После появления организма на свет начинается его постэмбриональное развитие (постнатальное для человека), которое у разных организмов протекает от нескольких дней до сотен лет в зависимости от их видовой принадлежности. Следовательно, продолжительность жизни -- это видовой признак организмов, не зависящий от уровня их организации
В постэмбриональном онтогенезе различают ювениальный и пубертатный периоды, а также период старости, заканчивающийся смертью.
Ювенильный период . Этот период (от лат. juvenilis -- юный) определяется временем от рождения организма до полового созревания. У разных организмов он протекает по-разному и зависит от типа онтогенеза организмов. Для этого периода характерно либо прямое, либо непрямое развитие.
В случае организмов, для которых характерно прямое развитие (многие беспозвоночные, рыбы, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие, человек), вылупившиеся из яйцевых оболочек или новорожденные сходны со взрослыми формами, отличаясь от последних лишь меньшими размерами, а также недоразвитием отдельных органов и несовершенными пропорциями тела
Характерной особенностью роста в ювенильный период организмов, подверженных прямому развитию, является то, что происходит увеличение количества и размеров клеток, изменяются пропорции тела. Рост разных органов человека неравномерен. Например, рост головы заканчивается в детстве, ноги достигают пропорциональной величины примерно к 10 годам. Наружные половые органы очень быстро растут в возрасте 12--14 лет. Различают определенный и неопределенный рост. Определенный рост характерен для организмов, которые к определенному возрасту прекращают свой рост, например, насекомые, млекопитающие, человек. Неопределенный рост характерен для организмов, которые растут всю жизнь, например, моллюски, рыбы, земноводные, рептилии, многие виды растений.
В случае непрямого развития организмы претерпевают превращения, называемые метаморфозами (от лат. metamorphosis -- превращение). Они представляют собой видоизменения организмов в процессе развития. Метаморфозы широко встречаются у кишечнополостных (гидры, медузы, коралловые полипы), плоских червей (фасциолы), круглых червей (аскариды), моллюсков (устрицы, мидии, осьминоги), членистоногих (раки, речные крабы, омары, креветки, скорпионы, пауки, клещи, насекомые) и даже у некоторых хордовых (оболочечники и земноводные). При этом различают полные и неполные метаморфозы. Наиболее выразительные формы метаморфозов наблюдают у насекомых, которые подвергаются как неполным, так и полным метаморфозам.
Неполное превращение -- это такое развитие, при котором из яйцевых оболочек выходит организм, строение которого сходно со строением взрослого организма, но размеры намного меньше. Такой организм называют личинкой. В процессе роста и развития размеры личинок увеличиваются, но имеющийся хитипизированный покров мешает дальнейшему увеличению размеров тела, что приводит к линьке, т. е. сбрасыванию хитинизированного покрова, под которым находится мягкая кутикула. Последняя расправляется, и это сопровождается увеличением размеров животного. После нескольких линек животное достигает зрелости. Неполное превращение характерно, например, в случае развития клопов
Полное превращение -- это такое развитие, при котором из яйцевых оболочек освобождается личинка, существенно отличающаяся по строению от взрослых особей. Например, у бабочек и многих насекомых личинками являются гусеницы. Гусеницы подвержены линьке, причем могут линять по нескольку раз, превращаясь затем в куколки. Из последних развиваются взрослые формы (имаго), которые не отличаются от исходных
У позвоночных метаморфозы встречаются среди земноводных и костных рыб. Для личиночной стадии характерно наличие провизорных органов, которые либо повторяют признаки предков, либо имеют явно приспособительное значение. Например, для головастика, являющегося личиночной формой лягушки и повторяющего признаки исходной формы, характерны рыбообразная форма, наличие жаберного дыхания, одного круга кровообращения. Приспособительными признаками головастиков являются их присоски, длинный кишечник. Для личиночных форм характерно также и то, что по сравнению со взрослыми формами, они оказываются приспособленными к жизни в совершенно иных условиях, занимая другую экологическую нишу и другое место в цепи питания. Например, личинки лягушек имеют жаберное дыхание, тогда как взрослые формы -- легочное. В отличие от взрослых форм, которые являются плотоядными существами, личинки лягушек питаются растительной пищей.
Последовательность событий в развитии организмов часто называют жизненными циклами, которые могут быть простыми и сложными. Наиболее простые циклы развития характерны, например, для млекопитающих, когда из оплодотворенной яйцеклетки развивается организм, который снова продуцирует яйцеклетки и т. д. Сложными биологическими циклами являются циклы у животных, для которых характерно развитие с метаморфозами. Знания о биологических циклах имеют практическое значение, особенно в случаях, когда организмы являются возбудителями или переносчиками возбудителей болезней животных и растений.
Развитие и дифференциация, связанные с метаморфозами, являются результатом естественного отбора, благодаря которому многие личиночные формы, например, гусеницы насекомых и головастики лягушек адаптированы к среде лучше, чем взрослые половозрелые формы.
Пубертатный период . Этот период называют еще зрелым, и он связан с половой зрелостью организмов. Развитие организмов в этот период достигает максимума.
На рост и развитие в постэмбриональный период большое влияние оказывают факторы среды. Для растений решающими факторами являются свет, влажность, температура, количество и качество питательных веществ в почве. Для животных первостепенное значение имеет полноценное кормление (наличие в корме белков, углеводов, липидов, минеральных солей, витаминов, микроэлементов). Важны также кислород, температура, свет (синтез витамина Д).
Рост и индивидуальное развитие животных организмов подвержены нейрогуморальной регуляции со стороны гуморальных и нервных механизмов регуляции. У растений обнаружены гормоноподобные активные вещества, получившие название фитогормонов. Последние влияют на жизненно важные отправления растительных организмов.
В клетках животных в процессе жизнедеятельности синтезируются химически активные вещества, влияющие на процессы жизнедеятельности. Нервные клетки беспозвоночных и позвоночных вырабатывают вещества, получившие название нейросекретов. Железы эндокринной, или внутренней, секреции также выделяют вещества, которые получили название гормонов. Эндокринные железы, в частности, те, которые имеют отношение к росту и развитию, регулируются нейросекретами. У членистоногих регуляция роста и развития очень хорошо показана на примере влияния гормонов на линьку. Синтез личиночного секрета клетками регулируется гормонами, накапливающимися в мозге. В особой железе у ракообразных вырабатывается гормон, тормозящий линьку. Уровни этих гормонов определяют периодичность линек. У насекомых установлена гормональная регуляция созревания яиц, протекание диапаузы.
У позвоночных железами внутренней секреции являются гипофиз, эпифиз, щитовидная, паращитовидная, поджелудочная, надпочечники и половые железы, которые тесно связаны одна с другой Гипофиз у позвоночных вырабатывает гонадотропный гормон, стимулирующий деятельность половых желез. У человека гормон гипофиза влияет на рост. При недостатке развивается карликовость, при избытке -- гигантизм. Эпифиз продуцирует гормон, который влияет на сезонные колебания в половой активности животных. Гормон щитовидной железы влияет на метаморфоз насекомых и земноводных. У млекопитающих недоразвитие щитовидной железы ведет к задержке роста, недоразвитию половых органов. У человека из-за дефекта щитовидной железы задерживается окостенение, рост (карликовость), не наступает полового созревания, останавливается психическое развитие (кретинизм). Надпочечники продуцируют гормоны, оказывающие влияние на метаболизм, рост и дифференцировку клеток. Половые железы продуцируют половые гормоны, которые определяют вторичные половые признаки. Удаление половых желез ведет к необратимым изменениям ряда признаков. Например, у кастрированных петухов прекращается рост гребня, теряется половой инстинкт. Кастрированный мужчина приобретает внешнее сходство с женщиной (не растет борода и волосы на коже, отлагается жир на груди и в области таза, сохраняется тембр голоса и т. д.).
