Die direkte Art der Entwicklung ist typisch für. Lebenszyklen von Organismen

Menschliche Ontogenese

Die Ontogenese ist ein vollständiger Zyklus der individuellen Entwicklung eines Organismus. Im Zeitintervall beginnt die Ontogenese mit der Befruchtung der Eizelle und endet mit dem Tod des Organismus. Und aus biologischer Sicht ist Ontogenese ein Prozess der vollständigen und schrittweisen Implementierung von Erbinformationen in allen Phasen der Existenz eines Organismus, während die Umwelt einen erheblichen Einfluss auf die Entwicklung des Organismus hat.

Die Kenntnis der Mechanismen der Ontogenese ist eines der Hauptprobleme der modernen Biologie, daher sind verschiedene biologische Disziplinen an der Untersuchung der Muster der individuellen Entwicklung beteiligt: Zytologie, Histologie, Molekulargenetik, Biochemie usw. Gleichzeitig dort sind zwei unabhängige Disziplinen, die direkt die Stadien der Ontogenese untersuchen: Embryologie und Gerontologie. Angesichts dieses Ansatzes wird die moderne synthetische Theorie der Ontogenese oft als Entwicklungsbiologie bezeichnet.

Bei aller Vielfalt der Tierwelt lassen sich folgende Hauptarten der Ontogenese unterscheiden:

Indirekte Entwicklung Direkte Entwicklung

(Larve, mit Metamorphosen)

Mit vollständiger Metamorphose - nicht larval (Fische, Reptilien, Vögel)

Bei unvollständiger Metamorphose - intrauterin

Die Art der Ontogenese, ihre Merkmale und möglichen Störungen werden durch das Zusammenspiel zweier Hauptfaktoren bestimmt: der Erbinformation eines bestimmten Organismus und der Besonderheit der Umweltbedingungen. Und diese Interaktion findet in jeder Phase der individuellen Entwicklung statt.

Periodisierung der Ontogenese. Es ist allgemein anerkannt, dass die Ontogenese in zwei Perioden unterteilt ist: embryonal (für Menschen - pränatal, pränatal) und postembryonal (postnatal). Jeder von ihnen ist wiederum in kürzere Segmente (Stadien) unterteilt, die durch bestimmte morphologische und funktionelle Merkmale gekennzeichnet sind.

Jeder Organismus kann nur in Gegenwart von zwei vollwertigen Keimzellen entstehen, daher ist es gerechtfertigter, eine andere Periode der Ontogenese herauszugreifen - die Progenese (proembryonale Periode), die der Ontogenese selbst vorausgeht. Die proembryonale Periode fällt zeitlich mit der Gametogenese zusammen und umfasst auch die Befruchtung und Befruchtung.

I. Proembryonale Periode. Die Bedeutung der Gametogenese für die weitere Entwicklung der Nachkommen:

Bildung haploider Zellen (gewährleistet die Konstanz der Chromosomenzahl)

Die Entstehung neuer Kombinationen von Erbmaterial

Generative Mutationen (Ursache von Erbkrankheiten)

Wichtige Besamungs- und Befruchtungsereignisse:

1. Spermienzahl. Das Ejakulat enthält etwa 3 x 10 8 Spermien (60-120 Millionen pro 1 ml) und sie behalten die Befruchtungsfähigkeit für 2 Tage.

2. Kapazitation – Aktivierung der Spermien während ihrer Passage durch den weiblichen Genitaltrakt.

3. Überwindung der Eihülle durch das Spermatozoon und Bindung an einen spezifischen Rezeptor (Rezeptoren sind artspezifisch!).

4. Akrosomreaktion - Akrosomenzyme (Hyaluronidase, Proteasen usw.) zerstören die transparente Membran

5. Die Membranen von Ei und Sperma sind in Kontakt, der Kopf des Spermiums taucht in das Zytoplasma des Eies ein. Darauf folgen die Phasen der inneren Befruchtung.

6. Kortikale Reaktion – Veränderungen in der transparenten Membran machen sie undurchlässig für andere Spermien. Die transparente Hülle schützt den Conceptus (Embryo im Morula-Stadium) beim Passieren des Eileiters.

II. pränatale Periode. In der vorgeburtlichen Entwicklung einer Person werden folgende Perioden unterschieden:

- initial: erste 2 Wochen (Entwicklungsphase - Conceptus)

- embryonal: 3-8 Wochen (Entwicklungsstadium - Embryo)

- fetal (fetal): bis zum Ende der Schwangerschaft (Entwicklungsstadium - Fötus)

Anfangszeit. Nach der Bildung einer Zygote beginnt das Spaltungsstadium - mitotische Zellteilungen ohne Zunahme ihres Gesamtvolumens. Das menschliche Ei hat eine isolecithale Struktur (es gibt nur wenige Nährstoffe und sie sind gleichmäßig in der Zelle verteilt), daher ist die Art der Zerkleinerung holoblastisch - die Zygote ist vollständig in zwei Blastomere geteilt. Die nachfolgende Fragmentierung ist asynchron und etwas ungleichmäßig. Nach der dritten Teilung wird das Morula-Stadium gebildet - eine Gruppe von Zellen, die in der transparenten Membran eingeschlossen sind. Die zentralen Zellen bilden Gap Junctions, und die peripheren Zellen bilden Tight Junctions miteinander und bilden eine Schutzschicht für die inneren Zellen. Nachfolgende Teilungen bilden das Blastozystenstadium. Es unterscheidet deutlich die innere Zellmasse - den Embryoblasten (aus diesen Zellen wird der Embryo direkt gebildet, eine teilweise oder vollständige Trennung der Zellen führt zur Entwicklung von Zwillingen) und die äußere Schicht - den Trophoblasten (beteiligt sich an der Einführung der Blastozyste in der Gebärmutterschleimhaut und der Chorionbildung). In der Blastozyste entwickelt sich ein mit Flüssigkeit gefüllter Hohlraum, das Blastocoel. Die äußere transparente Hülle wird dünner und verschwindet. Die beschriebenen Ereignisse treten in den Eileitern auf. Am 6.-7. Tag befindet sich die Blastozyste in der Gebärmutterhöhle und es kommt zur Implantation - Eindringen in die Gebärmutterschleimhaut.

Die Einführung einer Blastozyste in die Bauchhöhle führt zu einer Eileiterschwangerschaft, in den Eileitern - zu einer Eileiterschwangerschaft.

Die nächste Entwicklungsstufe besteht in koordinierten, streng regelmäßigen gegenseitigen Bewegungen riesiger Zellmassen. Diese Prozesse nennt man morphogenetische (formbildende) Bewegungen oder Morphogenese. Als Ergebnis der Morphogenese erhält der Embryo eine zwei- oder dreischichtige Struktur (Gastrulationsstadium), die Neuralplatte wird gebildet und dann das Neuralrohr (Neurulationsstadium). Später beginnt die Spezialisierung embryonaler Zellen (Histogenese) und die Bildung einzelner Organe (Organogenese). Diese Stadien werden in der Abteilung für Histologie ausführlich besprochen.

Die oben genannten Stadien basieren auf den folgenden zellulären Mechanismen: Proliferation (Zellvermehrung), Migration, programmierter Zelltod, selektive Sortierung und Adhäsion (Adhäsion), Bildung interzellulärer Kontakte und Zelldifferenzierung.

Ähnliche Informationen.

Menschliche Ontogenese

Bei aller Vielfalt der Tierwelt lassen sich folgende Hauptarten der Ontogenese unterscheiden:

(Larve, mit Metamorphosen)

Mit vollständiger Metamorphose - nicht larval (Fische, Reptilien, Vögel)

Bei unvollständiger Metamorphose - intrauterin

I. Proembryonale Periode. Die Bedeutung der Gametogenese für die weitere Entwicklung der Nachkommen:

Bildung haploider Zellen (gewährleistet die Konstanz der Chromosomenzahl)

Die Entstehung neuer Kombinationen von Erbmaterial

Generative Mutationen (Ursache von Erbkrankheiten)

Wichtige Besamungs- und Befruchtungsereignisse:

1. Spermienzahl. Das Ejakulat enthält etwa 3 x 10 8 Spermien (60-120 Millionen pro 1 ml) und sie behalten die Befruchtungsfähigkeit für 2 Tage.

2. Kapazitation – Aktivierung der Spermien während ihrer Passage durch den weiblichen Genitaltrakt.

3. Überwindung der Eihülle durch das Spermatozoon und Bindung an einen spezifischen Rezeptor (Rezeptoren sind artspezifisch!).

4. Akrosomreaktion - Akrosomenzyme (Hyaluronidase, Proteasen usw.) zerstören die transparente Membran

5. Die Membranen von Ei und Sperma sind in Kontakt, der Kopf des Spermiums taucht in das Zytoplasma des Eies ein. Darauf folgen die Phasen der inneren Befruchtung.

