§37. Индивидуальное развитие. Постэмбриональный период

Определения и обозначения

Постэмбриональное развитие — период индивидуального развития организма от рождения или выхода из оболочек яйца до смерти. Его границы связаны с окончанием эмбрионального периода и началом самостоятельной жизни вне зародышевых оболочек. Понятие помогает описывать весь жизненный путь организма, а не только его рост.

Прямое развитие — развитие, при котором молодая особь в целом сходна со взрослой и отличается главным образом размерами и степенью зрелости органов. Она не проходит отдельной стадии, резко отличающейся от взрослого животного. Это определение позволяет отличить постепенное взросление от развития с личинкой.

Непрямое развитие — развитие, при котором из яйца или организма матери появляется личинка, отличающаяся от взрослой особи строением и образом жизни. Личиночная стадия является самостоятельной частью жизненного цикла. Термин нужен, чтобы описать развитие, в котором переход к взрослой форме происходит не только за счёт роста.

Метаморфоз — глубокое преобразование организма в ходе развития, при котором личиночные структуры сменяются структурами взрослого животного. При этом меняются особенности строения, а иногда и образ жизни. Понятие объясняет, как личинка превращается во взрослую особь, а не просто становится крупнее.

Как это устроено

Постэмбриональный период начинается после завершения эмбрионального развития, но конкретный момент зависит от способа размножения. У живородящих животных зародыш развивается внутри организма матери, поэтому началом постэмбрионального периода считают рождение. У яйцекладущих развитие продолжается в яйце, и этот период начинается, когда молодая особь выходит из него. Так границу проводят по окончанию развития внутри яйца или организма матери.

При прямом развитии молодая особь растёт и постепенно достигает половой зрелости, не проходя стадии личинки, резко отличающейся от взрослого организма. Такой путь возможен, когда основные особенности строения взрослой формы уже представлены у молодого животного. Затем органы продолжают развиваться, а размеры увеличиваются. Поэтому отличие между возрастами обычно связано со степенью зрелости, а не с полной перестройкой организма.

При непрямом развитии жизненный цикл включает личиночную стадию, и личинка может заметно отличаться от взрослой особи. У них бывают разные способы передвижения, питание и места обитания, потому что каждой стадии подходят свои условия. Это позволяет молодым и взрослым особям использовать разные ресурсы. В результате снижается конкуренция между ними за пищу и пространство.

Метаморфоз бывает полным или неполным, и различие между ними определяется наличием куколки. При полном метаморфозе личинка сначала превращается в куколку, в которой происходят существенные изменения, а затем появляется взрослая особь. При неполном метаморфозе куколки нет: молодая особь постепенно приобретает признаки взрослой через ряд изменений. Следовательно, тип метаморфоза можно установить по последовательности стадий жизненного цикла.

В постэмбриональном развитии организм растёт, его органы и функции формируются и достигают зрелости. Это происходит потому, что молодому организму необходимо стать способным выполнять все функции взрослого, включая размножение. У многих организмов позднее наступают старение и смерть, но скорость и продолжительность этих этапов различаются. На них влияют особенности вида и условия жизни.

Сравнение прямого и непрямого постэмбрионального развития

Сначала проверьте, есть ли в жизненном цикле отдельная личиночная стадия: это основной признак непрямого развития. Затем сравните строение и образ жизни молодой особи со взрослой. Для описания непрямого развития дополнительно выясните, есть ли куколка: она указывает на полный метаморфоз.

Разбор задач

Задача 1. У цыплёнка после вылупления нет стадии личинки. Определите тип его постэмбрионального развития и назовите признак, на котором основан ответ.

1. Сначала выясним, появляется ли у цыплёнка отдельная личиночная форма. По условию такой стадии нет, поэтому один из главных признаков непрямого развития отсутствует.
2. Затем применим определение прямого развития. Молодая особь развивается без личинки и постепенно растёт, достигая взрослого состояния.
3. Проверим основание вывода: тип определяют не по небольшому размеру цыплёнка, а по отсутствию личиночной стадии и сходству молодой особи со взрослой.