Фитогормонами растений являются ауксины, цитокинины и гиббереллины. Они регулируют рост и деление клеток, образование новых корней, развитие цветков и другие свойства у растений.
На всех периодах онтогенеза организмы способны к восстановлению утраченных или поврежденных частей тела. Это свойство организмов носит название регенерации, которая бывает физиологической и репаративной.
Физиологическая регенерация -- это замена утерянных частей тела в процессе жизнедеятельности организма. Регенерации этого типа очень распространены в животном мире. Например, у членистоногих она представлена линькой, которая связана с ростом. У рептилий регенерация выражается в замещении хвоста и чешуи, у птиц -- перьев, когтей и шпор. У млекопитающих примером физиологической регенерации может быть ежегодное сбрасывание оленями рогов.
Репаративная регенерация -- это восстановление части тела организма, отторгнутой насильственным путем. Регенерация этого типа возможна у многих животных, но ее проявления различны. Например, она часта у гидр и связана с размножением последних, поскольку из части регенерирует весь организм. У других организмов регенерации проявляются в виде способности отдельных органов к восстановлению после утраты ими какой-либо части. У человека достаточно высокой регенеративной способностью обладают эпителиальная, соединительная, мышечная и костная ткани.
Растения многих видов также способны к регенерации. Данные о регенерации имеют большое значение не только в биологии. Их широко используют в сельском хозяйстве, в медицине, в частности, в хирургии.
Старость как этап онтогенеза. Старость является предпоследним этапом онтогенеза животных, причем ее длительность определяется общей продолжительностью жизни, которая является видовым признаком и которая у разных животных является разной. Наиболее точно старость изучена у человека.
Известны самые различные определения старости человека. В частности, одно из наиболее популярных определений заключается в том, что старость есть накопление последовательных изменений, сопровождающих повышение возраста организма и увеличивающих вероятность его болезней или смерти. Науку о старости человека называют геронтологией (от греч. geron -- старик, старец, logos -- наука). Ее задачей является изучение закономерностей возрастного перехода между зрелостью и смертью.
Научные исследования в геронтологии распространяются на разные области, начиная с исследований изменения активности клеточных ферментов и заканчивая выяснением влияния психологических и социологических смягчений в стрессах среды на поведение старых людей.
В случае человека различают физиологическую старость, старость, связанную с календарным возрастом, и преждевременное старение, обусловленное социальными факторами и болезнями. В соответствии с рекомендациями ВОЗ пожилым возрастом человека следует считать возраст порядка 60-75 лет, а старым в 75 лет и более.
Старость человека характеризуется рядом внешних и внутренних признаков.
Среди внешних признаков старости наиболее заметными являются снижение плавности движений, изменение осанки, снижение эластичности кожи, массы тела, упругости и эластичности мышц, появление на лице и других участках тела морщин, выпадение зубов. Так, например, по обобщенным данным человек в возрасте 30 лет теряет 2 зуба (в результате выпадения), в 40 лет -- 4 зуба, в 50 лет -- 8 зубов, а в 60 лет -- уже 11 зубов. Заметным изменениям подвергается первая сигнальная система (притупляется острота органов чувств). Например, максимальное расстояние, при котором здоровые люди различают те или иные одинаковые звуки, в 20-30 лет составляет 12 м, в 50 лет -- 10 м, в 60 лет -- 7 м, а в 70 лет -- только 4 м. Заметно изменяется также вторая сигнальная система (изменяется речевая интонация, голос становится глухим).
Среди внутренних признаков в первую очередь следует назвать такие признаки, как обратное развитие (инволюция) органов. Отмечается уменьшение размеров печени и почек, уменьшается количество нефронов в почках (к 80-ти годам почти наполовину), что снижает функциональные возможности почек и отражается на водно-элекролитном обмене. Снижается эластичность кровеносных сосудов, уменьшается перфузия кровью тканей и органов, повышается периферическая сопротивляемость сосудов. В костях накапливаются неорганические соли, изменяются (обызвествляются) хрящи, снижается способность органов к регенерации. Происходят существенные изменения в клетках, замедляется деление и восстановление их функционального тонуса, уменьшается содержание воды, снижается активность клеточных ферментов, нарушается координированность между ассимиляцией и диссимиляцией. В головном мозге нарушается синтез белков, в результате чего образуются аномальные белки. Повышается вязкость клеточных мембран, нарушается синтез и утилизация половых гормонов, происходят изменения в структуре нейронов. Наступают структурные изменения белков соединительной ткани и изменения эластичности этой ткани. Ослабляются иммунологические реакции, увеличивается возможность аутоиммунных реакций. Снижаются функции эндокринных систем, в частности, половых желез.
Стремления понять природу старения организма возникли давно. В Древней Греции Гиппократ считал, что старение связано с неумеренностью в пище, недостаточным пребыванием на свежем воздухе. Аристотель считал, что старение связано с расходом тепловой энергии организмом. Значение пищи как фактора старения отмечал также Гален. Но долгое время для объективного понимания этой проблемы не хватало научных данных. Лишь в XIX в. в изучении старения наметился некоторый прогресс, стали формулировать теории старения.
Одной из первых наиболее известных теорий старения организма человека является теория немецкого врача Х. Гуфеланда (1762-1836), который отмечал в долголетии значение трудовой деятельности. До нас дошло его высказывание о том, что ни один лентяй не дожил до преклонного возраста. Еще более известной является эндокринная теория старения, которая берет начало от опытов, выполненных еще в середине прошлого века Бертольдом (1849), который показал, что пересадка семенников от одних животных к другим сопровождается развитием вторичных половых признаков. Позднее французский физиолог Ш. Броун Секар (1818-1894) на основе результатов впрыскиваний себе экстрактов из семенников утверждал, что эти инъекции производят благотворное и омолаживающее действие. В начале XX в. уже сложилось убеждение в том, что наступление старости связано с угасанием деятельности желез внутренней секреции, в частности, половых желез. В 20-30-е гг. на основе этого убеждения в разных странах было проделано много операций по омолаживанию пожилых или старых людей. Например, Г. Штейнах в Австрии перевязывал у мужчин семенные канатики, что вело к прекращению внешней секреции половых желез и, якобы, к некоторому омоложению. С. А. Воронов во Франции пересаживал семенники от молодых животных к старым и от обезьян к мужчинам, а Тушнов в СССР омолаживал петухов, вводя им гистолизаты половых желез. Все эти операции приводили к некоторым эффектам, но лишь временным. После названных воздействий процессы старения продолжались, причем еще интенсивнее.
В начале нашего века возникла микробиологическая теория старения, творцом которой был И. И. Мечников, который различал физиологическую старость и патологическую. Он считал, что старость человека является патологической, т. е. преждевременной. Основу представлений И. И. Мечникова составляло учение об ортобиозе (Orthos -- правильный, bios -- жизнь), в соответствии с которым основной причиной старения является повреждение нервных клеток продуктами интоксикации, образующимися в результате гниения в толстом кишечнике. Развивая учение о нормальном образе жизни (соблюдение правил гигиены, регулярный труд, воздержание от вредных привычек), И. И. Мечников предлагал также способ подавления гнилостных бактерий кишечника путем употребления кисломолочных продуктов.
В 30-е гг. широкое распространение получила теория о роли центральной нервной системы в старении. Творцом этой теории является И. П. Павлов, который установил интегрирующую роль центральной нервной системы в нормальном функционировании организмов. Последователи И. П. Павлова в экспериментах на животных показали, что преждевременное старение вызывается нервными потрясениями и продолжительным нервным перенапряжением.