II. pränatale Periode. In der vorgeburtlichen Entwicklung einer Person werden folgende Perioden unterschieden:

- initial: erste 2 Wochen (Entwicklungsphase - Conceptus)

- embryonal: 3-8 Wochen (Entwicklungsstadium - Embryo)

- fetal (fetal): bis zum Ende der Schwangerschaft (Entwicklungsstadium - Fötus)

Die direkte Entwicklung ist charakteristisch für Menschen und andere Säugetiere, Vögel, Reptilien und einige Insekten.

In der menschlichen Entwicklung werden folgende Perioden unterschieden: Kindheit, Jugend, Jugend, Jugend, Reife, Alter. Jede Periode ist durch eine Reihe von Veränderungen im Körper gekennzeichnet.
Altern und Tod sind die letzten Stadien der individuellen Entwicklung. Das Altern ist durch viele morphologische und physiologische Eigenschaften gekennzeichnet, die zu einer allgemeinen Abnahme lebenswichtiger Prozesse und der Widerstandskraft des Körpers führen. Die Ursachen und Mechanismen des Alterns sind noch nicht vollständig verstanden.
Der Tod beendet die individuelle Existenz. Es kann physiologisch sein, wenn es als Folge des Alterns auftritt, und pathologisch, wenn es vorzeitig durch einen äußeren Faktor (Verletzung, Krankheit) verursacht wird.

Indirekte postembryonale Entwicklung:

Metamorphose stellt eine tiefgreifende Veränderung in der Struktur des Körpers dar, wodurch sich die Larve in ein erwachsenes Insekt verwandelt. Je nach Art der Post embryonale Entwicklung Es gibt zwei Arten von Metamorphosen bei Insekten:

unvollständig(Hemimetabolie), wenn die Entwicklung eines Insekts durch den Durchgang von nur drei Stadien gekennzeichnet ist - Eier, Larven und die Erwachsenenphase (Erwachsener);

voll(Holometabolie), wenn der Übergang der Larve in die erwachsene Form in einem Zwischenstadium erfolgt - dem Puppenstadium.

Ein aus einem Ei geschlüpftes Küken oder ein geborenes Kätzchen ähnelt ausgewachsenen Tieren der entsprechenden Art. Bei anderen Tieren (z. B. Amphibien, den meisten Insekten) verläuft die Entwicklung jedoch mit scharfen physiologischen Veränderungen und wird von der Bildung von Larvenstadien begleitet. In diesem Fall unterliegen alle Körperteile der Larve erheblichen Veränderungen. Auch die Physiologie und das Verhalten der Tiere verändern sich. Die biologische Bedeutung der Metamorphose besteht darin, dass der Organismus im Larvenstadium nicht auf Kosten der Reservenährstoffe des Eies wächst und sich entwickelt, sondern sich selbst ernähren kann.
Aus dem Ei entsteht eine Larve, die normalerweise einfacher ist als ein erwachsenes Tier, mit speziellen Larvenorganen, die im erwachsenen Zustand fehlen. Die Larve ernährt sich, wächst und im Laufe der Zeit werden die Larvenorgane durch Organe ersetzt, die für erwachsene Tiere charakteristisch sind. Bei unvollständiger Metamorphose erfolgt der Ersatz der Larvenorgane allmählich, ohne dass die aktive Ernährung und Bewegung des Organismus eingestellt wird. Vollständige Metamorphose umfasst das Puppenstadium, in dem sich die Larve in ein erwachsenes Tier verwandelt.

In Ascidia (Typ Chordatiere, Untertyp Larven-Akkordate) wird eine Larve gebildet, die alle Hauptmerkmale von Chordatieren aufweist: eine Sehne, Neuralrohr, Kiemenschlitze im Rachen. Die Larve schwimmt frei, heftet sich dann an eine feste Oberfläche auf dem Meeresboden und macht eine Metamorphose durch: Der Schwanz verschwindet, die Notochord, Muskeln, das Neuralrohr zerfallen in separate Zellen, Großer Teil die phagozytiert werden. Vom Nervensystem der Larve bleibt nur eine Gruppe von Zellen übrig, aus denen das Nervenganglion entsteht. Die Struktur eines erwachsenen Ascidians, der einen anhänglichen Lebensstil führt, ähnelt überhaupt nicht den üblichen Merkmalen der Organisation von Akkordaten. Nur die Kenntnis der Merkmale der Ontogenese ermöglicht es, die systematische Position der Seescheiden zu bestimmen. Die Struktur der Larve weist auf ihre Herkunft aus Akkordaten hin, die eine freie Lebensweise führten. Ascidians wechseln im Prozess der Metamorphose zu einer sitzenden Lebensweise, wodurch ihre Organisation vereinfacht wird.

Die indirekte Entwicklung ist charakteristisch für Amphibien

Die Froschlarve - die Kaulquappe - ähnelt einem Fisch. Er schwimmt in Bodennähe, drückt sich mit einem von einer Flosse eingerahmten Schwanz nach vorne und atmet zuerst mit äußeren Kiemen, die in Büscheln an den Seiten des Kopfes hervorstehen, und später mit inneren Kiemen. Er hat einen Blutkreislauf, ein Herz mit zwei Kammern, es gibt eine Seitenlinie. All dies sind strukturelle Merkmale von Fischen.
1 Woche, Körperlänge 7 mm - Schlüpft aus der Schleimkapsel. Es gibt äußere Kiemen, einen Schwanz, einen Mund mit geilen Kiefern; Schleimdrüsen unter der Mundöffnung.
2 Wochen, Körperlänge 9 mm - Äußere Kiemen beginnen zu verkümmern, über den inneren Kiemen bildet sich ein Kiemendeckel. Die Augen sind gut entwickelt.
4 Wochen, Körperlänge 12 mm - Verlust der äußeren Kiemen und Schleimdrüsen. Splash entsteht. Der Schwanz dehnt sich aus und hilft beim Schwimmen.
7 Wochen, Körperlänge 28 mm - Die Nieren der Hinterbeine erscheinen.
9 Wochen, Körperlänge 35 mm - Hinterbeine sind voll ausgebildet, werden aber nicht zum Schwimmen verwendet. Der Kopf beginnt sich auszudehnen.
11-12 Wochen, Körperlänge 35 mm - Das linke Vorderbein kommt durch das Stigma heraus, und das rechte wird vom Kiemendeckel bedeckt. Die Hinterbeine werden zum Schwimmen verwendet.
13 Wochen, Körperlänge 25 mm - Augen vergrößern sich, Mund erweitert sich.
14 Wochen, Körperlänge 20 mm - Der Schwanz beginnt sich aufzulösen.
16 Wochen, Körperlänge 15 mm - Alle äußeren Larvenzeichen verschwunden. Der Frosch kommt an Land.

Amphibien wachsen ihr Leben lang, aber je älter, desto langsamer.

In einem Fisch erscheint ein Fisch aus einem Ei, das wächst und sich in einen Erwachsenen verwandelt.
Die Geschwindigkeit der Metamorphose hängt von der Nahrungsmenge, der Temperatur und inneren Faktoren ab. Zum Beispiel ernährt sich eine Froschlarve - eine Kaulquappe - von Pflanzen und ein erwachsener Frosch von Insekten. Die Kaulquappe und die Raupe unterscheiden sich von erwachsenen Formen in Struktur, Aussehen, Lebensstil und Ernährung.

Schmetterlingslarven, Raupen genannt, haben einen länglichen, gekerbten Körper, der Würmern mit abgeschnittenen Körperenden ähnelt. Der Mundapparat von Raupen nagt im Gegensatz zu solchen erwachsenen Insekten. Spinndrüsen öffnen sich an der Unterlippe und scheiden ein Geheimnis aus, das sich an der Luft zu Seidenfäden verfestigt. Auf der Brust haben die Larven wie Erwachsene drei Paar segmentierte Beine, die sie jedoch nur zum Fangen von Nahrung und zum Stützen verwenden. Um die Raupe zu bewegen, werden nicht segmentierte fleischige abdominale Pseudopoden verwendet, an deren Sohlen
Es gibt kleine Haken. Die überwiegende Mehrheit der Raupen ernährt sich von pflanzlicher Nahrung. Ihre Lebensweise ist sehr vielfältig. Entwicklung seit vollständige Verwandlung.

Entwicklung ist ein wesentlicher Faktor im Leben. Es beginnt mit einer befruchteten Eizelle und endet mit der Pubertät. Die postembryonale Periode ist durch direkte und gekennzeichnet indirekte Entwicklung. Die direkte Entwicklung ist ein biologischer Prozess, bei dem ein vielzelliger Organismus wächst und sich vergrößert, was seine Organisation erschwert. Dieses Phänomen ist typisch für Menschen, Fische, Vögel und Säugetiere.

Indirekte Entwicklung ist ein Prozess, bei dem sich ein Embryo unter Beteiligung eines Larvenstadiums, das mit einer Metamorphose einhergeht, zu einem reifen Individuum entwickelt. Dieses Phänomen wird beispielsweise bei den meisten Wirbellosen und Amphibien beobachtet.

