Реферат: Постембріональний розвиток тварин

1. Постембріональний розвиток тварин.

2. Вплив генотипу і факторів навколишнього середовища на розвиток організму:

- бактерії;

- комахи;

- кажани;

- черепахи;

- земноводні;

- камбала;

- кролики.

Постембріональний розвиток тварин

Післязародковий (постембріональний) розвиток тварини починається після вилуплення або народження. У цей період організм вже здатний до самостійного існування та активного живлення. Характер після зародкового розвитку у різних тварин може бути різним, у зв’язку з чим розрізняють два його способи: прямий і непрямий.

У випадку прямого післязародкового розвитку вилуплюється або народжується тварина, в цілому схожа на дорослу, хоч і значно менша за розмірами. Під час післязародкового розвитку вона зазнає кількісних і якісних змін. Організм росте, змінюються пропорції тіла, утворюються зовнішні покриви, властиві дорослому організму. Відбуваються статеве дозрівання, старіння та смерть. Незважаючи на свою чисельність, процеси формотворення не змінюють загальних особливостей будови тварин і способу їх існування.

У тварин з непрямим післязародковим розвитком вилуплюється личинка, що значно відрізняється від дорослого організму будовою і способом життя. У малорухливих тварин на личинковій стадії розвитку відбувається розселення виду. Наприклад, личинка беззубки (жабурниці) з зубчастими стулками черепашки вільно плаває, потім прикріплюється до шкіри риби. Тут молюск продовжує рости, розвиватися до певного рівня, згодом залишає тіло риби і опускається на дно водойми. Так малорухливі беззубки за допомогою риб потрапляють у нові місця.

У земноводних тварин личинка (у жаби це пуголовок) живе у воді, має зовнішні зябра, хвіст з хвостовим плавцем та інші ознаки водної тварини, живиться рослинною їжею. Коли личинка досягає певного рівня розвитку, відбувається метаморфоз – процес, внаслідок якого з’являються ознаки дорослої тварини. Наявність личинкової стадії у розвитку земноводних тварин забезпечує можливість використовувати для життя водне середовище і живитися рослинною їжею, а потім переходити до наземного способу життя і живлення тваринною їжею. Метаморфоз у земноводних тварин відбувається під контролем нейроендокринної системи, а саме гіпоталамічної ділянки мозку, гіпофіза та щитоподібної залози.

Для багатьох комах також характерний післязародковий розвиток з метаморфозом. У деяких з них відбувається розвиток з неповним перетворенням, коли личинка після кожного чергового линяння стає подібнішою до дорослої комахи (сарана, клопи, таргани), у інших – з повним перетворенням, коли личинка (гусінь) посилено живиться, росте, потім перетворюється на нерухому лялечку, з якої через певний час виходить доросла комаха (метелики, жуки, бджоли тощо). Останній спосіб розвитку забезпечується складною перебудовою організму на стадії лялечки, яка контролюється ендокринною системою комахи. Існуваня в природі післязародкового розвитку з повним перетворенням дозволяє розширити кормову базу тварини і зме6ншити конкуренцію між дорослою формою та її личинкою за місце й їжу.

У окремих тварин спостерігається розмноження личинок (печінковий сисун тощо). У цьому випадку в тілі личинки утворюється яйцеклітина, яка розвивається партеногенетично. Таке явище інтенсифікує розмноження.

Основними подіями післяембріонального розвитку є ріст, статеве дозрівання, старіння, регенерація. Важливою особливістю онтогенезу організму є процеси його росту. Ріст – це поступальна зміна показників маси і розмірів організму. Ріст відбувається внаслідок розмноження клітин, збільшення їхніх розмірів (м’язові клітини, відростки нервових клітин) та кількості міжклітинної речовини. При цьому диференціюються клітини і здійснюється формоутворення організму. Програму росту закодовано в генотипі, але до деякої міри вона мож5е бути замінена чинниками навколишнього середовища.

У більшості тварин ріст визначений, тобто відбувається до визначеної межі й закінчується у певному віці. Наприклад, у чоловіків - 25- 26 років, у жінок – у 19-20 років. Невизначений ріст продовжується протягом усього життя організму (наприклад, у риб, молюсків).

