Le type direct de développement est caractéristique de. Cycles de vie des organismes

ONTOGENÈSE HUMAINE

L'ontogenèse est le cycle complet de développement individuel d'un organisme. Dans l'intervalle de temps, l'ontogenèse commence avec la fécondation de l'œuf et se termine par la mort de l'organisme. Et d'un point de vue biologique, l'ontogenèse est le processus de mise en œuvre complète et étape par étape des informations héréditaires à toutes les étapes de l'existence d'un organisme, tandis que l'environnement a un impact significatif sur le développement de l'organisme.

Comprendre les mécanismes de l'ontogenèse est l'un des principaux problèmes de la biologie moderne, c'est pourquoi diverses disciplines biologiques sont impliquées dans l'étude des modèles de développement individuel : cytologie, histologie, génétique moléculaire, biochimie, etc. deux disciplines indépendantes qui étudient directement les étapes de l'ontogenèse : l'embryologie et la gérontologie. Compte tenu de cette approche, la théorie synthétique moderne de l’ontogenèse est souvent appelée biologie du développement.

Avec toute la diversité du monde animal, on distingue les principaux types d'ontogenèse suivants :

Développement indirect Développement direct

(larve, avec métamorphose)

Avec métamorphose complète - non larvaires (poissons, reptiles, oiseaux)

Avec métamorphose incomplète - intra-utérine

Le type d'ontogenèse, ses caractéristiques et ses éventuels troubles sont déterminés par l'interaction de deux facteurs principaux : les informations héréditaires d'un organisme donné et les particularités des conditions environnementales. Et cette interaction a lieu à n’importe quelle étape du développement individuel.

Périodisation de l'ontogenèse. Il est généralement admis de diviser l'ontogenèse en deux périodes : embryonnaire (pour l'homme - prénatal, prénatal) et postembryonnaire (postnatale). Chacun d'eux, à son tour, est divisé en segments (étapes) plus courts, caractérisés par certaines caractéristiques morphologiques et fonctionnelles.

Tout organisme ne peut naître qu'en présence de deux cellules germinales à part entière. Il est donc plus justifié de distinguer une autre période d'ontogenèse - la progenèse (période proembryonnaire), qui précède l'ontogenèse elle-même. La période proembryonnaire coïncide avec la gamétogenèse et comprend également l'insémination et la fécondation.

I. Période proembryonnaire. L'importance de la gamétogenèse pour le développement ultérieur de la descendance :

Formation de cellules haploïdes (assure la constance du nombre de chromosomes)

L'émergence de nouvelles combinaisons de matériel héréditaire

Mutations génératives (cause des maladies héréditaires)

Événements marquants de l’insémination et de la fécondation :

1. Nombre de spermatozoïdes. L'éjaculat contient environ 3x10 8 spermatozoïdes (60 à 120 millions dans 1 ml) et ils conservent la capacité de féconder pendant 2 jours.

2. Capacitation - activation des spermatozoïdes lors de leur déplacement dans l'appareil reproducteur féminin.

3. Le spermatozoïde traverse les membranes de l'ovule et se lie à un récepteur spécifique (les récepteurs sont spécifiques à l'espèce !).

4. Réaction acrosomique - les enzymes acrosomiques (hyaluronidase, protéases, etc.) détruisent la membrane transparente

5. Les membranes de l'ovule et du spermatozoïde sont en contact, la tête du spermatozoïde est immergée dans le cytoplasme de l'ovule. Viennent ensuite les étapes de fécondation interne.

6. Réaction corticale - des modifications dans la membrane transparente la rendent impénétrable pour les autres spermatozoïdes. La membrane transparente protège le conceptus (l'embryon au stade morula) lors de son passage dans la trompe de Fallope.

II. Période prénatale. On distingue les périodes suivantes dans le développement prénatal humain :

- initiale : 2 premières semaines (stade de développement - conceptus)

- embryonnaire : 3 à 8 semaines (stade de développement – ​​embryon)

- fœtal (fœtal) : jusqu'à la fin de la grossesse (stade de développement - fœtus)

Période initiale. Après la formation du zygote, la phase de fragmentation commence - les divisions cellulaires mitotiques sans augmenter leur volume total. L'œuf humain a une structure de type isolécithal (il y a peu de nutriments et ils sont répartis uniformément dans toute la cellule), donc le type de fragmentation est holoblastique - le zygote est complètement divisé en deux blastomères. Le broyage ultérieur est asynchrone et quelque peu irrégulier. Après la troisième division, le stade morula se forme - un groupe de cellules enfermées dans une membrane transparente. Les cellules centrales forment des jonctions lacunaires et les cellules périphériques forment des jonctions étroites entre elles et forment une couche protectrice pour les cellules internes. Avec les divisions ultérieures, le stade blastocyste se forme. Il distingue clairement la masse cellulaire interne - l'embryoblaste (l'embryon lui-même est formé à partir de ces cellules, la séparation partielle ou complète des cellules conduit au développement de jumeaux) et la couche externe - le trophoblaste (participe à la pénétration du blastocyste dans le muqueuse utérine et formation du chorion). Une cavité remplie de liquide, le blastocèle, apparaît à l'intérieur du blastocyste. La coque extérieure transparente s'amincit et disparaît. Les événements décrits se produisent dans les trompes de Fallope. Aux jours 6 et 7, le blastocyste apparaît dans la cavité utérine et l'implantation se produit - pénétration dans la muqueuse utérine.

L'introduction d'un blastocyste dans la cavité abdominale conduit à une grossesse extra-utérine et dans les trompes de Fallope - à une grossesse tubaire.

L'étape suivante du développement consiste en des mouvements mutuels coordonnés et strictement réguliers de masses cellulaires étendues. Ces processus sont appelés mouvements morphogénétiques (formation de forme), ou morphogenèse. À la suite de la morphogenèse, l'embryon acquiert une structure à deux ou trois couches (stade de gastrulation), la plaque neurale se forme, puis le tube neural (stade de neurulation). Plus tard, commencent la spécialisation des cellules embryonnaires (histogenèse) et la formation d'organes individuels (organogenèse). Ces étapes sont discutées en détail au Département d’Histologie.

Les étapes ci-dessus reposent sur les mécanismes cellulaires suivants : prolifération (reproduction cellulaire), migration, mort cellulaire programmée, tri sélectif et adhésion (adhésion), formation de contacts intercellulaires et différenciation cellulaire.

Informations connexes.

ONTOGENÈSE HUMAINE

L'ontogenèse est le cycle complet de développement individuel d'un organisme. Dans l'intervalle de temps, l'ontogenèse commence avec la fécondation de l'œuf et se termine par la mort de l'organisme. Et d'un point de vue biologique, l'ontogenèse est le processus de mise en œuvre complète et étape par étape des informations héréditaires à toutes les étapes de l'existence d'un organisme, tandis que l'environnement a un impact significatif sur le développement de l'organisme.

Comprendre les mécanismes de l'ontogenèse est l'un des principaux problèmes de la biologie moderne, c'est pourquoi diverses disciplines biologiques sont impliquées dans l'étude des modèles de développement individuel : cytologie, histologie, génétique moléculaire, biochimie, etc. deux disciplines indépendantes qui étudient directement les étapes de l'ontogenèse : l'embryologie et la gérontologie. Compte tenu de cette approche, la théorie synthétique moderne de l’ontogenèse est souvent appelée biologie du développement.

Avec toute la diversité du monde animal, on distingue les principaux types d'ontogenèse suivants :

(larve, avec métamorphose)

Avec métamorphose complète - non larvaires (poissons, reptiles, oiseaux)

Avec métamorphose incomplète - intra-utérine

Le type d'ontogenèse, ses caractéristiques et ses éventuels troubles sont déterminés par l'interaction de deux facteurs principaux : les informations héréditaires d'un organisme donné et les particularités des conditions environnementales. Et cette interaction a lieu à n’importe quelle étape du développement individuel.

Périodisation de l'ontogenèse. Il est généralement admis de diviser l'ontogenèse en deux périodes : embryonnaire (pour l'homme - prénatal, prénatal) et postembryonnaire (postnatale). Chacun d'eux, à son tour, est divisé en segments (étapes) plus courts, caractérisés par certaines caractéristiques morphologiques et fonctionnelles.

Tout organisme ne peut naître qu'en présence de deux cellules germinales à part entière. Il est donc plus justifié de distinguer une autre période d'ontogenèse - la progenèse (période proembryonnaire), qui précède l'ontogenèse elle-même. La période proembryonnaire coïncide avec la gamétogenèse et comprend également l'insémination et la fécondation.