Merkmale der postembryonalen Periode

Phasen der postembryonalen Entwicklung werden von Veränderungen der morphologischen Merkmale, Gewohnheiten und des Lebensraums begleitet. Ein charakteristisches Merkmal für die direkte Entwicklung ist, dass der Embryo nach der Geburt eine reduzierte Kopie eines erwachsenen Organismus ist, er unterscheidet sich nur in der Größe und dem Fehlen bestimmter Eigenschaften, die erst mit der Zeit erworben werden. Ein Beispiel wäre die Entwicklung von Menschen, Tieren und einigen Reptilien. Die indirekte Entwicklung ist charakteristisch für Wirbellose, Weichtiere und Amphibien. In diesem Fall weist der Embryo signifikante Unterschiede zum erwachsenen Tier auf. Als Beispiel ist ein gewöhnlicher Schmetterling geeignet. Erst nach Durchlaufen mehrerer Entwicklungsstadien wird die kleine Larve bis zur Unkenntlichkeit verwandelt.

Entwicklungszeiten

Die Perioden umfassen Jugendstadium, Reife und Seneszenz.

Die Jugendzeit umfasst die Zeit von der Geburt bis zur Pubertät. Diese Phase wird von der Anpassung an die neue Umgebung begleitet. Es ist erwähnenswert, dass sich viele Tiere und Reptilien, die durch einen direkten Weg der postembryonalen Entwicklung gekennzeichnet sind, ungefähr gleich entwickeln. Der einzige Unterschied ist der Zeitrahmen. Dieser endet

Die Reifephase, die als Reproduktionsstadium bezeichnet wird, ist durch ein verkümmertes Wachstum gekennzeichnet. Im Körper gibt es eine Selbsterneuerung bestimmter Strukturen und deren allmählichen Verschleiß.
Die Alterungsperiode wird von einer Verlangsamung der Erholungsprozesse begleitet. In der Regel kommt es zu einer Abnahme des Körpergewichts. Wenn kein gewaltsames Eingreifen erfolgte, tritt der natürliche Tod ein, wenn er lebenswichtig ist wichtige Systeme Als Folge der Verlangsamung funktionieren alle Prozesse nicht mehr.

Indirekte Entwicklung: Beispiele und Schritte

Schauen wir uns an, wie Leben in einem neuen Geschöpf geboren wird. Direkte und indirekte Entwicklung sind Begriffe, die verschiedene tierische Lebensvorgänge beschreiben, die mit einer befruchteten Eizelle beginnen. Während der postembryonalen Entwicklung werden schließlich Organsysteme gebildet, Wachstum beobachtet, mit anschließender Fortsetzung der Gattung. Dann kommt es zum Altern, und ohne äußere Eingriffe tritt der natürliche Tod ein.

Unmittelbar nach der Geburt beginnt eine ganze Reihe von Verwandlungen. Zu diesem Zeitpunkt unterscheidet sich ein kleiner Organismus sowohl äußerlich als auch innerlich von einem Erwachsenen.
Die zweite Stufe ist die Umwandlung in einen völlig neuen Körper. Metamorphose ist eine postembryonale Veränderung der Körperform mit einem Wechsel von mehreren Stadien.
Die dritte Stufe ist die letzte Stufe, die mit der Pubertät und der Zeugung endet.

Merkmale der indirekten Entwicklung

Die indirekte Entwicklung ist charakteristisch für vielzellige Organismen. Aus einem gelegten Ei entsteht eine Larve, die äußerlich und innerlich keinem Erwachsenen ähnelt. In der Struktur ist dies in der Regel eine einfachere Kreatur mit einer kleineren Größe. In seinem Aussehen kann es seinen entfernten Vorfahren entfernt ähnlich sein. Ein Beispiel wäre die Larve einer Amphibie wie eines Frosches.

Äußerlich ist die Kaulquappe einem kleinen Fisch sehr ähnlich. Aufgrund des Vorhandenseins spezieller Larvenorgane kann sie ein völlig anderes Leben führen als geschlechtsreife Individuen. Sie haben nicht einmal rudimentäre Geschlechtsunterschiede, sodass es nicht möglich ist, das Geschlecht der Larve zu bestimmen. Bei einigen Tierarten nimmt dieses Entwicklungsstadium den größten Teil ihres Lebens ein.

Radikale Metamorphosen

Bei der indirekten Entwicklung unterscheidet sich das neugeborene Tier in einigen anatomischen Merkmalen stark von der ausgewachsenen Form. Aus dem Ei schlüpft der Embryo als Larve, die eine radikale Metamorphose durchläuft, bevor sie das Erwachsenenstadium erreicht. Die indirekte Entwicklung ist charakteristisch für Tiere, die zahlreiche Eier legen. Dies sind einige Stachelhäuter, Amphibien und Insekten (Schmetterlinge, Libellen, Frösche usw.). Die Larven dieser Kreaturen besetzen oft einen völlig anderen ökologischen Raum als ein erwachsenes Tier. Sie ernähren sich, wachsen und verwandeln sich irgendwann in ein erwachsenes Tier. Diese globalen Metamorphosen werden von zahlreichen physiologischen Veränderungen begleitet.

Vor- und Nachteile der direkten Entwicklung

Der Vorteil der direkten Entwicklung ist, dass viel weniger Energie und Vitalstoffe für das Wachstum benötigt werden, da keine globalen Veränderungen im Körper stattfinden. Der Nachteil ist, dass die Entwicklung des Embryos große Nährstoffreserven in den Eizellen oder der Schwangerschaft im Mutterleib erfordert.

Negativ anzumerken ist auch, dass innerhalb der Art Konkurrenz zwischen jungen und erwachsenen Tieren entstehen kann, da Lebensraum und Nahrungsquellen zusammenfallen.

Vor- und Nachteile der indirekten Entwicklung

Aufgrund der Tatsache, dass Organismen mit einer indirekten Art der Entwicklung unterschiedlich leben Wettbewerbsbeziehungen zwischen Larven und Erwachsenen treten in der Regel nicht auf. Der Vorteil ist auch, dass die Larven sesshafter Lebewesen der Art helfen, ihren Lebensraum zu erweitern. Unter den Minuspunkten ist hervorzuheben, dass die indirekte Entwicklung von Tieren zu Erwachsenen oft lange dauert. Für qualitative Umwandlungen wird eine große Menge an Nährstoffen und Energie benötigt.

Arten der indirekten Entwicklung

Folgende Arten der indirekten Entwicklung werden unterschieden: mit vollständiger und teilweiser Metamorphose. Bei vollständiger Transformation ist die indirekte Entwicklung für Insekten (Schmetterlinge, Käfer, einige Hautflügler) charakteristisch. Die geborenen Larven beginnen zu fressen, wachsen und werden zu bewegungslosen Kokons. In diesem Zustand zerfallen alle Organe des Körpers und das dabei entstehende Zellmaterial wird angesammelt Nährstoffe werden zur Grundlage für die Bildung völlig unterschiedlicher Organe, die für einen erwachsenen Organismus charakteristisch sind.

Bei partieller Metamorphose ist die indirekte postembryonale Entwicklung charakteristisch für alle Arten von Fischen und Amphibien, bestimmten Mollusken und Insekten. Der Hauptunterschied zu ist das Fehlen der Kokonphase.

Biologische Rolle des Larvenstadiums

Das Larvenstadium ist eine Phase des aktiven Wachstums und der Nährstoffversorgung. Aussehen, unterscheidet sich in der Regel stark von der Erwachsenenform. Es gibt einzigartige Strukturen und Organe, die ein reifer Mensch nicht hat. Ihre Ernährung kann sich ebenfalls erheblich unterscheiden. Die Larven sind oft an die Umgebung angepasst. Beispielsweise leben Kaulquappen fast ausschließlich im Wasser, können aber wie ausgewachsene Frösche auch an Land leben. Einige Arten im Erwachsenenstadium sind unbeweglich, während sich ihre Larven bewegen und diese Fähigkeit nutzen, um ihren Lebensraum zu zerstreuen und zu erweitern.

Betrachten Sie die Abbildungen 93 und 94. Welche zwei Arten von Entwicklung sind charakteristisch für die in den Abbildungen dargestellten Tiere? Welche Entwicklungsstadien durchlaufen Heuschrecken, Schmetterlinge, Fische, Frösche und Menschen?

Reis. 93. Postembryonale direkte Entwicklung

Die individuelle Entwicklung des Organismus setzt sich nach seiner Geburt fort, wenn sich der Embryo bereits gebildet hat und unabhängig außerhalb des Körpers der Eizelle oder der Mutter existieren kann. Die Entwicklungszeit des Organismus nach der Geburt wird als postembryonal oder postembryonal (von lateinisch post - nach und Embryo) bezeichnet. In verschiedenen Organismen verläuft diese Periode auf unterschiedliche Weise. Daher wird zwischen direkter und indirekter Entwicklung unterschieden.

Direkte und indirekte Entwicklung. Die direkte Entwicklung erfolgt ohne Transformationen. Der geborene Organismus ähnelt einem Erwachsenen und unterscheidet sich nur in Größe, Körperproportionen und Unterentwicklung einiger Organe. Eine solche Entwicklung wird hauptsächlich bei Fischen, Reptilien, Vögeln und Säugetieren beobachtet (Abb. 93). Aus einem Fischei kommt also eine Larve mit einem Dottersack. Es entwickelt sich zu einem Fischbrut, ähnlich einem Erwachsenen, unterscheidet sich jedoch von ihm durch die Unterentwicklung einer Reihe von Organen.

