§ 52. Размножение и развитие млекопитающих. Годовой жизненный цикл

Определения и обозначения

Половое размножение — размножение с участием мужских и женских половых клеток, при котором потомство получает признаки обоих родителей. Такие клетки несут наследственную информацию, а их сочетание создаёт новые комбинации признаков. Это помогает потомству отличаться от родителей и друг от друга.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток с образованием зиготы; у млекопитающих оно обычно внутреннее. Зигота — первая клетка нового организма, из которой начинается развитие. Внутреннее оплодотворение защищает половые клетки и повышает вероятность их встречи.

Плацента — орган связи организма матери с эмбрионом, обеспечивающий обмен кислородом, питательными веществами и продуктами обмена. Она позволяет эмбриону получать всё необходимое для роста, пока он находится в матке. При этом кровь матери и эмбриона обычно не смешивается напрямую.

Годовой жизненный цикл — последовательная смена в течение года периодов размножения, рождения и выращивания потомства, подготовки к неблагоприятному сезону. Это не просто календарный порядок событий: каждый период помогает животному выжить и оставить потомство. У разных видов такая последовательность и её сроки различаются.

Как это устроено

Для полового размножения необходимы мужские и женские половые клетки: их наследственная информация соединяется и передаётся потомству. Обычно мужская особь производит сперматозоиды, а женская — яйцеклетки. Когда сперматозоид сливается с яйцеклеткой, возникает зигота, и с этого момента начинается развитие нового организма.

Зигота делится на клетки, из которых постепенно формируются ткани и органы эмбриона. У большинства млекопитающих эмбрион развивается в матке — органе, где он защищён и может расти. Плацента связывает его с организмом матери: через неё поступают кислород и питательные вещества, а продукты обмена удаляются. Если обмен нарушен, эмбрион может недополучить вещества, необходимые для развития.

У большинства млекопитающих беременность заканчивается рождением живого детёныша, потому что эмбрион развивается в организме матери. После рождения он уже не связан с плацентой, поэтому ему нужны питание и защита. Молочные железы вырабатывают молоко, содержащее питательные вещества; молочное вскармливание помогает детёнышу расти. Родители также могут согревать его, защищать от опасности и обучать.

Сначала детёныш зависит от взрослых и питается молоком. По мере роста он осваивает движения, добывание пищи и другие навыки, а затем становится самостоятельным. Сроки взросления различаются: детёныши одних видов быстро начинают жить независимо, другим требуется длительная забота родителей. Половая зрелость означает способность размножаться, но не обязательно полную независимость от родителей.

Периоды размножения и выращивания потомства связаны с тем, когда животным легче найти пищу и обеспечить детёнышам выживание. Перед зимой или другим неблагоприятным временем многие виды накапливают запасы, отращивают густую шерсть, меняют поведение или перемещаются в более подходящие места. У каждого вида свой календарь: на него влияют климат, доступность корма и продолжительность беременности. Поэтому время спаривания и появления потомства у разных млекопитающих не совпадает.

Этапы размножения, развития и годового жизненного цикла млекопитающих

Читайте таблицу сверху вниз, чтобы увидеть путь от образования зиготы до взросления. В графе «Основное обеспечение» указано, что помогает пройти каждый этап, а последний этап показывает сезонную подготовку. У разных видов отдельные сроки и способы заботы могут отличаться.

Разбор задач

1. Расположите события размножения млекопитающих в правильной последовательности: рождение детёныша, образование зиготы, внутриутробное развитие, молочное вскармливание, достижение половой зрелости.

Нужно восстановить развитие от самой первой клетки до взрослого состояния. Сначала происходит оплодотворение, а затем начинается развитие внутри организма матери. События после рождения следуют в порядке взросления детёныша.

1. Образование зиготы — начало развития после слияния половых клеток.
2. Внутриутробное развитие — из зиготы формируется эмбрион, который растёт в матке.
3. Рождение детёныша — завершение внутриутробного периода.
4. Молочное вскармливание — детёныш получает питание после рождения.
5. Достижение половой зрелости — поздний этап, когда организм способен размножаться.