Заслуживает упоминания теория возрастных изменений соединительной ткани, сформулированная в те годы А.А. Богомольцем (1881--1946). Он считал, что физиологическую активность организма обеспечивает соединительная ткань (костная ткань, хрящи, сухожилия, связки и волокнистая соединительная ткань) и что изменения коллоидного состояния клеток, потеря их тургора и т. д. определяют возрастные изменения организмов. Современные данные указывают на значение накопления кальция в соединительной ткани, т. к. он способствует потере ее упругости, а также уплотнению сосудов.
Для современных подходов к познанию сущности и механизмов старения характерно широкое использование данных физико-химической биологии и, в частности, достижений молекулярной генетики. Наиболее распространенные современные представления о механизмах старения сводятся к тому, что в процессе жизни в клетках организма накапливаются соматические мутации, в результате которых происходит синтез дефектных белков или нерепарируемые сшивки ДНК с белком. Поскольку дефектные белки играют дезинтегрирующую роль в клеточном метаболизме, то это ведет к старению. В случае культивируемых фибробластов показано, что связанные со старыми клетками белки и мРНК подавляют синтез ДНК в молодых фибробластах.
Известна также гипотеза, в соответствии с которой старение является результатом изменения митохондриальных метаболитов с последующим нарушением функций ферментов.
У человека показано существование генов, определяющих сроки развития наследственных дегенеративных процессов, связанных со старением. Ряд исследователей считает, что причиной старения являются изменения в системе иммунологической защиты организма, в частности, аутоиммунные реакции на структуры организма, имеющие жизненное значение. Наконец, в объяснениях механизмов старения специалисты большое внимание уделяют повреждениям белков, связанным с образованием свободных радикалов. Наконец, иногда придают значение освобождающимся после распада лизосом гидролазам, которые разрушают клетки.
Однако исчерпывающей теории старения все же еще не создано, поскольку ясно, что ни одна из этих теорий самостоятельно объяснить механизмы старения не может.
Смерть. Смерть является завершающим этапом онтогенеза. Вопрос о смерти в биологии занимает особое место, ибо чувство смерти «... совершенно инстинктивно присуще человеческой природе и всегда составляло одну из величайших забот человека» (И. И. Мечников, 1913). Больше того, вопрос о смерти стоял и стоит в центре внимания всех философских и религиозных учений, хотя философия смерти в разные исторические времена представлялась по-разному. В античном мире Сократ и Платон доказывали бессмертие души, тогда как Аристотель отрицал платоновскую идею бессмертия души, верил в бессмертность человеческого духа, продолжающего жить после смерти человека.
Цицерон и Сенека также признавали будущую жизнь, но Марк Аврелий считал смерть естественным явлением, которое следует принимать безропотно. В прошлом веке И. Кант и И. Фихте (1762-1814) тоже верили в будущую жизнь, а А. Г. Гегель придерживался убеждений, по которым душа поглощается «абсолютным существом», хотя природа этого «существа» не раскрывалась.
В соответствии со всеми известными религиозными учениями земная жизнь человека продолжается и после его смерти, и человек должен неустанно готовиться к этой будущей смерти. Однако естествоиспытатели и философы, не признающие бессмертия, считали и считают, что смерть представляет собой, как неоднократно подчеркивал И. И. Мечников, естественный исход жизни организма. Более образное определение смерти заключается в том, что она «... есть явная победа бессмыслия над смыслом, хаоса над космосом» (В. Соловьев, 1894).
Научные данные свидетельствуют о том, что у одноклеточных организмов (растений и животных) следует отличать смерть от прекращения их существования. Смертью является их гибель, тогда как прекращение существования связано с их делением. Следовательно, недолговечность одноклеточных организмов компенсируется их размножением. У многоклеточных растений и животных смерть является в полном смысле слова завершением жизни организма.
У человека вероятность смерти повышается в пубертатный период. В частности, в развитых странах вероятность смерти повышается почти экспоненциально после 28 лет.
Различают клиническую и биологическую смерть человека. Клиническая смерть выражается в потере сознания, прекращении сердцебиения и дыхания, однако большинство клеток и органов все же остаются живыми. Происходит самообновление клеток, продолжается перистальтика кишечника.
Клиническая смерть не «доходит» до биологической смерти, ибо она обратима, т. к- из состояния клинической смерти можно «возвращать» к жизни. Например, собак «возвращают» к жизни через 5--6 минут, человека -- через 6--7 минут от начала клинической смерти. Биологическая смерть характеризуется тем, что она необратима. Остановка сердцебиения и дыхания сопровождается прекращением процессов самообновления, гибелью и разложением клеток. Однако гибель клеток начинается не во всех органах одновременно. Вначале гибнет кора головного мозга, затем гибнут эпителиальные клетки кишечника, легких, печени, клетки мышц, сердца.
На представлениях о клинической смерти основаны мероприятия по реанимации (оживлению) организмов, что имеет исключительно важное значение в современной медицине.
Продолжительность жизни. Сравнение данных о продолжительности жизни разных представителей флоры и фауны показывают, что среди растений и животных разные.организмы живут разное время. Например, травянистые растения (дикие и культурные) живут в течение одного сезона. Напротив, древесные растения характеризуются большей продолжительностью жизни. Например, вишня живет 100 лет, ель -- 1000 лет, дуб -- 2000 лет, сосна -- до 3000-4000 лет.
Ряд видов членистоногих живет 40-60 лет, рыбы многих видов, например, осетровые живут 55-80 лет, лягушки -- 16 лет, крокодилы -- 50-60 лет, дикие свиньи -- 25 лет, змеи и ящерицы -- 25--30 лет, птицы некоторых видов -- до 100 лет и более. Продолжительность жизни млекопитающих является меньшей. Например, мелкий рогатый скот живет -- 20-25 лет, крупный рогатый скот -- 30 лет и более, лошади -- 30 лет, собаки -- 20 лет и более, волки -- 15 лет, медведи -- 50 лет, слоны -- 100 лет, кролики -- 10 лет.
Среди млекопитающих долгожителем является человек. Еще в Библии отмечено, что Мафусаил дожил до 969 лет, а гомеровский герой Нестор прожил три человеческих века, Дандо и один из лак-мейских королей -- более 500 лет.
Конечно, эти данные неточны. В действительности же многие люди доживали до 115--120 лет и более. Достоверны случаи, когда отдельные люди доживали даже до 150 лет. В то же время долгожители часто сохраняют на высоком уровне как физические, так и умственные способности. Например, Платон, Микеланджело, Тициан, И. Гёте и В. Гюго лучшие свои произведения создали после 75 лет.
Отмечено, что долгожительство характерно не только для европеоидов. Еще старые авторы отмечали, что отдельные негры жили 115-160 и более лет.
Еще в XVIII в. швейцарский физиолог А. Галлер (1708-1777) отмечал, что столетний возраст имеет семейное распространение, т. е. долговечность представляет собой наследственный признак. Современные данные не опровергают это заключение.
В случае человека различают естественную продолжительность ясизни и среднюю продолжительность жизни. Под естественной продолжительностью жизни понимают количество лет, дальше которых человек не может жить, если даже условия его существования являются самыми благоприятными. Напротив, средняя продолжительность жизни представляет собой длительность жизни индивидов определенной группы, прерываемая смертностью.
В соответствии с существующими представлениями естественная продолжительность жизни является видовым количественным признаком, подверженным контролю со стороны генотипа.
Считают, что такой контроль осуществляется в каждом периоде онтогенеза, причем первые доказательства в пользу этого заключения были получены еще в 60-е годы в экспериментах по культивированию фибробластов человека (
Предполагают, что естественная продолжительность жизни является эволюционным приобретением вида. Что касается долгожительства отдельных индивидуумов, то объяснение таких случаев обычно сводится к допущению либо наличия в генотипах долгожителей сочетаний определенных генов, либо наличия небольшого количества или полного отсутствия мутаций в их клетках.
