живот и на този етап тялото може да започне да се възпроизвежда. По този начин ларвата на земноводните Ambystoma - axolotl, с липса на хормон на щитовидната жлеза, не се превръща във възрастен и може да се възпроизвежда (фиг. 95). Когато във водата се добави тироксин, развитието продължава до завършване и аксолотът се превръща в амбистома.


Ориз. 95. Амбистома (вляво) и нейната ларва на аксолот (вдясно)

Височина.Характерно свойство на индивидуалното развитие е растежът на организма, т.е. увеличаването на неговия размер и маса. Според характера на растежа всички животни могат да се разделят на две групи - с неопределен и с определен растеж. При неограничен растеж размерът на тялото на организма се увеличава през целия му живот. Това се наблюдава например при мекотели, земноводни, риби и влечуги. Организмите с определена височина спират да растат на определен етап от развитието си. Това са насекоми, птици и бозайници. Темповете на растеж при животните варират през целия период и се контролират от хормони. Например при бозайници (включително хора) растежът се регулира от хипофизния хормон соматотропин. Произвежда се активно в детство, а след пубертета количеството на хормона постепенно намалява и растежът спира.

След интензивен период на растеж, тялото навлиза в етапа на зрялост, който се характеризира и с промени във физиологичните процеси в тялото. Този период е свързан с раждането.

Стареене и смърт.Продължителността на живота зависи от индивидуалните характеристики на вида на организма, но не зависи от нивото на неговата организация. Например мишките живеят само 4 години, гарваните живеят до 70 години, а мидите сладководна перлена мида- до 100 години.

Процесът на индивидуално развитие на организма завършва със стареене и смърт. Стареенето е общ биологичен модел, характерен за всички организми. В процеса на стареене всички системи на органите се променят, тяхната структура и функции се нарушават.

Има няколко теории за стареенето. Един от първите е предложен от руския учен Иля Илич Мечников. Според тази теория стареенето на организма е свързано с увеличаване на процесите на интоксикация и самоотравяне в резултат на натрупването на метаболитни продукти и активността на гнилостните бактерии.

много съвременни теориипредполагат, че стареенето на тялото е следствие от промени в генетичния апарат на клетките, които водят до намаляване на активността на процесите на биосинтеза на протеини. Съществена причина за промени в генетичната активност е отслабването на работата на ензимните протеини. С възрастта честотата на хромозомните нарушения се увеличава. Възстановяването на увредените ДНК участъци протича по-бавно, натрупват се мутации, които се проявяват в структурите на РНК и протеините.

Изложени са научни хипотези, които свързват стареенето на организма с хормонални нарушения, по-специално с промени във функцията на щитовидната жлеза.

При хората процесът на стареене се определя от действието на много биологични фактори. Важна роля в стареенето играе социална среда, заобикалящ човек. Науката, която се занимава с проблемите на остаряването на човека, се нарича геронтология (от гръцки hero - старец). Стареенето е неизбежен етап от развитието на всеки организъм. След това идва смъртта, която е необходимо условие за продължаване на живота на други организми.

Упражнения по преминатия материал

  1. Какви видове след ембрионално развитие познавате?
  2. Каква е разликата между пряко и непряко развитие? Дайте примери за животни с различни видоверазвитие.
  3. Какво е предимството на развитието с трансформация?
  4. По какво се различава развитието с пълна метаморфоза от развитието с непълна метаморфоза? Дайте примери за животни с различни видове метаморфоза.
  5. Какво е стареенето на тялото? Какви теории за стареенето познавате? Кое е най-вероятно според вас? Обосновете отговора си.
  6. Какъв е биологичният смисъл на смъртта на един организъм?

Директното развитие е вид развитие, при което новороден или излюпен организъм не се различава по структура от възрастен организъм, тъй като няма специфични органи или структури, но е незрял и по-малък по размер. По-нататъшното му развитие е свързано с растежа и пубертета. Директният тип развитие е характерен за най-високо организираните групи гръбначни животни (влечуги, птици и бозайници), както и отделни представители на други групи от животинското царство: ресничести и олигохетни червеи, пиявици, някои коремоноги и паяци.

Характеристики на растежа на растенията и животните.

Един от основните резултати от постембрионалното развитие е увеличаването на линейния размер и тегло на тялото, което се постига в процеса на растеж. Основава се на два механизма: увеличаване на броя на клетките чрез клетъчно делене; растеж на самите клетки, възникващ поради увеличаване на обема на цитоплазмата.

