Постембріональний розвиток організмів. Матеріал для учнів 10 класу.

Постембріональний розвиток. Ембріональний і постембріональний періоди

Життя кожної живої істоти складається з певних біологічних періодів і стадій. В цілому можна виділити два основних - ембріональний і постембріональний. Що собою представляє кожен, на чому грунтується і як характеризується, розглянемо в даній статті.

Загальне уявлення про утворення зародка

Перш ніж організм з`являється на світло і починається його життя, потрібно, щоб він утворився в утробі батьківського істоти (найчастіше материнського, є і виключення - гермафродити).
Для цього існує природний процес - запліднення. Він полягає в злитті чоловічих і жіночих статевих гамет (клітин), в результаті якого сформується зигота - ще не визначився зародок. Ця запліднена яйцеклітина і стане початком ембріонального періоду в розвитку нового життя.
Варіанти запліднення можуть бути різними, адже живих істот дуже багато, і всі вони настільки унікальні, незвичайні і варіативні за зовнішніми та внутрішніми особливостям, що залишається тільки дивуватися природі.
Можна виділити три основні способи:

• внутрішнє запліднення - відбувається строго всередині тіла самки;
• зовнішнє - статеві продукти виносяться в зовнішнє середовище і там зустрічаються;
• гермафродитного роду - і чоловічі, і жіночі статеві протоки виливаються в один канал всередині єдиного організму без певного роду.

Для рослин процес запліднення взагалі особливий. У квіткових він названий подвійним і був відкритий російським вченим Навашиним в 1898 році. Спорові обов`язково шукають воду для здійснення даного явища, а голонасінні з ним взагалі не квапляться. Їх зародок формується близько двох років.
Проте, як тільки зигота утворилася, бере свій початок новий етап у розвитку майбутньої особини - ембріональний. Він також неоднорідний і складається з декількох етапів.

Ембріональна стадія розвитку: характеристика

Це дуже важливий період, адже саме в ньому відбувається закладка всіх органів і систем, визначаються особливості майбутнього організму. Починається він формуванням зиготи, а закінчується моментом народження на світ.
За цей час ембріон проходить ряд послідовних стадій:

• дроблення зиготи мітотичним шляхом;
• бластула - порожній усередині куля з двох шарів клітин;
• гаструляция - формування самого зародка з двома шарами клітин, що вистилають його зсередини і зовні;
• нейрули - формування трьох зародкових листків і закладка нервової трубки;
• утворення органів і їх систем в майбутньої особини.

Очевидно, що потім настає час зростання і розвитку самого ембріона. Так триває до тих пір, поки він не досягне певних розмірів, набереться сил для народження, буде готовий до життя в іншій, зовнішнього середовища. Адже далі його чекає вже постембріональний розвиток, яке протікає в зовсім інших умовах і за іншими правилами.

Народження і його види

Процес народження, або пологи, - складний і дуже важкий, проте цілком природний. Це і є перехідний момент від ембріона до того часу, коли настає постембріональному стадія. Суть полягає в виштовхуванні з утроби матері плоду разом з послідом, в якому він весь цей час знаходився. Якщо ж говорити про тварин, то сюди ж можна віднести виштовхування яєць з клоаки, живородіння за прикладом людини, відкладання личинок комах.
Види народження у різних організмів:

• відкладання яєць;
• виштовхування капсули з личинками;
• введення личинки під шкіру проміжного господаря;
• живорождение.

Для кожного виду характерний свій спосіб. Однак найчастіше зустрічається саме живорождение - у птахів, ссавців, деяких плазунів, людини.

Постембріональний період розвитку

Як уже обмовлялося вище, він бере свій початок з моменту появи дитинчати на світ або з виходу його з яєчних стінок, личинкової плівки, кокона і іншого. З цього часу постембріональний розвиток може піти по-різному. Всього позначається два основних шляхи:

• пряме;
• з метаморфозом (непряме).

Який з них буде обраний, залежить від генетичних особливостей кожного конкретного виду. Наприклад, багато комах вибирають саме другий шлях, так як це дозволяє долати основні екологічні та біологічні проблеми.
Для ссавців, птахів, людини більш прийнятний перший варіант, що включає майбутню турботу про що з`являється потомство.