Естественную продолжительность жизни определяют путем установления длительности периода роста человека и длительности жизни. Считают, что человек растет примерно 20 лет, но живет, как показывают долгожители, в 5-7 раз дольше. Руководствуясь этими соображениями, швейцарский физиолог Галлер еще в XVIII в. допускал, что человек может жить до 200 лет. И. И. Мечников тоже считал, что человек может жить до 150 лет, А.А. Богомолец и И.И. Шмальгаузен подсчитали, что естественная продолжительность жизни человека должна составлять 120-150 лет. Однако до 100-летнего возраста доживают лишь отдельные индивиды. Поэтому фактическая средняя продолжительность жизни вопреки ее росту не совпадает с естественной продолжительностью жизни.
На повышение средней продолжительности жизни оказывает влияние ряд факторов (частота рождаемости, снижение детской смертности, эффективность борьбы с инфекциями, успехи хирургии, улучшение питания и общих условий жизни, снижение смертности в результате несчастных случаев), причем эти факторы оказываются более эффективными в случае молодого возраста членов той или иной популяции. Однако при этом естественная продолжительность жизни не увеличивается.
Главнейшие причины снижения средней продолжительности жизни заключаются в детской смертности, а также смертности от голода, болезней, недостаточной медицинской помощи.
Частота смертных случаев обвально снижается в период после рождения и до достижения пубертанного возраста, а затем она повышается В развитых странах частота смертности повышается почти экспоненциально после возраста около 28 лет.
Средняя продолжительность жизни у древних греков и римлян составляла примерно 30 лет. Средняя продолжительность жизни в Европе составляла в XVI в. -- 21 год, в XVII в. -- 26 лет, в XVIII в. -- 34 года. В конце XIX в. она начала медленно возрастать. В 1988 г. в среднем по всему миру она составляла 61 год, причем в индустриально развитых странах она составляла 73, а в Африке лишь 52 года. Но известны исключения, когда продолжительность жизни растет чрезвычайно быстро, достигая очень высокого уровня, как это имело место в Швеции и Японии
В медицинском плане средняя продолжительность жизни -- это показатель здоровья нации. СССР по числу старых людей занимал первое место в мире. Например, на 1 млн. жителей приходилось 104 человека в возрасте свыше 90 лет, тогда как в Англии -- 6, Франции -- 7 и США -- 15 человек.
В связи с изменениями в продолжительности жизни в настоящее время отмечаются изменения границ трудоспособного населения по сравнению, например, с 30-ми годами нашего столетия. Во многих странах мира отмечается также разрыв между пенсионным возрастом и активностью людей, в результате чего во многих странах мира люди пенсионного возраста продолжают трудиться в той или иной форме. Особенно это распространено в нашей стране.
В 1982 г. в Вене состоялась Всемирная ассамблея по проблемам населения мира, на которой были сформулированы прогнозы по демографической проблематике до 2025 г. В соответствии с этими прогнозами предполагается, что в мире численность людей в возрасте 60 лет и старше по сравнению с 1950 г. возрастет в 5 раз, а людей старше 80 лет -- в 7 раз. Другими словами, по данным этого международного форума население Земли постепенно стареет, причем скорость старения населения применительно к разным народам, странам и регионам является различной. Закономерностью является то, что чем ниже жизненный уровень населения, тем быстрее оно стареет.
Гериатрия -- это одна из медицинских наук, задачей которой является разработка способов нормализации изменяющихся функций стареющего организма. Начала гериатрии уходят в далекое прошлое, ибо еще Гиппократ в древней Греции придавал большое значение умеренности в пище, приему воздушных и водных ванн. Вслед за ним многие знаменитые врачи прошлого (Гален, Абу Али ибн Сина и другие) также уделяли внимание гериатрии. В наше время проблемы гериатрии разрабатываются во многих научно-исследовательских учреждениях мира.
Однако вопреки успехам в познании биологических основ старения современная гериатрия еще не располагает методами и средствами воздействия на угасающие с возрастом нормальные физиологические процессы. Поэтому роль гериатрии ограничивается лечением возникающих в пожилом и старческом возрасте заболеваний и исключением (при наличии возможностей) факторов риска, вызывающих преждевременное старение.
Индивидуальное развитие. Постэмбриональный период
1. Вспомните формулировку биогенетического закона.
2. Почему дробление оплодотворенной яйцеклетки у курицы и кролика происходит по-разному?
Постэмбриональное развитие и его периоды.
Постэмбриональное развитие начинается с выхода новой особи из яйцевых оболочек или (при живорождении) из организма матери. Оно подразделяется на три периода - ювенилъный, пубертатный и период старения.
Первый период, ювенилъный, продолжается до окончания полового созревания.
Развитие организма в этот период может протекать по двум различным путям. Прямое развитие происходит, если из яйца или из организма матери выходит особь, похожая на взрослую, но меньшая по размерам и с несформированной половой системой. Другой тип развития называется непрямым и проходит с метаморфозом. Ювенильный период практически всегда сопровождается ростом организма. С одной стороны, процесс роста запрограммирован генетически, а с другой - зависит от условий существования. В маленьком аквариуме рыбы никогда не достигнут тех размеров, до которых они вырастают в природных условиях. При этом если во время ювенильного периода рыб из маленького аквариума пересадить в большой, то такие рыбы вырастут больше, чем те, которые остались в маленьком аквариуме. У человека рост контролируется целым рядом гормонов, выделяемых гипоталамусом, гипофизом, щитовидной и половыми железами.
Второй период постэмбрионального развития - пубертатный (т. е. период зрелости).
У большинства позвоночных животных он занимает, как правило, большую часть жизни.
Третий период - старение.
Старение - это общебиологическая закономерность, свойственная живым организмам, В определенном для каждого вида возрасте в организме начинаются изменения, снижающие возможности этого организма к приспособлению к изменяющимся условиям существования.
Улучшение условий жизни, снижение уровня детской смертности, победа над многими заболеваниями - все это вместе приводит к постоянному возрастанию продолжительности жизни. Если в XVI- XVII вв. этот показатель равнялся всего 30 годам, то сейчас в благополучных странах он составляет 75 лет для мужчин и 80 лет для женщин. Очевидно, что это далеко не предел, и победа над сердечно-сосудистыми и онкологическими болезнями продлит жизнь человека до 120-140 лет. Для этого конечно же необходимо, чтобы люди вели здоровый образ жизни, перестали отравлять себя алкоголем и никотином.
Смерть - это прекращение жизнедеятельности организма. Однако смерть необходима для эволюционного процесса. Без смерти не происходила бы смена поколений - одна из основных движущих сил эволюции.
Периоды постэмбрионального развития: ювенильный, пубертатный, старение. Прямое и непрямое развитие.
1. Какие периоды постэмбрионального развития различают? Что для каждого из них характерно?
2. Какое влияние оказывает внешняя среда на развитие организма?
3. Какое развитие называют развитием организма с метаморфозом? Для каких организмов оно характерно? Приведите примеры животных с прямым и непрямым развитием.
4. Может ли многоклеточный организм быть бессмертным?
Процесс старения запрограммирован генетически, однако до сих пор не создано единой теории, объясняющей старение. Одни исследователи считают, что старение является следствием работы группы генов, которая осуществляет некую «программу старения». Эту точку зрения подтверждает существование редчайшего заболевания человека - прогерии. У ребенка, больного прогерией, проявляются явные, нарастающие признаки старости, и в 10-12 лет он выглядит как очень пожилой человек. Доказано также, что ДНК в любом организме постоянно повреждается различными химическими и физическими воздействиями. В молодом возрасте в организме активно работают специальные ферменты, восстанавливающие нормальное строение ДНК, однако в старости эти ферменты функционируют все слабее, и накопление «ошибок» в структуре ДНК ведет к онкологическим заболеваниям, нарушениям обмена веществ и др.
