Классы
Предметы

Индивидуальное развитие. Постэмбриональный период

В ходе этого урока вы продолжите изучение темы «Индивидуальное развитие», рассмотрите постэмбриональный период онтогенеза живых организмов, который начинается после выхода животного из зародышевых оболочек или организма матери (у живородящих животных). Ознакомитесь с особенностями ювенильного, пубертатного (взрослый) и сенильного (старение) периодов в жизни человека и животных. Узнаете о прямом и непрямом развитии в ювенильный период, о том, какие гормоны влияют на процессы становления организма, что ускоряет, а что замедляет процесс старения. Какие животные живут необычно долго и с возрастом не стареют, как они научились контролировать генетическую программу старения. Может ли человек быть вечно молодым.

Введение. Постэмбриональный период

Постэмбриональный период начинается с момента выхода нового организма из яйцевых оболочек либо из организма матери. Он подразделяется на три периода и включает ювенильный период, пубертатный период и период старения.

Ювенильный период. Прямое развитие

Первый ювенильный период продолжается до окончания полового созревания и может проходить по двум различным путям. Прямое развитие происходит, если из яйца или организма матери выходит новая особь, внешне похожая на взрослую, но меньше размером и несформированной половой системой. К такому типу развития относится развитие птиц, рептилий, млекопитающих (рис. 1).

Рис. 1. Примеры прямого развития животных. Сверху вниз: птицы (курица), рептилии (крокодил) и млекопитающие (человек)

Ювенильный период. Непрямое развитие

Другой тип развития называется непрямым и протекает с метаморфозом (превращением). При этом личинка не похожа на взрослую особь. Этот тип развития характерен для лягушек, некоторых насекомых и червей (рис. 2).

Ювенильный период всегда сопровождается ростом организма, с одной стороны процесс роста запрограммирован генетически, а с другой стороны – зависит от условий существования.

Примеры непрямого развития животныхПримеры непрямого развития животных

Рис. 2. Примеры непрямого развития животных: амфибии (лягушка), чешуекрылые (бабочка)   

В маленьком аквариуме рыбы никогда не достигнут размеров, до которых вырастают в природных условиях, но если во время ювенильного периода рыб из маленького аквариума пересадить в большой аквариум, то такие рыбы вырастут больше, чем те которые остались в маленьком аквариуме.

У человека рост контролируется целым рядом гормонов, выделяемых гипоталамусом, гипофизом, щитовидной железой и половыми железами.

Пубертатный период (зрелость)

Второй период постэмбрионального развития – так называемый пубертатный период, или период зрелости (рис. 3), у позвоночных животных занимает большую часть жизни.

Рис. 3. Период зрелости у человека

Период зрелости плавно перетекает в следующий период – старость.

Гормоны и рост млекопитающих

На рост и развитие млекопитающих влияют гормоны, которые вырабатываются щитовидной железой, корой надпочечников и половыми железами (рис. 4). Их деятельность регулирует гипофиз, что было доказано в многочисленных экспериментах.

Железы, влияющие на рост и развитие

Рис. 4. Железы, влияющие на рост и развитие

Из гипофиза было экстрагировано некое вещество, которое при введении животным увеличивало их массу тела. Это вещество назвали гормоном роста. В дальнейших исследованиях было показано, что это один из тропных гормонов гипофиза, который называется соматотропин.

Соматотропин человека – это белок, состоящий из 190 аминокислот. Он усиливает процессы роста во всем организме, ускоряя синтез нуклеиновых кислот для подготовки к митозу, способствуя поглощению аминокислот хрящевой и мышечной тканями.

Сенильный период (старость)

Старение – это общебиологическая закономерность, свойственная всем живым организмам. В определенном для каждого организма возрасте в организме начинаются изменения, снижающие возможности этого организма к приспособлению, к изменяющимся условиям существования (рис. 5).

Пожилой человек

Рис. 5. Пожилой человек

Улучшения условий жизни, снижение детской смертности, победа над многими заболеваниями – все это приводит к увеличению продолжительности жизни.

Если в XVI в XVII веке средняя продолжительность жизни была около 30 лет, то сейчас в благополучных странах средняя продолжительность жизни у мужчин достигает 75 лет (рис. 4), а у женщин 80.

Очевидно, это не предел, и победа над сердечно-сосудистыми и онкологическими заболеваниями может продлить жизнь человека до 120–140 лет, но при этом, естественно, человек должен вести так называемый здоровый образ жизни и не злоупотреблять алкоголем и никотином.

Смерть – это прекращение жизнедеятельности человека, однако смерть необходима для эволюционного процесса, поскольку без нее не происходила бы смена поколений.

Процесс старения запрограммирован генетически, однако до сих пор нет единой теории, объясняющей этот процесс.

Одни исследователи считают, что процесс старения запускается группой генов, которая запускает так называемую программу старения – эта точка зрения подтверждается существованием редчайшего заболевания человека, прогерии.

Типы старения человека

Медики утверждают, что процесс старения– это сложный многогранный и генетически обусловленный процесс, предотвратить который невозможно, а вот затормозить его можно. Различают два вида старения – физиологическое и патологическое.

