Размножение и развитие животных

Определения и обозначения

Размножение — способность животных производить потомство. Благодаря ему появляются новые особи, а вид не исчезает, когда старые животные умирают. Потомство может быть похоже на родителей, но не является их точной копией. Размножение помогает виду сохраняться в сменяющихся поколениях.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток. Оно запускает развитие нового организма при половом размножении. Если клетки сливаются вне тела самки, оплодотворение называют наружным, а если внутри её тела — внутренним. Место слияния клеток важно отличать от места, где потомство развивается.

Развитие животных — изменения организма от его зарождения до взрослого состояния. Животное растёт, его части тела могут изменяться, а поведение становится другим. Например, молодому животному постепенно приходится добывать пищу и защищаться самостоятельно. Понятие развития помогает описать весь путь от начала жизни до взрослой особи.

Превращение — развитие, при котором молодое животное заметно отличается от взрослого и постепенно приобретает его признаки. Такие изменения затрагивают не только внешний вид, но и образ жизни. Так, гусеница питается и растёт, а взрослая бабочка выглядит иначе и может летать. Термин помогает отличать развитие с выраженными стадиями от простого роста похожего на взрослого детёныша.

Как это устроено

При половом размножении потомство возникает благодаря участию мужской и женской половых клеток. Каждая из них несёт часть наследственных признаков родителей, а при их слиянии начинается развитие нового организма. Такое размножение создаёт потомство, которое не является точной копией одного из родителей. Поэтому в поколении могут сочетаться разные признаки.

При наружном оплодотворении половые клетки сливаются вне тела самки, чаще всего в воде. Вода помогает клеткам встретиться и не высохнуть, поэтому такой способ характерен для многих водных животных, например лягушек и рыб. При внутреннем оплодотворении слияние происходит внутри тела самки, где клетки защищены от внешних условий. Это особенно полезно животным, которые размножаются на суше, где половые клетки могут высохнуть.

Потомство одних животных появляется из яиц: зародыш развивается в яйце, а затем молодое животное вылупляется. У других детёныш развивается внутри тела матери и рождается живым. Эти способы различаются потому, что животным нужно обеспечить зародышу подходящие условия и защиту. Где и как он развивается, зависит от особенностей вида и среды его обитания.

При прямом развитии молодое животное похоже на взрослое по основному строению. Оно может быть меньше, слабее и нуждаться в заботе, но ему не требуется полностью перестраивать тело, чтобы стать взрослым. По мере роста детёныш приобретает необходимые размеры и постепенно становится самостоятельным. Так развивается, например, цыплёнок: он вылупляется похожим на курицу, хотя ещё отличается от неё размером и поведением.

При развитии с превращением молодое животное сначала выглядит и живёт не так, как взрослая особь. У бабочки из яйца выходит гусеница, затем она становится куколкой, и из куколки появляется взрослая бабочка. У лягушки из икринки выходит головастик, который живёт в воде и дышит жабрами; позднее у него появляются конечности, развиваются лёгкие и постепенно исчезает хвост. Переходы между стадиями меняют строение и образ жизни, поэтому молодой организм не просто становится крупнее.

Способы размножения и развития животных

Сначала сравните внешний вид молодого животного и взрослой особи, затем обратите внимание на этапы развития. Если молодое животное в целом похоже на взрослое, развитие прямое. Если оно проходит заметно отличающиеся стадии, это развитие с превращением.

Разбор задач

Задача 1. Цыплёнок вылупился из яйца и похож на взрослую курицу. Определите, какой тип развития у него наблюдается. Для решения важно не само то, что он появился из яйца, а сходство молодого животного со взрослым. Сравним их внешний вид и основные признаки.

1. Сначала отмечаем, что цыплёнок уже имеет основные черты курицы: две ноги, крылья и клюв. Значит, его строение не проходит резкую перестройку.
2. Затем учитываем, что цыплёнок меньше взрослой курицы и ещё растёт. Отличия в размере и самостоятельности связаны с возрастом.
3. Проверяем, есть ли особая молодая стадия, резко отличающаяся от взрослой. В условии такой стадии нет: цыплёнок похож на курицу.