Краткое содержание главы
Клетка является единицей жизни. Изначально возникли одноклеточные живые организмы, однако в процессе эволюции стали преобладать многоклеточные формы жизни. Живой организм представляет собой саморегулирующуюся систему, способную к воспроизведению себе подобных, т. е. к размножению.
Жизнь клетки от момента ее возникновения в результате материнской клетки и до ее собственного деления или естественной гибели называется жизненным цикл клетки или клеточным циклом. Основной способ деления клеток - митоз, включающий в себя следующие стадии: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Промежуток между делениями клетки, в который происходит подготовка к делению, называется интерфазой, подразделяемой на три периода.
Клетки многоклеточного организма не могут делиться бесконечно, так как существует генетически «запрограммированная» клеточная смерть - апоптоз.
Размножение может быть бесполым и половым. В основе бесполого размножения лежит деление клетки или клеток митозом.
В основе полового размножения лежит деление клеток мейозом, так как половые клетки - гаметы должны содержать гаплоидный (1n) набор .
Любой тип онтогенеза у многоклеточных животных делится на два периода - эмбриональный и постэмбриональный.
Стадии эмбрионального периода онтогенеза : дробление, бластула, гаструла, нейрулэ. Организм большинства животных формируется из трех зародышевых листков: эктодермы, энтодермы и мезодермы.
В процессе эмбрионального развития одни части развивающегося зародыша влияют на формирование других его частей. Это явление получило название эмбриональной индукции.
Процесс постэмбрионального развития подразделяется на три периода: ювенильный, пубертатный и старение.
Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 10 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта
Жизнь каждого живого существа складывается из определенных биологических периодов и стадий. В целом можно выделить два основных - эмбриональный и постэмбриональный. Что собой представляет каждый, на чем основывается и как характеризуется, рассмотрим в данной статье.
Общее представление об образовании зародыша
Прежде чем организм появляется на свет и начинается его жизнь, нужно, чтобы он образовался в утробе родительского существа (чаще всего материнского, есть и исключения - гермафродиты).
Для этого существует естественный процесс - оплодотворение. Он заключается в слиянии мужских и женских половых гамет (клеток), в результате которого сформируется зигота - еще не определившийся зародыш. Эта оплодотворенная яйцеклетка и станет началом эмбрионального периода в развитии новой жизни.
Варианты оплодотворения могут быть разными, ведь живых существ очень много, и все они настолько уникальны, необычны и вариативны по внешним и внутренним особенностям, что остается только удивляться природе.
Можно выделить три основных способа:
- внутреннее оплодотворение - происходит строго внутри тела самки;
- наружное - половые продукты выносятся во внешнюю среду и там встречаются;
- гермафродитного рода - и мужские, и женские половые протоки изливаются в один канал внутри единого организма без определенного рода.
Для растений процесс оплодотворения вообще особенный. У цветковых он назван двойным и был открыт русским ученым Навашиным в 1898 году. Споровые обязательно ищут воду для осуществления данного явления, а голосеменные с ним вообще не торопятся. Их зародыш формируется около двух лет.
Тем не менее, как только зигота образовалась, берет свое начало новый этап в развитии будущей особи - эмбриональный. Он также неоднороден и складывается из нескольких стадий.
Эмбриональная стадия развития: характеристика
Это очень важный период, ведь именно в нем происходит закладка всех органов и систем, определяются особенности будущего организма. Начинается он формированием зиготы, а заканчивается моментом рождения на свет.
За это время эмбрион проходит ряд последовательных стадий:
- дробление зиготы митотическим путем;
- бластула - полый внутри шар из двух слоев клеток;
- гаструляция - формирование самого зародыша с двумя слоями клеток, выстилающими его изнутри и снаружи;
- нейрула - формирование трех зародышевых листков и закладка нервной трубки;
- образование органов и их систем в будущей особи.
Очевидно, что затем наступает время роста и развития самого эмбриона. Так продолжается до тех пор, пока он не достигнет определенных размеров, наберется сил для рождения, будет готов к жизни в другой, наружной среде. Ведь дальше его ждет уже постэмбриональное развитие, которое протекает в совершенно иных условиях и по другим правилам.
Рождение и его виды
Процесс рождения, или роды, - сложный и очень тяжелый, однако вполне естественный. Это и есть переходный момент от эмбриона к тому времени, когда наступает постэмбриональная стадия. Суть состоит в выталкивании из утробы матери плода вместе с последом, в котором он все это время находился. Если же говорить о животных, то сюда же можно отнести выталкивание яиц из клоаки, живорождение по примеру человека, откладывание личинок насекомыми.
Виды рождения у разных организмов:
- откладывание яиц;
- выталкивание капсулы с личинками;
- введение личинки под кожу промежуточного хозяина;
- живорождение.
Для каждого вида характерен свой способ. Однако чаще всего встречается именно живорождение - у птиц, млекопитающих, некоторых пресмыкающихся, человека.
Постэмбриональный период развития
Как уже оговаривалось выше, он берет свое начало с момента появления детеныша на свет либо с выхода его из яйцевых стенок, личиночной пленки, кокона и прочего. С этого времени постэмбриональное развитие может пойти по-разному. Всего обозначается два основных пути:
- прямое;
- с метаморфозом (непрямое).
Какой из них будет выбран, зависит от генетических особенностей каждого конкретного вида. Например, многие насекомые выбирают именно второй путь, так как это позволяет преодолевать основные экологические и биологические проблемы.
Для млекопитающих, птиц, человека более приемлем первый вариант, включающий будущую заботу о появляющемся потомстве.
Прямое развитие
Прямое постэмбриональное развитие организма заключается в появлении после рождения особи, полностью повторяющей по внешним и внутренним признакам материнскую, только меньшую по размерам и с не до конца развитыми системами органов.
Другими словами, на свет появляется уменьшенная копия исходной особи. Детеныш ведет такой же образ жизни, употребляет в пищу те же продукты, что и родители. Именно они в ходе жизни научат малыша всему, что ему пригодится для максимальной приспособленности к условиям среды. А также к тому, чтобы занять свою нишу в природе.
Подобное постэмбриональное развитие характерно для птиц, пресмыкающихся, млекопитающих. Можно привести массу примеров, подтверждающих это. Ни одна львица не бросит своих львят до тех пор, пока они не начнут самостоятельно добывать себе пищу. Птицы носят в свои гнезда пропитание для птенчиков, которые, едва вылупившись из гнезда, сразу хотят кушать. До этого они высиживают потомство, обеспечивая яйцам защиту и оптимальную температуру.
Непрямое развитие
Непрямое постэмбриональное развитие имеет также другое название - с метаморфозом. Это слово переводится как "преобразование", "превращение". Так и происходит. Появляющееся животное не сразу становится таким же, как его родители. Сначала оно пребывает в совершенно иной, личиночной стадии. Чаще всего такие превращения характерны именно для разных видов насекомых. Редко когда из личинки выходит сразу организм, идентичный взрослому.
Чаще всего он совершенно иной не только по внешним признакам, но и по образу жизни, способу и виду питания, занимаемой территории обитания. Причин для такого явления немало. Одними из главных являются:
- сохранение численности видов, так как уходит конкуренция за пищу;
- разные места обитания и условия существования, что способствует более широкому ареалу заселения.
Непрямое постэмбриональное развитие организмов характерно для:
- растений;
- беспозвоночных (насекомых, губок, кишечнополостных) животных;
- круглоротых (миноги, например);
- некоторых видов рыб;
- земноводных.
Это очень удобное и выгодное преобразование, созданное природой. На определенной стадии развития личинка превращается в исходную родительскую форму. Но до этого ее главная задача - питание и накапливание веществ для успешного метаморфоза.
