47. Развитие животных с превращением и без превращения

Определения и обозначения

Индивидуальное развитие, или онтогенез, — путь животного от зарождения до конца жизни. Оно начинается с образования зародыша и продолжается после рождения или выхода из яйца. Затем животное растёт, взрослеет и проходит изменения, связанные с возрастом. Это понятие помогает рассматривать жизнь организма как последовательность этапов, а не только сравнивать детёныша и взрослую особь.

Прямое развитие — развитие, при котором молодое животное в основном похоже на взрослое. Обычно оно отличается меньшим размером и тем, что его организм ещё не достиг полной зрелости. Сходство можно заметить по основным чертам строения и образу жизни. Такое определение помогает отличить постепенный рост от развития с личиночной стадией.

Непрямое развитие — развитие с превращением, при котором молодая особь, называемая личинкой, заметно отличается от взрослого животного. Личинка может иметь другое строение и жить в иных условиях. Позже она преобразуется во взрослую особь. Это понятие нужно, чтобы описывать жизненный цикл животного, в котором есть отдельная личиночная стадия.

Метаморфоз — превращение личинки во взрослое животное. Во время него меняются строение организма, образ жизни или среда обитания; иногда изменения затрагивают сразу несколько особенностей. Например, водная личинка стрекозы становится взрослым насекомым, способным летать. Слово «метаморфоз» обозначает именно превращение, а не обычное увеличение размеров при росте.

Как это устроено

Развитие начинается с оплодотворённой яйцеклетки — клетки, возникшей после слияния половых клеток. Она делится, и из неё постепенно формируется зародыш, в котором появляются основные части будущего организма. Пока зародыш развивается, его строение меняется и усложняется, поэтому он ещё не похож на самостоятельное взрослое животное. Когда развитие достигает нужного этапа, животное рождается или выходит из яйца и продолжает расти уже вне зародышевых оболочек.

При прямом развитии после рождения или выхода из яйца нет отдельной личиночной стадии. Молодая особь похожа на взрослую, потому что основные черты её строения уже сформированы. Она растёт, а её органы и системы постепенно достигают зрелости; меняется размер, но не происходит резкой перестройки всего организма. Такой путь встречается, например, у птиц и млекопитающих: цыплёнок не превращается в личинку, а постепенно становится взрослой птицей.

При непрямом развитии из яйца появляется личинка, потому что развитие включает особую форму молодого животного, отличную от взрослой. Личинка питается и растёт, а её строение приспособлено к текущему этапу жизни. Например, гусеница бабочки и взрослая бабочка заметно различаются, как и водная личинка стрекозы и взрослая стрекоза. Такой путь встречается у многих насекомых и земноводных; его нельзя определить только по тому, что животное вылупилось из яйца.

Во время метаморфоза личинка постепенно или резко преобразуется во взрослое животное. Причина изменений в том, что личиночные особенности подходят для одного этапа жизни, а взрослому организму нужны другие признаки. У некоторых насекомых превращение включает стадию покоя — куколку, внутри которой перестраивается организм; у других животных отдельной куколки нет. Например, у бабочки гусеница становится куколкой, а затем взрослой бабочкой, тогда как стрекоза развивается без куколки.

Различия между личинкой и взрослым животным могут уменьшать конкуренцию. Конкуренция — это соперничество за ограниченные ресурсы, например пищу и место обитания. Гусеница ест листья, а взрослая бабочка обычно питается нектаром, поэтому их потребности различаются. Личинка стрекозы живёт в воде, а взрослая стрекоза большую часть времени проводит на суше и в воздухе; разные места жизни также помогают ослабить соперничество между этапами развития.

Сравнение прямого и непрямого развития животных

Сравнивайте эти типы развития по наличию личинки и по сходству молодой особи со взрослой, а не только по размеру. Затем проверьте, есть ли метаморфоз и какие этапы проходит животное. Если описание жизненного цикла не сообщает о куколке, это не мешает определить непрямое развитие: куколка бывает не у всех животных.

Разбор задач

Задача: у цыплёнка после выхода из яйца нет стадии личинки. Определите тип развития и объясните, по какому признаку это можно установить.