I. Période proembryonnaire. L'importance de la gamétogenèse pour le développement ultérieur de la descendance :

Formation de cellules haploïdes (assure la constance du nombre de chromosomes)

L'émergence de nouvelles combinaisons de matériel héréditaire

Mutations génératives (cause des maladies héréditaires)

Événements marquants de l’insémination et de la fécondation :

1. Nombre de spermatozoïdes. L'éjaculat contient environ 3x10 8 spermatozoïdes (60 à 120 millions dans 1 ml) et ils conservent la capacité de féconder pendant 2 jours.

2. Capacitation - activation des spermatozoïdes lors de leur déplacement dans l'appareil reproducteur féminin.

3. Le spermatozoïde traverse les membranes de l'ovule et se lie à un récepteur spécifique (les récepteurs sont spécifiques à l'espèce !).

4. Réaction acrosomique - les enzymes acrosomiques (hyaluronidase, protéases, etc.) détruisent la membrane transparente

5. Les membranes de l'ovule et du spermatozoïde sont en contact, la tête du spermatozoïde est immergée dans le cytoplasme de l'ovule. Viennent ensuite les étapes de fécondation interne.

6. Réaction corticale - des modifications dans la membrane transparente la rendent impénétrable pour les autres spermatozoïdes. La membrane transparente protège le conceptus (l'embryon au stade morula) lors de son passage dans la trompe de Fallope.

II. Période prénatale. On distingue les périodes suivantes dans le développement prénatal humain :

- initiale : 2 premières semaines (stade de développement - conceptus)

- embryonnaire : 3 à 8 semaines (stade de développement – ​​embryon)

- fœtal (fœtal) : jusqu'à la fin de la grossesse (stade de développement - fœtus)

Période initiale. Après la formation du zygote, la phase de fragmentation commence - les divisions cellulaires mitotiques sans augmenter leur volume total. L'œuf humain a une structure de type isolécithal (il y a peu de nutriments et ils sont répartis uniformément dans toute la cellule), donc le type de fragmentation est holoblastique - le zygote est complètement divisé en deux blastomères. Le broyage ultérieur est asynchrone et quelque peu irrégulier. Après la troisième division, le stade morula se forme - un groupe de cellules enfermées dans une membrane transparente. Les cellules centrales forment des jonctions lacunaires et les cellules périphériques forment des jonctions étroites entre elles et forment une couche protectrice pour les cellules internes. Avec les divisions ultérieures, le stade blastocyste se forme. Il distingue clairement la masse cellulaire interne - l'embryoblaste (l'embryon lui-même est formé à partir de ces cellules, la séparation partielle ou complète des cellules conduit au développement de jumeaux) et la couche externe - le trophoblaste (participe à la pénétration du blastocyste dans le muqueuse utérine et formation du chorion). Une cavité remplie de liquide, le blastocèle, apparaît à l'intérieur du blastocyste. La coque extérieure transparente s'amincit et disparaît. Les événements décrits se produisent dans les trompes de Fallope. Aux jours 6 et 7, le blastocyste apparaît dans la cavité utérine et l'implantation se produit - pénétration dans la muqueuse utérine.

Le développement direct est caractéristique des humains et d'autres mammifères, oiseaux, reptiles et certains insectes.

On distingue les périodes suivantes dans le développement humain : enfance, adolescence, adolescence, jeunesse, maturité, vieillesse. Chaque période est caractérisée par un certain nombre de changements dans le corps.
Le vieillissement et la mort sont les dernières étapes du développement individuel. Le vieillissement se caractérise par de nombreux changements morphologiques et physiologiques, entraînant un déclin général des processus vitaux et de la stabilité de l'organisme. Les causes et les mécanismes du vieillissement ne sont pas entièrement compris.
La mort met fin à l'existence individuelle. Elle peut être physiologique, si elle survient à la suite du vieillissement, et pathologique, si elle est provoquée prématurément par un facteur externe (plaie, maladie).

Développement postembryonnaire indirect :

Métamorphose représente une transformation profonde dans la structure du corps, à la suite de laquelle la larve se transforme en insecte adulte. Selon la nature du poste développement embryonnaire Chez les insectes, il existe deux types de métamorphose :

incomplet(hémimétabolisme), lorsque le développement d'un insecte est caractérisé par le passage de seulement trois stades - œuf, larve et adulte (imago) ;

complet(holométabolie), lorsque la transition de la larve vers la forme adulte se produit à un stade intermédiaire - le stade nymphal.

Un poussin issu d'un œuf ou un chaton né est semblable aux animaux adultes de l'espèce correspondante. Cependant, chez d'autres animaux (par exemple les amphibiens, la plupart des insectes), le développement se déroule avec des changements physiologiques brusques et s'accompagne de la formation de stades larvaires. Dans ce cas, toutes les parties du corps de la larve subissent des changements importants. La physiologie et le comportement des animaux changent également. La signification biologique de la métamorphose réside dans le fait qu’au stade larvaire, l’organisme grandit et se développe non pas aux dépens des nutriments de réserve de l’œuf, mais peut se nourrir tout seul.
Une larve émerge de l'œuf, généralement de structure plus simple qu'un animal adulte, avec des organes larvaires spéciaux qui sont absents au stade adulte. La larve se nourrit, grandit et, au fil du temps, les organes larvaires sont remplacés par des organes caractéristiques des animaux adultes. En cas de métamorphose incomplète, le remplacement des organes larvaires se produit progressivement, sans arrêt de l'alimentation active et des mouvements du corps. Métamorphose complète comprend le stade nymphal au cours duquel la larve se transforme en animal adulte.

Chez les ascidies (type cordés, sous-type larvaire-cordés), il se forme une larve qui possède toutes les principales caractéristiques des cordés : notocorde, tube neural, fentes branchiales dans le pharynx. La larve nage librement, puis s'attache à toute surface dure du fond marin et subit une métamorphose : la queue disparaît, la notocorde, les muscles et le tube neural se désintègrent en cellules séparées, la plupart de qui sont phagocytés. Tout ce qui reste du système nerveux larvaire est un groupe de cellules qui donnent naissance au ganglion nerveux. La structure d'une ascidie adulte, menant une vie attachée, ne ressemble pas du tout aux caractéristiques habituelles de l'organisation des accords. Seule la connaissance des caractéristiques de l'ontogenèse permet de déterminer la position systématique des ascidies. La structure des larves indique leur origine à partir d'accords qui menaient une vie libre. Au cours du processus de métamorphose, les ascidies passent à un mode de vie sédentaire et leur organisation est donc simplifiée.

Le développement indirect est caractéristique des amphibiens

La larve d'une grenouille, un têtard, ressemble à un poisson. Il nage près du fond, se poussant vers l'avant avec sa queue, encadrée par une nageoire, et respire d'abord avec des branchies externes faisant saillie en touffes sur les côtés de sa tête, puis avec des branchies internes. Il a un cercle de circulation sanguine, un cœur à deux chambres et une ligne latérale. Ce sont toutes des caractéristiques structurelles du poisson.
1 semaine, longueur du corps 7 mm – Éclosions de la capsule muqueuse. Il y a des branchies externes, une queue, une bouche avec des mâchoires cornées ; glandes muqueuses sous la bouche.
2 semaines, longueur du corps 9 mm – Les branchies externes commencent à s'atrophier et un opercule se forme au-dessus des branchies internes. Les yeux sont bien développés.
4 semaines, longueur du corps 12 mm – Perte des branchies externes et des glandes muqueuses. Le gicleur se développe. La queue se dilate et aide à nager.
7ème semaine, longueur du corps 28 mm – Les bourgeons des membres postérieurs apparaissent.
9 semaines, longueur du corps 35 mm – Les membres postérieurs sont entièrement formés, mais ne sont pas utilisés pour nager. La tête commence à se développer.
11-12 semaines, longueur du corps 35 mm – Le membre antérieur gauche sort par l'éjecteur et le droit est recouvert par l'opercule. Les membres postérieurs sont utilisés pour nager.
13 semaines, longueur du corps 25 mm - Les yeux s'agrandissent, la bouche s'élargit.
Semaine 14, longueur du corps 20 mm – La queue commence à se dissoudre.
16ème semaine, longueur du corps 15 mm – Tous les signes larvaires externes ont disparu. La grenouille arrive à terre.

Les amphibiens grandissent tout au long de leur vie, mais plus ils grandissent, plus leur croissance est lente.

Chez les poissons, les œufs donnent naissance à un alevin qui grandit et se transforme en adulte.
Le taux de métamorphose dépend de la quantité de nourriture, de la température et de facteurs internes. Par exemple, une larve de grenouille - un têtard - se nourrit de plantes et une grenouille adulte - d'insectes. Le têtard et la chenille diffèrent des formes adultes par leur structure, leur apparence, leur mode de vie et leur nutrition.

