§ 54. Размножение и развитие млекопитающих

Определения и обозначения

Внутреннее оплодотворение — слияние яйцеклетки и сперматозоида внутри организма самки. Половые клетки оказываются рядом в защищённой среде, поэтому вероятность их встречи выше, чем при оплодотворении во внешней среде. Это особенно важно для животных, развитие которых связано с организмом матери.

Беременность — период развития зародыша и плода в организме самки от оплодотворения до рождения детёныша. В это время организм самки обеспечивает условия для роста будущего потомства. Продолжительность беременности различается у разных видов.

Плацента — временный орган, связывающий организм зародыша с организмом матери и обеспечивающий обмен веществами между ними. Через неё зародыш получает кислород и питательные вещества, а продукты обмена удаляются. При этом мать и зародыш остаются отдельными организмами.

Половое созревание — этап развития, когда организм становится способным к размножению. К этому времени формируются половые клетки и организм достигает зрелости, необходимой для продолжения рода. Сроки полового созревания зависят от вида животного.

Как это устроено

В организме самки образуются яйцеклетки, а в организме самца — сперматозоиды. Во время спаривания сперматозоиды попадают в половые пути самки и могут встретиться с яйцеклеткой. Их слияние называется оплодотворением, а образовавшаяся первая клетка нового организма — зиготой. Внутреннее оплодотворение повышает вероятность встречи половых клеток, поскольку они не рассеиваются во внешней среде.

У большинства млекопитающих зародыш развивается в матке — органе, где он защищён и может расти. Связь с организмом матери обеспечивает плацента: через неё поступают кислород и питательные вещества, а продукты обмена переходят от зародыша. Так зародыш получает необходимое для развития, хотя питается не самостоятельно. Плацента не объединяет мать и зародыш в один организм и не выполняет все функции каждого из них.

Беременность продолжается от оплодотворения до рождения, но её длительность зависит от вида и особенностей развития потомства. Сначала формируется зародыш, затем по мере роста его называют плодом. Чем больше времени детёныш развивается до рождения, тем выше обычно степень его сформированности, однако единого срока для всех млекопитающих нет. У разных видов различаются и темпы развития, и условия, в которых детёныш растёт после рождения.

Когда развитие в организме самки завершено, происходит рождение детёныша. После рождения самка вскармливает его молоком, которое содержит необходимые для роста вещества. Детёнышу также могут требоваться тепло, защита и помощь родителей в поиске пищи. Забота особенно важна для беспомощного потомства: она снижает опасность и повышает вероятность выживания.

Не у всех млекопитающих развитие устроено одинаково. Яйцекладущие откладывают яйца, и зародыш развивается внутри яйца вне матки; после вылупления детёныш получает родительскую заботу. У сумчатых внутриутробное развитие короткое, поэтому на свет появляются очень маленькие детёныши, которые продолжают расти в сумке и питаются молоком. У плацентарных основная часть развития проходит в матке, а плацента обеспечивает связь с организмом матери.

Размножение и развитие у основных групп млекопитающих

Сравнивайте группы по трём вопросам: где развивается зародыш, каким образом появляется детёныш и что происходит после рождения. Таблица показывает, что принадлежность к млекопитающим не означает одинакового способа развития. Особенно важно не смешивать плацентарное развитие с особенностями сумчатых и яйцекладущих.

Разбор задач

Задача 1

Условие: расположите события в правильной последовательности: рождение, оплодотворение, развитие зародыша, половое созревание. Чтобы решить задачу, нужно восстановить жизненный цикл, а не ориентироваться на порядок слов. Сначала возникает новый организм, затем он растёт и только после рождения постепенно достигает зрелости.

1. Оплодотворение происходит первым: слияние половых клеток запускает развитие нового организма.
2. После образования зиготы начинается развитие зародыша в организме самки или, у яйцекладущих, в яйце.
3. Когда детёныш достаточно развит, происходит рождение или вылупление. Позже, по мере роста, наступает половое созревание.

