Постэмбриональное развитие

Определения и обозначения

Постэмбриональное развитие — развитие организма от рождения или выхода из яйцевых оболочек до смерти. Оно связано не только с ростом: организм приобретает и меняет функции, достигает зрелости, а затем стареет. Это понятие помогает описать весь жизненный путь после завершения эмбрионального периода.

Прямое развитие — развитие, при котором молодая особь в основном похожа на взрослую, но меньше и ещё не достигла полной зрелости. Так развиваются, например, млекопитающие и птицы. Понятие нужно, чтобы отличать постепенное взросление от развития через личиночную стадию.

Непрямое развитие — развитие с личиночной стадией, когда молодой организм отличается от взрослого строением или образом жизни. Чтобы стать взрослым, он проходит изменения, иногда очень глубокие. Этот термин позволяет описывать жизненные циклы, в которых между рождением и взрослым состоянием есть отдельная личиночная форма.

Метаморфоз — глубокая перестройка организма при переходе от личинки к взрослой особи. Он бывает с неполным превращением, когда куколки нет, и с полным, когда между личинкой и взрослым организмом появляется куколка. Это различие помогает распознавать тип развития по последовательности стадий.

Как это устроено

Постэмбриональное развитие начинается, когда заканчивается развитие зародыша: организм рождается или выходит из яйца. С этого момента он самостоятельно взаимодействует с окружающей средой, получает пищу и продолжает изменяться. У разных видов этот период длится по-разному, потому что их жизненные циклы и условия существования неодинаковы. Поэтому возрастные этапы нельзя сравнивать только по числу дней или лет.

Во время роста увеличиваются размеры и масса тела, а клетки, ткани и органы специализируются — приобретают особенности, необходимые для выполнения разных функций. Рост нужен, чтобы организм достиг размеров и состояния, при которых сможет нормально жить и размножаться. Однако он не всегда продолжается всю жизнь: у многих видов после достижения определённых размеров увеличение тела замедляется или прекращается. Кроме того, рост может идти неравномерно, например усиливаться в одни периоды и замедляться в другие.

При прямом развитии молодая особь взрослеет без отдельной личиночной стадии и резкой перестройки строения. Она уже обладает основными чертами взрослого организма, но её органы и функции ещё могут быть незрелыми. Поэтому детёныш млекопитающего или птенец не становится личинкой только из-за того, что пока не способен размножаться. Разница в том, что при прямом развитии сохраняется общий план строения взрослой особи.

При непрямом развитии молодая стадия — личинка — может заметно отличаться от взрослой и жить иначе. Это позволяет личинке использовать пищу и среду, отличные от тех, которыми пользуется взрослая особь. При неполном превращении личинка постепенно меняется и становится взрослой, причём стадии куколки нет. При полном превращении личинка проходит стадию куколки, во время которой происходят значительные изменения организма.

В постэмбриональном развитии обычно выделяют периоды роста и созревания, зрелости и старения. В период роста организм увеличивается и развивает функции; при созревании формируется способность к размножению. В зрелом возрасте она сохраняется, а при старении постепенно снижаются возможности организма. Границы и выраженность этих периодов зависят от вида, а также от условий среды, поэтому у разных организмов они наступают не одновременно.

Сравнение типов постэмбрионального развития

Сравнивайте типы по наличию личинки, сходству молодой особи со взрослой и последовательности стадий. Особенно полезно проверять, есть ли куколка: это отличает полное превращение от неполного. Примеры в последней строке помогают закрепить признаки, но решающим остаётся именно ход развития.

Разбор задач

Задача 1. Установите тип постэмбрионального развития человека и объясните, почему младенец не считается личинкой.

1. Сравним младенца со взрослым человеком: у них общий план строения и основные органы. Младенец отличается размерами и незрелостью, но не имеет особого личиночного строения.
2. Проверим, есть ли отдельная личиночная стадия и превращение в иной тип организма. Человек проходит возрастные изменения, а не метаморфоз из личинки во взрослую форму.
3. Следовательно, развитие человека прямое. Неспособность младенца к размножению объясняется незрелостью, а не наличием личиночной стадии.