Структура на тъканта висши растенияи животните са различни, телата им не се формират по един и същи начин, развиват се различни системи от органи. Ако тялото на растението се разпростира и то сякаш се стреми да улови повече пространство и светлина, което се постига чрез развитието на външните органи ( вътрешни органите изобщо нямат), тогава тялото на животното, напротив, е компактно; на първо място се развиват системите на вътрешните органи. Неслучайно растенията и животните растат по различен начин.

Растежът на висшите растения се нарича апикален, тъй като се осъществява поради клетъчни деления в специални образователни тъкани (меристеми). Апикалните меристеми осигуряват растежа на корените и върховете на издънките по дължина; интеркаларен - удължаване на междувъзлията, и страничен - удебеляване на стъблата и корените. Растенията растат през целия си живот.

При животните растежът се осъществява и чрез клетъчно делене и растеж на самите клетки. Но този процес протича по различен начин в различните тъкани. Например, клетъчните деления в човешките нервни и мускулни тъкани се случват само през периода на ембрионално развитие, а в съединителните и епителните тъкани през целия живот. За разлика от растенията, които растат с определени части на тялото си, животните растат с цялото си тяло, въпреки че на определени етапи от постембрионалното развитие растежът на отделни органи може да се ускори или, обратно, да се забави. При някои животински видове растежът не спира през целия живот (при рибите), при други продължава до определена възрастова граница (птици и бозайници); при други се среща само по време на периода на линеене (ракообразни и кръгли червеи), а при трети само в стадий на ларви (насекоми).

Растежът на гръбначните животни се контролира от специални растежни хормони, които се секретират в хипофизната жлеза и се синтезират в черния дроб. Интересно е, че половите хормони също влияят върху ръста на хората. Ето защо рязко ускоряване на растежа на момичетата настъпва в периода на активен пубертет на 12-13 години, а при момчетата - на 15-16 години и на 18-20 години растежът спира напълно.

Пубертетът е друг ключов компонент на постембрионалното развитие. Животните, които са завършили ембрионално развитие, не са полово зрели, което означава, че не могат да се размножават. Освен това в много от техните видове на този етап от онтогенезата гениталните органи отсъстват напълно. При тези, които вече са развили такива органи, те все още не могат да функционират: необходим е определен период на развитие. Половата зрялост при мъжете настъпва в началото на сперматогенезата, а при жените - при първата овулация.

Оказва се, че в ранните етапи на постембрионалното развитие при много животни, дори и с най-модерните генетични методи, е невъзможно да се определи кой е пред вас: бъдещата женска или мъжки. Всичко е свързано с механизма за определяне на пола. Ако полът на представителите на повечето разреди насекоми, птици и бозайници се определя в момента на оплождането и зависи само от набора от полови хромозоми в зиготата, тогава при рибите, земноводните и влечугите формирането на пола става още през периода на постембрионално развитие и до голяма степен зависи от условията на околната среда. Известно е, че рязкото повишаване на температурата на водата, в която се развиват рибните яйца, води до факта, че в потомството може да се появи само един мъж. Освен това увеличаването на броя на мъжките в рибната популация може да бъде причинено от всяка промяна в околната среда, която е неблагоприятна за развитието на ларвите и малките (соленост или pH на водата, липса на храна и др.). При костенурките, крокодилите и змиите полът на потомството зависи и от температурата на инкубация на яйцата. Някои костенурки ниска температураводи до появата на мъжки, високи - женски, при други видове мъжките се появяват както при ниски, така и при високи температури, а женските - при средни оптимални температури.

Има определени модели на половото съзряване, които са валидни само за определени групи организми. По-специално, следните два модела са открити за бозайниците:

Женските узряват по-бързо от мъжете (храна за размисъл: при рибите, земноводните и влечугите, напротив, мъжките узряват по-рано);

Пубертетът настъпва преди края на растежа и съзряването на тялото. Тъй като раждането на здраво потомство изисква нормална бременност, успешно раждане и стабилно кърмене, което може да се осигури само от зрял и силен организъм, ранната бременност трябва да се избягва.

При растенията, както и при животните, пубертетът настъпва само след достатъчно дълъг период на растеж. Проявява се в цъфтежа - в края на краищата именно в цветята се намират „гениталните органи“ на растенията: мъжки (торбички с прашец) и женски (торбички с ембриони).
Процесът на постембрионално развитие може да бъде пряк или индиректен (протича с ларвите). През този период настъпва окончателното формиране на органите, растежа и пубертета на тялото, неговото размножаване, стареене и смърт.

Разгледайте фигури 93 и 94. Кои два вида развитие са характерни за животните, изобразени на фигурите. През какви етапи преминават в развитието си скакалците, пеперудите, рибите, жабите и хората?