Ответ: у цыплёнка прямое развитие. Вывод сделан по сходству молодой особи со взрослой, а не по способу появления из яйца. Сам факт вылупления не означает развития с превращением.

Задача 2. Укажите, где происходит оплодотворение у лягушки и у кошки, и чем различается появление их потомства. Нужно отдельно определить место слияния половых клеток и способ появления детёнышей. Эти признаки связаны, но означают не одно и то же. Сравним оба животных по каждому признаку.

1. У лягушки половые клетки сливаются вне тела самки, обычно в воде. Это наружное оплодотворение.
2. У кошки слияние половых клеток происходит внутри тела самки. Это внутреннее оплодотворение.
3. Лягушка откладывает икру, из которой появляются головастики. Кошка рождает живых котят, которые развиваются внутри тела матери.

Ответ: у лягушки оплодотворение наружное, а у кошки — внутреннее. Лягушата вылупляются из икры и начинают жизнь как головастики. Котята рождаются живыми, поэтому способы появления потомства у этих животных различны.

Задача 3. Расположите стадии развития бабочки в правильном порядке и объясните, почему её развитие называют развитием с превращением: яйцо, взрослая бабочка, куколка, гусеница. Чтобы решить задачу, нужно восстановить последовательность появления стадий. Затем следует сравнить молодую стадию со взрослой бабочкой. Важно не перепутать куколку и гусеницу.

1. Из яйца появляется гусеница. Это молодая стадия, которая питается и растёт.
2. Подросшая гусеница становится куколкой. Внутри куколки происходят изменения, ведущие к появлению взрослого насекомого.
3. Из куколки выходит взрослая бабочка. Записываем все стадии по порядку и сравниваем гусеницу с бабочкой.

Ответ: яйцо, гусеница, куколка, взрослая бабочка. Развитие называют развитием с превращением, потому что гусеница заметно отличается от взрослой бабочки внешним видом и образом жизни. Между ними есть стадии, во время которых организм меняется.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что все животные рождают живых детёнышей. Так думают, если ориентируются только на привычных домашних млекопитающих и забывают о животных, откладывающих яйца. Чтобы проверить себя, спросите, может ли потомство появиться из яйца и вылупиться. Такой способ встречается у птиц, рыб, насекомых и многих других животных.

Ошибка: путать наружное оплодотворение с откладыванием яиц. Яйца показывают, где развивается потомство, а наружное оплодотворение указывает, где сливаются половые клетки. Эти процессы могут быть связаны, но это разные признаки. Проверяйте себя вопросом: речь идёт о месте слияния клеток или о способе появления детёныша?

Ошибка: называть любое взросление превращением. При таком рассуждении забывают сравнить молодое животное со взрослым и считают любое изменение тела особой стадией. Проверьте, похож ли детёныш на взрослую особь по основному строению. Если похож и главным образом растёт, развитие прямое.

Ошибка: считать гусеницу маленькой бабочкой. Гусеница действительно станет бабочкой, но сейчас у неё другое строение и иной образ жизни. Это отдельная стадия развития, а не уменьшенная копия взрослого насекомого. Чтобы проверить себя, сравните их внешний вид и выясните, как они передвигаются и питаются.

Связь с другими темами

Для изучения размножения и развития нужно знать, что живые организмы растут, развиваются и дают потомство. Эта тема связана со средой обитания: вода, суша и другие условия влияют на способы размножения и развитие животных. Например, влажная среда помогает наружному оплодотворению, а на суше особенно важно защитить половые клетки от высыхания. Эти знания пригодятся при изучении жизненных циклов, групп животных и способов сохранения видов.

Что запомнить

• Размножение обеспечивает появление потомства и продолжение существования вида.
• При половом размножении участвуют мужская и женская половые клетки.
• Оплодотворение бывает наружным и внутренним.
• Животные могут вылупляться из яиц или рождаться живыми.
• При прямом развитии молодое животное похоже на взрослое.
• При развитии с превращением молодая стадия заметно отличается от взрослой.