Непрямое развитие схема. Жизненные циклы организмов. Онтогенез, его типы. Прямое и непрямое развитие. Периодизация онтогенеза. Особенности размножения рыб

Онтогенез – индивидуальное развитие организма. В онтогенезе выделяют 2 периода – эмбриональный и постэмбриональный. Для высших животных и человека принято деление на пренатальный, и постнатальный. Предложено также выделить и проэмбриональный период, предшествующий образованию зиготы.

Проэмбриональный период развития связан с образованием гамет. Процессы, характеризующие овогенез, приводят к образованию гаплоидного набора хромосом и формированию сложных структур в цитоплазме. В яйцеклетках происходит накопление желтка. В зависимости от количества желтка различают яйца трех типов: изолецитальные, телолецитальные и центролецитальные. Изолецитальные содержат небольшое количество желтка и он равномерно распределен по всей клетке. В центролецитальных яйцах желток находится в центре клетки, а цитоплазма расположена на периферии. Телолецитальные яйца содержат большое количество желтка, сосредоточенного на вегетативном полюсе. В проэмбриональном периоде развития в яйце откладывается рРНК и иРНК, а также образуется ряд структур. Многие из них заметны благодаря присутствию различных пигментов. Эмбриональный период или эмбриогенез начинается с образования зиготы. Окончание этого периода связано с различными этапами рождения. Эмбриональный период делится на стадии зиготы, дробления, бластулы, образования зародышевых листков, гисто и органогенеза. Зародыши млекопитающих до образования зачатков принято называть эмбрионом, а в дальнейшем – плодом. После выхода из яйца или рождения начинается постэмбрионалъное развитие. Существуют различные типы онтогенеза: прямой и непрямой. Прямой встречается в 2 формах – неличиночного и внутриутробного, а непрямой – в виде личиночного. Личиночный тип развития характеризуется тем, что в развитии организма имеется одна или несколько личиночных стадий. Личинки ведут активный образ жизни. У них имеется ряд провизорных органов, которых нет во взрослом состоянии. Этот тип развития сопровождается метаморфозом Неличиночный тип. Яйцеклетки животных богаты питательным материалом, достаточным для завершения онтогенеза. Для питания, дыхания и выделения у этих зародышей также развиваются провизорные органы

Внутриутробный тип развития характерен для высших млекопитающих и человека. Яйцеклетки почти не содержат питательного материала. Все жизненные функции зародыша осуществляются через материнский организм. В связи с этим из тканей матери и зародыша образуются сложные провизорные органы, в первую очередь плацента

25. Сперматогенез, фазы и превращение клеток. Биологическое значение полового размножения.

Сперматогенез – одна из разновидностей гаметогенеза, процесс образования и созревания сперматозоидов. Развиваются сперматозоиды в половых железах. Различают 3 стадии, где последовательно протекает гаметогенез и заканчивается созреванием сперматозоидов. 1 стадия – период размножения. В зоне размножения первичные половые клетки с диплоидным набором хромосом многократно делятся путем митоза, что способствует увеличению их количества. В зоне размножения в результате митоза образуются многочисленные сперматогонии. 2 стадия – период роста. В зоне роста исходные клетки усиленно растут, запасают питательные вещества. Здесь протекает интерфаза перед мейозом. В зоне роста сперматогонии увеличиваются и из каждой клетки формируется сперматоцит 1 порядка. 3 стадия – стадия созревания. Происходит мейоз, в результате которых перед вторым делением образуются 2 сперматоцида II порядка, а затем после мейоза в семенниках образуется 4 равные по размеру гаплоидные сперматиды. Они созревают и образуются сперматозоиды. Половое размножение, как было отмечено многими учеными, - неиссякаемый источник изменчивости. Благодаря половому размножению происходит разнообразие потомков. Кроме того, с каждым поколением выживают организмы, имеющие наиболее благоприятные комбинации наследственных свойств, что ведет к прогрессивной эволюции.