Ответ: образование зиготы → внутриутробное развитие → рождение детёныша → молочное вскармливание → достижение половой зрелости.

2. Объясните, почему повреждение плаценты опасно для развивающегося эмбриона.

Чтобы ответить, нужно связать функцию органа с потребностями эмбриона. Пока он развивается в матке, ему необходимы кислород и питательные вещества для роста. Одновременно из его организма должны удаляться продукты обмена.

1. Вспоминаем роль плаценты: она обеспечивает обмен между организмом матери и эмбрионом.
2. Если плацента повреждена, поступление кислорода и питательных веществ может нарушиться.
3. Также может ухудшиться удаление продуктов обмена, что мешает нормальному развитию.

Ответ: повреждение плаценты опасно, потому что эмбрион может недополучать кислород и питание, а продукты обмена могут удаляться хуже. Значит, нарушается обеспечение, необходимое для его роста.

3. Сравните годовой жизненный цикл северного оленя и бурого медведя: укажите, в какой период происходит размножение, когда появляется потомство и как животные переживают неблагоприятный сезон.

Сравнивая животных, нужно сопоставить не только время появления детёнышей, но и способы пережить холодный сезон. У северного оленя гон обычно приходится на осень, а телята появляются весной. Это позволяет детёнышам расти в более благоприятное время года.

1. У северного оленя спаривание обычно происходит осенью, а телята рождаются весной. Зимой животные приспособлены к холоду и добывают корм, в том числе под снегом.
2. Бурые медведи спариваются летом. Медвежата обычно появляются зимой в берлоге, а самка заботится о них во время зимнего покоя.
3. Сопоставляем цикл: олень переживает зиму, продолжая активно искать пищу, а медведь проводит её в берлоге и использует накопленные запасы организма.

Ответ: у северного оленя размножение обычно происходит осенью, детёныши появляются весной; зимой олень остаётся активным. У бурого медведя спаривание происходит летом, медвежата рождаются зимой в берлоге, где самка переживает неблагоприятный сезон.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что развитие млекопитающего начинается с рождения. Так думают, потому что именно рождение заметно окружающим, но развитие начинается раньше — с образования зиготы. Проверьте себя: поставьте рождение после внутриутробного развития, а не первым этапом.

Ошибка: путать плаценту с маткой. Их могут смешивать, потому что оба понятия связаны с развитием эмбриона. Матка — орган, где он развивается, а плацента обеспечивает обмен между ним и матерью. Для проверки спросите себя: где находится эмбрион и через что он получает вещества?

Ошибка: считать молочное вскармливание единственной заботой о потомстве. Молоко действительно обеспечивает детёныша пищей, но взрослые могут также согревать и защищать его, а иногда обучать. Проверьте ответ: перечислите, что помогает детёнышу выжить, кроме питания.

Ошибка: предполагать, что все млекопитающие размножаются в одно время года. Такое впечатление возникает, если переносить календарь одного знакомого вида на остальных. Сроки зависят от вида, климата и доступности пищи. Проверяйте обобщение сравнением разных животных и условий их жизни.

Связь с другими темами

Для понимания темы пригодятся знания об органах размножения и их функциях, клеточном делении и оплодотворении. Также важно различать эмбриональное развитие до рождения и постэмбриональное — после рождения. Эти понятия помогают проследить, как из одной клетки развивается организм и как он меняется в течение жизни.

Тема связана с приспособленностью животных к среде и сезонными явлениями в природе: годовой цикл показывает, как размножение зависит от условий жизни. Эти знания используют при охране редких видов, чтобы учитывать сроки размножения и выращивания потомства. Они также помогают изучать популяции — группы животных одного вида, обитающие на общей территории.

Что запомнить

• Млекопитающие размножаются половым способом.
• Оплодотворение у большинства млекопитающих внутреннее.
• Эмбрион развивается в матке и получает необходимые вещества через плаценту.
• После рождения детёныши вскармливаются молоком.
• Развитие включает внутриутробный и послеродовой периоды.
• Годовой цикл включает размножение, выращивание потомства и подготовку к неблагоприятному сезону.
• Сроки размножения и особенности годового цикла зависят от вида и условий среды.