Ответ: у человека прямое развитие; младенец — незрелая молодая особь, а не личинка.

Задача 2. Распределите лягушку, кузнечика и бабочку по типам развития и укажите ключевое превращение в каждом случае.

1. У лягушки головастик отличается от взрослой лягушки, поэтому развитие непрямое. При метаморфозе головастик превращается в лягушку, приобретая признаки взрослого животного.
2. У кузнечика молодая стадия похожа на взрослую, но постепенно меняется и становится взрослой особью. Куколки нет, значит, это неполное превращение.
3. Гусеница бабочки заметно отличается от взрослой бабочки и проходит стадию куколки. Такая последовательность означает полное превращение.

Ответ: лягушка — непрямое развитие с метаморфозом головастика; кузнечик — неполное превращение; бабочка — полное превращение с куколкой.

Задача 3. У неизвестного насекомого молодая стадия похожа на взрослую, но не имеет крыльев и не способна к размножению. Определите тип развития и обоснуйте ответ; укажите, как изменился бы вывод при наличии стадии куколки.

1. Сходство молодой стадии со взрослой показывает, что перед нами не резко отличающаяся личинка. Отсутствие крыльев и способности размножаться говорит о незрелости, но само по себе не определяет тип развития.
2. Если молодая особь постепенно приобретает взрослые признаки без куколки, это непрямое развитие с неполным превращением. Так, например, развиваются кузнечики.
3. Если в жизненном цикле обнаружится куколка, вывод изменится: развитие будет непрямым, с полным превращением. Нужно оценивать все стадии, а не только внешнее сходство молодой особи со взрослой.

Ответ: по описанию вероятно неполное превращение; наличие куколки указывало бы на полное превращение.

Типичные ошибки

Нельзя считать личинкой любую особь, которая ещё не размножается. Такую ошибку допускают, когда принимают незрелость за отдельную стадию развития. Проверьте, отличается ли молодая особь от взрослой строением или образом жизни и есть ли в жизненном цикле личиночная стадия: при прямом развитии детёныш тоже незрелый, но не личинка.

Неполное превращение — не то же самое, что прямое развитие. Их путают, потому что молодая особь при неполном превращении похожа на взрослую, но у неё есть личиночная стадия и происходит постепенная перестройка. Чтобы проверить ответ, выясните, есть ли отдельная молодая стадия, отличающаяся от взрослой, и как она становится взрослой.

Куколка есть не при любом непрямом развитии. Ошибка возникает, если считать метаморфоз обязательным признаком куколки, хотя превращение бывает и без неё. Сверьте последовательность стадий: куколка характерна для полного превращения, а при неполном её нет.

Постэмбриональное развитие не сводится к увеличению размеров. Такой вывод упускает развитие функций и смену возрастных периодов. Проверьте себя: кроме роста, назовите созревание, зрелость и старение — тогда описание будет полнее.

Связь с другими темами

Для понимания постэмбрионального развития нужно знать основные этапы эмбрионального развития и отличать развитие зародыша от периода после рождения или выхода из яйца. Это позволяет определить, где заканчивается один этап и начинается другой. Тема также связана с размножением и жизненными циклами: сопоставляя стадии разных животных, можно увидеть, как устроено их развитие. Метаморфоз помогает понять, почему личинка и взрослая особь могут жить в разных условиях и использовать разные ресурсы.

Что запомнить

• Постэмбриональное развитие начинается после рождения или выхода из яйца.
• Прямое развитие протекает без личиночной стадии и резкого превращения.
• Непрямое развитие включает личиночную стадию.
• При неполном превращении куколки нет.
• Полное превращение включает стадию куколки.
• Постэмбриональное развитие включает рост, созревание, зрелость и старение.