Постэмбриональное развитие

Может быть прямым или непрямым (сопровождается метаморфозом (превращение)).
При прямом развитии вновь появившийся организм по строению похож на родительский и отличается от него только размерами и неполным развитием органов.

Прямое постэмбриональное развитие:

Прямое развитие свойственно человеку и другим млекопитающим, птицам, пресмыкающимся, некоторым насекомым.

В развитие человека выделяют следующие периоды: детство, отрочество, юность, молодость, зрелость, старость. Каждый период характеризуется рядом изменений в организме.
Старение и смерть – последние этапы индивидуального развития. Старение характеризуются многими морфологическими и физиологическими имениями, ведущими к общему понижению жизненных процессов и устойчивости организма. Причины и механизмы старения до конца не изучены.
Смерть завершает индивидуальное существование. Она может быть физиологической, если наступает в результате старения, и патологической, если вызвана преждевременно каким-нибудь внешним фактором (ранение, болезнь).

Непрямое постэмбриональное развитие:

Метаморфоз представляет собой глубокие преобразования в строении организма, в результате которых личинка превращается во взрослое насекомое. В зависимости от характера постэмбрионального развития у насекомых различают два типа метаморфоза:

неполный (гемиметаболия), когда развитие насекомого характеризуется прохождением только трех стадий - яйца, личинки и взрослой фазы (имаго);

полный (голометаболия), когда переход личинки во взрослую форму осуществляется на промежуточной стадии - куколочной.

Вылупившийся из яйца цыпленок или родившийся котенок похож на взрослых животных соответствующего вида. Однако у других животных (например, земноводные, большинство насекомых) развитие протекает с резкими физиологическими изменениями и сопровождается образованием личиночных стадий. При этом все части тела личинки претерпевают значительные изменения. Меняются также физиология и поведение животных. Биологическое значение метаморфоза в том, что на стадии личинки организм растет и развивается не за счет запасных питательных веществ яйца, а она может питаться самостоятельно.
Из яйца выходит личинка, обычно устроенная проще взрослого животного, со специальными личиночными органами, отсутствующими во взрослом состочнии. Личинка питается, растет, и, со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослым животным. При неполном метаморфозе замена личиночных органов происходит постепенно, без прекращения активного питания и перемещения организма. Полный метаморфоз включает стадию куколки, в которой личинка преобразовывается во взрослое животное.

У асцидий (тип хордовые, подтип личиночно-хордовые) образуется личинка, обладающая всеми основными признаками хордовых животных: хордой, нервной трубкой, жаберными щелями в глотке. Личинка свободно плавает, затем прикрепляется к какой-либо твердой поверхности на дне моря и совершает метаморфоз: хвост исчезает, хорда, мышцы, нервная трубка распадаются на отдельные клетки, большая часть которых фагоцитируются. От нервной системы личинки остается лишь группа клеток, дающая начало нервному узлу. Строение взрослой асцидии, 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 асцидии переходят к сидячему образу жизни, в связи с чем упрощается их организация.

Непрямое развитие характерно для земноводных

Личинка лягушки – головастик - напоминает рыбку. Он плавает у дна, проталкивая себя вперед хвостом, обрамленным плавником и дышит сначала наружными жабрами, торчащими пучками по бокам головы, а позднее внутренними жабрами. У него один круг кровообращения, двухкамерное сердце, есть боковая линия. Все это – черты строения рыб.
1 неделя, длина тела 7 мм – Вылупляется из слизистой капсулы. Имеются наружные жабры, хвост, рот с роговыми челюстями; под ротовым отверстием слизистые железы.
2 неделя, длина тела 9мм – Наружные жабры начинают атрофироваться, над внутренними жабрами образуется жаберная крышка. Глаза хорошо развиты.
4 неделя, длина тела 12 мм – Утрата наружных жабр и слизистых желез. Развивается брызгальце. Хвост расширяется и помогает плавать.
7 неделя, длина тела 28 мм – Появляются почки задних конечностей.
9 неделя, длина тела 35 мм – Задние конечности вполне сформированы, но не используются при плавании. Голова начинает расширяться.
11-12 неделя, длина тела 35 мм – Левая передняя конечность выходит через брызгальце, а правая прикрыта жаберной крышкой. Задние конечности используются при плавании.
13 неделя, длина тела 25 мм – Глаза увеличиваются, рот расширяется.
14 неделя, длина тела 20 мм – Хвост начинает рассасываться.
16 неделя, длина тела 15мм – Все внешние личиночные признаки исчезли. Лягушка выходит на сушу.