Während der Entwicklung mit Transformation (Abb. 94) erscheint aus dem Ei eine Larve, ganz anders als der erwachsene Organismus. Eine solche Entwicklung wird indirekt oder Entwicklung mit Metamorphose (aus der griechischen Metamorphose - Transformation) genannt, dh mit mehreren Larvenstadien der allmählichen Umwandlung in einen Erwachsenen. Die Larven ernähren sich aktiv, wachsen, sind aber mit seltenen Ausnahmen nicht reproduktionsfähig.

Reis. 94. Indirekte Entwicklung nach dem Wachstum (vollständige Metamorphose eines Schmetterlings): 1 - Ei: 2 - Larve (Raupe): 3 - Puppe; 4 - erwachsenes Insekt

Die Entwicklung mit Metamorphose ist charakteristisch für Insekten und Amphibien. Darüber hinaus kann die Metamorphose bei Insekten vollständig und unvollständig sein. Während der Entwicklung mit vollständiger Metamorphose durchlaufen Insekten eine Reihe aufeinanderfolgender Stadien, die sich in der Regel in der Lebensweise und der Art der Ernährung stark voneinander unterscheiden. Bei einem Schmetterling schlüpft zum Beispiel eine Raupe aus einem Ei, das einen wurmförmigen Körper hat. Dann verwandelt sich die Raupe nach mehreren Häutungen in eine Puppe - ein unbewegliches Stadium, das sich nicht ernährt, sondern sich nur zu einem erwachsenen Insekt entwickelt. Nach einer Weile schlüpft ein Schmetterling aus der Puppe. Die Nahrung und Art der Fütterung bei Larve und erwachsenem Insekt unterscheiden sich. Die Raupe frisst die Blätter von Pflanzen und hat ein nagendes Mundteil, während der Schmetterling sich vom Nektar von Blumen ernährt und ein saugendes Mundteil hat. Manchmal ernährt sich ein Erwachsener bei Insekten einiger Arten überhaupt nicht, sondern beginnt sofort mit der Zucht (Seidenraupe).

Während der Entwicklung mit unvollständiger Metamorphose fehlt das Puppenstadium und die Larven unterscheiden sich kaum von erwachsenen Insekten. So ist bei Heuschrecken die aus dem Ei geschlüpfte Larve im Vergleich zum Erwachsenenstadium kleiner und ihre Flügel unterentwickelt.

Bei Wirbeltieren wird die Entwicklung mit Transformation hauptsächlich bei Amphibien beobachtet. Bei einem Frosch zum Beispiel ist das Larvenstadium eine Kaulquappe. Beim Verlassen des Eies ähnelt es einem Fischbraten. Er hat keine Gliedmaßen, es gibt Kiemen statt Lungen, einen Schwanz, mit dem er aktiv im Wasser schwimmt. Nach einiger Zeit bilden sich Gliedmaßen in der Kaulquappe, Lungen entwickeln sich, Kiemenschlitze schließen sich und der Schwanz verschwindet. Zwei Monate nach dem Verlassen des Eies verwandelt sich die Kaulquappe in einen erwachsenen Frosch.

Die Umwandlung der Larve in ein erwachsenes Tier ist mit der Produktion spezieller Hormone durch die endokrinen Drüsen verbunden. Beispielsweise wird für die Verwandlung einer Kaulquappe in einen Frosch das Schilddrüsenhormon Thyroxin benötigt. In einigen Fällen kann sich die Larvenperiode bei Hormonmangel lebenslang verzögern, und in diesem Stadium kann der Körper mit der Reproduktion beginnen. Die Larve des Amphibien-Ambistomas - der Axolotl mit einem Mangel an Schilddrüsenhormon - wird also nicht zu einem Erwachsenen und kann sich vermehren (Abb. 95). Wenn Thyroxin zu Wasser hinzugefügt wird, geht die Entwicklung zu Ende und der Axolotl verwandelt sich in ein Ambistom.

Reis. 95. Ambistoma (links) und seine Axolotl-Larve (rechts)

Höhe. Eine charakteristische Eigenschaft der individuellen Entwicklung ist das Wachstum des Organismus, d.h. eine Zunahme seiner Größe und Masse. Je nach Art des Wachstums können alle Tiere in zwei Gruppen eingeteilt werden - mit unbestimmtem und bestimmtem Wachstum. Mit unbestimmtem Wachstum nimmt die Körpergröße eines Organismus im Laufe seines Lebens zu. Dies wird beispielsweise bei Mollusken, Amphibien, Fischen und Reptilien beobachtet. Organismen mit einer bestimmten Größe hören in einem bestimmten Entwicklungsstadium auf zu wachsen. Dies sind Insekten, Vögel und Säugetiere. Die Wachstumsraten bei Tieren ändern sich im Laufe des Zeitraums und unterliegen der Kontrolle von Hormonen. Beispielsweise wird bei Säugetieren (einschließlich Menschen) das Wachstum durch das Hypophysenhormon Somatotropin reguliert. Es wird aktiv in entwickelt Kindheit, und nach der Pubertät nimmt die Menge des Hormons allmählich ab und das Wachstum stoppt.

Nach einer intensiven Wachstumsphase tritt der Körper in das Reifestadium ein, das auch durch eine Veränderung der physiologischen Abläufe im Körper gekennzeichnet ist. Diese Zeit ist mit der Geburt von Kindern verbunden.

Altern und Tod. Die Lebenserwartung hängt von den individuellen Merkmalen der Art des Organismus ab, hängt jedoch nicht vom Organisationsgrad ab. Zum Beispiel leben Mäuse nur 4 Jahre, Krähen bis zu 70 Jahre und Weichtiere Süßwasserperlenauster- bis zu 100 Jahre.

Der Prozess der individuellen Entwicklung des Organismus endet mit Alterung und Tod. Altern ist ein allgemeines biologisches Muster, das allen Organismen innewohnt. Im Laufe des Alterungsprozesses verändern sich alle Organsysteme, ihre Struktur und Funktion werden gestört.

Es gibt mehrere Theorien über das Altern. Einer der ersten wurde vom russischen Wissenschaftler Ilya Ilyich Mechnikov vorgeschlagen. Nach dieser Theorie ist die Alterung des Körpers mit einer Zunahme der Vergiftungsprozesse, der Selbstvergiftung durch Ansammlung von Stoffwechselprodukten und der Aktivität von Fäulnisbakterien verbunden.

Viele moderne Theorien legen nahe, dass die Alterung des Organismus eine Folge von Veränderungen im genetischen Apparat der Zellen ist, die zu einer Abnahme der Aktivität von Proteinbiosyntheseprozessen führen. Ein wesentlicher Grund für die Veränderung der genetischen Aktivität ist die Schwächung der Arbeit von Enzymproteinen. Mit zunehmendem Alter nimmt die Häufigkeit von Chromosomenanomalien zu. Die Wiederherstellung beschädigter DNA-Abschnitte verläuft langsamer, es häufen sich Mutationen, die sich in den Strukturen von RNA und Proteinen manifestieren.

Es gibt wissenschaftliche Hypothesen, die die Alterung des Körpers mit hormonellen Störungen in Verbindung bringen, insbesondere mit einer veränderten Funktion der Schilddrüse.

Beim Menschen ist der Alterungsprozess auf die Wirkung vieler biologischer Faktoren zurückzuführen. spielt eine wichtige Rolle beim Altern soziales Umfeld um einen Menschen herum. Die Wissenschaft, die sich mit den Problemen des menschlichen Alterns befasst, heißt Gerontologie (vom griechischen Reiher – ein alter Mann). Das Altern ist eine unvermeidliche Phase in der Entwicklung eines jeden Organismus. Dann kommt der Tod, der eine notwendige Bedingung für die Fortsetzung des Lebens anderer Organismen ist.

Lesson Learned-Übungen

Welche Typen nach der Embryonalentwicklung kennen Sie?
Was ist der Unterschied zwischen direkter und indirekter Entwicklung? Geben Sie Beispiele für Tiere mit Anderer Typ Entwicklung.
Was ist der Vorteil der Entwicklung mit Transformation?
Wie unterscheidet sich die Entwicklung mit vollständiger Metamorphose von der Entwicklung mit unvollständiger Metamorphose? Nennen Sie Beispiele von Tieren mit unterschiedlichen Metamorphosen.
Was ist Körperalterung? Welche Alterungstheorien kennen Sie? Welches ist Ihrer Meinung nach das wahrscheinlichste? Begründen Sie die Antwort.
Welche biologische Bedeutung hat der Tod eines Organismus?