Ориз. 93. Постембрионално пряко развитие

Индивидуалното развитие на организма продължава след неговото раждане, когато ембрионът вече е оформен и може да съществува самостоятелно извън яйцето или тялото на майката. Периодът на развитие на тялото след раждането се нарича постембрионален или постембрионален (от латински post - след и ембрион). Този период протича различно при различните организми. Следователно се прави разлика между пряко и непряко развитие.

Ларвите на рибите - като всяка ларва - се характеризират с временни органи и понякога поразително различни пропорции на тялото; някои са толкова различни от възрастните, че първоначално са били смятани за различни видове. Прераствайки в окончателния си фенотип, тези ларви трябва да претърпят повече или по-малко драматична метаморфоза. Това непряко развитие е характерно за риби с множество малки яйца, малък жълтък и в повечето случаи без родителска грижа; това важи особено за пелагичните морски видове.

С увеличаване на грижите на родителите - от разпръсквачите на яйца до пило за външни и вътрешни носители - яйцата стават по-жълти и по-малко на брой. По-голямото количество и плътност на жълтъка позволява на младите да растат до по-голям размер и да се диференцират допълнително преди активно хранене, а също така им позволява да се развият по-директно в техния окончателен фенотип. Незащитените риби, разпръскващи яйца, споделят някои характеристики с кайсиевите птици: малки яйца, малки жълтъци, по-малки и по-слабо развити млади.

Пряко и косвено развитие.Директното развитие се осъществява без трансформация. Роденият организъм е подобен на възрастен индивид и се различава само по размер, пропорции на тялото и недоразвитие на някои органи. Това развитие се наблюдава главно при риби, влечуги, птици и бозайници (фиг. 93). И така, ларва с жълтъчна торбичка излиза от рибено яйце. Развива се в пържене, подобно на възрастен, но се различава от него в недоразвитието на редица органи.

Напротив, повечето пазачи и носители споделят големи яйца с птици-предци с много дебел жълтък и по-големи, по-развити малки. Поради тези паралели може да се направи разлика между кайсиевия и предчовешкия начин на живот при рибите.

Репродуктивни гилдии и крайната структура на живите таксоцени: Принос към дискусията, представена на минисимпозиума. Ранна история на живота на рибите: нови еволюционни, екологични и перспективи за развитие. Атлас на рибите на италианското крайбрежие. Хищник-плячка между водни кончета, саламандри и жаби. Демографски и еволюционни последици от развитието на планктона, стр. 47. Морфологични и екологични особености на размножаването и развитието на „голямата голомянка” или байкалската риба. Адаптивно значение на разпръскването на ларвите в рибите от коралови рифове. Репродуктивни режими при Anuran земноводни: филогенетично значение на адаптивните стратегии. Приноси към ихтиологията. Развитие на рибите в Средния Атлантик. Произход и еволюция на ларвните форми. Американската асоциация на кибифистите. Еволюция на жизнения цикъл на метазоите. Риби от Северна и Средна Америка. Национален музей 47, институт Смитсониън, Вашингтон. Еморфологични принципи на развитие на шарана, венеца и сома. Северцова 1: 5-. За развитието на клопеидите. Северцова 17: 1-. Материал за развитието на амурската риба. Неапол 19:1-. Биологична бележка със специално отношение към периода на полова зрялост на животните от Неаполитанския залив. Ключове за сладководните риби в Япония. Изследване на историята на живота на японските шаранови риби. Развитие на поведението при птиците-предци. Хистологични и хистохимични техники. Унищожаване на напояването.

  • Въведение в ембриологията. 3-то изд.
  • Бележка за броя на етапите на развитие на дунавската горчивка в мидите.
Групата насекоми, които претърпяват този вид метаморфоза, се наричат ​​още Chemimetabola.

По време на развитието с трансформация (фиг. 94) от яйцето се появява ларва, напълно различна от възрастния организъм. Такова развитие се нарича индиректно или развитие с метаморфоза (от гръцката метаморфоза - трансформация), т.е. с няколко ларвни етапа на постепенна трансформация във възрастен. Ларвите активно се хранят и растат, но с редки изключения не са способни да се размножават.

Насекомите от този тип завършват постембрионалното си развитие, без да претърпят много поразителни морфологични промени. В живота на тези насекоми има три етапа: яйца, нимфи ​​и възрастни. Малките, които се излюпват от яйцата, се наричат ​​нимфи. Тези нимфи ​​са много подобни на родителите си в структурата на тялото си. По същия начин те имат същия начин на живот, хранителни навици, храна и местообитание. Разликата между нимфите и възрастните е, че нимфите не развиват крила и репродуктивни органи, докато не се развият в зрели възрастни.