Очень ярким примером могут служить стрекозы, у которых имаго и личинка резко отличны друг от друга. Известно, что сложно встретить более жестокого и прожорливого хищника, чем маленькие детеныши этих насекомых. Они способны убивать особей, которые превосходят их по размерам и массе.
Личинки земноводных имеют жабры и обитают только в водной среде, в то время как взрослые особи дышат покровами тела и легкими, а среда их жизни - двойная.
Бабочки вообще кардинально различны в стадиях своего постэмбрионального развития. Ведь гусеницы выглядят совершенно иначе, нежели взрослые красивые насекомые, которыми так все восхищаются.
Постэмбриональный период: ювенильный
Кроме той классификации, которую мы уже привели, следует указать еще одну. Постэмбриональное развитие организмов включает в себя три этапа:
- ювенильный;
- пубертатный;
- старение.
Первый, ювенильный, начинается с момента рождения и продолжается до полного созревания, в том числе полового. Главная особенность - это рост и развитие, причем очень активное. Если говорить о людях, то это период детства, который длится до самого окончания подросткового возраста.
Очень важно на этом этапе получение достаточного количества питательных веществ. В дикой природе это также момент получения ценных знаний от родителей и том, как жить в окружающем мире. Млекопитающие учат детенышей ходить, охотиться, выбирать пропитание, ухаживать за собой.
Пубертатный период
Этот постэмбриональный период у большинства видов существ занимает основную часть жизни. Ведь он включает в себя весь сознательный и осмысленный этап зрелости. У людей это возраст в рамках примерно с 16 и до 55-60 лет. Конечно, у каждого по-разному. Ведь генетические особенности у каждой особи свои, поэтому сложно обозначить четкие границы.
В этот период проходит основной жизненный этап, в том числе воспроизведение потомства и его воспитание и выращивание.
Старение и смерть
Это заключительный этап в жизни каждого живого существа. Если говорить о беспозвоночных, пресмыкающихся и других примитивных животных, то у многих старение - период сразу после рождения потомства. Ведь цель существования именно в этом процессе.
Млекопитающие и люди в полной мере познают всю суть данного этапа. Ведь старение происходит постепенно, смерть также наступает естественно, не мгновенно (если говорить о нормальных природных вариантах). Что происходит в организме в этот период?
- Меняется процесс обмена веществ.
- Ухудшается работа головного мозга, органов чувств.
- Обостряются хронические и другие заболевания.
- Организм готовится к прекращению жизнедеятельности.
Данный период завершает постэмбриональное развитие животных. То же самое относится и к человеку.
Жизненный цикл разных видов насекомых
Непрямое постэмбриональное развитие, как мы уже говорили, более всего характерно именно для насекомых. Среди беспозвоночных можно найти множество примеров, подтверждающих это явление:
- тараканы;
- клопы;
- поденки;
- стрекозы;
- бабочки и многие другие.
При этом превращение во взрослую особь не у всех происходит одинаково. Есть существа, которые осуществляют его не полностью. Такой метаморфоз именуется неполным. Большинство же превращается в родителей достаточно быстро и полностью.
Развитие животных после рождения
Млекопитающие животные - особые в отношении постэмбрионального развития. Именно они способны, как человек, проявлять заботу о потомстве, выкармливать его молоком, обучать и воспитывать. Стоит вспомнить хотя бы кенгуру, который прячется в мамину сумку, будучи уже совершенно умелым бегуном и прыгуном.
Среди медведей, слонов, волков всегда сохраняется негласный закон - малыша не тронет никто из своих, а если он лишится родителя, значит, ему его заменят сородичи. Это подтверждает тот факт, что природа очень мудро, правильно и грамотно расставляет приоритеты. Ведь если говорить о крупных млекопитающих, то потомство редко достигает и пяти детенышей. Поэтому им очень важно их сохранить и вырастить.
А вот самки земноводных, рыб, червей, насекомых могут откладывать миллионы яиц, икринок и так далее. Поэтому заботиться не имеет смысла. Из такого количества потомства все равно останется немало выживших.
2.2 Постэмбриональный период развития
В момент рождения или выхода организма из яйцевых оболочек заканчивается эмбриональный и начинается постэмбриональный период развития. Постэмбриональное развитие может быть прямым или сопровождается превращением (метаморфозом).
При прямом развитии (у пресмыкающихся, птиц, млекопитающих) из яйцевых оболочек или из тела матери выходит организм небольших размеров, но с уже заложенными всеми основными органами, свойственными взрослому животному. Постэмбриональное развитие в этом случае сводится в основном к росту и половому созреванию.
При развитии с метаморфозом из яйца выходит личинка, обычно устроенная проще взрослого животного, со специальными личиночными органами, во взрослом состоянии отсутствующими. Личинка питается, растет, и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослым особям. Следовательно, при метаморфозе разрушаются личиночные органы и возникают органы, присущие взрослым животным.
Разберем несколько примеров непрямого постэмбрионального развития. Личинка асцидий (тип Хордовые, подтип Личиночно-хордовые) обладает всеми основными признаками хордовых животных: хордой, нервной трубкой, жаберными щелями в глотке. Она свободно плавает, затем прикрепляется к какой-либо твердой поверхности на дне моря, где и совершается метаморфоз: у нее исчезают хвост, хорда, мышцы, а нервная трубка распадается на отдельные клетки, большая часть которых фагоцитируется. От нервной системы личинки остается лишь группа клеток, дающая начало нервному узлу. Строение тела взрослой асцидий, ведущей прикрепленный образ жизни, нисколько не напоминает обычные черты организации хордовых животных. Только знание особенностей онтогенеза позволяет определить систематическое положение асцидий: строение личинки указывает на происхождение их от хордовых животных, которые вели свободный образ жизни. В процессе метаморфоза асцидий переходят к сидячему образу жизни, в связи с чем упрощается их организация.
Личиночная форма амфибий - головастик, для которого характерны жаберные щели, боковая линия, двухкамерное сердце, один круг кровообращения. В процессе метаморфоза, происходящего под влиянием гормона щитовидной железы, рассасывается хвост, появляются конечности, исчезает боковая линия, развиваются легкие и второй круг кровообращения. Обращает на себя внимание сходство ряда черт строения головастиков и рыб (боковая линия, строение сердца и кровеносной системы, жаберные щели).
Примером метаморфоза может служить также развитие насекомых. Гусеницы бабочек или личинки стрекоз резко отличаются по строению, образу жизни и среде обитания от взрослых животных и напоминают своих предков - кольчатых червей.
Постэмбриональный период развития имеет разную продолжительность. Например, поденки в личиночном состоянии живут 2-3 года, а в половозрелом - от 2-3 часов до 2-3 суток в зависимости от видовой принадлежности. В большинстве же случаев постэмбриональный период более продолжителен. У человека он включает стадию полового созревания, стадию зрелости и стадию старости.
У млекопитающих и человека наблюдается известная зависимость продолжительности жизни от длительности полового созревания и беременности. Обычно продолжительность жизни превышает
дорепродуктивный период онтогенеза в 5-8 раз.
Постэмбриональное развитие сопровождается ростом. Различают рост неопределенный, продолжающийся в течение всей жизни, и определенный, ограниченный каким-то сроком. Неопределенный рост наблюдается у древесных форм растений, некоторых моллюсков, из позвоночных - у рыб, крыс.
У многих животных рост прекращается вскоре после достижения половой зрелости. У человека рост заканчивается к 20-25 годам.