Les larves de papillons, appelées chenilles, ont un corps allongé et cranté, ressemblant à des vers dont les extrémités sont coupées. Les pièces buccales des chenilles, contrairement à celles des insectes adultes, rongent. Sur la lèvre inférieure, des glandes en rotation s'ouvrent, sécrétant une sécrétion qui se solidifie dans l'air en fils de soie. Sur la poitrine, les larves, comme les adultes, ont trois paires de pattes articulées, mais elles ne les utilisent que pour capturer de la nourriture et comme support. Pour déplacer la chenille, elles utilisent des pseudopodes abdominaux charnus non segmentés, sur la plante desquels
Il y a des petits crochets. La grande majorité des chenilles se nourrissent de matières végétales. Leur mode de vie est très diversifié. Développement avec transformation complète.

Le développement fait partie intégrante de la vie. Cela commence avec un ovule fécondé et se termine avec la puberté. La période postembryonnaire est caractérisée par un développement direct et indirect. Le développement direct est un processus biologique dans lequel un organisme multicellulaire se développe et s'agrandit, augmentant ainsi la complexité de son organisation. Ce phénomène est typique des humains, des poissons, des oiseaux et des mammifères.

Le développement indirect est le processus par lequel un embryon se développe en un individu mature impliquant le stade larvaire, qui s'accompagne d'une métamorphose. Ce phénomène est observé par exemple chez la plupart des invertébrés et des amphibiens.

Caractéristiques de la période postembryonnaire

Les périodes de développement postembryonnaire s'accompagnent de changements dans les caractéristiques morphologiques, les habitudes et l'habitat. Pour le développement direct, un trait caractéristique est qu'après la naissance, l'embryon est une copie réduite de l'organisme adulte, il ne diffère que par la taille et l'absence de certaines caractéristiques acquises uniquement au fil du temps. Un exemple serait le développement des humains, des animaux et de certains reptiles. Le développement indirect est typique des invertébrés, des mollusques et des amphibiens. Dans ce cas, l’embryon présente des différences significatives par rapport à l’animal adulte. Un exemple serait le papillon commun. Ce n’est qu’après plusieurs étapes de développement que la petite larve se transformera au point de devenir méconnaissable.

Périodes de développement

Les périodes comprennent le stade juvénile, l’âge adulte et la sénescence.

• La période juvénile s'étend de la naissance à la puberté. Cette étape s'accompagne d'une adaptation au nouvel environnement. Il convient de noter que de nombreux animaux et reptiles, caractérisés par une voie directe de développement postembryonnaire, se développent à peu près de la même manière. La seule différence est le délai. Celui-ci se termine

• La période de maturité, appelée stade reproductif, est caractérisée par l’arrêt de la croissance. Le corps subit l'auto-renouvellement de certaines structures et leur usure progressive.
• La période de vieillissement s'accompagne d'un ralentissement des processus de récupération. En règle générale, le poids corporel diminue. S'il n'y a pas eu d'intervention violente, la mort naturelle survient lorsque la vie est vitale. systèmes importants En raison du ralentissement de tous les processus, ils cessent de fonctionner.

Développement indirect : exemples et étapes

Regardons comment la vie commence chez un nouvel être. Développement direct et indirect sont des termes qui décrivent les différents processus de la vie animale, qui commencent par un œuf fécondé. Au cours du développement postembryonnaire, les systèmes organiques se forment enfin, une croissance est observée, suivie de la procréation. Ensuite, le vieillissement survient et, en l'absence d'interventions extérieures, la mort naturelle survient.

• Immédiatement après la naissance, une série de transformations commence. A cette époque, le petit organisme diffère de l'adulte tant à l'extérieur qu'à l'intérieur.
• La deuxième étape est la transformation en un corps complètement nouveau. La métamorphose est une modification postembryonnaire de la forme du corps avec alternance de plusieurs étapes.
• La troisième étape est la dernière étape, qui se termine par la puberté et la procréation.

Caractéristiques du développement indirect

Le développement indirect est caractéristique des organismes multicellulaires. Une larve émerge de l’œuf pondu, qui ne ressemble ni à l’extérieur ni à l’intérieur à l’adulte. De structure, c'est une créature plus simple, généralement de plus petite taille. Dans son apparence, il peut ressembler vaguement à ses lointains ancêtres. Un exemple serait la larve d’un amphibien comme une grenouille.

Extérieurement, le têtard ressemble beaucoup à un petit poisson. Grâce à la présence d’organes larvaires spéciaux, il peut mener une vie complètement différente de celle des individus sexuellement matures. Ils n'ont même pas de différences sexuelles rudimentaires, il n'est donc pas possible de déterminer le sexe de la larve. Chez un certain nombre d'espèces animales, cette étape de développement occupe la majeure partie de leur vie.

Des métamorphoses radicales

Avec un développement indirect, l'animal nouveau-né est très différent de la forme mature par un certain nombre de caractéristiques anatomiques. L'embryon sort de l'œuf sous forme de larve, qui subit une métamorphose radicale avant d'atteindre son stade adulte. Le développement indirect est typique des animaux qui pondent de nombreux œufs. Il s'agit d'échinodermes, d'amphibiens et d'insectes (papillons, libellules, grenouilles, etc.). Les larves de ces créatures occupent souvent un espace écologique complètement différent de celui de l’animal adulte. Ils se nourrissent, grandissent et finissent par se transformer en animal adulte. Ces métamorphoses globales s’accompagnent de nombreux changements physiologiques.

Avantages et inconvénients du développement direct

L’avantage du développement direct est que la croissance nécessite beaucoup moins d’énergie et d’ingrédients vitaux, puisqu’aucun changement global ne se produit dans le corps. L'inconvénient est que le développement de l'embryon nécessite de grandes réserves de nutriments dans les œufs ou la gestation dans l'utérus.

Un point négatif est également qu'une compétition au sein de l'espèce peut survenir entre les animaux jeunes et adultes, puisque leur habitat et leurs sources de nourriture coïncident.

Avantages et inconvénients du développement indirect

En raison du fait que les organismes ayant un type de développement indirect vivent dans des relations concurrentielles En règle générale, ils ne se produisent pas entre les larves et les adultes. Un autre avantage est que les larves de créatures sédentaires aident l’espèce à étendre son habitat. Parmi les inconvénients, il convient de souligner que le développement indirect des animaux en adultes dure souvent une longue période. Pour des transformations de qualité dont vous avez besoin un grand nombre de nutriments et énergie.

Types de développement indirect

On distingue les types de développement indirect suivants : avec métamorphose complète et partielle. En transformation complète, le développement indirect est caractéristique des insectes (papillons, coléoptères, certains hyménoptères). Les larves écloses commencent à manger, grandissent, puis deviennent des cocons immobiles. Dans cet état, tous les organes du corps se désintègrent, et le matériel cellulaire qui en résulte et accumulé nutriments devenir la base de la formation d'organes complètement différents, caractéristiques d'un organisme adulte.

Avec métamorphose partielle, le développement postembryonnaire indirect est caractéristique de toutes les espèces de poissons et d'amphibiens, de certains mollusques et insectes. La principale différence est l’absence d’étape cocon.

Rôle biologique du stade larvaire

Le stade larvaire est une période de croissance active et d’apport de nutriments. Apparence, en règle générale, est très différente de la forme adulte. Ils ont leurs propres structures et organes uniques qu’un individu adulte ne possède pas. Leur régime alimentaire peut également différer considérablement. Les larves sont souvent adaptées à leur environnement. Par exemple, les têtards vivent presque exclusivement dans l’eau, mais peuvent aussi vivre sur terre, comme les grenouilles adultes. Certaines espèces sont immobiles à l’âge adulte, tandis que leurs larves se déplacent et utilisent cette capacité pour se disperser et étendre leur habitat.

Considérez les figures 93 et ​​94. Quels sont les deux types de développement caractéristiques des animaux représentés sur les figures. Par quelles étapes passent les criquets, les papillons, les poissons, les grenouilles et les humains dans leur développement ?

Riz. 93. Développement direct post-embryonnaire

Le développement individuel d’un organisme se poursuit après sa naissance, lorsque l’embryon est déjà formé et peut exister de manière indépendante en dehors de l’œuf ou du corps de la mère. La période de développement du corps après la naissance est appelée post-embryonnaire ou post-embryonnaire (du latin post - après et embryon). Cette période se produit différemment selon les organismes. Une distinction est donc faite entre le développement direct et indirect.

