Какие есть способы развития у животных

Селивёрстова Алиса Андреевна

Profi.RU
Яндекс.Дзенportfoliosite.comgithub.com/username@twittername —>

Подготовка к:

OnLine

Материал по биологии

При прямом развитии новый организм имеет большое сходство с взрослым — есть все органы взрослого организма, но некоторые из них недоразвиты. Однако, детеныши могут иметь отличные от взрослого пропорции тела, меньший размер и они не способны к размножению.

Одни органы работают активнее, например, тимус человека, отвечающий за развитие лимфоидной ткани (следовательно, за формирование иммунитета) активнее работает в детском возрасте.

Другие, например такие как половые железы, недоразвиты и будут изменятся в процессе онтогенеза.

Примеры позвоночных животных с прямым развитием:

Примеры беспозвоночных животных с прямым развитием:

Планарии (ресничные черви);

Дождевой червь (малощетинковый кольчатый червь);

Брюхоногие и головоногие моллюски;

При непрямом развитии новый организм не похож на взрослую особь (отличается не только размерами, но и может не иметь некоторых органов взрослого организма, у некоторых есть провизорные (личиночные) органы), поэтому должен претерпеть глобальные изменения – метаморфоз.

Превращение может быть полным (со стадией куколки) и неполным (с постепенным изменением).

Беспозвоночные животные с неполным метаморфозом:

Кишечнополостные (личинка планула);

Паразитические плоские черви (шестикрючечная личинка онкосфера у бычьего цепня, мирацидий, редия, церкарий у печеночного сосальщика);

Многощетинковые кольчатые черви (личинка трохофора);

Двустворчатые моллюски (трохофора, велигер, глохидий);

Крабы и креветки (личинка зоеа, науплиус);

Насекомые из отряда полужесткокрылые: клопы, гладыши, водомерки (личинка нимфа);

Насекомые из отряда прямокрылые: кузнечики, сверчки, саранча (личинка нимфа);

Насекомые из отряда стрекозы (личинка наяда);

Насекомые из отряда тараканы (личинка нимфа);

Насекомые из отряда равнокрылые: цикады, тля листоблошки (личинка нимфа);

Насекомые из отряда вши (личинка нимфа);

Позвоночные с неполным превращением:

Бесчелюстные (личинка пескоройка)

Земноводные (личинка головастик)

Беспозвоночные с полным превращением

К этой группе относят насекомых, которые переживают стадию куколки в своем развитии, личинка отличается от взрослой особи по многим признакам: анатомии и морфологии, питанию, месту обитания. Такое отличие уменьшает внутривидовую конкуренцию между молодыми и взрослыми особями и увеличивают выживаемость вида в целом.

Такой тип развития характерен для следующих отрядов насекомых:

Двукрылые (личинка мухи – опарыш, личика комара — мотыль);

Чешуекрылые или бабочки (личинка гусеница);

Перепончатокрылые – осы, пчёлы, шмели, муравьи.

Таблица «Животные с прямым и непрямым развитием, с полным и неполным превращением»

Источник

Основные типы развития животных

Знакомство с конкретными формами развития животных обнаруживает их огромное разнообразие.

Различия касаются даже самых ранних этапов развития — дробления, первичной дифференциации зародыша, закладки осей животного, не говоря уже о более поздних стадиях, когда осуществляется органогенез. Развитие, как мы видели, может быть прямым, и в этом случае план строения тела взрослого животного закладывается уже в эмбриональном периоде. Другой характер имеет непрямое развитие, при котором сначала в эмбриогенезе формируется личинка, которая затем, в ходе метаморфоза, путем сложных морфогенетических перестроек преобразуется в дефинитивную форму. Тем не менее разнообразие форм развития может быть сведено к нескольким типам. Очевидно, что классификация типов развития во многом зависит от субъективной оценки ее авторами значения тех или иных элементов эмбриогенеза.

В первой половине XIX столетия К. М. Бэр на основании имевшихся в его распоряжении сравнительно скудных данных о развитии разных видов животных сделал вывод о наличии четырех основных планов развития, каждый из которых соответствует тому или иному типу организации животных (1828, 1837). Ведущей характеристикой плана развития, по К. М. Бэру, служит тип симметрии формирующегося зародыша. Бэр полагал, что выделенные им типы животных эволюционно между собой не связаны, но допускал, что в пределах типа возможна эволюция от низших форм к высшим.