Земноводные растут всю жизнь, но чем старше, тем медленнее.

У рыбы из икринки появляется малёк, который растет и превращается во взрослую особь.
Скорость метаморфоза зависит от количества пищи, температуры и внутренних факторов. Например, личинка лягушки – головастик питается растениями, а взрослая лягушка – насекомыми. Головастик и гусеница отличается от взрослых форм по строению, внешнему виду, образу жизни, питанию.

Личинки бабочек, называемые гусеницами, имеют вытянутое, насеченное туловище, напоминая червей с обрубленными концами тела. Ротовой аппарат у гусениц в отличие от такого взрослых насекомых – грызущий. На нижней губе открываются прядильные железы, выделяющие секрет, застывающий на воздухе в шелковые нити. На груди у личинок, как и взрослых, имеются три пары членистых ножек, но они пользуются ими лишь для захвата пищи и для опоры. Для передвижения гусеницы применяют нечленистые мясистые брюшные ложноножки, на подошвах которых
имеются мелкие крючочки. Подавляющее большинство гусениц питается растительной пищей. По образу жизни они очень разнообразны. Развитие с полным превращением.

Прямое постэмбриональное развитие

Прямое развитие свойственно человеку и другим млекопитающим, птицам, пресмыкающимся, некоторым насекомым.

В развитие человека выделяют следующие периоды: детство, отрочество, юность, молодость, зрелость, старость. Каждый период характеризуется рядом изменений в организме. Старение и смерть – последние этапы индивидуального развития. Старение характеризуются многими морфологическими и физиологическими имениями, ведущими к общему понижению жизненных процессов и устойчивости организма. Причины и механизмы старения до конца не изучены. Смерть завершает индивидуальное существование. Она может быть физиологической, если наступает в результате старения, и патологической, если вызвана преждевременно каким-нибудь внешним фактором (ранение, болезнь).

Непрямое постэмбриональное развитие

Метаморфоз представляет собой глубокие преобразования в строении организма, в результате которых личинка превращается во взрослое насекомое. В зависимости от характера постэмбрионального развития у насекомых различают два типа метаморфоза:

неполный (гемиметаболия), когда развитие насекомого характеризуется прохождением только трех стадий - яйца, личинки и взрослой фазы (имаго);

полный (голометаболия), когда переход личинки во взрослую форму осуществляется на промежуточной стадии - куколочной.

Вылупившийся из яйца цыпленок или родившийся котенок похож на взрослых животных соответствующего вида. Однако у других животных (например, земноводные, большинство насекомых) развитие протекает с резкими физиологическими изменениями и сопровождается образованием личиночных стадий. При этом все части тела личинки претерпевают значительные изменения. Меняются также физиология и поведение животных. Биологическое значение метаморфоза в том, что на стадии личинки организм растет и развивается не за счет запасных питательных веществ яйца, а она может питаться самостоятельно.

Из яйца выходит личинка, обычно устроенная проще взрослого животного, со специальными личиночными органами, отсутствующими во взрослом состоянии. Личинка питается, растет, и, со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослым животным. При неполном метаморфозе замена личиночных органов происходит постепенно, без прекращения активного питания и перемещения организма. Полный метаморфоз включает стадию куколки, в которой личинка преобразовывается во взрослое животное.