Développement direct et indirect. Le développement direct s'effectue sans transformation. L'organisme né est semblable à un individu adulte et ne diffère que par la taille, les proportions corporelles et le sous-développement de certains organes. Cette évolution est principalement observée chez les poissons, les reptiles, les oiseaux et les mammifères (Fig. 93). Ainsi, une larve avec un sac vitellin émerge d'un œuf de poisson. Il se développe en un alevin, semblable à un adulte, mais qui en diffère par le sous-développement d'un certain nombre d'organes.

Au cours du développement avec transformation (Fig. 94), une larve apparaît de l'œuf complètement différente de l'organisme adulte. Un tel développement est appelé indirect, ou développement avec métamorphose (du grec métamorphose - transformation), c'est-à-dire avec plusieurs stades larvaires de transformation progressive en adulte. Les larves se nourrissent et grandissent activement mais, à de rares exceptions près, ne sont pas capables de se reproduire.

Riz. 94. Développement indirect post-levée (métamorphose complète du papillon) : 1 - œuf : 2 - larve (chenille) : 3 - pupe ; 4 - insecte adulte

Le développement avec métamorphose est caractéristique des insectes et des amphibiens. De plus, chez les insectes, la métamorphose peut être complète ou incomplète. Au cours de leur développement avec métamorphose complète, les insectes passent par un certain nombre d'étapes successives qui, en règle générale, diffèrent fortement les unes des autres par leur mode de vie et leur mode d'alimentation. Par exemple, chez un papillon, une chenille émerge d’un œuf et a la forme d’un ver. Puis, après plusieurs mues, la chenille se transforme en pupe - un stade stationnaire qui ne se nourrit pas, mais se développe uniquement en insecte adulte. Après un certain temps, un papillon émerge de la pupe. La nourriture et la méthode d'alimentation de la larve et de l'insecte adulte diffèrent. La chenille mange les feuilles des plantes et possède une pièce buccale rongeuse, tandis que le papillon se nourrit du nectar des fleurs et possède une pièce buccale suceuse. Parfois, chez certaines espèces d'insectes, l'adulte ne se nourrit pas du tout, mais commence immédiatement à se reproduire (vers à soie).

Au cours d'un développement avec métamorphose incomplète, le stade pupal est absent et les larves diffèrent peu des insectes adultes. Ainsi, chez le criquet, la larve sortant de l’œuf est de plus petite taille par rapport au stade adulte et ses ailes sont sous-développées.

Chez les vertébrés, le développement avec transformation s'observe principalement chez les amphibiens. Par exemple, le stade larvaire d’une grenouille est un têtard. Lorsqu’il sort de l’œuf, il ressemble à un alevin de poisson. Il n'a pas de membres, des branchies au lieu de poumons et une queue avec laquelle il nage activement dans l'eau. Après un certain temps, les membres du têtard se forment, ses poumons se développent, ses fentes branchiales deviennent envahies et sa queue disparaît. Deux mois après l'éclosion, le têtard se transforme en grenouille adulte.

La transformation d'une larve en adulte est associée à la production d'hormones spéciales par les glandes endocrines. Par exemple, pour transformer un têtard en grenouille, il faut de la thyroxine, une hormone thyroïdienne. Dans certains cas, en cas de manque d'hormones, la période larvaire peut être prolongée à vie et à ce stade, le corps peut commencer à se reproduire. Ainsi, la larve de l'amphibien Ambystoma - axolotl, faute d'hormone thyroïdienne, ne se transforme pas en adulte et peut se reproduire (Fig. 95). Lorsque la thyroxine est ajoutée à l’eau, le développement se poursuit et l’axolotl se transforme en ambistome.

Riz. 95. Ambystoma (à gauche) et sa larve d'axolotl (à droite)

Hauteur. Une propriété caractéristique du développement individuel est la croissance de l'organisme, c'est-à-dire une augmentation de sa taille et de sa masse. Selon la nature de la croissance, tous les animaux peuvent être divisés en deux groupes - à croissance indéfinie et définie. Avec une croissance indéfinie, la taille corporelle d’un organisme augmente tout au long de sa vie. Ceci s'observe par exemple chez les mollusques, les amphibiens, les poissons et les reptiles. Les organismes ayant une certaine hauteur cessent de croître à un certain stade de développement. Ce sont des insectes, des oiseaux et des mammifères. Les taux de croissance chez les animaux varient tout au long de la période et sont contrôlés par les hormones. Par exemple, chez les mammifères (y compris les humains), la croissance est régulée par la somatotropine, une hormone hypophysaire. Il est activement produit dans enfance, et après la puberté, la quantité d'hormone diminue progressivement et la croissance s'arrête.

Après une période de croissance intensive, le corps entre dans la phase de maturité, qui se caractérise également par des changements dans les processus physiologiques du corps. Cette période est associée à l'accouchement.

Vieillissement et mort. L'espérance de vie dépend des caractéristiques individuelles du type d'organisme, mais ne dépend pas du niveau de son organisation. Par exemple, les souris ne vivent que 4 ans, les corbeaux jusqu'à 70 ans et les mollusques moule perlière d'eau douce- jusqu'à 100 ans.

Le processus de développement individuel d'un organisme se termine par le vieillissement et la mort. Le vieillissement est un schéma biologique général caractéristique de tous les organismes. Au cours du processus de vieillissement, tous les systèmes organiques changent, leur structure et leurs fonctions sont perturbées.

Il existe plusieurs théories sur le vieillissement. L'un des premiers a été proposé par le scientifique russe Ilya Ilitch Mechnikov. Selon cette théorie, le vieillissement du corps est associé à une augmentation des processus d'intoxication et d'auto-empoisonnement résultant de l'accumulation de produits métaboliques et de l'activité des bactéries putréfactives.

Beaucoup théories modernes suggèrent que le vieillissement du corps est une conséquence de modifications de l'appareil génétique des cellules, qui entraînent une diminution de l'activité des processus de biosynthèse des protéines. Une raison importante des modifications de l'activité génétique est l'affaiblissement du travail des protéines enzymatiques. Avec l'âge, la fréquence des troubles chromosomiques augmente. La restauration des sections d'ADN endommagées se déroule plus lentement, les mutations s'accumulent et se manifestent dans les structures de l'ARN et des protéines.

Des hypothèses scientifiques ont été avancées qui associent le vieillissement de l'organisme à des troubles hormonaux, notamment à des modifications du fonctionnement de la glande thyroïde.

Chez l’homme, le processus de vieillissement est déterminé par l’action de nombreux facteurs biologiques. Un rôle important dans le vieillissement est joué par environnement social, entourer une personne. La science qui traite des problèmes du vieillissement humain s'appelle la gérontologie (du héros grec - vieil homme). Le vieillissement est une étape inévitable dans le développement de tout organisme. Vient ensuite la mort, condition nécessaire à la survie des autres organismes.

Exercices basés sur la matière abordée

1. Quels types après le développement embryonnaire connaissez-vous ?
2. Quelle est la différence entre le développement direct et indirect ? Donnez des exemples d'animaux avec différents types développement.
3. Quel est l’avantage du développement avec la transformation ?
4. En quoi le développement avec métamorphose complète diffère-t-il du développement avec métamorphose incomplète ? Donnez des exemples d’animaux avec différents types de métamorphose.
5. Qu'est-ce que le vieillissement du corps ? Quelles théories du vieillissement connaissez-vous ? Lequel est le plus probable à votre avis ? Justifiez votre réponse.
6. Quelle est la signification biologique de la mort d’un organisme ?

Le développement direct est un type de développement dans lequel un organisme nouveau-né ou éclos ne diffère pas par sa structure d'un organisme adulte, car il n'a pas d'organes ou de structures spécifiques, mais est immature et de plus petite taille. Son développement ultérieur est associé à la croissance et à la puberté. Le type de développement direct est caractéristique des groupes de vertébrés les plus organisés (reptiles, oiseaux et mammifères), ainsi que des représentants individuels d'autres groupes du règne animal : vers ciliés et oligochètes, sangsues, certains gastéropodes et araignées.

Caractéristiques de la croissance des plantes et des animaux.

L’un des principaux résultats du développement post-embryonnaire est une augmentation de la taille linéaire et du poids du corps, obtenue au cours du processus de croissance. Elle repose sur deux mécanismes : une augmentation du nombre de cellules par division cellulaire ; croissance des cellules elles-mêmes, due à une augmentation du volume du cytoplasme.

Structure tissulaire plantes supérieures et les animaux sont différents, leurs corps ne sont pas formés de la même manière, différents systèmes organiques se développent. Si le corps de la plante s'étend et semble s'efforcer de capter plus d'espace et de lumière, cela est obtenu par le développement des organes externes ( les organes internes ils n'en ont pas du tout), alors le corps de l'animal, au contraire, est compact, d'abord les systèmes organiques internes se développent ; Ce n’est pas un hasard si les plantes et les animaux poussent différemment.