Современный классик сравнительной и эволюционной эмбриологии О. М. Иванова-Казас насчитывает восемнадцать типов развития. Под типом развития Иванова-Казас понимает сложившийся в ходе эволюционного развития комплекс взаимосвязанных морфогенетических процессов, как очень древних, унаследованных от отдаленных предков, так и возникших в более, позднее время. В пределах типа развития имеются варианты, которые обусловлены условиями существования, а также стратегией размножения. По мнению О. М. Ивановой-Казас (1995), особенности каждого нового типа развития определяются неким ведущим онтогенетическим процессом, выяснение природы которого и составляет одну из задач эволюционной эмбриологии.

Тип развития той или иной группы животных формируется в процессе эволюции и определенным образом связан с филогенезом этой группы. Эта связь иногда очевидна, но, как мы увидим при рассмотрении конкретного материала, животные, принадлежащие к одному монофилетическому типу, могут и заметно различаться по целому ряду важных параметров индивидуального развития.

Современная филогенетика при установлении родства различных классов и типов животных решающее значение придаст данным молекулярной биологии о сходстве и различиях нуклеотидных последовательностей ДНК разных генов у представителей различных групп многоклеточных, например, гена 18S рРНК или кластерных Hox-генов. Согласно этим данным, современные Metazoa представлены пятью основными группами. Одну из наиболее обособленных и древних групп представляют Губки (Porifera). Другую группу образуют двухслойные животные (Diploblastica), в состав которых входят Placozoa, Cnidaria и Ctenophora. Следующие три группы характеризуются трехслойностью и билатеральностью (Triploblastica или Bilateria). Это, во-первых, Ecdysozoa, включающие Приапулид, Нематод и Членистоногих; во-вторых, Lophotrochozoa, объединяющие Моллюсков, Червей, Брахиопод, Мшанок, Форонид и Плоских червей, и, наконец, Deuterostomia, или Вторичноротые, в составе которых находятся: Иглокожие, Полухордовые, Первичнохордовые, Головохордовые и Хордовые. Все эти группы имеют свои специфические особенности раннего развития. Так, для вторичноротых характерно образование трех зародышевых листков и закладка ротового отверстия независимо от бластопора (первичного рта), возникающего в процессе гаструляции. У Ecdysozoa и Lophotrochozoa также имеются эктодермальные, мезодермальные и энтодермальные производные, но эти группы относятся к первичноротым животным, у которых рот возникает на месте бластопора.

Стрекающие (Cnidaria) — животные с двумя листками: эктодермой и энтодермой. В онтогенезе губок дифференциация клеточных элементов отличается большим своеобразием: у них нет энтодермы, а следовательно, нет и зародышевых листков, хотя некоторые исследователи, стремясь подчеркнуть единство всех Metazoa, ошибочно сближают губок с двухслойными животными.

В пределах данной книги нет необходимости, да и возможности, описать все многочисленные типы развития, присущие современным многоклеточным животным. Мы ограничимся общей характеристикой развития лишь некоторых основных типов. При этом с учетом задачи учебника, предпочтение будет отдано тем группам, представители которых стали модельными объектами биологии развития.

За последние двадцать лет вновь усилился интерес к проблемам эволюционной эмбриологии. Стало очевидным потенциальное значение современной биологии развития для решения общих проблем эволюционной биологии. Исследование молекулярно-генетических механизмов эмбрионального развития обнаружило своеобразный парадокс, суть которого состоит в том, что все многообразие форм развития животных, принадлежащих к морфологически различным типам, часто контролируется и направляется генами, структура которых в высшей степени консервативна. Современная биология развития подошла к решению вопроса о закономерностях эволюции генетических механизмов онтогенеза. Раздел биологии развития, который исследует эту проблему, называют эволюционной биологией развития. Очевидно, что вопрос о том, как эволюция молекулярно-генетических систем, контролирующих индивидуальное развитие, преобразуется в эволюционные изменения морфологии животных, является ключевым для понимания проблем макроэволюции, т. е. имеет общебиологическое значение.

В самом общем виде можно сказать, что в основе эволюции форм лежит возникновение новых программ развития. Суть этих процессов состоит в мутационном, наследуемом изменении многоступенчатой генетической программы, которая обеспечивает формирование определенного фенотипа. Если естественный отбор сохраняет видоизмененный фенотип, сохраняется и новая программа развития. Если внутривидовые эволюционные изменения морфологии требуют, по крайней мере, трех событий — мутации, репрограммирования и отбора, то эволюция, выходящая за пределы вида, нуждается, кроме того, и в репродуктивной изоляции (W. Arthur, 2002).