1. Сначала выясним, есть ли в описании отдельная личиночная стадия. В условии прямо сказано, что её нет.
2. Затем сравним это с признаками двух типов развития. При прямом развитии молодая особь не проходит стадию личинки и постепенно растёт, становясь взрослой.
3. Проверим, не путаем ли мы рост с превращением. Цыплёнок меняется по мере взросления, но не проходит резкую перестройку из личинки во взрослую птицу.

Ответ: у цыплёнка прямое развитие. Это можно установить по отсутствию личиночной стадии и превращения в ходе развития.

Задача: из яйца бабочки появляется гусеница, затем куколка и взрослая бабочка. Назовите тип развития и перечислите его основные стадии.

1. Отмечаем, что гусеница — личинка: она отличается от взрослой бабочки по строению и образу жизни.
2. Наличие личинки указывает на непрямое развитие. Значит, в жизненном цикле происходит метаморфоз — превращение личинки во взрослое животное.
3. Располагаем названные стадии в хронологическом порядке, начиная с яйца и заканчивая взрослым организмом. Куколка находится между личинкой и взрослой бабочкой.

Ответ: развитие непрямое. Его основные стадии: яйцо, гусеница (личинка), куколка, взрослая бабочка.

Задача: личинка стрекозы живёт в воде, а взрослая стрекоза — на суше и в воздухе. Объясните, почему развитие называют непрямым и какое значение может иметь различие образа жизни.

1. Сравниваем личинку и взрослое животное. Они отличаются не только возрастом, но и местом жизни, поэтому речь идёт о разных этапах жизненного цикла.
2. Поскольку личинка превращается во взрослую стрекозу, развитие называют непрямым, а превращение — метаморфозом. Куколка для такого вывода не обязательна.
3. Определяем возможное значение различия. Жизнь в разных средах может уменьшать соперничество личинки и взрослой стрекозы за пищу и пространство.

Ответ: развитие непрямое, потому что личинка отличается от взрослой стрекозы и превращается в неё. Разные места обитания могут снижать конкуренцию между ними.

Типичные ошибки

Ошибка: считать любое увеличение размеров метаморфозом. Её допускают, потому что и при росте, и при превращении животное меняется. Но при прямом развитии особь тоже растёт, не проходя резкой перестройки из личинки во взрослое животное. Проверьте себя: есть ли в жизненном цикле заметно отличающаяся личинка и её превращение?

Ошибка: называть личинкой любую молодую особь. Такое название часто используют просто для детёныша, хотя личинка характерна для непрямого развития и заметно отличается от взрослого животного. Молодая особь, которая в основном похожа на взрослую, не становится личинкой только из-за своего возраста. Чтобы проверить себя, сравните её строение и образ жизни со взрослыми.

Ошибка: думать, что прямое развитие означает отсутствие изменений. Такое впечатление возникает из-за слова «прямое», но оно говорит об отсутствии личиночной стадии и резкого превращения, а не роста. Молодая особь увеличивается в размерах и постепенно созревает. Проверьте себя: если меняются размер и зрелость, но нет личинки, это всё ещё может быть прямое развитие.

Ошибка: считать куколку обязательной при непрямом развитии. Куколка хорошо знакома по жизненному циклу бабочки, поэтому её иногда принимают за обязательный этап. Однако метаморфоз может происходить без стадии покоя: например, личинка стрекозы превращается во взрослое насекомое без куколки. Для определения типа развития ищите личинку и её превращение, а не обязательно куколку.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в развитии животных, нужно знать, как происходит размножение, какую роль играет оплодотворённая яйцеклетка и что называют зародышевым развитием. Эти знания объясняют, с какого этапа начинается онтогенез и как организм появляется на свет или выходит из яйца. Сравнение прямого и непрямого развития помогает изучать жизненные циклы насекомых, земноводных и других животных. Различия между этапами развития также показывают, как животные приспособлены к разным условиям среды.

Что запомнить

• Индивидуальное развитие животного называют онтогенезом.
• При прямом развитии личиночной стадии нет.
• При непрямом развитии есть личинка, отличающаяся от взрослой особи.
• Превращение личинки во взрослое животное называют метаморфозом.
• Куколка есть не у всех животных с непрямым развитием.
• Различия между личинкой и взрослым животным могут уменьшать конкуренцию.