La croissance des plantes supérieures est dite apicale, car elle est réalisée en raison de divisions cellulaires dans des tissus éducatifs spéciaux (méristèmes). Les méristèmes apicaux assurent la croissance des racines et des extrémités des pousses en longueur ; intercalaire - allongement des entre-nœuds et latéral - épaississement des tiges et des racines. Les plantes poussent tout au long de leur vie.

Chez les animaux, la croissance se produit également par la division cellulaire et la croissance des cellules elles-mêmes. Mais ce processus se déroule différemment selon les tissus. Par exemple, les divisions cellulaires dans les tissus nerveux et musculaires humains ne se produisent que pendant la période de développement embryonnaire et dans les tissus conjonctifs et épithéliaux tout au long de la vie. Contrairement aux plantes, qui grandissent avec certaines parties de leur corps, les animaux grandissent avec tout leur corps, bien qu'à certains stades du développement post-embryonnaire, la croissance d'organes individuels puisse s'accélérer ou, au contraire, ralentir. Chez certaines espèces animales, la croissance ne s'arrête pas tout au long de la vie (chez les poissons), chez d'autres elle se poursuit jusqu'à un certain âge (oiseaux et mammifères) ; dans d'autres, elle se produit uniquement pendant la période de mue (crustacés et vers ronds), et dans d'autres, uniquement au stade larvaire (insectes).

La croissance des vertébrés est contrôlée par des hormones de croissance spéciales, sécrétées dans l'hypophyse et synthétisées dans le foie. Il est intéressant de noter que les hormones sexuelles influencent également la taille des personnes. C'est pourquoi une forte accélération de la croissance des filles se produit pendant la période de puberté active à 12-13 ans, et pour les garçons - à 15-16 ans et à 18-20 ans, la croissance s'arrête complètement.

La puberté est un autre élément clé du développement postembryonnaire. Les animaux dont le développement embryonnaire est terminé ne sont pas sexuellement matures, ce qui signifie qu’ils ne peuvent pas se reproduire. De plus, chez bon nombre de leurs espèces, à ce stade de l’ontogenèse, les organes génitaux sont totalement absents. Chez ceux qui ont déjà développé de tels organes, ceux-ci ne peuvent pas encore fonctionner : une certaine période de développement est nécessaire. La maturité sexuelle chez les mâles survient au début de la spermatogenèse et chez les femelles - à la première ovulation.

Il s'avère que dans les premiers stades du développement postembryonnaire chez de nombreux animaux, même avec les méthodes génétiques les plus avancées, il est impossible de déterminer qui se trouve devant vous : la future femelle ou le futur mâle. Tout dépend du mécanisme de détermination du sexe. Si le sexe des représentants de la plupart des ordres d'insectes, d'oiseaux et de mammifères est déterminé au moment de la fécondation et ne dépend que de l'ensemble des chromosomes sexuels du zygote, alors chez les poissons, les amphibiens et les reptiles, la formation du sexe se produit déjà pendant la période de développement postembryonnaire et dépend largement des conditions environnementales. On sait qu'une forte augmentation de la température de l'eau dans laquelle se développent les œufs de poisson conduit au fait qu'un seul mâle peut apparaître dans la progéniture. Par ailleurs, une augmentation du nombre de mâles dans une population de poissons peut être provoquée par tout changement du milieu défavorable au développement des larves et des alevins (salinité ou pH de l'eau, manque de nourriture, etc.). Chez les tortues, les crocodiles et les serpents, le sexe de la progéniture dépend également de la température d'incubation des œufs. Quelques tortues basse température conduit à l'apparition de mâles, de femelles élevées; chez d'autres espèces, les mâles apparaissent à des températures basses et élevées et les femelles - à des températures moyennes optimales.

Il existe certains modèles de maturation sexuelle qui ne sont valables que pour des groupes spécifiques d'organismes. En particulier, les deux modèles suivants ont été découverts chez les mammifères :

Les femelles mûrissent plus vite que les mâles (matière à réflexion : chez les poissons, les amphibiens et les reptiles, au contraire, les mâles mûrissent plus tôt) ;

La puberté survient avant la fin de la croissance et de la maturation du corps. Étant donné que la naissance d'une progéniture en bonne santé nécessite une grossesse normale, un accouchement réussi et une alimentation lactée stable, qui ne peuvent être assurées que par un corps mature et fort, les grossesses précoces doivent être évitées.

Chez les plantes, comme chez les animaux, la puberté ne survient qu’après une période de croissance suffisamment longue. Elle se manifeste par la floraison - après tout, c'est dans les fleurs que se trouvent les « organes génitaux » des plantes : mâles (sacs polliniques) et femelles (sacs embryonnaires).
Le processus de développement postembryonnaire peut être direct ou indirect (avoir lieu aux stades larvaires). Durant cette période, se produisent la formation finale des organes, la croissance et la puberté du corps, sa reproduction, le vieillissement et la mort.

Considérez les figures 93 et ​​94. Quels sont les deux types de développement caractéristiques des animaux représentés sur les figures. Par quelles étapes passent les criquets, les papillons, les poissons, les grenouilles et les humains dans leur développement ?

Riz. 93. Développement direct post-embryonnaire

Le développement individuel d’un organisme se poursuit après sa naissance, lorsque l’embryon est déjà formé et peut exister de manière indépendante en dehors de l’œuf ou du corps de la mère. La période de développement du corps après la naissance est appelée post-embryonnaire ou post-embryonnaire (du latin post - après et embryon). Cette période se produit différemment selon les organismes. Une distinction est donc faite entre le développement direct et indirect.

Les larves de poisson - comme toute larve - sont caractérisées par des organes temporaires et des proportions corporelles parfois étonnamment différentes ; certains sont si différents des adultes qu’ils étaient à l’origine considérés comme des espèces différentes. Pour atteindre leur phénotype final, ces larves doivent subir une métamorphose plus ou moins dramatique. Ce développement indirect est caractéristique des poissons avec de nombreux petits œufs, un petit jaune et, dans la plupart des cas, sans soins parentaux ; cela est particulièrement vrai pour les espèces marines pélagiques.

Avec l'augmentation des soins parentaux - depuis les disperseurs d'œufs jusqu'aux couvées pour porteurs externes et internes - les œufs deviennent plus jaunes et moins nombreux. La quantité et la densité plus élevées du jaune permettent aux jeunes d'atteindre une taille plus grande et de se différencier davantage avant une alimentation active, et leur permet également de se développer plus directement vers leur phénotype final. Les poissons disperseurs d'œufs non protégés partagent certaines caractéristiques avec les oiseaux abricotiers : petits œufs, petits jaunes, jeunes plus petits et moins développés.

Développement direct et indirect. Le développement direct s'effectue sans transformation. L'organisme né est semblable à un individu adulte et ne diffère que par la taille, les proportions corporelles et le sous-développement de certains organes. Cette évolution est principalement observée chez les poissons, les reptiles, les oiseaux et les mammifères (Fig. 93). Ainsi, une larve avec un sac vitellin émerge d'un œuf de poisson. Il se développe en un alevin, semblable à un adulte, mais qui en diffère par le sous-développement d'un certain nombre d'organes.

Au contraire, la plupart des gardiens et des porteurs partagent de gros œufs avec des oiseaux ancestraux avec beaucoup de jaune épais et des petits plus gros et plus développés. En raison de ces parallèles, on pourrait également faire la distinction entre les modes de vie abricotiers et préhumains des poissons.

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• Introduction à l'embryologie. 3e éd.
• Une note sur le nombre de stades de développement du Danube bitter chez les moules.

Le groupe d'insectes qui subissent ce type de métamorphose est également appelé Chemimetabola.

Au cours du développement avec transformation (Fig. 94), une larve apparaît de l'œuf complètement différente de l'organisme adulte. Un tel développement est appelé indirect, ou développement avec métamorphose (du grec métamorphose - transformation), c'est-à-dire avec plusieurs stades larvaires de transformation progressive en adulte. Les larves se nourrissent et grandissent activement mais, à de rares exceptions près, ne sont pas capables de se reproduire.

Les insectes de ce phylum terminent leur développement postembryonnaire sans subir de nombreux changements morphologiques frappants. Il y a trois étapes dans la vie de ces insectes : les œufs, les nymphes et les adultes. Les jeunes qui sortent des œufs sont appelés nymphes. Ces nymphes ressemblent beaucoup à leurs parents dans leur structure corporelle. De même, ils ont le même mode de vie, les mêmes habitudes alimentaires, la même nourriture et le même habitat. La différence entre les nymphes et les adultes est que les nymphes ne développent pas d’ailes ni d’organes reproducteurs avant de devenir des adultes matures.