Direkte Entwicklung ist eine Art der Entwicklung, bei der sich ein neugeborener oder geschlüpfter Organismus in seiner Struktur nicht von einem erwachsenen Organismus unterscheidet, da er keine spezifischen Organe oder Strukturen hat, sondern unreif und kleiner ist. Seine weitere Entwicklung ist mit Wachstum und Pubertät verbunden. Die direkte Art der Entwicklung ist charakteristisch für die am höchsten organisierten Gruppen von Wirbeltieren (Reptilien, Vögel und Säugetiere) sowie einzelne Vertreter anderer Gruppen des Tierreichs: Flimmer- und Oligochaetenwürmer, Blutegel, einige Gastropodenmollusken und Spinnen.

Merkmale des Wachstums von Pflanzen und Tieren.

Eines der Hauptergebnisse der postembryonalen Entwicklung ist eine Zunahme der linearen Abmessungen und der Masse des Organismus, die im Wachstumsprozess erreicht wird. Sie beruht auf zwei Mechanismen: einer Zunahme der Zellzahl durch Zellteilung; das Wachstum der Zellen selbst, das aufgrund einer Zunahme des Zytoplasmavolumens auftritt.

Gewebestruktur große Pflanzen und Tiere unterschiedlich sind, ihr Körper nicht gleich geformt ist, entwickeln sich unterschiedliche Organsysteme. Wenn der Körper der Pflanze sich ausdehnt und versucht, mehr Raum und Licht einzufangen, wird dies durch die Entwicklung äußerer Organe erreicht ( innere Organe sie haben es überhaupt nicht), dann ist der Körper des Tieres im Gegenteil kompakt und zuallererst entwickeln sich die Systeme der inneren Organe. Es ist kein Zufall, dass Pflanzen und Tiere unterschiedlich wachsen.

Das Wachstum höherer Pflanzen wird als apikal bezeichnet, da es aufgrund von Zellteilungen in speziellen Bildungsgeweben (Meristemen) erfolgt. Apikale Meristeme sorgen für das Längenwachstum von Wurzeln und Triebspitzen; Insertion - Verlängerung der Internodien und lateral - Verdickung von Stängeln und Wurzeln. Pflanzen wachsen ein Leben lang.

Bei Tieren erfolgt das Wachstum auch durch Zellteilungen und das Wachstum der Zellen selbst. Aber in verschiedenen Geweben verläuft dieser Prozess auf unterschiedliche Weise. Beispielsweise treten Zellteilungen im Nerven- und Muskelgewebe einer Person nur während der Embryonalentwicklung und im Binde- und Epithelgewebe auf - während des gesamten Lebens. Im Gegensatz zu Pflanzen, die an bestimmten Stellen ihres Körpers wachsen, wachsen Tiere mit ihrem ganzen Körper, obwohl in bestimmten Stadien der postembryonalen Entwicklung das Wachstum einzelner Organe beschleunigt oder umgekehrt verlangsamt werden kann. Bei einigen Tierarten hört das Wachstum nicht ihr ganzes Leben lang auf (bei Fischen), bei anderen geht es bis zu einer bestimmten Altersgrenze (Vögel und Säugetiere); in anderen tritt es nur während der Mauser auf (Krebstiere und Spulwürmer), und in der vierten nur im Larvenstadium (Insekten).

Das Wachstum von Wirbeltieren wird durch spezielle Wachstumshormone gesteuert, die in der Hypophyse ausgeschüttet und in der Leber synthetisiert werden. Interessant ist, dass Sexualhormone auch das Wachstum von Menschen beeinflussen. Aus diesem Grund kommt es während der aktiven Pubertät im Alter von 12 bis 13 Jahren zu einer starken Wachstumsbeschleunigung bei Mädchen und bei Jungen im Alter von 15 bis 16 Jahren und im Alter von 18 bis 20 Jahren.

Die Pubertät ist eine weitere Schlüsselkomponente der postembryonalen Entwicklung. Tiere, die die Embryonalentwicklung abgeschlossen haben, sind nicht geschlechtsreif, was bedeutet, dass sie sich nicht fortpflanzen können. Darüber hinaus fehlen bei vielen ihrer Arten in diesem Stadium der Ontogenese die Genitalien vollständig. Bei denen, die solche Organe bereits haben, können sie noch nicht funktionieren: Es ist eine gewisse Entwicklungszeit notwendig. Die Geschlechtsreife tritt bei Männern zu Beginn der Spermatogenese und bei Frauen beim ersten Eisprung auf.

Es stellt sich heraus, dass in den frühen Stadien der postembryonalen Entwicklung bei vielen Tieren selbst die fortschrittlichsten genetischen Methoden nicht bestimmen können, wer vor Ihnen steht: das zukünftige Weibchen oder Männchen. Es dreht sich alles um den Mechanismus der Geschlechtsbestimmung. Wenn das Geschlecht der Vertreter der meisten Ordnungen von Insekten, Vögeln und Säugetieren zum Zeitpunkt der Befruchtung bestimmt wird und nur vom Satz der Geschlechtschromosomen in der Zygote abhängt, tritt bei Fischen, Amphibien und Reptilien die Geschlechtsbildung bereits in der Zeit von auf postembryonale Entwicklung und hängt weitgehend von Umweltbedingungen ab. Es ist bekannt, dass ein starker Temperaturanstieg des Wassers, in dem sich Fischeier entwickeln, dazu führt, dass nur ein Männchen im Nachwuchs erscheinen kann. Darüber hinaus kann eine Zunahme der Anzahl der Männchen in einer Fischpopulation durch jede Veränderung der Umgebung verursacht werden, die für die Entwicklung von Larven und Jungfischen ungünstig ist (Salzgehalt oder pH-Wert des Wassers, Nahrungsmangel usw.). Bei Schildkröten, Krokodilen und Schlangen hängt das Geschlecht des Nachwuchses auch von der Bruttemperatur der Eier ab. Einige Schildkröten niedrige Temperatur führt zum Auftreten von Männchen, hoch - Weibchen, bei anderen Arten erscheinen Männchen sowohl bei niedrigen als auch bei hohen Temperaturen und Weibchen - bei durchschnittlich optimalen Temperaturen.

Es gibt bestimmte Muster der sexuellen Reifung, die nur für bestimmte Gruppen von Organismen gelten. Insbesondere wurden bei Säugetieren die folgenden zwei Muster gefunden:

Weibchen reifen schneller als Männchen (Hinweis zum Nachdenken: Bei Fischen, Amphibien und Reptilien hingegen reifen Männchen früher);

Die Geschlechtsreife tritt vor dem Ende des Wachstums und der Reifung des Organismus ein. Da für die Geburt eines gesunden Nachwuchses der normale Schwangerschaftsverlauf, eine erfolgreiche Geburt und eine stabile Milchaufnahme, die nur ein reifer und kräftiger Körper leisten kann, notwendig sind, sollten Frühschwangerschaften vermieden werden.

Sowohl bei Pflanzen als auch bei Tieren tritt die Pubertät erst nach einer ausreichend langen Wachstumsphase ein. Sie manifestiert sich in der Blüte – schließlich befinden sich in den Blüten die „Geschlechtsorgane“ der Pflanzen: männlich (Pollensäcke) und weiblich (Embryosäcke).
Der Prozess der postembryonalen Entwicklung kann direkt und indirekt sein (mit Larvenstadien durchlaufen). In dieser Zeit finden die endgültige Organbildung, das Wachstum und die Pubertät des Körpers, seine Reproduktion, Alterung und Tod statt.

Reis. 93. Postembryonale direkte Entwicklung

Fischlarven sind – wie jede Larve – durch temporäre Organe und manchmal auffallend unterschiedliche Körperproportionen gekennzeichnet; Einige unterscheiden sich so stark von Erwachsenen, dass man sie ursprünglich für eigenständige Arten hielt. Bis zum endgültigen Phänotyp heranwachsend, müssen diese Larven eine mehr oder weniger abrupte Metamorphose durchlaufen. Diese indirekte Entwicklung ist charakteristisch für Fische mit vielen kleinen Eiern, kleinem Eigelb und in den meisten Fällen ohne elterliche Fürsorge; dies gilt insbesondere für pelagische Meeresarten.

Mit zunehmender elterlicher Fürsorge – von Eierstreuern bis hin zu Bruten für Freiland- und Wohnungsträger – werden die Eier gelber und weniger zahlreich. Die höhere Dotterzahl und -dichte ermöglicht es den Jungen, zu einer größeren Größe heranzuwachsen und sich vor der aktiven Fütterung weiter zu differenzieren, und ermöglicht ihnen auch, sich direkter zum endgültigen Phänotyp zu entwickeln. Ungeschützte eierstreuende Fische haben einige Eigenschaften mit Aprikosenvögeln gemeinsam: kleine Eier, kleiner Eigelb, kleinere und weniger entwickelte Junge.

Direkte und indirekte Entwicklung. Die direkte Entwicklung erfolgt ohne Transformationen. Der geborene Organismus ähnelt einem Erwachsenen und unterscheidet sich nur in Größe, Körperproportionen und Unterentwicklung einiger Organe. Eine solche Entwicklung wird hauptsächlich bei Fischen, Reptilien, Vögeln und Säugetieren beobachtet (Abb. 93). Aus einem Fischei entsteht also eine Larve mit einem Dottersack. Es entwickelt sich zu einem Fischbrut, ähnlich einem Erwachsenen, unterscheidet sich jedoch von ihm durch die Unterentwicklung einer Reihe von Organen.