Ответ: у цыплёнка прямое развитие; основание — отсутствие личиночной стадии и общее сходство молодого животного со взрослой птицей.

Задача 2. Расположите стадии развития бабочки в правильном порядке: куколка, яйцо, взрослая особь, личинка. Укажите тип метаморфоза.

1. Определим, с какой стадии начинается развитие нового организма. Бабочка развивается из яйца, поэтому яйцо ставим первым.
2. После выхода из яйца появляется личинка, которая питается и растёт. Затем она переходит в стадию куколки, после которой формируется взрослая особь.
3. Сопоставим полученный порядок с признаками метаморфоза. Наличие куколки означает, что метаморфоз полный.

Ответ: яйцо → личинка → куколка → взрослая особь; у бабочки полный метаморфоз.

Задача 3. У двух видов животных молодые особи отличаются от взрослых; у первого между личинкой и взрослой особью есть куколка, у второго её нет. Сравните тип метаморфоза и объясните, какой признак позволяет их различить.

1. Установим, какой тип развития описан. В обоих случаях есть личинка, отличающаяся от взрослой особи, значит, развитие непрямое.
2. Проверим наличие куколки у первого вида. Эта стадия есть, поэтому у него полный метаморфоз.
3. Рассмотрим второй вид: куколки нет, а молодая особь постепенно меняется. Следовательно, у него неполный метаморфоз; решающий признак — наличие или отсутствие стадии куколки.

Ответ: у первого вида полный метаморфоз, у второго — неполный. Их различают по наличию куколки в жизненном цикле.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что постэмбриональное развитие всегда начинается с рождения. Так думают, потому что рождение кажется очевидной границей самостоятельной жизни. Однако у яйцекладущих животных этот период начинается после выхода из яйца. Проверьте способ размножения: если организм развивается в яйце, ориентируйтесь на вылупление.

Ошибка — называть развитие прямым только потому, что молодая особь мала. Размер не показывает, есть ли в жизненном цикле отдельная личиночная форма, поэтому такой вывод не обоснован. Сравните молодую особь со взрослой по строению и образу жизни. Если есть отличающаяся личинка, развитие непрямое.

Ошибка — путать неполный метаморфоз с прямым развитием. Это происходит из-за того, что при неполном метаморфозе молодая особь постепенно становится похожей на взрослую. Но она проходит последовательные стадии и развивается из личинки, поэтому развитие остаётся непрямым. Для проверки спросите себя, есть ли в цикле личиночная форма.

Ошибка — считать куколку обязательной стадией любого метаморфоза. Такое представление возникает, если помнить только жизненный цикл бабочки. Куколка есть при полном метаморфозе, а при неполном её нет. Проверьте описание стадий: наличие куколки означает полный метаморфоз, отсутствие — неполный.

Связь с другими темами

Для изучения постэмбрионального развития нужно знать стадии эмбрионального развития и понимать, что индивидуальное развитие организма включает два периода: эмбриональный и постэмбриональный. Это помогает правильно определить, где заканчивается развитие зародыша и начинается жизнь молодой особи. Граница особенно заметна при сравнении рождения и выхода из яйца.

Эти знания пригодятся при изучении жизненных циклов животных, размножения и развития организмов. По смене стадий можно объяснить, как животные приспосабливаются к условиям среды. Сравнение личинок и взрослых особей также помогает понять, почему разные этапы жизни могут быть связаны с разными ресурсами.

Что запомнить

• Постэмбриональный период следует за эмбриональным.
• У яйцекладущих животных он начинается после выхода из яйца.
• При прямом развитии отдельной личиночной стадии нет.
• При непрямом развитии организм проходит личиночную стадию.
• Полный метаморфоз включает стадию куколки.
• При неполном метаморфозе куколки нет.