У асцидий (тип хордовые, подтип личиночно-хордовые) образуется личинка, обладающая всеми основными признаками хордовых животных: хордой, нервной трубкой, жаберными щелями в глотке. Личинка свободно плавает, затем прикрепляется к какой-либо твердой поверхности на дне моря и совершает метаморфоз: хвост исчезает, хорда, мышцы, нервная трубка распадаются на отдельные клетки, большая часть которых фагоцитируются. От нервной системы личинки остается лишь группа клеток, дающая начало нервному узлу. Строение взрослой асцидии, 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 асцидии переходят к сидячему образу жизни, в связи с чем упрощается их организация.

Непрямое развитие характерно для земноводных

Личинка лягушки – головастик - напоминает рыбку. Он плавает у дна, проталкивая себя вперед хвостом, обрамленным плавником и дышит сначала наружными жабрами, торчащими пучками по бокам головы, а позднее внутренними жабрами. У него один круг кровообращения, двухкамерное сердце, есть боковая линия. Все это – черты строения рыб.

1 неделя, длина тела 7 мм – Вылупляется из слизистой капсулы. Имеются наружные жабры, хвост, рот с роговыми челюстями; под ротовым отверстием слизистые железы.2 неделя, длина тела 9мм – Наружные жабры начинают атрофироваться, над внутренними жабрами образуется жаберная крышка. Глаза хорошо развиты.4 неделя, длина тела 12 мм – Утрата наружных жабр и слизистых желез. Развивается брызгальце. Хвост расширяется и помогает плавать.7 неделя, длина тела 28 мм – Появляются почки задних конечностей.9 неделя, длина тела 35 мм – Задние конечности вполне сформированы, но не используются при плавании. Голова начинает расширяться.11-12 неделя, длина тела 35 мм – Левая передняя конечность выходит через брызгальце, а правая прикрыта жаберной крышкой. Задние конечности используются при плавании.13 неделя, длина тела 25 мм – Глаза увеличиваются, рот расширяется.14 неделя, длина тела 20 мм – Хвост начинает рассасываться.16 неделя, длина тела 15мм – Все внешние личиночные признаки исчезли. Лягушка выходит на сушу.

Земноводные растут всю жизнь, но чем старше, тем медленнее.

У рыбы из икринки появляется малёк, который растет и превращается во взрослую особь. Скорость метаморфоза зависит от количества пищи, температуры и внутренних факторов. Например, личинка лягушки – головастик питается растениями, а взрослая лягушка – насекомыми. Головастик и гусеница отличается от взрослых форм по строению, внешнему виду, образу жизни, питанию.

Личинки бабочек, называемые гусеницами, имеют вытянутое, насеченное туловище, напоминая червей с обрубленными концами тела. Ротовой аппарат у гусениц в отличие от такого взрослых насекомых – грызущий. На нижней губе открываются прядильные железы, выделяющие секрет, застывающий на воздухе в шелковые нити. На груди у личинок, как и взрослых, имеются три пары членистых ножек, но они пользуются ими лишь для захвата пищи и для опоры. Для передвижения гусеницы применяют нечленистые мясистые брюшные ложноножки, на подошвах которых имеются мелкие крючочки. Подавляющее большинство гусениц питается растительной пищей. По образу жизни они очень разнообразны. Развитие с полным превращением.

Развитие является неотъемлемым фактором жизни. Оно начинается с оплодотворенной яйцеклетки и заканчивается половым созреванием. Для постэмбрионального периода характерно прямое и непрямое развитие. Прямое развитие - это биологический процесс, при котором многоклеточный организм растет и увеличивается, усложняя свою организацию. Такое явление характерно для человека, рыб, птиц и млекопитающих.

Непрямое развитие - это процесс, при котором зародыш развивается в зрелую особь с привлечением личиночной стадии, что сопровождается метаморфозом. Данное явление наблюдается, например, у большинства беспозвоночных и амфибий.