В допълнение, нимфите са по-малки по размер и форма. Крилата постепенно се развиват от малки крила при нимфите до напълно развити функционални крила при зрели възрастни. По този начин този тип метаморфоза се нарича още постепенна метаморфоза. Нимфите растат по размер и форма, докато се линят, а следващите етапи растат по размер и форма, докато се линят, като последователните етапи изглеждат по-подобни на възрастни. Няма фаза на почивка или преходен период за трансформация във възрастни например. водни кончета, водни кончета, скакалци, хлебарки, щурци, листни въшки, язиди, бръмбари и др. степента на метаморфоза не е еднаква при всички екзоптериготи.

Ориз. 94. Непряко развитие след появата (пълна метаморфоза на пеперудата): 1 - яйце: 2 - ларва (гъсеница): 3 - какавида; 4 - възрастно насекомо

Развитието с метаморфоза е характерно за насекомите и земноводните. Освен това при насекомите метаморфозата може да бъде пълна или непълна. По време на развитието с пълна метаморфоза насекомите преминават през редица последователни етапи, които като правило рязко се различават един от друг в начина им на живот и режим на хранене. Например при пеперудата гъсеницата излиза от яйце и има форма на тялото, подобна на червей. След това, след няколко molts, гъсеницата се превръща в какавида - неподвижен стадий, който не се храни, а само се развива в възрастно насекомо. След известно време от какавидата излиза пеперуда. Храната и начинът на хранене на ларвата и възрастното насекомо се различават. Гъсеницата яде листа от растения и има гризащ устен апарат, докато пеперудата се храни с нектар от цветя и има смучещ устен апарат. Понякога при някои видове насекоми възрастният изобщо не се храни, но веднага започва да се размножава (копринена буба).

Няколко насекоми, като бели мухи и трипси, преминават през етап, наречен начален или фалшив стадий на какавида по време на тяхното развитие, преди да се появят като възрастни. Насекомите от този тип завършват постембрионалното си развитие, като претърпяват много поразителни морфологични промени. За да достигне зрялост, това насекомо преминава през четири различни етапа, а именно яйца, ларва, какавида и възрастен. Тъй като има много промени във формата, това се нарича сложна метаморфоза. Младото яйце след излюпване се нарича ларва.

По време на развитието с непълна метаморфоза стадият на какавидата отсъства и ларвите се различават малко от възрастните насекоми. По този начин при скакалеца ларвата, която излиза от яйцето, е с по-малък размер в сравнение с възрастния стадий и крилата му са недоразвити.

Сред гръбначните животни развитие с трансформация се наблюдава главно при земноводните. Например ларвният стадий на жаба е попова лъжица. Когато излиза от яйцето, прилича на рибено пържене. Няма крайници, има хриле вместо бели дробове и опашка, с която активно плува във водата. След известно време крайниците на поповата лъжица се оформят, белите й дробове се развиват, хрилните й цепки обрастват и опашката й изчезва. Два месеца след излюпването си поповата лъжичка се развива във възрастна жаба.

Ларвата се различава от родителите си по структура, хранене, хранителни навици, начин на живот и местообитание. Ларвите могат да имат хапащи типове устни части, докато възрастните могат да имат различни устни части, като например тип сифон. По същия начин те нямат сложни очи, но имат прости оцели. Краката също претърпяват сложни модификации. Някои ларви имат само три чифта гръдни крака, докато други могат да имат един или повече чифта коремни крака в допълнение към гръдните крака.

Някои ларви изобщо нямат крака. В стадия на ларвата има няколко етапа. Въобще не. Няма външни признаци за наличие на крила или пъпки върху ларвите. Тези подложки обаче се намират вътре в телесната кухина в гръдната област. Освен това, за да се развият във възрастни, ларвите трябва да преминат през резистентна фаза или преходна фаза, наречена какавида. Храненето и движението спират и метаболитната активност намалява по време на стадия на какавидата, но промените са забележими морфологични формив развитието на крилата и репродуктивните органи се появяват на стадия на какавидата.

Трансформацията на ларва във възрастен е свързана с производството на специални хормони от жлезите с вътрешна секреция. Например, за да се превърне попова лъжица в жаба, е необходим хормонът на щитовидната жлеза тироксин. В някои случаи, при липса на хормони, ларвният период може да бъде удължен за цял живот и на този етап тялото може да започне да се възпроизвежда. По този начин ларвата на земноводните Ambystoma - axolotl, с липса на хормон на щитовидната жлеза, не се превръща във възрастен и може да се възпроизвежда (фиг. 95). Когато във водата се добави тироксин, развитието продължава до завършване и аксолотът се превръща в амбистома.

Възрастният екземпляр излиза от какавидното покритие с развитието на сложни очи, антени, гръдни крака, крилати репродуктивни органи и промени в частите на устата. Тъй като стадият на какавида е необходим, за да се развият ларвите във възрастни, този тип метаморфоза се нарича индиректна или пълна метаморфоза.