Im Gegensatz dazu teilen sich die meisten Wächter und Träger Eier mit Ahnenvögeln, große Eier mit dichterem Eigelb und größeren, stärker entwickelten Jungen. Aufgrund dieser Parallelen könnte man auch bei Fischen zwischen Aprikosen- und vormenschlichen Lebensweisen unterscheiden.

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Einführung in die Embryologie. 3. Aufl.
Eine Anmerkung zur Anzahl der Stadien in der Entwicklung von Donaubitter in Muscheln.

Die Gruppe von Insekten, die diese Art von Metamorphose durchlaufen, wird auch als Hemimetabola bezeichnet.

Insekten unter diesem Stamm schließen ihre postembryonale Entwicklung ohne viele auffällige morphologische Veränderungen ab. Es gibt drei Phasen im Leben dieser Insekten: Eier, Nymphe und Erwachsener. Die aus den Eiern schlüpfenden Jungen werden Nymphen genannt. Diese Nymphen sind ihren Eltern in ihrer Körperstruktur sehr ähnlich. In ähnlicher Weise teilen sie den gleichen Lebensstil, die gleichen Ernährungsgewohnheiten, die gleiche Nahrung und den gleichen Lebensraum. Der Unterschied zwischen Nymphen und Erwachsenen besteht darin, dass die Nymphen keine Flügel und Fortpflanzungsorgane entwickeln, bis sie sich zu ausgewachsenen Erwachsenen entwickeln.

Außerdem sind Nymphen in Größe und Form kleiner. Die Flügel entwickeln sich allmählich von kleinen Flügeln bei Nymphen zu voll entwickelten funktionsfähigen Flügeln bei erwachsenen Tieren. Daher wird diese Art der Metamorphose auch als allmähliche Metamorphose bezeichnet. Nymphen nehmen während des Häutungsprozesses an Größe und Form zu, und nachfolgende Nymphen wachsen während des Häutungsprozesses an Größe und Form, wobei aufeinanderfolgende Stadien eher wie Erwachsene aussehen. Es gibt zum Beispiel keine Ruhephase oder Übergangszeit für die Erwachsenentransformation. Libellen, Libellen, Heuschrecken, Kakerlaken, Grillen, Blattläuse, Yaside, Käfer usw. Der Grad der Metamorphose ist nicht bei allen Exopterygoten gleich.

Reis. 94. Indirekte Entwicklung nach dem Wachstum (vollständige Metamorphose eines Schmetterlings): 1 - Ei: 2 - Larve (Raupe): 3 - Puppe; 4 - erwachsenes Insekt

Einige Insekten, wie Weiße Fliegen und Thripse, durchlaufen während ihrer Entwicklungsphase ein Stadium, das als Anfangs- oder falsches Puppenstadium bezeichnet wird, bevor sie erwachsen werden. Insekten dieses Typs schließen ihre postembryonale Entwicklung ab und ermöglichen viele auffällige morphologische Veränderungen. Um die Reife zu erreichen, durchläuft dieses Insekt vier verschiedene Stadien, nämlich Ei, Larve, Puppe und Erwachsener. Da es viele Formänderungen gibt, spricht man von komplexer Metamorphose. Das Junge nach dem Schlüpfen wird als Larve bezeichnet.

Die Larve unterscheidet sich von ihren Eltern in Struktur, Ernährung, Ernährungsgewohnheiten, Lebensstil und Lebensraum. Larven können beißende Mundwerkzeuge haben, während Erwachsene andere Mundwerkzeuge haben können, wie z. B. den Siphon-Typ. Ebenso haben sie keine Facettenaugen, besitzen aber einfache Augenflecken. Auch die Beine werden aufwendig modifiziert. Einige Larven haben nur drei Paar Brustbeine, während andere zusätzlich zu den Brustbeinen ein oder mehrere Paar Bauchbeine haben können.

Einige Larven haben überhaupt keine Beine. Im Larvenstadium gibt es mehrere Stadien. Gar nicht. Es gibt keine äußeren Anzeichen für das Vorhandensein von Flügeln oder Knospen an den Larven. Diese Pads befinden sich jedoch innerhalb der Körperhöhle im Brustbereich. Darüber hinaus muss die Larve, um sich zu Erwachsenen zu entwickeln, eine resistente Phase oder eine Übergangsphase namens Puppe durchlaufen. Nahrungsaufnahme und Bewegung hören auf und die Stoffwechselaktivität nimmt während des Puppenstadiums ab, aber merkliche Veränderungen morphologische Formen in der Entwicklung von Flügeln und Fortpflanzungsorganen treten im Puppenstadium auf.

Der Erwachsene tritt aus der Puppenhülle mit der Entwicklung von Facettenaugen, Antennen, Brustbeinen, geflügelten Fortpflanzungsorganen und Veränderungen in Teilen des Mundes auf. Da für die Verwandlung einer Larve in Adulte ein Puppenstadium notwendig ist, wird diese Art der Metamorphose als indirekte oder vollständige Metamorphose bezeichnet.

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Denn Entopeptigo-Insekten gehören zum Beispiel zu dieser Art der Metamorphose. Schmetterlinge, Motten, Käfer, Rüsselkäfer, Fliegen, Bienen, Wespen, Mücken usw. Dies ist eine Art vollständiger Metamorphose, bei der verschiedene Larvenstadien zwei oder mehr deutlich unterschiedliche Arten von Larven darstellen.

Reis. 95. Ambistoma (links) und seine Axolotl-Larve (rechts)

Höhe. Eine charakteristische Eigenschaft der individuellen Entwicklung ist das Wachstum des Organismus, d.h. eine Zunahme seiner Größe und Masse. Je nach Art des Wachstums können alle Tiere in zwei Gruppen eingeteilt werden - mit unbestimmtem und bestimmtem Wachstum. Mit unbestimmtem Wachstum nimmt die Körpergröße eines Organismus im Laufe seines Lebens zu. Dies wird beispielsweise bei Mollusken, Amphibien, Fischen und Reptilien beobachtet. Organismen mit einer bestimmten Größe hören in einem bestimmten Entwicklungsstadium auf zu wachsen. Dies sind Insekten, Vögel und Säugetiere. Die Wachstumsraten bei Tieren ändern sich im Laufe des Zeitraums und unterliegen der Kontrolle von Hormonen. Beispielsweise wird bei Säugetieren (einschließlich Menschen) das Wachstum durch das Hypophysenhormon Somatotropin reguliert. Es wird in der Kindheit aktiv produziert, und nach der Pubertät nimmt die Menge des Hormons allmählich ab und das Wachstum stoppt.

Die Larve der ersten Larve ist aktiv und meist campoeiform, während nachfolgende Larvenstadien beispielsweise wurmförmig oder skarabäusartig sind. Blasenkäfer. Die Larve einer Amphibie wird Kaulquappe genannt und hat die folgenden Merkmale. Es hat Hornzähne und mit Horn ausgekleidete Kiefer, die zum Reinigen von Algen verwendet werden. Es besteht zunächst aus drei Paaren äußerer Kiemen, gefolgt von inneren Kiemen, die mit einem Deckel zum Atmen bedeckt sind. Schwanz- und Schwanzflosse mit myotomalen Muskeln für die Bewegung im Wasser. Das Seitenliniensystem ist vorhanden. Der Verdauungskanal ist lang und gewunden. Das Gehirn ist einfach und das Herz hat zwei Kammern, das venöse Herz genannt wird, wie bei Fischen.

Es ist freies Schwimmen.
Es hat die Form eines Fisches.
Er ist pflanzenfressend und ernährt sich von Algen.

Obwohl die Larven beider Amphibienklassen eine Metamorphose durchlaufen, wird die Metamorphose von Anuran von dramatischeren Veränderungen begleitet als die der hässlichen.

Große metamorphe Veränderungen werden klassifiziert als. Ökologisch. Morphologisch. Physiologisch. Drei Arten von Veränderungen werden kurz diskutiert, um die Beziehung zwischen Lebensraum, Gewohnheiten, Form und Funktion der Larve zu verstehen. Metamorphische Veränderungen: ökologisch.

Die Amphibienlarve lebt im Wasser, und der Erwachsene ist an das Leben auf der Erde angepasst. Die Hornhaut im Mund der Kaulquappe hilft, Algen vom Grund von Süßwasserkörpern zu entfernen. Erwachsene Anuren haben eine spezielle klebrige Zunge, um kleine Insekten zu fangen, die an die fleischfressende Art der Nahrungsaufnahme angepasst sind. Es gibt nicht viel Veränderung im Lebensraum und in der Nahrung von Freaks, da sie aquatisch sind.

