Післязародковий період. Матеріал для учнів 11 класу.

Післязародковий розвиток і ріст організмів

Постембріональний розвиток тварин і людини — це період життя, який починається після народження або виходу з оболонок, що вкривають зародок, і триває до смерті. За цей час організм росте, набуває здатності до розмноження, старіє та вмирає.
Протягом післязародкового розвитку тварини і людина ростуть. Пригадаємо: ріст організмів — це поступове збільшення їхньої маси і розмірів за рахунок переважання процесів пластичного обміну над енергетичним. У тварин і людини ріст регулюють насамперед гормони та нейрогормони.

Періоди постембріонального розвитку людини. Упродовж життя в організмі людини безперервно відбуваються процеси росту й розвитку. У різні періоди життя інтенсивність цих процесів не однакова, що зумовлює специфічні анатомічні, фізіологічні та психічні особливості, які називають віковими. Відповідно до вікових особливостей розвитку організму весь життєвий цикл людини поділяють на певні періоди.
Періодизація постембріонального розвитку людини враховує її біологічні та соціальні особливості (мал. 52.1)
. Так, перші десять днів життя дитини — це період новонародженості. З 11-го дня життя і до одного року триває грудний період. У цей час організм дитини активно росте, її розміри збільшуються у 1,5—2 рази, одночасно збільшується і маса її тіла. Дитина в цей час отримує основну масу поживних речовин з материнським молоком. У грудному молоці, окрім поживних речовин, містяться деякі антитіла, які забезпечують пасивний імунітет дитини.

Мал. 52.1. Періоди постембріонального розвитку людини (1 — чоловіків, 2 — жінок). Завдання: визначте, якому з періодів постембріонального розвитку відповідає той чи інший малюнок. Які зміни в зовнішньому вигляді та внутрішній будові відбуваються у відповідний період розвитку?

У віці шести місяців у дитини починають прорізуватися молочні зуби (цей процес може тривати до 33 місяців). Значні зміни відбуваються в скелеті дитини. Так, у віці 2—3 місяці, коли дитина починає тримати голову, у неї формується шийний вигин (лордоз), а в 6—7 місяців — грудний (кіфоз). У віці два роки хребет дитини набуває форми, як у дорослої людини.
Перший-третій роки життя — це період раннього дитинства. У цей період діти інтенсивно розвиваються, особливо — мова та мислення, у них виникає прагнення ходити, гратися. Період першого дитинства триває від чотирьох до семи років. У віці 5—6 років з’являються перші постійні зуби. Дитина активно розвивається, сприймає багато інформації про навколишній світ. Період другого дитинства, або молодий шкільний період, триває від восьми до 12 років. Розумові здібності дитини активно розвиваються.
Підлітковий період дівчат триває від 12-го до 15-го року життя, хлопців — від 13-го до 16-го. Він збігається з періодом статевого дозрівання. Під впливом статевих гормонів формуються вторинні статеві ознаки (пригадайте їх з курсу біології 8 класу).
Від 16-го до 20-го року (дівчата) або від 17-го до 21-го (юнаки) триває юнацький період. У цьому віці ріст і розвиток організму переважно завершуються, усі системи органів майже досягають своєї зрілості. У цей час підсилюються процеси психологічного й культурного дозрівання. Репродуктивна функція зазвичай дозріває у віці 18—20 років.
Зрілий вік настає у віці 21 рік. Перший період зрілого віку триває до 35 років, другий — до 55 років у жінок і до 60 — у чоловіків. Похилий вік триває від 56 років (жінки) та 61 року (чоловіки) до 74-го року життя. Багато людей зберігають у цей період високу професійну працездатність і активну громадянську позицію. У віці 75 років починається старечий вік. У цьому віці багато людей ще мають ясний розум і здатні до творчої праці. Довгожителі — люди віком від 90—100 років. Їх на Землі відносно небагато. Запам’ятаємо: середня тривалість життя є показником здоров’я нації.
Розглядаючи періоди постембріонального розвитку людини, ми мали на увазі її хронологічний вік, який вираховують від дня народження і до певного моменту у днях, місяцях, роках. Біологічний вік — ступінь анатомічного й фізіологічного розвитку організму. Біологічний вік людини краще відображає стан здоров’я та працездатності людини, її адаптивні властивості. Якщо біологічний вік значно випереджає хронологічний, це свідчить про передчасне старіння людини.
Старіння — процес поступового порушення і втрати важливих функцій організму, зокрема здатності до розмноження та регенерації.
Які є гіпотези старіння людини? Учені встановили, що старіння починається зі змін у мітохондріях і поступово поширюється на весь організм. Зокрема, зменшуються ступінь пристосованості до умов життя, здатність протистояти хворобам, частіше виникають травми. Старіння може бути фізіологічним (природним) і патологічним (передчасним).
Процеси клітинного метаболізму з віком необоротно змінюються. Зокрема, стають активними так звані гени старіння, які несуть інформацію про пригнічення біосинтезу білків, утворення рибосом тощо. Натомість порушується функціонування генів, які відповідають за репарацію молекул ДНК. З віком дедалі більше порушуються механізми поділу клітин, унаслідок чого зменшується здатність до регенерації.
Ще одна гіпотеза пов’язує старіння людини з укороченням теломер хромосом. Учені виявили ген, який відповідає за довжину теломер. У людей з певним алелем цього гена теломери вкорочені. Тому одні люди старіють швидше за інших. Отже, передчасне старіння здебільшого запрограмоване спадково. Зменшення довжини теломер упродовж життя зумовлюють наркотичні речовини, алкоголь, тютюнопаління, малорухомий спосіб життя тощо. До чинників, які подовжують життя, належать регулярні заняття спортом, раціональне харчування, тривале перебування на свіжому повітрі, уникання нервових стресів, відмова від шкідливих звичок тощо.
Старіння — загальнобіологічна закономірність, властива всім організмам. Процес старіння стосується всіх рівнів організації: від молекулярних структур до цілісного організму. Науку, яка вивчає причини та процеси старіння людини, з’ясовує основні його закономірності — від молекулярного до організмового, називають геронтологією. Уперше термін «геронтологія» запропонував український учений Ілля Ілліч Мечников (1845—1916) у 1903 р.