2.3 Общие закономерности развития. Биогенетический закон
Все многоклеточные организмы развиваются из оплодотворенного яйца. Развитие зародышей у животных, относящихся к одному типу, во многом сходно. У всех хордовых животных в эмбриональном периоде закладывается осевой скелет - хорда, возникает нервная трубка, в переднем отделе глотки образуются жаберные щели. План строения хордовых животных также одинаков. На ранних стадиях развития зародыши позвоночных очень похожи (рис. 3). Эти факты подтверждают справедливость сформулированного К. Бэром закона зародышевого сходства: «Эмбрионы обнаруживают, уже начиная с самых ранних стадий, известное общее сходство в пределах типа». Сходство зародышей разных систематических групп свидетельствует об общности их происхождения. В дальнейшем в строении зародышей проявляются признаки класса, рода, вида и, наконец, признаки, характерные для данной особи. Расхождение признаков зародышей в процессе развития называется эмбриональной дивергенцией и отражает эволюцию той или иной систематической группы животных, историю развития данного вида.
Рис. 3. Зародышевое сходство у позвоночных: 1 – однопроходные (ехидна), 2 – сумчатые (кенгуру), 3 – парнокопытные (олень), 4 – хищные (кошка), 5 – приматы (мартышка), 6 - человек
Большое сходство зародышей на ранних стадиях развития и по
явление различий на более поздних стадиях имеют свое объяснение.
Организм подвержен изменчивости на протяжении всего развития.
Мутационный процесс затрагивает гены, обусловливающие особенности строения и обмена веществ у самых молодых эмбрионов. Но возникающие у них структуры (древние признаки, свойственные далеким предкам) играют весьма важную роль в процессах дальнейшего развития. Как указывалось, зачаток хорды индуцирует образование нервной трубки, а его утрата приводит к прекращению развития. Поэтому изменения на ранних стадиях обычно приводят к недоразвитию и гибели особи. Напротив, изменения на поздних стадиях, затрагивая менее значительные признаки, могут быть благоприятны для организма и в таких случаях подхватываются естественным отбором.
Появление в эмбриональном периоде развития современных животных признаков, свойственных их далеким предкам, отражает эволюционные преобразования в строении органов.
В своем развитии организм проходит одноклеточную стадию (стадия зиготы), что может рассматриваться как повторение филогенетической стадии первобытной амебы. У всех позвоночных, включая высших их представителей, закладывается хорда, которая далее замещается позвоночником, а у их предков, если судить по ланцетнику, хорда оставалась на всю жизнь. В ходе эмбрионального развития птиц и млекопитающих, включая человека, появляются жаберные щели в глотке и соответствующие им перегородки. Факт закладки частей жаберного аппарата у зародышей наземных позвоночных объясняется их происхождением от рыбообразных предков, дышащих жабрами. Строение сердца человеческого зародыша в ранний период формирования напоминает строение этого органа у рыб: оно с одним предсердием и одним желудочком. У беззубых китов в эмбриональном периоде появляются зубы. Зубы эти не прорезываются, они разрушаются и рассасываются.
Приведенные здесь и многие другие примеры указывают на глубокую связь между индивидуальным развитием организмов и их историческим развитием. Эта связь нашла свое выражение в биогенетическом законе, сформулированном Ф. Мюллером и Э. Геккелем в XIX в.: онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития) вида, к которому эта особь относится.
Заключение
Завершая работу над рефератом можно прийти к выводу, что способность к размножению, или самовоспроизведению, – одна из важнейших характеристик органической природы. Размножение – свойство, присущее всем без исключения живым организмам, от бактерий до млекопитающих.
Существование любого вида животных и растений, бактерий и грибов, преемственность между родительскими особями и их потомством поддерживаются только благодаря размножению. Тесно связано с самовоспроизведением и другое свойство живых организмов – развитие. Оно также присуще всему живому на Земле: и мельчайшим одноклеточным организмам, и многоклеточным растениям и животным.
Список литературы
1. Боген Г. Современная биология. - М.: Мир, 1970.
Фораминифер) происходит деление на большее число клеток. Во всех случаях образующиеся клетки полностью идентичны исходной. Крайняя простота этого способа размножения, связанная с относительной простотой организации одноклеточных организмов, позволяет размножаться очень быстро. Так, в благоприятных условиях количество бактерий может удваиваться каждые 30–60 минут. Размножающийся бесполым путем...
В питомнике ЮУНИИПОК его используют для размножения большинства сортов жимолости и этот метод дает хорошие и удовлетворительные результаты. Для размножения жимолости съедобной зелеными и одревесневшими черенками используется элитный посадочный материал, выращенный в ЮУНИИПОК, а также с включением районированных и рекомендованных для селекционных целей и производственного испытания сортов из...
Где сливаются с яйцеклеткой. Наиболее хорошо развит архегоний у мхов. В дальнейшем наблюдается его редукция.Глава II. Материал и методика исследований Работа по выращиванию папоротников в оранжерейных условиях проводилась в период 1998-2000 гг. Объектом исследования послужили 7 видов тропических и субтропических папоротников: Адиант венерин волос (Adiantum capillus-veneris L.), Птерис...
27. Типы развития организмов в постэмбриональном периоде
Фрунзенский район
РЕФЕРАТ
ПО БИОЛОГИИ
НА ТЕМУ: " ТИПЫ ПОСТЭМБРИОНАЛЬНОГО РАЗВИТИЯ И РОСТ ОРГАНИЗМОВ "
Подготовила: ученица 11-А класса
Лагунова Анна
Проверила: Колесник Н.Н.
Харьков, 2015г.
План
- Введение
- 1. Прямое развитие
- 2. Непрямое развитие
- 3. Старость
- 4. Смерть
Введение
Постэмбриональное развитие (от лат. post - после и греч. йmbryon - зародыш) послезародышевое развитие, период онтогенеза многоклеточных животных, следующий за периодом зародышевого развития.
Постэмбриональное развитие начинается с момента рождения или выхода организма из яйцевых оболочек и продолжается вплоть до наступления полового созревания. Главной особенностью его является то, что он вступает в непосредственный контакт с внешней средой. Он начинает дышать, питаться, реагировать на различные воздействия. После рождения развитие организма продолжается в виде изменений в размере, дальнейшей специализации клеток и тканей, регенерации и старении. Постэмбриональное развитие сопровождается ростом (процессом увеличения массы тела и объема организма). При этом он может быть ограничен определенным сроком или длиться в течение всей жизни. Постэмбриональное развитие бывает прямым и непрямым.
1. Прямое развитие
Прямое развитие - развитие, при котором появившийся организм идентичен по строению взрослому организму, ведет тот же образ жизни, что и взрослые, но имеет меньшие размеры и не обладает половой зрелостью. Дальнейшее развитие связано с увеличением размеров и приобретением половой зрелости. Например: развитие рептилий, птиц, млекопитающих. В эволюции позвоночных животных наблюдается как бы выпрямление постэмбрионального развития.
Благодаря увеличению количества желтка в яйцеклетках или внутриутробному развитию эмбриональный период удлиняется, и организм к моменту выхода из яйцевых оболочек в главных чертах строения напоминает взрослую стадию . В этом случае постэмбриональный период характеризуется в основном ростом и изменением пропорций тела, приобретением состояния функциональной зрелости органов и систем. Созревает и начинает функционировать половая система .
Такой тип эмбрионального развития, лишенный личиночной стадии, называется прямым. Он характерен для онтогенеза высших позвоночных: пресмыкающихся, птиц, млекопитающих.
На рост и развитие в постэмбриональный период оказывают большое влияние условия внешней среды. Для растений решающими факторами являются свет, влажность, температура, количество и качество питательных веществ в почве. Для животных также большое значение имеет полноценное кормление (наличие в корме белков, углеводов, липидов, минеральных веществ , витаминов, микроэлементов). Важны также кислород, температура, свет (синтез витамина Д).
Рост и индивидуальное развитие организмов находятся также под контролем гуморальных и нервных механизмов регуляции.