прямий розвиток

Пряме постембріональний розвиток організму полягає в появі після народження особини, повністю повторює за зовнішніми та внутрішніми ознаками материнську, тільки меншу за розмірами і з не до кінця розвиненими системами органів.
Іншими словами, на світ з`являється зменшена копія вихідної особини. Дитинча веде такий же спосіб життя, вживає в їжу ті ж продукти, що і батьки. Саме вони в ході життя навчать малюка всьому, що йому знадобиться для максимальної пристосованості до умов середовища. А також до того, щоб зайняти свою нішу в природі.

Подібне постембріональний розвиток характерно для птахів, плазунів, ссавців. Можна навести безліч прикладів, що підтверджують це. Жодна левиця не кине своїх левенят до тих пір, поки вони не почнуть самостійно добувати собі їжу. Птахи носять в свої гнізда прожиток для пташенят, які, ледь вилупившись з гнізда, відразу хочуть їсти. До цього вони висиджують потомство, забезпечуючи яйцям захист і оптимальну температуру.

непрямий розвиток

Непряме постембріональний розвиток має також іншу назву - з метаморфозом. Це слово перекладається як "перетворення", "перетворення". Так і відбувається. З`являється тварина не відразу стає таким же, як його батьки. Спочатку воно перебуває в зовсім інший, личинкової стадії. Найчастіше такі перетворення характерні саме для різних видів комах. Рідко коли з личинки виходить відразу організм, ідентичний дорослому.
Найчастіше він зовсім інший не тільки за зовнішніми ознаками, а й за способом життя, способом і виду харчування, займаної території проживання. Причин для такого явища чимало. Одними з головних є:

• збереження чисельності видів, так як йде конкуренція за їжу;
• різні місця проживання і умови існування, що сприяє більш широкому ареалу заселення.

Непряме постембріональний розвиток організмів характерно для:

• рослин;
• безхребетних (комах, губок, кишковопорожнинних) тварин;
• круглоротих (міноги, наприклад);
• деяких видів риб;
• земноводних.

Це дуже зручне і вигідне перетворення, створене природою. На певній стадії розвитку личинка перетворюється у вихідну батьківську форму. Але до цього її головне завдання - харчування і накопичення речовин для успішного метаморфоза.
Дуже яскравим прикладом можуть служити бабки, у яких імаго і личинка різко відмінні один від одного. Відомо, що складно зустріти більш жорстокого і ненажерливого хижака, ніж маленькі дитинчата цих комах. Вони здатні вбивати особин, які перевершують їх за розмірами і масою.
Личинки земноводних мають зябра і живуть тільки у водному середовищі, в той час як дорослі особини дихають покривами тіла і легкими, а середовище їхнього життя - подвійна.
Метелики взагалі кардинально різні в стадіях свого постембріонального розвитку. Адже гусениці виглядають зовсім інакше, ніж дорослі красиві комахи, якими так все захоплюються.

Постембріональний період: ювенільний

Крім тієї класифікації, яку ми вже привели, слід вказати ще одну. Постембріональний розвиток організмів включає в себе три етапи:

• ювенільний;
• пубертатний;
• старіння.

Перший, ювенільний, починається з моменту народження і триває до повного дозрівання, в тому числі статевого. Головна особливість - це зростання і розвиток, причому дуже активне. Якщо говорити про людей, то це період дитинства, який триває до самого закінчення підліткового віку.
Дуже важливо на цьому етапі отримання достатньої кількості поживних речовин. У дикій природі це також момент отримання цінних знань від батьків і тому, як жити в навколишньому світі. Ссавці вчать дитинчат ходити, полювати, вибирати їжу, доглядати за собою.

пубертатний період

Цей постембріональний період у більшості видів істот займає основну частину життя. Адже він включає в себе весь свідомий і осмислений етап зрілості. У людей це вік в рамках приблизно з 16 і до 55-60 років. Звичайно, у кожного по-різному. Адже генетичні особливості у кожної особини свої, тому складно визначити чіткі межі.
У цей період проходить основний життєвий етап, в тому числі відтворення потомства і його виховання і вирощування.

