ЩО ТАКЕ ІНДИВІДУАЛЬНИЙ РОЗВИТОК? ЯКІ ЙОГО ПЕРІОДИ? Кожному виду багатоклітинних тварин притаманний індивідуальний розвиток. Це розвиток особини від її народження до завершення життя. Розвиток багатоклітинних організмів виконує дві важливі біологічні функції. По-перше, забезпечується неперервність поколінь і тим самим існування як окремих видів, так і життя на нашій планеті загалом. По-друге, під час розвитку багатоклітинних організмів відбувається диференціація клітин і формуються різноманітні тканини та органи. Тільки уявіть: з однієї клітини - яйцеклітини - виникає все різноманіття клітин!

В індивідуальному розвитку тварини виділяють зародковий і післязародковий періоди.

ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ ПІД ЧАС ЗАРОДКОВОГО РОЗВИТКУ ТВАРИН? Зародковий період індивідуального розвитку — це час, коли новий організм (зародок) розвивається всередині материнського або всередині яйця. Він завершується народженням (виходом з оболонок яйця). У процесі зародкового розвитку тварин виділяють декілька послідовних етапів. Спочатку відбувається послідовний поділ зиготи та формування одношарового багатоклітинного зародка (мал. 239, 3-4).

Мал. 239. Запліднення та формування зародку у хордових тварин: 1 - сперматозоїд; 2 - яйцеклітина; 3 - послідовні етапи поділу зиготи; 4 - одношаровий зародок; 5 - двошаровий зародок; 6 - тришаровий зародок (а - ектодерма; б - ентодерма; в - мезодерма)

У подальшому в зародка закладаються два або три шари клітин - зародкових листків (мал. 239, 5). Спочатку утворюються два шари клітин: зовнішній - ектодерма та внутрішній - ентодерма. На цьому етапі завершується ембріональний розвиток у кишковопорожнинних.

У більшості багатоклітинних тварин після утворення ектодерми та ентодерми настає етап формування третього (середнього) зародкового листка - мезодерми (мал. 239, 6). Вона розташована між зовнішнім і внутрішнім зародковими листками.

Отже, подібні між собою клітини одношарового зародка згодом дають початок різним клітинам різних зародкових листків. Це відбувається внаслідок диференціації клітин.

На наступних етапах зародкового розвитку формуються різні тканини, а з тканин - органи. У хребетних тварин з ектодерми виникають нервова система, епітелій шкіри, зовнішні зябра амфібій тощо. Ентодерма бере участь у формуванні кишечнику, хорди, травних залоз (печінки, підшлункової залози), плавального міхура риб, легень тощо. З мезодерми беруть початок зачатки скелета, посмугованої мускулатури, кровоносної системи, статевих залоз тощо.

ЯКІ ОСОБЛИВОСТІ ПІСЛЯЗАРОДКОВОГО РОЗВИТКУ ТВАРИН? Післязародковий розвиток тварин починається після народження або виходу з оболонок, що вкривають зародок, і триває до смерті. За цей час організм росте, розвивається, набуває здатності до розмноження. В організмів деяких видів після розмноження настає смерть (комахи-одноденки, лососеві риби - кета, горбуша тощо). В інших організмів (більшість хребетних тварин, річковий рак, деякі комахи, павукоподібні, молюски) здатність до розмноження зберігається певний час. Після її втрати смерть у таких організмів настає не відразу, а через деякий час (від кількох днів у комах до кількох років і десятків років у великих ссавців тощо). Цей час має назву період старіння, коли знижується рівень обміну речовин, в організмі відбуваються необоротні зміни.

У плацентарних ссавців, деяких сумчастих, акул одна із зародкових оболонок зростається зі стінками розширеної частини статевих проток — матки. Таким чином, через кров матері до зародка потрапляють поживні речовини та кисень і виводяться продукти обміну речовин та вуглекислий газ. Процес появи на світ такого зародка має назву справжнього живонародження. Якщо розвиток зародка відбувається за рахунок запасних поживних речовин яйця всередині материнського організму і зародок звільняється від яйцевих оболонок ще в материнському організмі, таке явище має назву яйцеживонародження (ящірка живородна, деякі змії, акваріумні рибки - гулі та мечоносці й ін.). Якщо зародок розвивається у яйці поза материнським організмом і молода особина виходить з нього безпосередньо в зовнішнє середовище, то таке явище називають яйценародженням (більшість плазунів, комах, птахи, першозвірі тощо).

Післязародковий розвиток тварин може бути прямим або непрямим. За прямого розвитку щойно народжена тварина загалом нагадує дорослу (мал. 240). Це відбувається тоді, коли зародковий період триває довше за рахунок живлення зародка поживними речовинами материнського організму (плацентарні ссавці, деякі хрящові риби, скорпіони) або яйця (плазуни, птахи, першозвірі). За прямого розвитку тварина народжується досить розвинена, що зменшує її вразливість до зовнішніх чинників.

Прямий розвиток характерний для деяких кишковопорожнинних (гідри), малощетинкових червів (дощового черв’яка), деяких ракоподібних (річкового рака), павуків, прісноводних і наземних черевоногих молюсків, хрящових риб, плазунів, птахів, ссавців.