Колко струва да напишете доклада си?

Тъй като ентопептидозните насекоми са включени в този тип метаморфоза, напр. Пеперуди, молци, бръмбари, дългоносици, мухи, пчели, оси, комари и др. Това е вид пълна метаморфоза, при която различните стадии на ларви представляват два или повече значително различни типа ларви.

Ориз. 95. Амбистома (вляво) и нейната ларва на аксолот (вдясно)

Височина.Характерно свойство на индивидуалното развитие е растежът на организма, т.е. увеличаването на неговия размер и маса. Според характера на растежа всички животни могат да се разделят на две групи - с неопределен и с определен растеж. При неограничен растеж размерът на тялото на организма се увеличава през целия му живот. Това се наблюдава например при мекотели, земноводни, риби и влечуги. Организмите с определена височина спират да растат на определен етап от развитието си. Това са насекоми, птици и бозайници. Темповете на растеж при животните варират през целия период и се контролират от хормони. Например при бозайници (включително хора) растежът се регулира от хипофизния хормон соматотропин. Той се произвежда активно в детството, а след пубертета количеството на хормона постепенно намалява и растежът спира.

Първата ларвна стадий е активна и обикновено кампоеиформена, докато следващите ларвни стадии са вермиформени или скарабеиформени, напр. бъгове с мехури. Ларвата на земноводните се нарича попова лъжица и има следните характеристики. Има рогови зъби и рогови челюсти, използвани за остъргване на водорасли. Първо се състои от три чифта външни хриле, последвани от вътрешни хриле, покрити с оперкулум за дишане. Опашка и опашна перка с миотомални мускули за движение във вода. Системата на страничната линия е налице. Храносмилателният канал е дълъг и навит. Мозъкът е прост, а сърцето е двукамерно, наречено heart venosus, като при рибите.

  • Това е свободно плаване.
  • Оформя се като риба.
  • Тревопасно е и се храни с водорасли.
Въпреки че ларвите и на двата класа земноводни претърпяват метаморфоза, метаморфозата на анурана е придружена от по-драматични промени, отколкото на уродела.

След интензивен период на растеж, тялото навлиза в етапа на зрялост, който се характеризира и с промени във физиологичните процеси в тялото. Този период е свързан с раждането.

Стареене и смърт.Продължителността на живота зависи от индивидуалните характеристики на вида на организма, но не зависи от нивото на неговата организация. Например, мишките живеят само 4 години, гарваните живеят до 70 години, а сладководните перлени миди живеят до 100 години.

Основните метаморфни промени се класифицират като: Екологичен. Морфологичен. Физиологичен. Трите вида промени се обсъждат накратко, за да се разбере връзката между местообитанието, навиците и формата и функцията на ларвите. Метаморфни промени: околната среда.

Ларвата на земноводните е водна, а възрастното е адаптирано към сухоземен живот. Роговата лигавица на устата на поповата лъжица помага за изчистването на водораслите от дъното на сладководни тела. Възрастните анурани имат специален лепкав език за улавяне на малки насекоми, адаптиран към тяхната месоядна природа на хранене. Няма голяма промяна в местообитанието на уроделите и предлагането на храна, тъй като те са водни.

Процесът на индивидуално развитие на организма завършва със стареене и смърт. Стареенето е общ биологичен модел, характерен за всички организми. В процеса на стареене всички системи на органите се променят, тяхната структура и функции се нарушават.

Има няколко теории за стареенето. Един от първите е предложен от руския учен Иля Илич Мечников. Според тази теория стареенето на организма е свързано с увеличаване на процесите на интоксикация и самоотравяне в резултат на натрупването на метаболитни продукти и активността на гнилостните бактерии.

Характеристики на косвеното развитие

Метаморфни промени: морфологични. Метаморфните промени от ларви към възрастни могат да бъдат класифицирани като регресивни, прогресивни и ремоделиране на съществуващи структури. В поповата лъжица настъпва регресивна промяна, тъй като структурите, които функционират в водна среда, не са необходими за земния живот. По-долу са регресивните промени.

Модификация на аортните дъги чрез свиване на бранхиалните артерии. Образуване на тимпаничен хрущял и развитие на тимпаничната мембрана за приемане на звукови вибрации във въздуха. Кожата се променя от двуслойна към многослойна с развитието на слуз и серозни жлези, за да я поддържат влажна. Храносмилателните жлези като черния дроб и панкреаса започват да функционират. Сърцето се променя от двукамерно към функционално превъзходно трикамерно сърце. Пернефритният бъбрек се променя в мезонефрос. Разширяване на белите дробове и развитие на гръдните мускули и скелетните структури за белодробно дишане. Хрущялен костен скелет. Преместване на очите от странично към фронтално, което съответства на хищен образживот на възрастен. Съзряването и разширяването на мозъка и образуването на нови неврони в мускулите на езика, гръдните мускули, челюстите и др.