Старіння і смерть

Це заключний етап в житті кожної живої істоти. Якщо говорити про безхребетних, плазунів та інших примітивних тварин, то у багатьох старіння - період відразу після народження потомства. Адже мета існування саме в цьому процесі.
Ссавці і люди в повній мірі пізнають всю суть даного етапу. Адже старіння відбувається поступово, смерть також настає природно, не миттєво (якщо говорити про нормальні природних варіантах). Що відбувається в організмі в цей період?

1. Змінюється процес обміну речовин.
2. Погіршується робота головного мозку, органів почуттів.
3. Загострюються хронічні та інші захворювання.
4. Організм готується до припинення життєдіяльності.

Даний період завершує постембріональний розвиток тварин. Те ж саме відноситься і до людини.

Життєвий цикл різних видів комах

Непряме постембріональний розвиток, як ми вже говорили, найбільше характерно саме для комах. Серед безхребетних можна знайти безліч прикладів, що підтверджують це явище:

• таргани;
• клопи;
• поденки;
• бабки;
• метелики і багато інших.

При цьому перетворення в дорослу особину не у всіх відбувається однаково. Є істоти, які здійснюють його в повному обсязі. Такий метаморфоз іменується неповним. Більшість же перетворюється в батьків досить швидко і повністю.

Розвиток тварин після народження

Ссавці тварини - особливі щодо постембріонального розвитку. Саме вони здатні, як людина, проявляти турботу про потомство, вигодовувати його молоком, навчати і виховувати. Варто згадати хоча б кенгуру, який ховається в мамину сумку, будучи вже зовсім вмілим бігуном і стрибуном.
Серед ведмедів, слонів, вовків завжди зберігається негласний закон - малюка не зачепить ніхто зі своїх, а якщо він позбудеться батька, значить, йому його замінять родичі. Це підтверджує той факт, що природа дуже мудро, правильно і грамотно розставляє пріоритети. Адже якщо говорити про великих ссавців, то потомство рідко досягає і п`яти дитинчат. Тому їм дуже важливо їх зберегти і виростити.
А ось самки земноводних, риб, черв`яків, комах можуть відкладати мільйони яєць, ікринок і так далі. Тому дбати не має сенсу. З такої кількості потомства все одно залишиться чимало.

Постембріональний розвиток

Може бути прямим або непрямим (супроводжується метаморфозом (перетворення)).

При прямому розвитку організм, що знов з'явився, по будові схожий на батьківський і відрізняється від нього тільки розмірами і неповним розвитком органів.

Прямий Постембріональний розвиток:

Прямий розвиток властивий людині і іншим ссавцем, птахам, плазунам, деяким комахам.

У розвиток людини виділяють наступні періоди: дитинство, отроцтво, юність, молодість, зрілість, старість. Кожен період характеризується поряд змін в організмі.

Старіння і смерть – останні етапи індивідуального розвитку. Старіння характеризуються багатьма морфологічними і фізіологічними маєтками, ведучими до загального пониження життєвих процесів і стійкості організму. Причини і механізми старіння до кінця не вивчені.

Смерть завершує індивідуальне існування. Вона може бути фізіологічною, якщо наступає в результаті старіння, і патологічною, якщо викликана передчасно яким-небудь зовнішнім чинником (поранення, хвороба).

Непрямий постембріональний розвиток:

Метаморфоз є глибокими перетвореннями в будові організму, в результаті яких личинка перетворюється на доросла комаха. Залежно від характеру постембріонального розвитку у комах розрізняють два типи метаморфоза:

неповний (геміметаболія), коли розвиток комахи характеризується проходженням тільки трьох стадій - яйця, личинки і дорослої фази (імаго);

повний (голометаболія), коли перехід личинки в дорослу форму здійснюється на проміжній стадії - куколочкою.

Курча, що вилупилося з яйця, або кошеня, що народилося, схоже на дорослих тварин відповідного вигляду. Проте у інших тварин (наприклад, земноводні, більшість комах) розвиток протікає з різкими фізіологічними змінами і супроводжується утворенням личинкових стадій. При цьому всі частини тіла личинки зазнають значні зміни. Міняються також фізіологія і поведінка тварин. Біологічне значення метаморфоза в тому, що на стадії личинки організм росте і розвивається не за рахунок запасних живильних речовин яйця, а вона може харчуватися самостійно.