В клетках животных синтезируются химически активные вещества , влияющие на процессы жизнедеятельности. Нервные клетки беспозвоночных и позвоночных вырабатывают так называемые нейросекреты. Железы эндокринной, или внутренней секреции продуцируют гормоны. У позвоночных железами внутренней секреции являются щитовидная, околощитовидная, поджелудочная железы, надпочечники, гипофиз, эпифиз, половые железы, которые тесно связаны между собой.
2. Непрямое развитие
онтогенез эмбриональный животное многоклеточный
Многие низшие многоклеточные (губки, кишечнополостные, плоские и кольчатые черви), низшие хордовые (асцидии, ланцетник), низшие позвоночные (рыбы, земноводные) выходят из яйцевых оболочек в виде личинок. У них не развиты половые железы, часто имеются специальные личиночные органы, обеспечивающие приспособленность к способу существования. Размеры обычно маленькие, самостоятельно питаясь, личинки растут, изменяют свою форму и превращаются в половозрелую особь. Личинка питается, растет и со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослому организму (имаго). Например: развитие лягушки, некоторых насекомых, червей.
Постэмбриональное развитие сопровождается ростом. Жизненный цикл складывается из последовательных фаз (которые часто называют стадиями), отмечающих важнейшие, узловые состояния организма - зарождение, развитие и размножение. В жизненных циклах организмов, размножающихся половым способом, выделяют две фазы - гаплоидную и диплоидную.
Относительная продолжительность этих фаз варьируется у представителей различных групп живых организмов. Так, у простейших и грибов преобладает гаплоидная фаза, а у высших растений и животных - диплоидная. Жизненные циклы бывают простыми и сложными. Сложные состоят из простых циклов , которые в этом случае оказываются незамкнутыми звеньями сложного цикла. Чередование поколений свойственно почти всем эволюционно продвинутым водорослям и всем высшим растениям.
Чередование поколений - тип размножения, в котором есть чередование полового и бесполого поколений. Различают первичное и вторичное чередование поколений.
Первичное чередование поколений отмечается у организмов, развивших в ходе эволюции половой прогресс, но сохранивших способность к бесполому размножению , и заключается в регулярном чередовании полового и бесполого поколений. Оно встречается у животных, у водорослей и у всех высших растений.
Вторичное чередование поколений широко встречается у животных. Оно отмечается в формах гетерогонии и метагенеза. Гетерогония заключается в первичном чередовании полового процесса и партеногенеза. Например, у трематод половое размножение регулярно сменяется партеногенезом.
В отношении большинства видов считается, что непрямое развитие исторически первично. Биологическое значение личиночных стадий многообразно.
Во-первых, при небольшом запасе желтка в яйцеклетке благодаря самостоятельному питанию личинки обеспечивается дальнейшее развитие более сложно устроенной взрослой стадии.
В-третьих, вследствие иного способа существования личинок по сравнению с половозрелой стадией, они как бы выходят из конкуренции за пищу и другие факторы со своими взрослыми стадиями (насекомые).
Во всех периодах онтогенеза организмы способны к восстановлению утерянных или поврежденных частей тела. Это свойство носит название регенерации. Она бывает физиологическая и репаративная.
Физиологическая - это замена утраченных частей тела в жизнедеятельности организма. Регенерация этого типа очень широко распространена в животном мире. Например, у членистоногих она представлена линькой, которая связана с ростом, у рептилий - замещением хвоста и чешуи, у птиц - перьев, когтей и шпор, у млекопитающих - сбрасывание ежегодно оленями рогов.
Реперативная регенерация - это восстановление части тела организма, отторгнутой насильственным путем. Регенерация этого типа возможна у многих животных, но ее проявления различны. Например, она часто осуществляется у гидр, когда из части восстанавливается все животное. У человека репаративной способностью обладают эпителиальная, соединительная, мышечная и костная ткани.
3. Старость
Это предпоследний период онтогенеза и его длительность определяется общей продолжительностью жизни, которая является видовым признаком.
В случае человека различают физиологическую старость, связанную с календарным возрастом, и преждевременное старение под влиянием социальных факторов и болезней, причем старость характеризуется рядом внешних и внутренних признаков . Среди внешних признаков называют снижение плавности движений, изменение осанки, уменьшение эластичности кожи и мышц, упругости последних, появление морщин, выпадение зубов. Подвергается изменениям первая (притупляется острота органов чувств) и вторая (изменяется речевая интонация, голос становится глухим) сигнальные системы.
Среди внутренних признаков называют обратное развитие (инволюцию) органов. Отмечают уменьшение размеров печени и почек, эластичности кровеносных сосудов, упругости связок, способности органов и тканей к регенерации. В костях накапливаются неорганические соли, обызвествляются хрящи. Происходят существенные изменения в клетках.
Современные генетические представления о механизме старения сводятся к тому, что в процессе жизни в клетках организма накапливаются мутантные гены, в результате действия которых происходит синтез дефектных белков. Дефектные белки играют дезинтегрирующую роль в клеточном метаболизме, что ведет к старению. Однако исчерпывающей теории старения еще не создано.
4. Смерть
Это завершающий этап онтогенеза. У одноклеточных организмов смертью является их гибель, но прекращение существования клетки может быть связано с делением.
В случае более организованных животных, например, млекопитающих, смерть в полном смысле слова завершает жизнь организма.
У человека биологическая смерть характеризуется тем, что она необратима и сопровождается прекращением процессов самообновления, гибелью, разложением клеток. Однако умирание клеток начинается не во всех органах одновременно. Вначале гибнет кора головного мозга, затем эпителий кишечника, легких, печени, клетки мышц, сердца.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Характеристика стадий онтогенеза многоклеточных животных. Особенности эмбрионального и постэмбрионального периодов развития. Первичный органогенез, дифференцировка клеток зародыша. Последовательные стадии эмбрионального развития животных и человека.
презентация, добавлен 07.11.2013
Характеристика прямого и непрямого развития. Описание этапов эмбрионального периода развития человека, периоды постэмбрионального развития у людей и животных. Регенерация. Особенности вредного влияния алкоголя и курения на развитие организма человека.
реферат, добавлен 07.06.2010
Определение онтогенеза как индивидуального развития организма от зиготы (вегетативного зачатка) до естественной смерти. Морфологические и физиологические особенности этапов развития растений: эмбрионального, ювенального, репродуктивного и старости.
реферат, добавлен 17.04.2012
Дорепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный период онтогенеза. Сравнение онтогенеза и филогенеза. Взаимосвязь и взаимодействие онтогенетических дифференцировок. Проблема взаимоотношений индивидуального развития организмов и их эволюции.
реферат, добавлен 26.10.2015
Основные понятия онтогенеза. Сравнительная характеристика и соотношение онтогенеза и филогенеза. Законы, сформулированные в дальнейшем другими учеными на основе закона зародышевого сходства К. Бэра. Биологическая сущность биогенетического закона Геккеля.
курсовая работа, добавлен 09.10.2012
Теоретический анализ оплодотворения у животных (внешнее и внутреннее), у растений (простое и двойное). Характеристика основных этапов эмбрионального и постэмбрионального развития. Отличительные черты непрямого развития с неполным и полным метаморфозом.
презентация, добавлен 19.05.2010
Исследование закономерностей эмбрионального развития зародыша. Изучение периодов онтогенеза. Генетические основы дифференцировки. Критические периоды постнатального и пренатального эмбриогенеза. Анализ влияния факторов окружающей среды на эмбриогенез.
презентация, добавлен 26.05.2013
Характеристика клетки - элементарной генетической и структурно-функциональной единицы многоклеточных организмов . Особенности первого закона Менделя - закона единообразия гибридов первого поколения. Основы генетики пола. Типы онтогенеза: прямой и непрямой.
контрольная работа, добавлен 08.02.2011
Е. Период развития с момента выхода из яйцевых оболочек, или рождения, до смерти организма.