Інтенсивність і час перебігу ростових процесів у тварин контролюються низкою внутрішніх і зовнішніх чинників. Зовнішні чинники, які впливають на ростові процеси, - це умови живлення, фізичні й нервові навантаження, кліматичні чинники, фонова радіоактивність середовища, концентрація кисню в повітрі, температура тощо. Вплив зовнішні чинників реалізується завдяки нервовій та ендокринній системам. У системному контролі росту у хребетних важливу роль відіграє гормон росту, виведення якого з гіпофіза контролюється гормонами гіпоталамуса. Проте це не єдиний гормональний регулятор ростових процесів. У їх регуляції беруть участь тироксин (гормон щитоподібної залози), кортикостероїди, інсулін, статеві гормони тощо.

Одним із процесів, який також відбувається в онтогенезі, є регенерація– відновлення організмом втрачених або ушкоджених органів і тканин, а також поновлення організму з його частини. Розрізняють фізіологічну регенерацію – заміщення структур, втрачених у процесі життєдіяльності (оновлення епідермісу та інших епітеліїв, клітин крові тощо), і репаративну регенерацію – відновлення випадково ушкоджених чи втрачених структур. Прісноводну гідру, або планарію, можна розрізати на десятки шматочків, кожен з яких здатний регенерувати цілу тварину. У хребетних тварин є фізіологічна регенерація. Репаративна регенерація може відбуватися в більшості тканин, можуть регенерувати і деякі органи, наприклад шкіра, частини кісток, хрящів, відростки нервових клітин тощо. Регенерація здійснюється за рахунок так званих стовбурових клітин, які здатні розмножуватись і диференціюватись під дією гормонів і тканинних чинників за рахунок поліплоїдії і збільшення розміру клітин. Такий тип регенерації є в печінці, нервовій тканині.

Закінчується онтогенез старінням і смертю організму. Старіння – вікові зміни, що закономірно виникають в процесі онтогенезу, починаються задовго до старості й знижують адаптивні здатності особини та збільшують ймовірність смерті. Є багато гіпотез старіння. Одні з них пояснюють старіння його генетичною запрограмованістю. Таким чином, на визначених етапах онтогенезу змінюються адаптивні здатності організму. Інша група гіпотез пов’язує старіння з накопиченням мутацій у клітинах, що також спричинює зниження пристосувальних можливостей організму до умов середовища. Виникнення порушень у клітинах та органах обумовлює зміни поведінки, працездатності особини, зниження стійкості до пошкоджу вальних чинників тощо. Вікові зміни є причиною багатьох хвороб і смерті особини.

Вплив генотипу і факторів навколишнього середовища на розвиток організму

Живі організми надзвичайно відрізняються за своїми якостями. Використання одними живими організмами інших у якості середовища існування – дуже поширене у природі явище. Практично нема жодного виду багатоклітинних організмів, які не мають внутрішніх мешканець. Паразити живуть в специфічних умовах внутрішнього середовища хазяїна.

Складові частини і властивості середовища різноманітні і мінливі. Пристосування організмів до середовища називають адаптаціями. Адаптації виникають і міняються у ходе еволюції видів. Окремі властивості чи частини середовища, які діють на організми, називаються екологічними факторами. Вони мають різну природу і специфіку дії, можуть бути необхідними чи шкідливими для живих істот. Розрізняють абіотичні фактори середовища, біотичні, антропогенні, екологічні.

Закон оптимуму – позитивний чи негативний вплив фактора на організми залежить від сили його дії. Як недостатня, так і надмірна дія фактора негативно впливає на життєдіяльність особин. Сприятлива сила дії екологічного фактора називається зоною оптимуму.

Тропізми і таксиси — элементарні автоматизми у складі складної поведінки.