З яйця виходить личинка, зазвичай влаштована простіше за дорослу тварину, із спеціальними личинковими органами, відсутніми в дорослому состочні. Личинка харчується, росте, і, з часом личинкові органи замінюються органами, властивими дорослим твариною. При неповному метаморфозі заміна личинкових органів відбувається поступово, без припинення активного живлення і переміщення організму. Повний метаморфоз включає стадію лялечки, в якій личинка перетворюється в доросла тварина.

У асцидій (тип хордові, підтип личинковий-хордові) утворюється личинка, що володіє всіма основними ознаками хордових тварин: хордою, нервовою трубкою, зябровими щілинами в глотці. Личинка вільно плаває, потім прикріпляється до якої-небудь твердої поверхні на дні морить і здійснює метаморфоз: хвіст зникає, хорда, м'язи, нервова трубка розпадаються на окремі клітки, велика частина яких фагоцитуються. Від нервової системи личинки залишається лише група кліток, що дає почало нервовому вузлу. Будова дорослої асцидії, ведучій прикріплений спосіб життя, аніскільки не нагадує звичайні риси організації хордових тварин. Тільки знання особливостей онтогенезу дозволяє визначити систематичне положення асцидій. Будова личинки указує на походження їх від хордових тварин, які вели вільний спосіб життя. У процесі метаморфоза асцидії переходять до сидячого способу життя, у зв'язку з чим спрощується їх організація.

Непрямий розвиток характерний для земноводних

Личинка жаби – пуголовок - нагадує рибку. Він плаває у дна, проштовхуючи себе вперед хвостом, обрамленим плавником і дихає спочатку зовнішніми зябрами, пучками, що стирчать, з боків голови, а пізніше внутрішніми зябрами. У нього один круг кровообігу, двокамерне серце, є бічна лінія. Все це – риси будови риб.

1 тиждень, довжина тіла 7 мм – Вилуплюється із слизистої капсули. Є зовнішні зябра, хвіст, рот з роговими щелепами; під ротовим отвором слизисті залози.

2 тиждень, довжина тіла 9мм – Зовнішні зябра починають атрофуватися, над внутрішніми зябрами утворюється зяброва кришка. Очі добре розвинені.

4 тиждень, довжина тіла 12 мм – Втрата зовнішніх зябер і слизистих залоз. Розвивається бризгальце. Хвіст розширюється і допомагає плавати.

7 тиждень, довжина тіла 28 мм – З'являються нирки задніх кінцівок.

9 тиждень, довжина тіла 35 мм – Задні кінцівки цілком сформовані, але не використовуються при плаванні. Голова починає розширюватися.

11-12 тиждень, довжина тіла 35 мм – Ліва передня кінцівка виходить через бризгальце, а права прикрита зябровою кришкою. Задні кінцівки використовуються при плаванні.

13 тиждень, довжина тіла 25 мм – Очі збільшуються, рот розширюється.

14 тиждень, довжина тіла 20 мм – Хвіст починає розсмоктуватися.

16 тиждень, довжина тіла 15мм – Всі зовнішні личинкові ознаки зникли. Жаба виходить на сушу.

Земноводні ростуть все життя, але чим старше, тим повільніше.

У риби з ікринки з'являється мальок, який росте і перетворюється на дорослу особину.

Швидкість метаморфоза залежить від кількості пищи, температури і внутрішніх чинників. Наприклад, личинка жаби – пуголовок харчується рослинами, а доросла жаба – комахами. Пуголовок і гусениця відрізняється від дорослих форм по будові, зовнішньому вигляду, способу життя, живленню.

Личинки метеликів, звані гусеницями, мають витягнутий, насічений тулуб, нагадуючи черв'яків з обрубаними кінцями тіла. Ротовий апарат у гусениць на відміну від такого дорослих комах – що гризе. На нижній губі відкриваються прядильні залози, що виділяють секрет, що застигає на повітрі в шовкові нитки. На грудях у личинок, як і дорослих, є три пари членистих ніжок, але вони користуються ними лише для захоплення пищи і для опори. Для пересування гусениці застосовують нечленисті м'ясисті черевні ложноножки, на підошвах яких

є дрібні гачки. Переважна більшість гусениць харчуються рослинною їжею. По способу життя вони дуже різноманітні. Розвиток з повним перетворенням.