Деякі тварини (мал. 141) та більшість багатоклітинних однорічних рослин одразу після розмноження гинуть. У них є два періоди постембріонального розвитку: передрепродуктивний (організми ще статево недозрілі) та репродуктивний (коли набувають здатності до статевого розмноження). В інших (більшість хребетних тварин, річковий рак, деякі комахи, павукоподібні, молюски, багаторічні рослини тощо) репродуктивний період триває досить довго. Після нього смерть настає не одразу, а через деякий час (від кількох днів у комах до кількох років і десятків років у великих ссавців, дерев тощо). Це період старіння, коли поступово знижується рівень обміну речовин та настають необоротні зміни в організмі.

Запам'ятаємо: ембріонізація розвитку - явище, коли зародковий період подовжується за рахунок живлення зародка поживними речовинами материнського організму (плацентарні ссавці, деякі хрящові риби, скорпіони) або яйцеклітини (плазуни, птахи).

Післязародковий розвиток тварин буває прямим або непрямим (мал. 142). За прямого розвитку щойно народжена тварина загалом нагадує дорослу (мал. 142. І).

Біологічне значення ембріонізації полягає в тому, що народжується або вилуплюється з яйцевих оболонок тварина на більш високому ступені розвитку, що зменшує її вразливість до зовнішніх чинників. Процес появи на світ такого зародка має назву справжнє живонародження.

Коли зародок розвивається за рахунок запасних поживних речовин яйця всередині материнського організму і звільняється від яйцевих оболонок ще всередині нього, таке явище має назву яйцеживонародження (деякі ящірки, змії, акваріумні рибки — гуппі та мечоносці).

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

Прямий розвиток характерний для деяких жалких (гідри), війчастих (молочно-біла планарія) і малощетинкових червів (як-от, дощових), деяких ракоподібних (дафнії, річковий рак), павуків, частини молюсків (більшість прісноводних і наземні черевоногі), хрящових риб, плазунів, птахів, ссавців.

Непрямий розвиток супроводжується глибокими змінами в будові організму, завдяки яким личинка перетворюється на дорослу особину (мал. 142. II). Личинка — фаза постембріонального розвитку багатьох безхребетних (більшість жалких, плоских і багатощетинкових червів, молюсків, кліщі, комахи тощо) і деяких хребетних (кісткові риби, земноводні) тварин.

Непрямий розвиток здійснюється в кілька послідовних етапів (фаз). На кожному з них тварина має певні особливості будови та життєвих функцій. Наприклад, онтогенез комах має послідовні фази яйця, личинки та дорослої комахи (у разі розвитку з неповним перетворенням: клопи, бабки, таргани, прямокрилі, воші) або яйця, личинки, лялечки та дорослої комахи (у разі розвитку з повним перетворенням: метелики, жуки, перетинчастокрилі, блохи тощо) (мал. 142. III). Особливе значення має фаза лялечки, на якій комаха зазнає докорінних змін будови (пригадайте яких).

Мал. 142. Тварини з прямим і непрямим типами розвитку. І. Прямий розвиток птахів. II. Непрямий розвиток багатощетинкового черва нсрсїса: 1 — личинка; 2 - формування у личинки нових сегментів; З - дорослий черв. III. Непрямий розвиток комах: 1 - з неповним перетворенням; 2 - з повним перетворенням

Непрямий тип розвитку виконує кілька важливих біологічних функцій, спрямованих на забезпечення існування виду. Живильна функція: на певній фазі розвитку тварина отримує найбільше поживних речовин, необхідних для її завершення. Раціональне використання ресурсів полягає в тому, що різні фази розвитку розділені за способами та об’єктами живлення, а також просторово. Функція розселення: у багатьох тварин, які ведуть малорухливий чи прикріплений спосіб життя (пригадайте їх), личинки здатні розселюватись, забезпечуючи поширення виду.