Приємно вивчати гарний об’єкт. Допустимо, такий, як божа корівка. Елементи жорстко організованої інстинктивної поведінки божої корівки — типовий приклад автоматизму. Якщо посадити корівку на піднятий палець, то вона обов’язково підніметься на саму верхню частину пальця і спробує злетіти. Якщо повернуть руку пальцем вниз, корівка знову поповзе вверх і буде повзти, доки не досягне найвищої точки, і знову спробує злетіти. Такий рух вверх буде повторюватися безкінечно, і вражаюча наполегливість божої корівки мимоволі наводить на думку про те, що вона прямує до якоїсь своєї цілі. Наявність у тварин цілей, прагнень і бажань, які знаходяться в глибинах їх душі, стверджувалося ще в наукових положеннях Аристотеля та деяких інших давньогрецьких філософів. Сьогодні такі припущення сприймаються як наївні та дитячі, що у великій мірі пов’язано з наявністю елементарного автоматизму у поведінці тварин. Поведінку божої корівки легко описати в термінах: «рух у напрямку до максимального освітленню та (чи) в напрямку, протилежному силі земного тяжіння». Якщо поведінка корівки буде однаковою при яркому сонячному світлі, в темряві і при направленому світлі лампи, то схема автоматизму «полети на небо» виявиться ще більш простою — зв’язаною тільки з негативним геотропізмом, тобто рухом у напрямі, протилежному земному тяжінню. Тому, результатом привернення уваги дослідників до автоматизмів подібного роду явилась поява у науковій лексиці поняття таксис (часто застосовують також термін тропізм, який зазвичай застосовується для описання руху рослин). Ці поняття визначають найпростіші автоматизми, які входять до складної поведінки тварин. Таксиси (чи тропізми) реалізують вроджені механізми просторової орієнтації рухів тварин при наближенні до біологічно важливих агентів зовнішнього середовища (чи віддалення від таких у випадку негативних тропізмів).

Чим відрізняються два види автоматизмів, які описуються поняттями безумовного рефлексу і таксису? Можна вважати, що у багатому ці різні терміни мають історичне походження. Дослідження простих елементів складної поведінки ссавців і приматів (собак, кішок, щурів, мавп) привело до формування поняття «безумовний рефлекс». Дослідження цілісної поведінки більш просто влаштованих живих істот привело до появи понять «таксис» і «тропізм».

Широко поширені випадки хемо-, термо- та інших видів тропізмів. Найбільш досліджені випадки хемотаксису у бактерій та інших одноклітинних мікроорганізмів. Способом, демонструючим явище хемотаксису у бактерій, є фотографування: в результаті простої зйомки видно, як хмара бактерій збираєтся протягом декількох хвилин у кінчика мікропіпетки, яка містить высокі концентрації поживних речовин, наприклад цукрів и амінокислот. Такі речовини отримали назву аттрактанти (від англ. attract — приваблювати). При подачі через ту ж мікропіпетку шкідливих репелентів (від англ. repel — відганяти, відштовхувати) хмара бактерій так само швидко розсіюється.

Вперше на це явище ще в 90-х роках минулого століття звернули увагу німецькі науковці. Теодор Енгельманн виявив, що в водних мікроскопічних препаратах можна бачити, як деякі бактерії згуртовуються навколо бульбашок повітря, які потрапили під покривне скло, тоді як інші від цих бульбашок втікають. В першому випадку бактерії потребували молекулярного кисню, а у другому він був для них шкідливим. Це явище отримало назву аеротаксису. Вільгельм Пфеффер поміщав в воду, у якій були бактерії, капіляр, наповнений розчином різноманітних речовин. Іноді бактерії збирались біля закінчення капіляра і навіть набивались всередину. Це хемотаксис. У дослідах Пфеффера бактерій приваблювали цукри чи пептон - речовини, які вони використовують як їжу. Однак уже Пфеффер показав відносність цілесонаправленості хемотаксису: він поміщав в капіляр с пептоном сулему - яд, котрий бактерії не помічали і, набиваючись в капіляр, умирали. Після описаних спостережень мікробіологи на довгі роки втратили інтерес до вивчення поведінки бактерій, можливо, тому, що в той час не було адекватних методів вивчення цього явища.

Тільки в 60-х роках нашого століття американський учений Юліус Адлер в університеті штату Вісконсин продовжив дослідження хемотаксису бактерій, уже, звичайно, на зовсім іншому методичному рівні. Зразу ж були виявлені цікаві явища, і дослідження поведінки бактерій почали розвиватися лавинообразно. Зараз у цій області накоплений величезний матеріал, пояснюючий спостерігаємі явища з позицій біофізики, молекулярної біології и молекулярної генетики.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--