Merkmale der indirekten Entwicklung

Metamorphische Veränderungen: morphologisch. Metamorphe Veränderungen von der Larve zum Erwachsenen können als regressiv, progressiv und Umbau bestehender Strukturen klassifiziert werden. Eine regressive Veränderung tritt in der Kaulquappe auf, weil die Strukturen, in denen sie funktionieren aquatische Umgebung werden für das irdische Leben nicht benötigt. Nachfolgend sind die regressiven Änderungen aufgeführt.

Modifikation der Aortenbögen durch Verkleinerung der Kiemenarterien. Bildung von Trommelfellknorpel und Entwicklung des Trommelfells zur Aufnahme von Schallschwingungen in der Luft. Die Haut verändert sich von zweischichtig zu mehrschichtig mit der Entwicklung von Schleim und serösen Drüsen, um sie feucht zu halten. Verdauungsdrüsen wie Leber und Bauchspeicheldrüse werden funktionsfähig. Das Herz wandelt sich von Zweikammerherzen zu den funktionell besten Dreikammerherzen. Pernephritische Niere verändert sich zu Mesonephros. Erweiterung der Lunge und Entwicklung von Brustmuskeln und Skelettstrukturen für die Lungenatmung. Knorpeliges Knochenskelett. Die Bewegung der Augen von der Seite nach vorne, was entspricht räuberisches Bild Erwachsenenleben. Die Reifung und Erweiterung des Gehirns und die Bildung neuer Neuronen in den Muskeln der Zunge, der Brustmuskulatur, des Kiefers usw.

Verlust von Schwanz und Schwanzflosse.
Kiemenresorption und Kiemenschlitzverschluss.
Das Abstoßen von geilen Zähnen und geil ausgekleideten Kiefern.
Verlust des Seitenliniensystems.
Verkleinerung der Kloakularöhre.
Entwicklung und Differenzierung von Vorder- und Hinterbeinen.
Entwicklung des Mittelohrs aus der ersten Schlundtasche.
Augenvorwölbung und Fadenmembran und Augenlidbildung.
Bildung des sublingualen Apparates aus dem Schlundbogen zur Unterstützung der Zunge.
Verlängerung und Verdickung der Zunge.
Es entwickelt ein charakteristisches Pigmentmuster.
Reduzierung des Verdauungskanals als Voraussetzung einer fleischfressenden Ernährung.

Metamorphische Veränderungen: physiologisch.

Viele moderne Theorien deuten darauf hin, dass die Alterung des Körpers eine Folge von Veränderungen im genetischen Apparat der Zellen ist, die zu einer Abnahme der Aktivität von Proteinbiosyntheseprozessen führen. Ein wesentlicher Grund für die Veränderung der genetischen Aktivität ist die Schwächung der Arbeit von Enzymproteinen. Mit zunehmendem Alter nimmt die Häufigkeit von Chromosomenanomalien zu. Die Wiederherstellung beschädigter DNA-Abschnitte verläuft langsamer, es häufen sich Mutationen, die sich in den Strukturen von RNA und Proteinen manifestieren.

Es gibt wissenschaftliche Hypothesen, die die Alterung des Körpers mit hormonellen Störungen in Verbindung bringen, insbesondere mit einer veränderten Funktion der Schilddrüse.

Beim Menschen ist der Alterungsprozess auf die Wirkung vieler biologischer Faktoren zurückzuführen. Auch das soziale Umfeld, das einen Menschen umgibt, spielt eine wichtige Rolle beim Altern. Die Wissenschaft, die sich mit den Problemen des menschlichen Alterns befasst, heißt Gerontologie (vom griechischen Reiher – ein alter Mann). Das Altern ist eine unvermeidliche Phase in der Entwicklung eines jeden Organismus. Dann kommt der Tod, der eine notwendige Bedingung für die Fortsetzung des Lebens anderer Organismen ist.

Lesson Learned-Übungen

Welche Typen nach der Embryonalentwicklung kennen Sie?
Was ist der Unterschied zwischen direkter und indirekter Entwicklung? Geben Sie Beispiele für Tiere mit unterschiedlichen Entwicklungstypen.
Was ist der Vorteil der Entwicklung mit Transformation?
Wie unterscheidet sich die Entwicklung mit vollständiger Metamorphose von der Entwicklung mit unvollständiger Metamorphose? Nennen Sie Beispiele von Tieren mit unterschiedlichen Metamorphosen.
Was ist Körperalterung? Welche Alterungstheorien kennen Sie? Welches ist Ihrer Meinung nach das wahrscheinlichste? Begründen Sie die Antwort.
Welche biologische Bedeutung hat der Tod eines Organismus?

Das Konzept der postembryonalen Entwicklung

Nach der Geburt des Organismus beginnt die nächste Stufe der individuellen Entwicklung. In der Biologie wird es als postembryonales oder postembryonales Stadium der Ontogenese (Postembryogenese) bezeichnet.

Bestimmung 1

Postembryonales Entwicklungsstadium Dies ist die Entwicklungszeit eines Organismus von der Geburt bis zu seinem Tod.

Einige Wissenschaftler betrachten die Postembryogenese als den Zeitraum vom Moment der Geburt bis zum Beginn der Pubertät und der Fortpflanzungsfähigkeit. Aber viele Organismen sterben nach der Fortpflanzungsphase. Das ist also eher eine philosophische als eine wissenschaftliche Frage.

Während der Nachphase wächst und entwickelt sich der Körper. Denken Sie daran, dass Wachstum eine Zunahme der Körpergröße aufgrund von Stoffwechsel und Zellteilung ist und Entwicklung eine qualitative Veränderung des Körpers ist. Wissenschaftler unterscheiden zwei Arten der Postembryogenese: direkte und indirekte.

Direkte postembryonale Entwicklung

Bestimmung 2

Direkte Art der Embryonalentwicklung - Dies ist eine Art der individuellen Entwicklung von Organismen, bei der das geborene Individuum als Ganzes einem Erwachsenen ähnelt ("Imago-ähnlich").

Die direkte Entwicklung erfolgt als Ergebnis der Embryonisierung.

Bestimmung 3

Embryonisierung - Dies ist ein Phänomen, wenn sich die Embryonalzeit aufgrund der Ernährung des Embryos mit den Ressourcen des Körpers der Mutter oder den Reservenährstoffen des Eies verlängert.

Embryonen sind Reptilien, Fischen, Vögeln und Säugetieren eigen. Die biologische Bedeutung dieses Phänomens liegt darin, dass das Tier auf einer höheren Entwicklungsstufe auftritt (geboren wird oder schlüpft). Dies erhöht seine Fähigkeit, Faktoren zu widerstehen Außenumgebung. Bei plazentaren Säugetieren, einigen Beuteltieren, Haien, Skorpionen verschmilzt eine der embryonalen Membranen mit den Wänden des erweiterten Teils der Eileiter (Uterus) derart, dass Nährstoffe, Sauerstoff durch das Blut der Mutter und Stoffwechselprodukte in den Embryo gelangen ausgeschieden. Der Prozess, durch den ein solcher Embryo geboren wird, wird genannt echte Lebendgeburt .

Bestimmung 4

Entwickelt sich der Embryo aufgrund der Reservestoffe der Eizelle mitten im Körper der Mutter und wird sogar im Genitaltrakt des Weibchens aus der Eihülle gelöst, dann spricht man von diesem Phänomen ovovivipar .

Es wird bei einigen Arten von Schlangen, Eidechsen, Aquarienfische, Laufkäfer.

Bestimmung 5

Wenn sich der Embryo in einem Ei außerhalb des Körpers der Mutter entwickelt und es verlässt Umfeld, dann heißt dieses Phänomen Eierproduktion .

Es ist charakteristisch für die meisten Reptilien, Vögel, Arthropoden, eierlegende Säugetiere(Schnabeltier, Echidna) und andere. knorpeliger Fisch, Reptilien, Vögel und Säugetiere.

Indirekte postembryonale Entwicklung

Bestimmung 6

Indirekte Entwicklung (Metamorphose) - Dies ist ein Prozess, der von tiefgreifenden Veränderungen in der Körperstruktur begleitet wird, wodurch die Larve zu einem Erwachsenen (Erwachsenen) wird.

Die Prozesse der Metamorphose laufen in mehreren aufeinanderfolgenden Stadien ab. In jedem dieser Stadien (Phasen) weist das Tier bestimmte charakteristische Merkmale der Struktur und Funktionen auf. Transformationen können vollständig und unvollständig sein (vollständige und unvollständige Metamorphose).

Für Insekten mit vollständige Verwandlung Bei der Entwicklung werden die Phasen Ei, Larve, Puppe und Imago (erwachsenes geschlechtsreifes Individuum) unterschieden. Dies sind Vertreter von Insekten wie Käfern, Schmetterlingen, Hautflüglern, Flöhen. Von besonderer Bedeutung ist die Puppenphase. In diesem Stadium finden grundlegende Veränderungen der inneren Organe der Larve und die Bildung von Geweben und Organen des erwachsenen Insekts statt.

Bei unvollständige Transformation Es werden die Phasen Ei, Adult-ähnliche Larve und Adult unterschieden. Eine unvollständige Metamorphose ist bei Wanzen, Libellen, Kakerlaken, Orthopteren und Läusen vorhanden.