Непрямий розвиток характеризується тим, що особина, яка народжується (личинка), за своєю будовою значно відрізняється від статевозрілих (мал. 241). Він має кілька послідовних фаз. На кожній з них тварина відрізняється певними особливостями будови та життєвих функцій. Тип непрямого розвитку, коли організм личинки зазнає значної перебудови, називають розвитком з перетворенням (мал. 241, 1). Наприклад, у процесі розвитку комах виділяють фази яйця, личинки та дорослої комахи (під час розвитку з неповним перетворенням: клопи, бабки, таргани, прямокрилі, воші) або яйця, личинки, лялечки та дорослої комахи (під час розвитку з повним перетворенням: метелики, жуки, перетинчастокрилі, блохи тощо). На фазі лялечки організм комахи зазнає докорінних змін будови.

Мал. 240. Тварини, яким властивий прямий розвиток: 1 - акула з акуленям; 2 - самка каракурта з павучатами; 3 - змії вилуплюються з яєць; 4 - птах з пташенятами; 5 - ведмедиця з ведмежатами

Мал. 241. Тварини, яким властивий непрямий розвиток: 1 - метелик (а - яйця, б - гусениця, в - лялечка, г - доросла особина); 2 - лососева риба (а - ікра, б - личинка, в - доросла риба)

Личинка виконує кілька важливих біологічних функцій, спрямованих на забезпечення існування виду. Живильна функція полягає в тому, що тварина на цій фазі отримує найбільше поживних речовин, потрібних для завершення розвитку. Так, гусінь метеликів за час свого розвитку може збільшувати масу тіла в 10 000 разів і більше. Дорослі особини деяких видів комах не живляться взагалі, використовуючи запаси поживних речовин, накопичені личинкою (наприклад, шовковичний шовкопряд, оводи).

Інша функція - раціональне використання ресурсів. Вона полягає в тому, що різні фази розвитку можуть бути розділені просторово і за способом та об’єктами живлення. Пригадайте, гусінь метеликів переважно живиться тканинами рослин, тоді як дорослі особини - нектаром.

Ще одна функція - розселення. Личинки багатьох тварин, які ведуть малорухомий чи прикріплений спосіб життя (коралові поліпи, двостулкові молюски), здатні активно чи пасивно (за допомогою течій, вітру, інших організмів) розселятись на значні відстані, забезпечуючи поширення виду. Личинки паразитичних видів забезпечують зараження нових особин хазяїв.

ЯК РОСТУТЬ ТВАРИНИ? Усім тваринам притаманний ріст. Ріст організмів - це поступове збільшення їхньої маси і розмірів. Ріст, який здійснюється протягом індивідуального розвитку, буває обмеженим і необмеженим. Обмежений ріст спостерігають у тих випадках, коли особина, сягаючи певних розмірів, його припиняє (як правило, набувши здатності до розмноження: комахи, птахи, ссавці тощо). У разі необмеженого росту розміри і маса організмів збільшуються до їхньої смерті (молюски, хрящові та кісткові риби, рептилії та ін.).

Залежно від будови покривів тіла, особливостей індивідуального розвитку та умов довкілля, ріст буває безперервним або періодичним. За безперервного росту організм поступово збільшується, доки не сягає певних розмірів або не настає його смерть. Періодичний ріст спостерігають у тих випадках, коли періоди збільшення розмірів чергуються з періодами, коли ріст припиняється. Наприклад, членистоногі ростуть під час линяння, коли скидаються старі покриви і ще не затверділи нові. Ріст припиняється також у тих тварин, які впадають у сплячку чи заціпеніння під дією несприятливих чинників. У тварин ріст регулюється насамперед гормонами.

Біологічний словничок: індивідуальний розвиток, зародковий і післязародковий періоди розвитку, ріст і розвиток тварин, прямий і непрямий розвиток.

УЗАГАЛЬНЕННЯ ЗНАНЬ

Індивідуальний розвиток багатоклітинних тварин складається із зародкового та післязародкового періодів.

Під час зародкового розвитку багатоклітинна тварина послідовно проходить етапи одношарового, двошарового, а в більшості - тришарового зародка, формування тканин та органів.

Післязародковий розвиток може бути прямим і непрямим. У разі непрямого розвитку народжується личинка, яка за будовою, а часто і за способом життя, відрізняється від дорослої особини. У разі прямого розвитку народжується молода особина, загалом схожа на дорослу.

Ріст тварин може бути обмеженим і необмеженим, періодичним і неперіодичним.

ПЕРЕВІРТЕ ЗДОБУТІ ЗНАННЯ

1. Які періоди виділяють у розвитку багатоклітинних тварин? 2. Які етапи проходить зародок багатоклітинної тварини під час зародкового розвитку? 3. Чим характеризується післязародковий розвиток багатоклітинних тварин? 4. Що таке непрямий тип післязародкового розвитку? Яким тваринам він притаманний? 5. Чим характеризується прямий тип післязародкового розвитку? Для яких тварин він характерний? 6. Які функції можуть виконувати личинки? 7. Яким може бути ріст багатоклітинних тварин?

ДЛЯ ДОПИТЛИВИХ І КМІТЛИВИХ

Яке біологічне значення того, що на фазі лялечки організм зазнає докорінної перебудови?

ТВОРЧЕ ЗАВДАННЯ

Порівняйте особливості післязародкового розвитку багатоклітинних тварин і вищих рослин.