В первом томе учебника основное внимание обращено на морфологическую характеристику разных типов развития В отдельных случаях делается попытка оценить возможное значение видоизменений онтогенетических путей становления фенотипа для процессов макроэволюции. Более глубокое рассмотрение проблем эволюционной биологии развития возможно после ознакомления с основными механизмами генетического контроля над развитием и их эволюцией, представленными во втором томе.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Размножение и развитие животных. Половое и бесполое размножение

Вследствие чрезвычайно высокого разнообразия животных, по уровню их существования и строения, сформировалось несколько типов размножения и постэмбрионального развития, что передают гены потомству и продолжают обеспечивать выживание вида.

Процесс размножения является одним из важных свойств организмов и разделяется на два способа: бесполый и половой.

Половой способ используют животные со сложным строением организма такие, как моллюски, паукообразные, ракообразные, насекомые и, в основном, все позвоночные.

Животные имеют два механизма оплодотворения: внешнее и внутреннее.

Внешнее оплодотворение

Одним из них является внешнее оплодотворение, при котором яйцеклетки и сперматозоиды сливаются вне организма животного. Например, такой способ оплодотворения используют рыбы и земноводные. Этот тип оплодотворения называют нерестом, он происходит в водной среде. Соответственно сперме требуется вода, чтобы подплыть к отложенным яйцам, а яйца в свою очередь нуждаются в воде для предотвращения высыхания. Большинство водных беспозвоночных, большинство рыб и некоторые амфибии используют внешнее оплодотворение. Эти животные выпускают большое количество спермы и яиц, поскольку несут значительные потери гамет в воде. Поэтому, рыбам просто необходимо выметывать большое количество икры. Так, самки окуня мечут по 200-300 тыс. икринок, а самки трески − до 10 млн. Кроме того, поведение ухаживания у некоторых видов приводит к одновременному выпуску гамет, что помогает обеспечить яйцеклетку спермой.

Гаметы, или половые клетки , — репродуктивные клетки, имеющие гаплоидный (одинарный) набор хромосом и участвующие в гаметном, в частности половом, размножении. При слиянии двух гамет в половом процессе образуется зигота, развивающаяся в особь (или группу особей) с наследственными признаками обоих родительских организмов, произведших гаметы. Википедия

Обращая внимание на размножение серебряного карася необходимо отметить, что тут встречаются однополые популяции (обычно отсутствуют самцы). Развитие яиц этого вида происходит после того, когда в них проникает сперматозоид совершенно другого вида рыбы (карпа, золотого карася, линя). Но при этом стандартного оплодотворения не происходит. В данном случае сперматозоид является лишь раздражителем, который пробуждает яйцо к развитию.

К такому виду внешнего оплодотворения, а точнее нересту также относят морских коньков. Они как никто завораживающе романтично спариваются и танцуют до тех пор, пока самка не вложит свои икринки в специальный мешочек самца. Получается морской конек – это сознательный самец, который беременеет и вынашивает свое потомство. После того как самец родит, он оставляет своих детенышей, чтобы они развивались и заботились о себе самостоятельно.

Внутреннее оплодотворение

Другим примером полового размножения является внутреннее оплодотворение, при котором самец вводит сперму внутрь репродуктивного тракта самки, где оплодотворяются яйцеклетки. Данное оплодотворение − это адаптация к жизни на суше, поскольку она уменьшает потерю гамет, которая возникает во время внешнего оплодотворения. Сперматозоиды снабжены жидкостью (спермой), которая обеспечивает водную среду внутри тела самца. Спаривание и репродуктивная готовность координируются и контролируются гормонами, поэтому сперматозоиды и яйцеклетки объединяются в соответствующее время.

После внутреннего оплодотворения большинство рептилий и всех птиц откладывают яйца, которые окружены жесткой мембраной или оболочкой. Их яйца имеют четыре мембраны: амнион, аллантоис, желточный мешок и хорион. Амнион содержит жидкость, окружающую эмбрион; аллантоис хранит мочевые отходы эмбриона и содержит кровеносные сосуды, которые приносят кислород эмбрионам и отбирают углекислый газ. Желчный мешок держит заложенную пищу, а хорион окружает эмбрион и другие мембраны. У птиц и рептилий эмбрион созревает вне тела и защищен оболочкой.

В основном все млекопитающие (коровы, яки, бегемоты, кролики, собаки и много других) используют внутреннее оплодотворение, но есть и исключение – австралийские животные, такие как утконосы и ехидны, которые откладывают яйца.