Indirekte Entwicklung ist in vielen Coelenteraten bekannt, flach, rund und Anneliden, die meisten Stachelhäuter, Knochiger Fisch und Amphibien.

Wachstum und Regeneration

Während der postembryonalen Entwicklung wachsen Organismen. Dieser Prozess findet, wie oben erwähnt, durch Kunststoffaustausch statt. Es ist auch charakteristisch für die zelluläre Organisationsebene der Lebenden. Zellwachstum findet während der Interphase statt.

Das Wachstum von Organismen kann begrenzt und unbegrenzt sein. begrenztes Wachstum beobachtet, ob das Individuum aufhört zu wachsen, nachdem es eine beliebige Größe erreicht hat, und die Fähigkeit zur Fortpflanzung erlangt. Es ist allen Einzellern, Arthropoden, Vögeln und Säugetieren inhärent.

Im Fall von unbegrenztes Wachstum eine Zunahme der Größe und Masse von Organismen erfolgt bis zu ihrem Tod. Dieses Phänomen ist charakteristisch für die meisten höheren Pflanzen, mehrzelligen Algen, Bandwürmer und Ringelwürmer, Mollusken, Fische und Reptilien. Abhängig von den Merkmalen der Ontogenese und der Struktur der Körperhaut kann ein unbegrenztes Wachstum erfolgen kontinuierlich und periodisch. Das Wachstum lebender Organismen hängt von den Eigenschaften der Vererbung ab und wird bei Pflanzen durch Phytohormone und bei Tieren durch Hormone und Neurohormone reguliert.

Eine wichtige Rolle in der Ontogenese spielt die Regenerationsfähigkeit des Körpers.

Bestimmung 7

Regeneration - Dies ist die Fähigkeit des Körpers, den Körper verlorener oder beschädigter Körperteile wiederherzustellen sowie den gesamten Organismus aus einem bestimmten Teil davon wiederherzustellen.

Diese Eigenschaft ist eine allgemeine biologische Eigenschaft und liegt den Prozessen zugrunde vegetative Vermehrung. Verschiedene Gruppen lebender Organismen haben unterschiedliche Regenerationsfähigkeiten. Je höher der Organisationsgrad von Organismen ist, desto geringer ist die Regenerationsfähigkeit. Bei Vögeln und Säugetieren bleibt diese Qualität nur in Form von Wundheilung, Knochenfusion, Wiederherstellung bestimmter Zellen und Gewebe erhalten.

Direkte postembryonale Entwicklung

Die direkte Entwicklung ist charakteristisch für Menschen und andere Säugetiere, Vögel, Reptilien und einige Insekten.

In der menschlichen Entwicklung werden folgende Perioden unterschieden: Kindheit, Jugend, Jugend, Jugend, Reife, Alter. Jede Periode ist durch eine Reihe von Veränderungen im Körper gekennzeichnet. Altern und Tod sind die letzten Stadien der individuellen Entwicklung. Das Altern ist durch viele morphologische und physiologische Eigenschaften gekennzeichnet, die zu einer allgemeinen Abnahme lebenswichtiger Prozesse und der Widerstandskraft des Körpers führen. Die Ursachen und Mechanismen des Alterns sind noch nicht vollständig verstanden. Der Tod beendet die individuelle Existenz. Es kann physiologisch sein, wenn es als Folge des Alterns auftritt, und pathologisch, wenn es vorzeitig durch einen äußeren Faktor (Verletzung, Krankheit) verursacht wird.

Indirekte postembryonale Entwicklung

Die Metamorphose ist eine tiefgreifende Veränderung der Körperstruktur, wodurch sich die Larve in ein erwachsenes Insekt verwandelt. Abhängig von der Art der postembryonalen Entwicklung bei Insekten werden zwei Arten von Metamorphosen unterschieden:

unvollständig (Hemimetabolismus), wenn die Entwicklung eines Insekts durch den Durchgang von nur drei Stadien gekennzeichnet ist - Eier, Larven und die Erwachsenenphase (Erwachsener);

vollständig (Holometabolismus), wenn der Übergang der Larve in die erwachsene Form in einem Zwischenstadium erfolgt - dem Puppenstadium.

Aus dem Ei entsteht eine Larve, die normalerweise einfacher ist als ein erwachsenes Tier, mit speziellen Larvenorganen, die im erwachsenen Zustand fehlen. Die Larve ernährt sich, wächst und im Laufe der Zeit werden die Larvenorgane durch Organe ersetzt, die für erwachsene Tiere charakteristisch sind. Bei unvollständiger Metamorphose erfolgt der Ersatz der Larvenorgane allmählich, ohne dass die aktive Ernährung und Bewegung des Organismus eingestellt wird. Die vollständige Metamorphose umfasst das Puppenstadium, in dem sich die Larve in ein erwachsenes Tier verwandelt.

In Seescheiden (Typ Chordaten, Untertyp Larven-Chordaten) wird eine Larve gebildet, die alle Hauptmerkmale von Chordaten aufweist: Sehne, Neuralrohr, Kiemenschlitze im Rachen. Die Larve schwimmt frei, heftet sich dann an eine feste Oberfläche auf dem Meeresboden und macht eine Metamorphose durch: Der Schwanz verschwindet, die Notochord, Muskeln und das Neuralrohr zerfallen in separate Zellen, von denen die meisten phagozytiert werden. Aus nervöses System In der Larve verbleibt nur eine Gruppe von Zellen, aus denen das Ganglion entsteht. Die Struktur eines erwachsenen Ascidians, der einen anhänglichen Lebensstil führt, ähnelt überhaupt nicht den üblichen Merkmalen der Organisation von Akkordaten. Nur die Kenntnis der Merkmale der Ontogenese ermöglicht es, die systematische Position der Seescheiden zu bestimmen. Die Struktur der Larve weist auf ihre Herkunft aus Akkordaten hin, die eine freie Lebensweise führten. Ascidians wechseln im Prozess der Metamorphose zu einer sitzenden Lebensweise, wodurch ihre Organisation vereinfacht wird.

Die indirekte Entwicklung ist charakteristisch für Amphibien

1 Woche, Körperlänge 7 mm - Schlüpft aus der Schleimkapsel. Es gibt äußere Kiemen, einen Schwanz, einen Mund mit geilen Kiefern; Schleimdrüsen unter der Mundöffnung 2 Wochen, Körperlänge 9 mm - Äußere Kiemen beginnen zu verkümmern, über den inneren Kiemen bildet sich ein Kiemendeckel. Augen gut entwickelt 4 Wochen, Körperlänge 12 mm - Verlust der äußeren Kiemen und Schleimdrüsen. Splash entsteht. Der Schwanz dehnt sich aus und hilft beim Schwimmen 7 Wochen, Körperlänge 28 mm - Die Nieren der Hinterbeine erscheinen 9 Wochen, Körperlänge 35 mm - Die Hinterbeine sind vollständig ausgebildet, werden aber nicht zum Schwimmen verwendet. Der Kopf beginnt sich auszudehnen 11-12 Wochen, Körperlänge 35 mm - Das linke Vorderbein kommt durch das Stigmen heraus, und das rechte wird vom Kiemendeckel bedeckt. Hinterbeine werden zum Schwimmen verwendet 13 Wochen, Körperlänge 25 mm - Augen vergrößern sich, Mund weitet sich 14 Wochen, Körperlänge 20 mm - Schwanz beginnt sich aufzulösen 16 Wochen, Körperlänge 15 mm - Alle äußeren Larvenzeichen sind verschwunden. Der Frosch kommt an Land.

Amphibien wachsen ihr Leben lang, aber je älter, desto langsamer.

In einem Fisch erscheint ein Fisch aus einem Ei, das wächst und sich in einen Erwachsenen verwandelt. Die Geschwindigkeit der Metamorphose hängt von der Nahrungsmenge, der Temperatur und inneren Faktoren ab. Zum Beispiel ernährt sich eine Froschlarve - eine Kaulquappe - von Pflanzen und ein erwachsener Frosch von Insekten. Die Kaulquappe und die Raupe unterscheiden sich von erwachsenen Formen in Struktur, Aussehen, Lebensstil und Ernährung.

Schmetterlingslarven, Raupen genannt, haben einen länglichen, gekerbten Körper, der Würmern mit abgeschnittenen Körperenden ähnelt. Der Mundapparat von Raupen nagt im Gegensatz zu solchen erwachsenen Insekten. Spinndrüsen öffnen sich an der Unterlippe und scheiden ein Geheimnis aus, das sich an der Luft zu Seidenfäden verfestigt. Auf der Brust haben die Larven wie Erwachsene drei Paar segmentierte Beine, die sie jedoch nur zum Fangen von Nahrung und zum Stützen verwenden. Um die Raupe zu bewegen, werden nicht segmentierte fleischige abdominale Pseudopoden verwendet, an deren Sohlen sich kleine Haken befinden. Die überwiegende Mehrheit der Raupen ernährt sich von pflanzlicher Nahrung. Ihre Lebensweise ist sehr vielfältig. Entwicklung mit vollständiger Transformation.

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