  • Загуба на опашката и опашната перка.
  • Резорбция на хрилете и затваряне на хрилни процепи.
  • Отпадане на рогови зъби и рогова лигавица на челюстите.
  • Загуба на системата на страничната линия.
  • Намаляване на клоакуларната тръба.
  • Развитие и диференциация на предните и задните крайници.
  • Развитие на средното ухо от първата фарингеална торбичка.
  • Издухване на очите и образуване на нишковидна мембрана и клепачи.
  • Оформяне на сублингвалния апарат от фарингеалната дъга за поддържане на езика.
  • Удължаване и удебеляване на езика.
  • Развива характерна пигментация.
  • Намаляване на храносмилателния канал като изискване за месоядна диета.
Метаморфни промени: физиологични.

Много съвременни теории предполагат, че стареенето на тялото е следствие от промени в генетичния апарат на клетките, които водят до намаляване на активността на процесите на биосинтеза на протеини. Съществена причина за промени в генетичната активност е отслабването на работата на ензимните протеини. С възрастта честотата на хромозомните нарушения се увеличава. Възстановяването на увредените ДНК участъци протича по-бавно, натрупват се мутации, които се проявяват в структурите на РНК и протеините.

Изложени са научни хипотези, които свързват стареенето на организма с хормонални нарушения, по-специално с промени във функцията на щитовидната жлеза.

При хората процесът на стареене се определя от действието на много биологични фактори. Социалната среда около човека също играе важна роля за стареенето. Науката, която се занимава с проблемите на остаряването на човека, се нарича геронтология (от гръцки hero - старец). Стареенето е неизбежен етап от развитието на всеки организъм. След това идва смъртта, която е необходимо условие за продължаване на живота на други организми.

Упражнения по преминатия материал

  1. Какви видове след ембрионално развитие познавате?
  2. Каква е разликата между пряко и непряко развитие? Дайте примери за животни с различен тип развитие.
  3. Какво е предимството на развитието с трансформация?
  4. По какво се различава развитието с пълна метаморфоза от развитието с непълна метаморфоза? Дайте примери за животни с различни видове метаморфоза.
  5. Какво е стареенето на тялото? Какви теории за стареенето познавате? Кое е най-вероятно според вас? Обосновете отговора си.
  6. Какъв е биологичният смисъл на смъртта на един организъм?

Концепцията за постембрионално развитие

След раждането на организма започва следващият етап от индивидуалното развитие. В биологията се нарича постембрионален или постембрионален стадий на онтогенезата (постембриогенеза).

Определение 1

Постембрионален стадий на развитие - Това е периодът на развитие на един организъм от момента на раждането до неговата смърт.

Някои учени смятат, че постембриогенезата е периодът от раждането до началото на пубертета и способността за възпроизвеждане. Но много организми умират след етапа на размножаване. Следователно това е по-скоро философски въпрос, отколкото научен.

По време на етапа на гладуване тялото расте и се развива. Нека припомним, че растежът е увеличаване на размера на тялото поради метаболизма и деленето на клетките, а развитието е качествените промени в тялото. Учените разграничават два вида постембриогенеза: пряка и индиректна.

Директно постембрионално развитие

Определение 2

Директен тип ембрионално развитие - това е вид индивидуално развитие на организми, при което роденият индивид като цяло прилича на възрастен („подобен на имаго“).

Директното развитие възниква в резултат на ембрионизация.

Определение 3

Ембрионизация - това е явление, когато ембрионалният период се удължава поради храненето на ембриона с ресурсите на тялото на майката или резервните хранителни вещества на яйцето.

Ембрионизацията е обща за влечуги, риби, птици и бозайници. Биологичното значение на това явление е, че животното се появява (ражда се или се излюпва) на по-висок етап на развитие. Това повишава способността му да издържа на фактори външна среда. U плацентарни бозайници, някои торбести, акули, скорпиони, една от ембрионалните мембрани се слива със стените на разширената част на яйцепровода (матката) по такъв начин, че хранителните вещества и кислородът навлизат в ембриона през кръвта на майката и метаболитните продукти се отделят. Процесът на раждане на такъв ембрион се нарича истинско живо раждане .

Определение 4

Ако ембрионът се развива благодарение на резервните вещества на яйцето в средата на тялото на майката и се освобождава от мембраните на яйцето, докато все още е в репродуктивните пътища на женската, тогава това явление се нарича яйцеживородност .