При физиологическом старении возраст человека аналогичен паспортному возрасту, а при патологическом старении наблюдается ускоренное старение организма, связанное в большинстве случаев с различными стрессовыми факторами или же с генетической предрасположенностью.

Животные-долгожители

Старость, одряхление не есть обязательный атрибут долгой жизни. Существуют виды, которые могут жить на протяжении веков. К таким видам относится моллюск жемчужница (рис. 6), которая может жить около 200 лет и при этом не стареть. С каждым годом жемчужница становится все устойчивее к условиям окружающей среды и даже лучше размножается.

Двустворчатый моллюск жемчужницаДвустворчатый моллюск жемчужница

Рис. 6. Двустворчатый моллюск жемчужница. С возрастом жемчужница не стареет, а становится более жизнеспособной.

Но, тем не менее, даже жемчужница оказывается не бессмертной. Она погибает из-за несогласованного роста раковины и мышечной ноги, которая её держит в вертикальном положении. Огромная раковина перевешивает и падает на дно, фильтрация планктона прекращается, и жемчужница умирает с голода.

Та же учесть преследует крупных черепах (рис. 7), у которых панцирь становится слишком тяжелым.

Гигантские черепахи

Рис. 7. Гигантские черепахи

Что касается млекопитающих, то среди них также есть виды-долгожители. К таким видам относится гренландский кит (рис. 8) – он может жить более 200 лет, при этом, когда он умирает, у него не наблюдается признаков старения, и от чего он умирает – пока не известно.

Гренландский кит

Рис. 8. Гренландский кит

Не так давно было открыто существо голый землекоп (рис. 9), которое живет в Африке. Продолжительность жизни этого существа – 28 лет, по размерам оно не превышает мышь-полёвку. Так вот, голый землекоп сумел отменить программу старения. У этого зверька не встречается сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, рака – у него мощнейшая иммунная система, которая сохранятся активной в течение всей жизни. У землекопа два зуба, треть всех мышц организма обеспечивает работу этих резцов. Землекопы прогрызают под землей лабиринты площадью примерно, как два футбольных поля.

В центре этого лабиринта – онтоцарицы, вокруг – 250 воинов. У царицы от одного до трех мужей, многие самцы погибают в борьбе с врагами, змеями и землекопами из соседних стай. От чего наступает естественная сметь землекопов при отсутствии каких-либо других изменений, учеными пока не установлено.

Голый землекоп в нореГолый землекоп в норе

Рис. 9. Голый землекоп в норе

Таким образом, процесс индивидуального развития контролируется генетической программой организма, однако может регулироваться и корректироваться факторами внешней среды, с которыми сталкивается организм.

Прогерия

У ребенка, больного прогерией, проявляются явные признаки старости, в 10–12 лет он выглядит как очень пожилой человек (рис. 10).

Дети, страдающие прогериейДети, страдающие прогерией

Рис. 10. Дети, страдающие прогерией

Доказано также, что ДНК в любом организме постоянно повреждается различными физическими и химическими воздействиями. В молодом возрасте активно работают специальные ферменты, восстанавливающие нормальное строение ДНК, однако в старости ферменты функционируют все слабее, и накопление ошибок в структуре ДНК ведет к онкологическим заболеваниям и нарушениям обмена веществ.

 

Список литературы

  1. А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник. Общая биология, 10–11 класс. – М.: Дрофа, 2005. По ссылке скачать учебник: (Источник).
  2.  Д.К. Беляев. Биология 10–11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 11-е издание, стереотипное. – М.: Просвещение, 2012. – 304 с. (Источник).
  3. В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов, Н.И. Сонин, Е.Т. Захарова. Биология 11 класс. Общая биология. Профильный уровень. – 5-е издание, стереотипное. – М.: Дрофа, 2010. – 388 с. (Источник).
  4. В.И. Сивоглазов, И.Б. Агафонова, Е.Т. Захарова. Биология 10–11 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 6-е издание, дополненное. – М.: Дрофа, 2010. – 384 с. (Источник).
  5. И.Н. Пономарева, О.А. Корнилова, Т.Е. Лощилина, П.В. Ижевский. Биология. 10 класс. Общая биология. Базовый уровень. – 2-е издание, переработанное. – Вентана-Граф, 2010. – 224 с. (Источник).

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

На русском языке

  1. Bio-faq.ru (Источник).
  2. Bannikov.narod.ru (Источник).
  3. Википедия (Источник).
  4. Википедия (Источник).
  5. Википедия (Источник).
  6. Zoopicture.ru (Источник).

на английском языке:

  1. Википедия (Источник).

 

Домашнее задание

  1. Что такое онтогенез? Из каких этапов он состоит?
  2. Что называют постэмбриональным развитием организма? Какие стадии постэмбрионального развития выделяют?
  3. Какие виды ювенильного развития встречаются у животных? В чем их отличие?
  4. Почему вслед за ювенильным периодом наступает зрелость?
  5. Что такое старость? Что вам известно про механизмы старения?
  6. Может ли человек жить вечно? Какое заболевание связано с наступлением ранней старости?
  7. Какие гормоны влияют на переход от одного этапа онтогенеза к другому?
  8. Какие животные-долгожители вам известны? Как они борются со старением? Почему все-таки умирают?