De plus, les nymphes sont plus petites en taille et en forme. Les ailes se développent progressivement, passant de petites ailes chez les nymphes à des ailes fonctionnelles pleinement développées chez les adultes matures. Ainsi, ce type de métamorphose est également appelé métamorphose progressive. Les nymphes grandissent en taille et en forme à mesure qu'elles muent, et les stades suivants grandissent en taille et en forme à mesure qu'ils muent, les stades successifs ressemblant davantage à des adultes. Il n’y a pas de phase de repos ni de période de transition pour la transformation en adulte par exemple. libellules, demoiselles, sauterelles, blattes, grillons, pucerons, jasides, coléoptères, etc. le degré de métamorphose n'est pas le même chez tous les exoptérygotes.

Riz. 94. Développement indirect post-levée (métamorphose complète du papillon) : 1 - œuf : 2 - larve (chenille) : 3 - pupe ; 4 - insecte adulte

Le développement avec métamorphose est caractéristique des insectes et des amphibiens. De plus, chez les insectes, la métamorphose peut être complète ou incomplète. Au cours de leur développement avec métamorphose complète, les insectes passent par un certain nombre d'étapes successives qui, en règle générale, diffèrent fortement les unes des autres par leur mode de vie et leur mode d'alimentation. Par exemple, chez un papillon, une chenille émerge d’un œuf et a la forme d’un ver. Puis, après plusieurs mues, la chenille se transforme en pupe - un stade stationnaire qui ne se nourrit pas, mais se développe uniquement en insecte adulte. Après un certain temps, un papillon émerge de la pupe. La nourriture et la méthode d'alimentation de la larve et de l'insecte adulte diffèrent. La chenille mange les feuilles des plantes et possède une pièce buccale rongeuse, tandis que le papillon se nourrit du nectar des fleurs et possède une pièce buccale suceuse. Parfois, chez certaines espèces d'insectes, l'adulte ne se nourrit pas du tout, mais commence immédiatement à se reproduire (vers à soie).

Plusieurs insectes, comme les mouches blanches et les thrips, passent par un stade appelé stade initial ou fausse pupe au cours de leur développement avant d'émerger à l'état adulte. Les insectes de ce phylum achèvent leur développement postembryonnaire en subissant de nombreux changements morphologiques frappants. Pour atteindre sa maturité, cet insecte passe par quatre stades différents, soit l'œuf, la larve, la pupe et l'adulte. Comme il y a de nombreux changements de forme, on parle de métamorphose complexe. Le jeune œuf après l’éclosion s’appelle une larve.

Au cours d'un développement avec métamorphose incomplète, le stade pupal est absent et les larves diffèrent peu des insectes adultes. Ainsi, chez le criquet, la larve sortant de l’œuf est de plus petite taille par rapport au stade adulte et ses ailes sont sous-développées.

Chez les vertébrés, le développement avec transformation s'observe principalement chez les amphibiens. Par exemple, le stade larvaire d’une grenouille est un têtard. Lorsqu’il sort de l’œuf, il ressemble à un alevin de poisson. Il n'a pas de membres, des branchies au lieu de poumons et une queue avec laquelle il nage activement dans l'eau. Après un certain temps, les membres du têtard se forment, ses poumons se développent, ses fentes branchiales deviennent envahies et sa queue disparaît. Deux mois après l'éclosion, le têtard se transforme en grenouille adulte.

La larve diffère de ses parents par sa structure, sa nutrition, ses habitudes alimentaires, son mode de vie et son habitat. Les larves peuvent avoir des pièces buccales de type mordant, tandis que les adultes peuvent avoir des pièces buccales différentes telles que le type siphon. De même, ils n’ont pas d’yeux composés, mais des ocelles simples. Les jambes subissent également des modifications complexes. Certaines larves n'ont que trois paires de pattes thoraciques, tandis que d'autres peuvent avoir une ou plusieurs paires de pattes ventrales en plus des pattes thoraciques.

Certaines larves n’ont aucune patte. Il existe plusieurs stades au stade larvaire. Pas du tout. Il n'y a aucun signe extérieur de la présence d'ailes ou de bourgeons sur les larves. Cependant, ces coussinets sont situés à l’intérieur de la cavité corporelle, dans la région thoracique. De plus, pour devenir adultes, les larves doivent passer par une phase de résistance ou phase de transition appelée pupe. L'alimentation et les mouvements cessent et l'activité métabolique diminue au cours de la phase nymphale, mais des changements sont perceptibles. formes morphologiques dans le développement des ailes et des organes reproducteurs se produisent au stade pupal.

La transformation d'une larve en adulte est associée à la production d'hormones spéciales par les glandes endocrines. Par exemple, pour transformer un têtard en grenouille, il faut de la thyroxine, une hormone thyroïdienne. Dans certains cas, en cas de manque d'hormones, la période larvaire peut être prolongée à vie et à ce stade, le corps peut commencer à se reproduire. Ainsi, la larve de l'amphibien Ambystoma - axolotl, faute d'hormone thyroïdienne, ne se transforme pas en adulte et peut se reproduire (Fig. 95). Lorsque la thyroxine est ajoutée à l’eau, le développement se poursuit et l’axolotl se transforme en ambistome.

L'adulte émerge de la pupe avec le développement d'yeux composés, d'antennes, de pattes thoraciques, d'organes reproducteurs ailés et de modifications dans les parties de la bouche. Étant donné que le stade nymphal est nécessaire pour que les larves se transforment en adultes, ce type de métamorphose est appelé métamorphose indirecte ou complète.

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Parce que les insectes entopeptidoses sont inclus dans ce type de métamorphose, par ex. Papillons, mites, coléoptères, charançons, mouches, abeilles, guêpes, moustiques, etc. Il s’agit d’un type de métamorphose complète dans laquelle différents stades larvaires représentent deux ou plusieurs types de larves nettement différents.

Riz. 95. Ambystoma (à gauche) et sa larve d'axolotl (à droite)

Hauteur. Une propriété caractéristique du développement individuel est la croissance de l'organisme, c'est-à-dire une augmentation de sa taille et de sa masse. Selon la nature de la croissance, tous les animaux peuvent être divisés en deux groupes - à croissance indéfinie et définie. Avec une croissance indéfinie, la taille corporelle d’un organisme augmente tout au long de sa vie. Ceci s'observe par exemple chez les mollusques, les amphibiens, les poissons et les reptiles. Les organismes ayant une certaine hauteur cessent de croître à un certain stade de développement. Ce sont des insectes, des oiseaux et des mammifères. Les taux de croissance chez les animaux varient tout au long de la période et sont contrôlés par les hormones. Par exemple, chez les mammifères (y compris les humains), la croissance est régulée par la somatotropine, une hormone hypophysaire. Elle est activement produite pendant l'enfance et, après la puberté, la quantité d'hormone diminue progressivement et la croissance s'arrête.

Le premier stade larvaire est actif et généralement campoeiforme, tandis que les stades larvaires suivants sont vermiformes ou scarabéiformes, par ex. punaises de cloques. La larve d'amphibien est appelée têtard et présente les caractéristiques suivantes. Il a des dents cornées et des mâchoires cornées, utilisées pour gratter les algues. Il se compose d'abord de trois paires de branchies externes, suivies de branchies internes recouvertes d'un opercule pour la respiration. Queue et nageoire caudale avec muscles myotomiques pour la locomotion dans l'eau. Le système de ligne de côté est présent. Le tube digestif est long et enroulé. Le cerveau est simple et le cœur est à deux chambres, appelé cœur veineux, comme chez le poisson.

• C'est la navigation libre.
• Il a la forme d'un poisson.
• C'est un herbivore et se nourrit d'algues.

Bien que la larve des deux classes d'amphibiens subisse une métamorphose, la métamorphose de l'anoure s'accompagne de changements plus spectaculaires que celle de l'urodèle.

Après une période de croissance intensive, le corps entre dans la phase de maturité, qui se caractérise également par des changements dans les processus physiologiques du corps. Cette période est associée à l'accouchement.

Vieillissement et mort. L'espérance de vie dépend des caractéristiques individuelles du type d'organisme, mais ne dépend pas du niveau de son organisation. Par exemple, les souris ne vivent que 4 ans, les corbeaux jusqu'à 70 ans et les moules perlières d'eau douce jusqu'à 100 ans.

Les changements métamorphiques majeurs sont classés comme suit : Écologique. Morphologique. Physiologique. Les trois types de changements sont brièvement discutés pour comprendre la relation entre l'habitat, les habitudes et la forme et la fonction des larves. Changements métamorphiques : environnementaux.