Наблюдава се при някои видове змии, гущери, аквариумни рибки, земни бръмбари.

Определение 5

Ако ембрионът се развие в яйце извън тялото на майката и го напусне вътре заобикаляща среда, тогава това явление се нарича яйцевидност .

Характерен е за повечето влечуги, птици, членестоноги, яйценосни бозайници(птицечовка, ехидна) и др. Директно развитие е присъщо на някои кишечнополостни, ресничести и олигохетни червеи, ракообразни, паяци, скорпиони, мекотели, хрущялни риби, влечуги, птици и бозайници.

Индиректно постембрионално развитие

Определение 6

Непряко развитие (метаморфоза) е процес, придружен от дълбоки промени в структурата на тялото, поради което ларвата се превръща във възрастен (имаго).

Процесите на метаморфоза протичат в няколко последователни етапа. На всеки от тези етапи (фази) животното има определени характерни особености на структурата и функцията. Трансформациите могат да бъдат пълни и непълни (пълна и непълна метаморфоза).

За насекоми с пълна трансформация В развитието се разграничават фазите яйце, ларва, какавида и имаго (възрастен полово зрял индивид). Това са представители на насекоми като бръмбари, пеперуди, хименоптери и бълхи. Фазата на какавидата е от особено значение. На този етап настъпват радикални трансформации на вътрешните органи на ларвата и образуването на тъкани и органи на възрастното насекомо.

При непълна трансформация Различават се фазите на яйце, възрастноподобна ларва и възрастен. Непълна метаморфоза е налице при дървеници, водни кончета, хлебарки, правокрили и въшки.

Непрякото развитие е известно в много коелентерни, плоски, кръгли и анелиди, повечето бодлокожи мекотели, костни рибии земноводни.

Растеж и регенерация

По време на постембрионалното развитие организмите растат. Този процес, както бе споменато по-горе, възниква поради пластичен обмен. То е характерно и за клетъчното ниво на организация на живите същества. Клетъчният растеж се случва по време на интерфазата.

Растежът на организмите може да бъде ограничен или неограничен. Ограничен растеж наблюдава се, ако индивидът спре да расте, след като достигне някакъв размер, придобивайки способността да се възпроизвежда. Той е присъщ на всички едноклетъчни организми, членестоноги, птици и бозайници.

Кога неограничен растеж нарастване на размера и масата на организмите става до тяхната смърт. Това явление е характерно за повечето висши растения, многоклетъчни водорасли, тении и пръстеновидни червеи, мекотели, риби и влечуги. В зависимост от характеристиките на онтогенезата и структурата на обвивката на тялото, растежът може да бъде неограничен. непрекъснати и периодични. Растежът на живите организми зависи от характеристиките на наследствеността и се регулира при растенията от фитохормони, а при животните от хормони и неврохормони.

Способността на тялото да се регенерира играе важна роля в онтогенезата.

Определение 7

Регенерация - това е способността на тялото да възстановява тялото до изгубени или повредени части от тялото, както и да възстановява целия организъм от определена част от него.

Това свойство е общобиологично качество и стои в основата на процесите вегетативно размножаване. Различните групи живи организми имат различни способности за регенерация. Колкото по-високо е нивото на организация на организмите, толкова по-ниска е способността за регенерация. При птиците и бозайниците това качество се запазва само под формата на заздравяване на рани, сливане на кости и възстановяване на определени клетки и тъкани.


Директно постембрионално развитие

Прякото развитие е характерно за човека и други бозайници, птици, влечуги и някои насекоми.

В развитието на човека се разграничават следните периоди: детство, юношество, юношество, младост, зрялост, старост. Всеки период се характеризира с редица промени в тялото. Стареенето и смъртта са последните етапи на индивидуалното развитие. Стареенето се характеризира с множество морфологични и физиологични промени, водещи до общ спад на жизнените процеси и устойчивостта на организма. Причините и механизмите на стареенето не са напълно изяснени. Смъртта слага край на индивидуалното съществуване. То може да бъде физиологично, ако възниква в резултат на стареенето, и патологично, ако е причинено преждевременно от външен фактор (рана, заболяване).

Индиректно постембрионално развитие

Метаморфозата е дълбока трансформация в структурата на тялото, в резултат на която ларвата се превръща във възрастно насекомо. В зависимост от естеството на постембрионалното развитие при насекомите се разграничават два вида метаморфоза:

непълен (хемиметаболизъм), когато развитието на насекомото се характеризира с преминаването само на три етапа - яйце, ларва и възрастна фаза (имаго);

пълен (holometaboly), когато преходът на ларвата към възрастната форма се случва на междинния етап - какавида.