Половое размножение имеет свои «плюсы»: образовавшиеся особи несут в себе признаки обоих родителей и этот вид животных не исчезнет; они лучше приспосабливаются к среде обитания.

Среди животных также встречается партеногенез – это единая форма полового размножения, во время которой зародыш развивается из одной половой клетки без какого-либо оплодотворения. Такое размножение присуще обычно для насекомых, некоторых ракообразных и червей.

Бесполое размножение – это процесс, при котором следующее поколение развивается из соматических клеток без участия репродуктивных клеток − гамет. Такое размножение обычно используется у менее сложных организмов.

Например, амеба делится на две части. Этот тип бесполого размножения называется бинарным делением. Это очень быстрый и эффективный способ для бактерий и подобных типов клеток для создания потомства.

Раздельнополые животные

Существует много раздельнополых животных. Но среди низших много таких видов, которые имеют одновременно половые железы и самца и самки. Этих животных называют гермафродитами. К ним относят многих плоских червей: печеночных сосальщиков, бычьих солитеров, свиных солитеров и других.

После оплодотворения происходит серия этапов развития, во время которых устанавливаются первичные зародышевые слои и реорганизуются с образованием эмбриона. Во время этого процесса ткани животных начинают специализироваться и организовываться в органы и системы органов, определяя их будущую морфологию и физиологию.

Развитие – это процесс формирования организма, тесно связанный с ростом. Существует два типа развития животных: прямой и непрямой или с перевоплощением.

Прямой тип развития – это развитие дочерних организмов очень похожих на взрослых. Сюда относятся паукообразные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие, черви.

Непрямой тип развития – это развитие, в котором создается личинка, отличающаяся от организма взрослой особи как внешним, так и внутренним строением, характером движения, кормлением. Сюда относятся насекомые, амфибии, кишечнополостные животные. В случае непрямого развития личинки и взрослые особи живут в разных условиях и поэтому не составляют конкуренции между собой за территорию и еду. Благодаря этому, вид может иметь большое количество особей. Например, у бабочек личинки едят листья растений, а взрослые особи питаются нектаром цветов. Личинка жабы питается водорослями, одноклеточными, а взрослые жабы – насекомыми и их личинками. Соответственно непрямой тип развития дает организму значительные преимущества.

Каждое животное имеет свой жизненный цикл со своими фазами развития. Существует простой и сложный цикл. Сложный жизненный цикл характерен чередованием поколений (одно поколение печеночного сосальщика размножается половым путем, другое – бесполым) или связан с перевоплощением организма. Например, у кузнечиков простой цикл: яйцо – личинка – взрослое насекомое. А бабочки имеют сложный жизненный цикл: яйцо – личинка – куколка – взрослая особь.

Личинка жука-короеда

Личинки часто составляют стадию жизни, которая используется для кормления или рассеивания. У многих видов личиночная стадия самая длинная, а взрослая − короткая стадия исключительно для размножения. Например, у мотыльков шелкопряда взрослые не имеют ротовых частей и не могут питаться. А личинки должны есть достаточно, чтобы выжить и в итоге спариваться. Действительно, большинство самок мотыльков, как только они выходят из своей куколки, летают только один раз, чтобы отложить яйца. Затем они умирают.

Многие животные обладают регенерацией – возобновлением потерянных частей тела. Малейшая часть гидры может дать начало новому организму. Среди хордовых животных наилучшим образом развита регенерация у земноводных, чуть слабее – у рептилий (они могут возобновлять отпавшие хвосты). У других животных эта функция остается на уровне заживления ран.

Каждому животному характерно свое индивидуальное развитие с такими стадиями:

— эмбриональная (от оплодотворения к рождению);

— старение и смерть.

Роль генов Homeobox (Hox) в развитии животных

С начала XIX века ученые отмечали, что многие животные, от простого до сложного, имеют сходную эмбриональную морфологию и развитие. Удивительно, что эмбрион человека и эмбрион лягушки, на определенной стадии эмбрионального развития, кажутся удивительно похожими. Долгое время ученые не понимали, почему так много видов животных выглядели одинаково во время эмбрионального развития, но становились совершенно другими, когда взрослели. В конце 20-го века был обнаружен определенный класс генов, которые диктуют направление развития. Эти гены, которые определяют структуру животных, называются «гомеотическими генами». Они содержат последовательности ДНК, называемые гомеобоксами, с определенными последовательностями, называемыми генами Hox. Это семейство генов отвечает за определение общего плана тела: количество

Источник

Какие есть способы развития у животных

Постэмбриональное развитие

Прямое и непрямое развитие