La larve d'amphibien est aquatique et l'adulte est adapté à la vie terrestre. La muqueuse cornée de la bouche du têtard aide à éliminer les algues du fond des plans d'eau douce. Les anoures adultes ont une langue collante spéciale pour attraper les petits insectes, adaptée à leur nature carnivore. Il n'y a pas beaucoup de changement dans l'habitat et l'approvisionnement alimentaire des urodèles puisqu'ils sont aquatiques.

Le processus de développement individuel d'un organisme se termine par le vieillissement et la mort. Le vieillissement est un schéma biologique général caractéristique de tous les organismes. Au cours du processus de vieillissement, tous les systèmes organiques changent, leur structure et leurs fonctions sont perturbées.

Il existe plusieurs théories sur le vieillissement. L'un des premiers a été proposé par le scientifique russe Ilya Ilitch Mechnikov. Selon cette théorie, le vieillissement du corps est associé à une augmentation des processus d'intoxication et d'auto-empoisonnement résultant de l'accumulation de produits métaboliques et de l'activité des bactéries putréfactives.

Caractéristiques du développement indirect

Changements métamorphiques : morphologiques. Les changements métamorphiques des larves aux adultes peuvent être classés comme régressifs, progressifs et remodelages des structures existantes. Un changement régressif se produit chez le têtard parce que les structures qui fonctionnent dans Environnement aquatique, ne sont pas nécessaires à la vie terrestre. Vous trouverez ci-dessous les changements régressifs.

Modification des arcs aortiques par contraction des artères branchiales. Formation du cartilage tympanique et développement de la membrane tympanique pour recevoir les vibrations sonores de l'air. La peau passe de double couche à multicouche avec le développement de mucus et de glandes séreuses pour la maintenir humide. Les glandes digestives telles que le foie et le pancréas deviennent fonctionnelles. Le cœur passe d’un cœur à deux chambres à un cœur à trois chambres fonctionnellement supérieur. Le rein pernéphritique se transforme en mésonéphros. Expansion des poumons et développement des muscles pectoraux et des structures squelettiques pour la respiration pulmonaire. Squelette osseux cartilagineux. Déplacer les yeux du latéral au frontal, ce qui correspond à image prédatrice la vie d'un adulte. Maturation et expansion du cerveau et formation de nouveaux neurones dans les muscles de la langue, les muscles pectoraux, les mâchoires, etc.

• Perte de la queue et de la nageoire caudale.
• Résorption des branchies et fermeture des fentes branchiales.
• Chute des dents cornées et muqueuse cornée des mâchoires.
• Perte du système de lignes latérales.
• Réduction du tube cloaculaire.
• Développement et différenciation des membres antérieurs et postérieurs.
• Développement de l'oreille moyenne à partir de la première poche pharyngée.
• Expulsion des yeux et formation de membrane filamenteuse et de paupières.
• Formation de l'appareil sublingual à partir de l'arc pharyngé pour soutenir la langue.
• Allongement et épaississement de la langue.
• Il développe un motif de pigmentation caractéristique.
• Réduction du tube digestif comme exigence d'un régime carnivore.

Changements métamorphiques : physiologiques.

De nombreuses théories modernes suggèrent que le vieillissement du corps est une conséquence de modifications de l'appareil génétique des cellules, qui entraînent une diminution de l'activité des processus de biosynthèse des protéines. L'affaiblissement du travail des protéines enzymatiques est une raison importante des modifications de l'activité génétique. Avec l'âge, la fréquence des troubles chromosomiques augmente. La restauration des sections d'ADN endommagées se déroule plus lentement, les mutations s'accumulent et se manifestent dans les structures de l'ARN et des protéines.

Des hypothèses scientifiques ont été avancées qui associent le vieillissement de l'organisme à des troubles hormonaux, notamment à des modifications du fonctionnement de la glande thyroïde.

Chez l’homme, le processus de vieillissement est déterminé par l’action de nombreux facteurs biologiques. L’environnement social qui entoure une personne joue également un rôle important dans le vieillissement. La science qui traite des problèmes du vieillissement humain s'appelle la gérontologie (du héros grec - vieil homme). Le vieillissement est une étape inévitable dans le développement de tout organisme. Vient ensuite la mort, condition nécessaire à la survie des autres organismes.

Exercices basés sur la matière abordée

1. Quels types après le développement embryonnaire connaissez-vous ?
2. Quelle est la différence entre le développement direct et indirect ? Donnez des exemples d'animaux avec différents types de développement.
3. Quel est l’avantage du développement avec la transformation ?
4. En quoi le développement avec métamorphose complète diffère-t-il du développement avec métamorphose incomplète ? Donnez des exemples d’animaux avec différents types de métamorphose.
5. Qu'est-ce que le vieillissement du corps ? Quelles théories du vieillissement connaissez-vous ? Lequel est le plus probable à votre avis ? Justifiez votre réponse.
6. Quelle est la signification biologique de la mort d’un organisme ?

Le concept de développement postembryonnaire

Après la naissance de l’organisme, commence la prochaine étape du développement individuel. En biologie, on l'appelle le stade postembryonnaire ou postembryonnaire de l'ontogenèse (postembryogenèse).

Définition 1

Stade de développement postembryonnaire - C'est la période de développement d'un organisme depuis sa naissance jusqu'à sa mort.

Certains scientifiques considèrent la postembryogenèse comme la période allant de la naissance au début de la puberté et à la capacité de se reproduire. Mais de nombreux organismes meurent après la phase de reproduction. Il s’agit donc plus d’une question philosophique que scientifique.

Pendant la phase de jeûne, le corps grandit et se développe. Rappelons que la croissance est une augmentation de la taille du corps due au métabolisme et à la division cellulaire, et que le développement est un changement qualitatif dans le corps. Les scientifiques distinguent deux types de postembryogenèse : directe et indirecte.

Développement postembryonnaire direct

Définition 2

Type direct de développement embryonnaire - il s'agit d'un type de développement individuel d'organismes dans lequel l'individu né dans son ensemble ressemble à un adulte (« imago-like »).

Le développement direct résulte de l’embryonnement.

Définition 3

Embryonisation - il s'agit d'un phénomène lorsque la période embryonnaire s'allonge en raison de la nutrition de l'embryon avec les ressources du corps de la mère ou les réserves nutritionnelles de l'œuf.

L'embryonisation est courante chez les reptiles, les poissons, les oiseaux et les mammifères. La signification biologique de ce phénomène réside dans le fait que l'animal apparaît (naît ou éclot) à un stade de développement supérieur. Cela augmente sa capacité à résister aux facteurs environnement externe. U mammifères placentaires, certains marsupiaux, requins, scorpions, l'une des membranes embryonnaires fusionne avec les parois de la partie élargie de l'oviducte (utérus) de telle sorte que les nutriments et l'oxygène pénètrent dans l'embryon par le sang de la mère et que les produits métaboliques sont excrétés. Le processus de naissance d'un tel embryon est appelé vraie naissance vivante .

Définition 4

Si l’embryon se développe grâce aux substances de réserve de l’œuf au milieu du corps de la mère et est libéré des membranes de l’œuf alors qu’il est encore dans les voies reproductrices de la femelle, alors ce phénomène est appelé ovoviviparité .

On l'observe chez certaines espèces de serpents, lézards, poissons d'aquarium, coléoptères terrestres.

Définition 5

Si un embryon se développe dans un ovule en dehors du corps de la mère et le laisse environnement, alors ce phénomène est appelé oviparité .

C'est caractéristique de la plupart des reptiles, oiseaux, arthropodes, mammifères ovipares(ornithorynques, échidnés), etc. Le développement direct est inhérent à certains coelentérés, vers ciliés et oligochètes, crustacés, araignées, scorpions, mollusques, poisson cartilagineux, reptiles, oiseaux et mammifères.

Développement postembryonnaire indirect

Définition 6

Développement indirect (métamorphose) est un processus accompagné de profonds changements dans la structure du corps, grâce auquel la larve se transforme en adulte (imago).

Les processus de métamorphose se déroulent en plusieurs étapes successives. À chacune de ces étapes (phases), l'animal présente certaines caractéristiques de structure et de fonction. Les transformations peuvent être complètes ou incomplètes (métamorphose complète et incomplète).

Pour les insectes avec transformation complète Au cours du développement, on distingue les phases d'œuf, de larve, de pupe et d'imago (individu adulte sexuellement mature). Ce sont des représentants d'insectes tels que les coléoptères, les papillons, les hyménoptères et les puces. La phase nymphale revêt une importance particulière. A ce stade, des transformations radicales des organes internes de la larve et la formation des tissus et organes de l'insecte adulte se produisent.