Пиленце, излюпено от яйце или родено коте, е подобно на възрастни животни от съответния вид. Въпреки това, при други животни (например земноводни, повечето насекоми) развитието протича с резки физиологични промени и е придружено от образуването на ларви. В този случай всички части на тялото на ларвата претърпяват значителни промени. Физиологията и поведението на животните също се променят. Биологичното значение на метаморфозата е, че в стадия на ларвата организмът расте и се развива не за сметка на резервните хранителни вещества на яйцето, а може да се храни сам.

От яйцето се появява ларва, обикновено по-проста по структура от възрастно животно, със специални ларвни органи, които липсват в зряло състояние. Ларвата се храни, расте и с течение на времето органите на ларвите се заменят с органи, характерни за възрастни животни. При непълна метаморфоза подмяната на ларвните органи става постепенно, без спиране на активното хранене и движение на тялото. Пълната метаморфоза включва стадия на какавида, в който ларвата се трансформира във възрастно животно.

При асцидиите (тип хордови, подтип ларвохордови) се образува ларва, която има всички основни характеристики на хордовите: хорда, неврална тръба и хрилни процепи във фаринкса. Ларвата плува свободно, след това се прикрепя към всяка твърда повърхност на морското дъно и претърпява метаморфоза: опашката изчезва, хордата, мускулите и невралната тръба се разпадат на отделни клетки, повечето от които са фагоцитирани. от нервна системаВ ларвата остава само група клетки, които дават начало на нервен ганглий. Структурата на възрастен асцидий, водещ прикрепен начин на живот, изобщо не прилича на обичайните характеристики на организацията на хордатите. Само познаването на характеристиките на онтогенезата позволява да се определи систематичното положение на асцидиите. Структурата на ларвите показва техния произход от хордови, които водят свободен начин на живот. По време на процеса на метаморфоза асцидиите преминават към заседнал начин на живот и следователно тяхната организация е опростена.

Непрякото развитие е характерно за земноводните

Ларвата на жаба, попова лъжица, прилича на риба. Плува близо до дъното, като се избутва напред с опашката си, обрамчена от перка, и диша първо с външни хриле, стърчащи на снопчета отстрани на главата му, а по-късно с вътрешни хриле. Той има един кръг на кръвообращението, двукамерно сърце и странична линия. Всичко това са структурни характеристики на рибата.

1 седмица, дължина на тялото 7 mm – Излюпва се от лигавичната капсула. Има външни хриле, опашка, уста с рогови челюсти; има лигавични жлези под отвора на устата 2 седмица, дължина на тялото 9 mm – Външните хриле започват да атрофират и над вътрешните хриле се образува оперкулум. Очите са добре развити 4 седмици, дължина на тялото 12 mm – Загуба на външни хриле и лигавични жлези. Пръскачът се развива. Опашката се разширява и помага за плуване 7-ма седмица, дължина на тялото 28 mm – Появяват се пъпките на задните крайници 9-та седмица, дължина на тялото 35 mm – Задните крайници са напълно оформени, но не се използват при плуване. Главата започва да се разширява 11-12 седмици, дължина на тялото 35 mm - Левият преден крайник излиза през пръскането, а десният е покрит от оперкулума. Задните крайници се използват за плуване Седмица 13, дължина на тялото 25 mm – Очите се уголемяват, устата се разширява Седмица 14, дължина на тялото 20 mm – Опашката започва да се разтваря Седмица 16, дължина на тялото 15 mm – Всички външни белези на ларвите са изчезнали . Жабата излиза на сушата.

Земноводните растат през целия си живот, но колкото повече остаряват, толкова по-бавно растат.

При рибите яйцата раждат малки, които растат и се превръщат във възрастни. Скоростта на метаморфоза зависи от количеството храна, температурата и вътрешните фактори. Например, ларва на жаба - попова лъжица - се храни с растения, а възрастна жаба - насекоми. Поповата лъжица и гъсеницата се различават от възрастните форми по структура, външен вид, начин на живот и хранене.

Ларвите на пеперудата, наречени гъсеници, имат удължено, назъбено тяло, наподобяващо червеи с отрязани краища на тялото. Устните части на гъсениците, за разлика от тези на възрастните насекоми, са гризащи. На долната устна се отварят въртящи се жлези, отделящи секрет, който във въздуха се втвърдява в копринени нишки. На гърдите ларвите, подобно на възрастните, имат три чифта ставни крака, но ги използват само за улавяне на храна и за опора. За да придвижат гъсеницата, те използват несегментирани, месести коремни псевдоподи, чиито подметки имат малки куки. По-голямата част от гъсениците се хранят с растителна материя. Те са много разнообразни в начина си на живот. Развитие с пълна трансформация.


моб_инфо