Особенности постэмбрионального периода

Периоды постэмбрионального развития сопровождаются изменением морфологических особенностей, повадок и места обитания. Для прямого развития характерной особенностью является то, что после рождения эмбрион является уменьшенной копией взрослого организма, он отличается лишь размерами и отсутствием некоторых характеристик, которые приобретаются лишь со временем. Примером может быть развитие человека, животных и некоторых пресмыкающихся. Непрямое развитие характерно для беспозвоночных, моллюсков и земноводных. В этом случае зародыш имеет существенные различия по сравнению со взрослым животным. В качестве примера подойдет обыкновенная бабочка. Только после того, как будет пройдено несколько , маленькая личинка преобразится до неузнаваемости.

Периоды развития

Периоды включают ювенильный этап, зрелость и старение.

• охватывает время от рождения до полового созревания. Этот этап сопровождается адаптацией к новой среде. Стоит отметить, что многие животные и рептилии, для которых характерен прямой путь постэмбрионального развития, развиваются примерно одинаково. Различием являются лишь временные рамки. Оканчивается этот

• Период зрелости, называемый репродуктивной стадией, характеризуется остановкой роста. В теле происходит самообновление определенных структур и их постепенное изнашивание.
• Период старения сопровождается замедлением восстановительных процессов. Как правило, наблюдается уменьшение массы тела. Если не имело место насильственное вмешательство, то естественная смерть наступает, когда жизненно важные системы в результате замедления всех процессов перестают функционировать.

Непрямое развитие: примеры и этапы

Давайте рассмотрим, как зарождается жизнь в новом существе. Прямое и непрямое развитие - это термины, описывающие различные процессы жизнедеятельности животных, которая начинается с оплодотворенной яйцеклетки. Во время постэмбрионального развития окончательно формируются системы органов, наблюдается рост, половое созревание с последующим продолжением рода. Дальше происходит старение, и при отсутствии внешних вмешательств наступает естественная смерть.

• Сразу после рождения начинается целый ряд трансформаций. В это время маленький организм отличается от взрослого как внешне, так и внутренне.
• Второй этап - это преобразование в совершенно новое тело. Метаморфоза - это постэмбриональное изменение формы тела с чередованием нескольких стадий.
• Третий этап - это заключительная стадия, которая оканчивается половым созреванием и продолжением рода.

Характеристика непрямого развития

Непрямое развитие характерно для многоклеточных организмов. Из отложенного яйца выходит личинка, которая внешне и внутренне не похожа на взрослую особь. По строению это более простое существо, как правило, имеющее меньший размер. Своим внешним видом оно может быть отдаленно похоже на своих дальних предков. Примером может быть личинка такого земноводного, как лягушка.

Внешне головастик очень напоминает маленькую рыбку. Благодаря наличию специальных личиночных органов он может вести совершенно другую жизнь, чем половозрелые особи. Даже зачаточных половых различий у них нет, поэтому пол личинки определить не представляется возможным. У определенного количества видов животных эта стадия развития занимает большую часть их жизни.

Радикальные метаморфозы

При непрямом развитии новорожденное животное сильно отличается от половозрелой формы по целому ряду анатомических признаков. Эмбрион вылупляется из яйца в виде личинки, которая претерпевает радикальные метаморфозы до того, как достигнет своей взрослой стадии. Непрямое развитие характерно для животных, которые откладывают многочисленные яйца. Это некоторые иглокожие, земноводные и насекомые (бабочки, стрекозы, лягушки и так далее). Личинки этих существ часто занимают совсем иное экологическое пространство, нежели взрослое животное. Они питаются, растут и в определенный момент трансформируются во взрослое животное. Эти глобальные метаморфозы сопровождаются многочисленными физиологическими изменениями.

Плюсы и минусы прямого развития

Плюсом прямого развития является то, что для роста нужно гораздо меньше энергии и жизненно важных ингредиентов, так как никаких глобальных перестроек в организме не происходит. Недостатком является то, что для развития эмбриона нужны большие запасы питательных веществ в яйцеклетках или вынашивание в утробе матери.