À transformation incomplète On distingue les phases œuf, larve adulte et adulte. Une métamorphose incomplète est présente chez les punaises de lit, les libellules, les blattes, les orthoptères et les poux.

Le développement indirect est connu chez de nombreux coelentérés, plats, ronds et annélides, la plupart des mollusques échinodermes, poisson osseux et les amphibiens.

Croissance et régénération

Au cours du développement postembryonnaire, les organismes se développent. Ce processus, comme mentionné ci-dessus, se produit en raison d'un échange plastique. C'est également caractéristique du niveau d'organisation cellulaire des êtres vivants. La croissance cellulaire se produit pendant l'interphase.

La croissance des organismes peut être limitée ou illimitée. Croissance limitée observé si un individu cesse de croître, ayant atteint n'importe quelle taille, acquérant la capacité de se reproduire. Il est inhérent à tous les organismes unicellulaires, arthropodes, oiseaux et mammifères.

Quand croissance illimitée une augmentation de la taille et de la masse des organismes se produit jusqu'à leur mort. Ce phénomène est caractéristique de la plupart des plantes supérieures, des algues multicellulaires, des ténias et annélides, des mollusques, des poissons et des reptiles. Selon les caractéristiques de l'ontogenèse et la structure du tégument du corps, une croissance illimitée peut être continue et périodique. La croissance des organismes vivants dépend des caractéristiques de l'hérédité et est régulée chez les plantes par des phytohormones et chez les animaux par des hormones et des neurohormones.

La capacité du corps à se régénérer joue un rôle important dans l’ontogenèse.

Définition 7

Régénération - c'est la capacité du corps à restaurer les parties du corps perdues ou endommagées, ainsi qu'à restaurer l'organisme tout entier à partir d'une certaine partie de celui-ci.

Cette propriété est une qualité biologique générale et est à la base des processus multiplication végétative. Différents groupes d’organismes vivants ont différentes capacités de régénération. Plus le niveau d'organisation des organismes est élevé, plus la capacité de régénération est faible. Chez les oiseaux et les mammifères, cette qualité n'est préservée que sous forme de cicatrisation des plaies, de fusion osseuse et de restauration de certaines cellules et tissus.

Développement postembryonnaire direct

Le développement direct est caractéristique des humains et d'autres mammifères, oiseaux, reptiles et certains insectes.

On distingue les périodes suivantes dans le développement humain : enfance, adolescence, adolescence, jeunesse, maturité, vieillesse. Chaque période est caractérisée par un certain nombre de changements dans le corps. Le vieillissement et la mort sont les dernières étapes du développement individuel. Le vieillissement se caractérise par de nombreux changements morphologiques et physiologiques, entraînant un déclin général des processus vitaux et de la stabilité de l'organisme. Les causes et les mécanismes du vieillissement ne sont pas entièrement compris. La mort met fin à l'existence individuelle. Elle peut être physiologique, si elle survient à la suite du vieillissement, et pathologique, si elle est provoquée prématurément par un facteur externe (plaie, maladie).

Développement postembryonnaire indirect

La métamorphose est une transformation profonde de la structure du corps, à la suite de laquelle la larve se transforme en insecte adulte. Selon la nature du développement postembryonnaire chez les insectes, on distingue deux types de métamorphoses :

incomplet (hémimétabolisme), lorsque le développement d'un insecte est caractérisé par le passage de seulement trois stades - œuf, larve et adulte (imago) ;

complet (holométabolie), lorsque la transition de la larve vers la forme adulte se produit au stade intermédiaire - pupe.

Un poussin issu d'un œuf ou un chaton né est semblable aux animaux adultes de l'espèce correspondante. Cependant, chez d'autres animaux (par exemple les amphibiens, la plupart des insectes), le développement se déroule avec des changements physiologiques brusques et s'accompagne de la formation de stades larvaires. Dans ce cas, toutes les parties du corps de la larve subissent des changements importants. La physiologie et le comportement des animaux changent également. La signification biologique de la métamorphose réside dans le fait qu’au stade larvaire, l’organisme grandit et se développe non pas aux dépens des nutriments de réserve de l’œuf, mais peut se nourrir tout seul.

Une larve émerge de l'œuf, généralement de structure plus simple qu'un animal adulte, avec des organes larvaires spéciaux qui sont absents à l'état adulte. La larve se nourrit, grandit et, au fil du temps, les organes larvaires sont remplacés par des organes caractéristiques des animaux adultes. En cas de métamorphose incomplète, le remplacement des organes larvaires se produit progressivement, sans arrêt de l'alimentation active et des mouvements du corps. La métamorphose complète implique le stade nymphal au cours duquel la larve se transforme en animal adulte.

Chez les ascidies (type cordés, sous-type larvaire-cordés), il se forme une larve qui possède toutes les principales caractéristiques des cordés : une notocorde, un tube neural et des fentes branchiales dans le pharynx. La larve nage librement, puis s'attache à toute surface solide du fond marin et subit une métamorphose : la queue disparaît, la notocorde, les muscles et le tube neural se désintègrent en cellules individuelles, pour la plupart phagocytées. Depuis système nerveux Chez la larve, il ne reste qu'un groupe de cellules, donnant naissance à un ganglion nerveux. La structure d'une ascidie adulte, menant une vie attachée, ne ressemble pas du tout aux caractéristiques habituelles de l'organisation des accords. Seule la connaissance des caractéristiques de l'ontogenèse permet de déterminer la position systématique des ascidies. La structure des larves indique leur origine à partir d'accords qui menaient une vie libre. Au cours du processus de métamorphose, les ascidies passent à un mode de vie sédentaire et leur organisation est donc simplifiée.

Le développement indirect est caractéristique des amphibiens

La larve d'une grenouille, un têtard, ressemble à un poisson. Il nage près du fond, se poussant vers l'avant avec sa queue, encadrée par une nageoire, et respire d'abord avec des branchies externes faisant saillie en touffes sur les côtés de sa tête, puis avec des branchies internes. Il a un cercle de circulation sanguine, un cœur à deux chambres et une ligne latérale. Ce sont toutes des caractéristiques structurelles du poisson.

1 semaine, longueur du corps 7 mm – Éclosions de la capsule muqueuse. Il y a des branchies externes, une queue, une bouche avec des mâchoires cornées ; il y a des glandes muqueuses sous l'ouverture de la bouche. 2 semaines, longueur du corps 9 mm – Les branchies externes commencent à s'atrophier et un opercule se forme au-dessus des branchies internes. Yeux bien développés. 4 semaines, longueur du corps 12 mm – Perte des branchies externes et des glandes muqueuses. Le gicleur se développe. La queue se dilate et aide à nager. 7ème semaine, longueur du corps 28 mm – Les bourgeons des membres postérieurs apparaissent. 9ème semaine, longueur du corps 35 mm – Les membres postérieurs sont complètement formés, mais ne sont pas utilisés pour nager. La tête commence à se dilater. 11-12 semaines, longueur du corps 35 mm - Le membre antérieur gauche émerge à travers le spray et le droit est recouvert par l'opercule. Les membres postérieurs sont utilisés pour la nage. Semaine 13, longueur du corps 25 mm – Les yeux s'agrandissent, la bouche s'élargit. Semaine 14, longueur du corps 20 mm – La queue commence à se dissoudre. Semaine 16, longueur du corps 15 mm – Tous les signes larvaires externes ont disparu. . La grenouille arrive à terre.

Les amphibiens grandissent tout au long de leur vie, mais plus ils grandissent, plus leur croissance est lente.

Chez les poissons, les œufs donnent naissance à un alevin qui grandit et se transforme en adulte. Le taux de métamorphose dépend de la quantité de nourriture, de la température et de facteurs internes. Par exemple, une larve de grenouille - un têtard - se nourrit de plantes et une grenouille adulte - d'insectes. Le têtard et la chenille diffèrent des formes adultes par leur structure, leur apparence, leur mode de vie et leur nutrition.

Les larves de papillons, appelées chenilles, ont un corps allongé et cranté, ressemblant à des vers dont les extrémités sont coupées. Les pièces buccales des chenilles, contrairement à celles des insectes adultes, rongent. Sur la lèvre inférieure, des glandes en rotation s'ouvrent, sécrétant une sécrétion qui se solidifie dans l'air en fils de soie. Sur la poitrine, les larves, comme les adultes, ont trois paires de pattes articulées, mais elles ne les utilisent que pour capturer de la nourriture et comme support. Pour déplacer la chenille, ils utilisent des pseudopodes abdominaux charnus, non segmentés, dont la plante est munie de petits crochets. La grande majorité des chenilles se nourrissent de matières végétales. Leur mode de vie est très diversifié. Développement avec transformation complète.