51. Индивидуальное развитие животных

Определения и обозначения

Индивидуальное развитие, или онтогенез, — развитие животного от момента зарождения до конца жизни. Оно охватывает и изменения зародыша, и жизнь после рождения или выхода из яйца. Это понятие помогает увидеть весь путь организма, а не только его рост.

Эмбриональное развитие — развитие зародыша внутри яйца или организма матери до рождения или выхода из яйца. Зародыш — организм на раннем этапе развития. Этот термин нужен, чтобы обозначать период, когда животное ещё развивается до начала самостоятельной жизни.

Постэмбриональное развитие — изменения организма после рождения или выхода из яйца до наступления взрослого состояния и далее. В это время животное растёт, а его тело и поведение могут меняться. Понятие помогает отличать развитие после рождения от развития зародыша.

Непрямое развитие — развитие с превращением, при котором детёныш или личинка заметно отличается от взрослого животного. Личинка — молодая стадия, которая ещё не похожа на взрослую особь и может жить иначе. Термин помогает описать развитие, в котором между молодым и взрослым животным есть заметные изменения.

Как это устроено

Индивидуальное развитие начинается с образования новой клетки, потому что именно из неё формируется будущий организм. Клетка возникает при размножении, а затем делится и даёт начало другим клеткам. Они постепенно приобретают разные особенности, поэтому возникают ткани, органы и целое животное. Последовательность изменений связывает начало жизни со взрослым состоянием и всеми дальнейшими изменениями организма.

Во время эмбрионального развития зародыш растёт, его клетки делятся и становятся различными. Одни клетки участвуют в образовании одних частей тела, другие — иных, поэтому постепенно формируются органы. Этот процесс нужен, чтобы к рождению или выходу из яйца у животного уже были основные части тела и признаки. У разных животных зародыш развивается в разных условиях: в яйце или внутри организма матери.

После рождения или выхода из яйца животное продолжает развиваться, но изменения у разных видов неодинаковы. Одни молодые особи постепенно увеличиваются и становятся похожими на взрослых. У других меняются форма тела, органы и образ жизни, а между молодым и взрослым состоянием появляются отдельные стадии. Поэтому одного слова «рост» недостаточно, чтобы описать постэмбриональное развитие каждого животного.

При прямом развитии молодая особь похожа на взрослую по основным чертам строения. Ей не нужно проходить стадию личинки, которая резко отличалась бы от взрослого животного. Молодое животное растёт и постепенно приобретает признаки взрослой особи. При непрямом развитии появляется личинка, потому что молодая стадия приспособлена к своему образу жизни и условиям, отличным от взрослых.

Разные стадии могут питаться разной пищей и обитать в разных местах. Например, личинка и взрослое насекомое порой используют разные пищевые ресурсы, поэтому им не приходится в одинаковой степени соперничать за пищу. Разделение мест обитания тоже уменьшает конкуренцию. Так смена стадий помогает большему числу особей находить необходимые условия для жизни.

Сравнение типов индивидуального развития животных

Чтобы определить тип развития, сначала сравни молодое животное со взрослым, а затем выясни, есть ли личинка. Если молодая особь похожа на взрослую, развитие прямое; если она заметно отличается и проходит личиночную стадию — непрямое. Сравнивать удобно по строению и образу жизни, а не только по размеру.

Разбор задач

Задача 1. Стадии развития бабочки

Условие. Нужно определить, какие этапы входят в индивидуальное развитие бабочки: яйцо, личинка-гусеница, куколка, взрослое насекомое. Важно не перепутать последовательность стадий. Затем нужно назвать тип развития.

1. Сначала из яйца появляется личинка — гусеница.
2. Затем гусеница становится куколкой, а из куколки выходит взрослое насекомое.
3. Поскольку гусеница отличается от взрослой бабочки и есть стадия куколки, развитие проходит с полным превращением.

Ответ. Стадии следуют так: яйцо, личинка-гусеница, куколка, взрослое насекомое. Это непрямое развитие с полным превращением. Куколка является промежуточной стадией, а не взрослой бабочкой.

Задача 2. Котёнок и лягушка

Условие. Нужно сравнить развитие котёнка и лягушки и определить, у какого животного молодая особь похожа на взрослую. Сходство помогает различить прямое и непрямое развитие. Для сравнения достаточно представить, как выглядят детёныш и взрослая особь.

1. Котёнок по основным признакам похож на взрослую кошку: у него сходное строение тела и четыре лапы.
2. Головастик заметно отличается от взрослой лягушки: он живёт в воде и сначала не имеет конечностей, как у взрослой лягушки.
3. Значит, у кошки развитие прямое, а у лягушки — непрямое, с личиночной стадией.

Ответ. На взрослую особь похож котёнок. Развитие кошки прямое, а развитие лягушки непрямое, поскольку головастик отличается от взрослого животного.

Задача 3. Разная пища и разные места обитания

Условие. Нужно объяснить, почему личинка и взрослое насекомое могут жить в разных местах и питаться разной пищей. Здесь важно связать особенности стадий не только с их отличиями, но и с пользой этих отличий для животных. Подумай, что произойдёт, если всем особям понадобятся одни и те же ресурсы.

1. Сравни образ жизни личинки и взрослого насекомого: у них могут различаться пища и места обитания.
2. Из-за этого они не используют одни и те же ресурсы в одинаковой степени.
3. Следовательно, между личинками и взрослыми особями становится меньше конкуренции за пищу и место.

Ответ. Различия помогают молодым и взрослым особям осваивать разные условия. Если они питаются разной пищей или живут в разных местах, им меньше приходится соперничать друг с другом.

Типичные ошибки

Ошибка — считать индивидуальным развитием только рост после рождения. Так думают, потому что изменения детёныша легко наблюдать, а развитие зародыша остаётся незаметным. Но онтогенез начинается раньше, с образования новой клетки; проверь себя вопросом, входит ли в него этап зародыша.

Эмбриональный и постэмбриональный периоды иногда путают, не обращая внимания на момент рождения или выхода из яйца. Эмбриональный период идёт до этого события, постэмбриональный — после. Чтобы проверить ответ, спроси себя, находится ли животное ещё внутри яйца или организма матери.

Не всякое развитие с ростом является развитием с превращением. При превращении возникает личинка, заметно отличающаяся от взрослой особи, а простое увеличение размера этого не означает. Проверь себя: есть ли отдельная личиночная стадия и меняется ли животное так, что молодая особь не похожа на взрослую?

Куколку иногда принимают за отдельное взрослое животное, потому что она не похожа на гусеницу и находится между ней и бабочкой. Но куколка — промежуточная стадия, из которой выходит взрослое насекомое. Чтобы не ошибиться, назови все стадии по порядку и проверь, какая из них завершает превращение.

Связь с другими темами

Для изучения развития полезно знать, чем яйцекладущие животные отличаются от живородящих, и понимать, что такое жизненный цикл. Эти знания помогают определить, где развивается зародыш и какие стадии проходит животное. Позже онтогенез пригодится при изучении размножения, насекомых, земноводных и других групп. С экологией тема связана через места обитания и пищу: разные стадии могут использовать разные ресурсы.

Что запомнить

• Индивидуальное развитие животного называют онтогенезом.
• Онтогенез включает эмбриональный и постэмбриональный периоды.
• При прямом развитии молодая особь в основном похожа на взрослое животное.
• При непрямом развитии между молодым и взрослым животным есть личиночная стадия.
• Полное превращение включает стадии яйца, личинки, куколки и взрослого насекомого.
• Разные стадии развития могут отличаться строением, питанием и местом обитания.