Негативным моментом является также то, что между молодыми и взрослыми животными может возникнуть конкуренция внутри вида, так как место их обитания и источники пищи совпадают.

Плюсы и минусы непрямого развития

Благодаря тому что организмы с непрямым типом развития проживают в разных экологических нишах, конкурентные отношения между личинками и взрослыми, как правило, не возникают. Преимуществом является также то, что личинки малоподвижных существ помогают виду расширить ареал его обитания. Среди минусов стоит указать то, что непрямое развитие животных во взрослую особь часто длится долгий период времени. Для качественных преобразований нужно большое количество питательных веществ и энергии.

Типы непрямого развития

Выделяют следующие виды непрямого развития: с полным и частичным непрямое развитие характерно для насекомых (бабочек, жуков, некоторых перепончатокрылых). Появившиеся на свет личинки начинают есть, расти, после чего становятся неподвижными коконами. В этом состоянии все органы организма распадаются, а образовавшийся клеточный материал и накопленные питательные вещества становятся основой для образования совершенно иных органов, характерных для взрослого организма.

С частичным метаморфозом непрямое постэмбриональное развитие свойственно для всех видов рыб и земноводных, определенных моллюсков и насекомых. Главным отличием от является отсутствие стадии кокона.

Биологическая роль личиночной стадии

Личиночная стадия - это период активного роста и запаса питательных веществ. Внешний вид, как правило, сильно отличается от взрослой формы. Имеются свои уникальные структуры и органы, которых нет у повзрослевшей особи. Их рацион также может существенно отличаться. Личинки часто адаптированы к окружающей среде. Например, головастики живут почти исключительно в воде, но могут жить и на суше, как взрослые лягушки. Некоторые виды во взрослой стадии являются неподвижными, в то время как их личинки перемещаются и используют эту способность для расселения и расширения области обитания.

1) Прямое - ребенок похож на родителя, только меньше по размерам и у него недоразвиты некоторые органы (млекопитающие, птицы).

2) Непрямое (с превращением, с метаморфозом) - ребенок (личинка) сильно отличается от родителя (лягушки, насекомые).

При непрямом развитии уменьшена конкуренция между детьми и взрослыми, поскольку они живут в разных местах и питаются разной пищей.

У всех насекомых развитие непрямое, превращение может быть полное и неполное.

Полное : из яйца развивается личинка, она питается, растет, затем превращается в покоящуюся стадию куколку, внутри которой происходит полная перестройка всех органов, из куколки выходит взрослое насекомое (имаго). Характерно для бабочек, жуков, комаров.

Неполное : стадия куколки отсутствует. Характерно для кузнечиков, тараканов, стрекоз.

Тесты

1. Для тараканов характерно
А) непрямое развитие с неполным превращением
Б) непрямое развитие с полным превращением
В) прямое развитие с неполным превращением
Г) прямое развитие с полным превращением

2. Для комаров характерно
А) непрямое развитие с неполным превращением
Б) непрямое развитие с полным превращением
В) прямое развитие с неполным превращением
Г) прямое развитие с полным превращением

3. Прямое развитие характерно для
1) лягушек; 2) насекомых; 3) млекопитающих; 4) птиц
А) 12
Б) 23
В) 34
Г) 14

4. Непрямое развитие характерно для
1) лягушек; 2) насекомых; 3) млекопитающих; 4) птиц
А) 12
Б) 23
В) 34
Г) 14

5. Полное превращение характерно для
1) бабочек, 2) жуков, 3) комаров, 4) кузнечиков, 5) тараканов, 6) стрекоз
А) 12
Б) 34
В) 56
Г) 25

6. Неполное превращение характерно для
1) бабочек, 2) жуков, 3) комаров, 4) кузнечиков, 5) тараканов, 6) стрекоз
А) 12
Б) 34
В) 56
Г) 25