Ответ: оплодотворение → развитие зародыша → рождение → половое созревание. Рождение не может предшествовать развитию, а половое созревание относится к более позднему этапу жизни. У яйцекладущих вместо рождения происходит вылупление, но общая последовательность сохраняется.

Задача 2

Условие: объясните, почему плацента не заменяет полностью организм матери или зародыша. Для ответа нужно выяснить, какую именно задачу выполняет этот временный орган. Затем следует сравнить обмен веществами с самостоятельной жизнью организма.

1. Плацента создаёт связь между матерью и зародышем и обеспечивает обмен веществами.
2. Зародыш получает через неё кислород и питательные вещества, а продукты обмена удаляются. Но сам зародыш остаётся отдельным развивающимся организмом.
3. Плацента не выполняет все функции матери и не превращается в зародыш. Она необходима для обмена, но не заменяет ни одного из участников этого процесса.

Ответ: плацента — временный орган обмена, а не замена матери или зародыша. Мать обеспечивает условия развития, зародыш растёт и формирует собственные органы. Поэтому нельзя называть плаценту частью только одного из этих организмов.

Задача 3

Условие: сравните развитие детёнышей плацентарного и сумчатого млекопитающего, указав, где проходит основная часть развития и что происходит после рождения. Сравнение нужно вести по одним и тем же признакам. Это помогает увидеть связь между сроком развития до рождения и последующей заботой родителей.

1. У плацентарного млекопитающего основная часть развития зародыша проходит в матке. Плацента обеспечивает обмен веществами между ним и матерью.
2. У сумчатого внутриутробный период короче, и детёныш рождается очень маленьким. Значительная часть его дальнейшего развития проходит в сумке, где он питается молоком.
3. После рождения детёнышам обеих групп может требоваться забота родителей, но условия и степень самостоятельности различаются. У сумчатых продолжение развития в сумке особенно важно.

Ответ: у плацентарных основная часть внутриутробного развития проходит в матке, а у сумчатых развитие продолжается после рождения в сумке. Степень развитости новорождённого связана с тем, сколько развития приходится на период до рождения. Молоко и забота родителей помогают детёнышам расти и выживать.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что все млекопитающие рождают живых детёнышей. Так думают, потому что большинство знакомых млекопитающих именно рождают потомство. Проверьте себя: вспомните яйцекладущих — утконоса и ехидну, которые откладывают яйца.

Ошибка — называть плаценту частью только организма матери или только зародыша. Её легко принять за обычный орган одного организма, но она обеспечивает обмен между двумя организмами. Для проверки спросите себя, кто получает вещества и куда переходят продукты обмена: связь нужна обоим.

Ошибка — путать оплодотворение с рождением. Оба события относятся к размножению, поэтому их иногда воспринимают как один этап, хотя между ними проходит развитие. Проверьте последовательность: сначала сливаются половые клетки, затем развивается зародыш, и только после этого происходит рождение.

Ошибка — считать, что детёныши всех млекопитающих одинаково самостоятельны сразу после рождения. Такое представление не учитывает различия между видами и способами развития. Проверьте себя сравнением: маленький детёныш сумчатого продолжает развитие в сумке, а степень развития новорождённых других млекопитающих тоже может различаться.

Связь с другими темами

Чтобы понять размножение млекопитающих, нужно знать строение яйцеклетки и сперматозоида, смысл оплодотворения и основные этапы индивидуального развития организма. Эти знания помогают проследить путь от слияния половых клеток до рождения и взросления детёныша. Тема также связана с приспособленностью животных к среде обитания: особенности развития и родительского поведения помогают потомству выживать в разных условиях.

Что запомнить

• У млекопитающих оплодотворение обычно внутреннее.
• У большинства видов зародыш развивается в матке.
• Плацента обеспечивает обмен веществами между организмом матери и зародышем.
• Беременность заканчивается рождением детёныша.
• Самки млекопитающих вскармливают детёнышей молоком.
• Яйцекладущие и сумчатые млекопитающие отличаются от большинства видов особенностями развития детёнышей.