Что такое непрямое развитие с неполным превращением
Постэмбриональное развитие
Период от выхода организма из яйцевых оболочек или рождения до смерти называется постэмбриональным. Мы с вами находимся в этом периоде. Для него характерен дальнейший рост и развитие организма.
У животных рост ограничен, у растений и грибов возможен неограниченный рост (он ограничен лишь условиями среды, субстратом).
Особенно активный рост и развитие организма, половое созревание.
Функционирование взрослого, сформированного организма. Размножение.
Постепенное угасание процессов жизнедеятельности, старение.
Прямое и непрямое развитие
В этом случае взрослая особь отличается от молодой только бо́льшими размерами. Молодая особь ведет тот же образ жизни, что и взрослая. Такой тип развития свойственен наземным позвоночным.
Непрямое развитие отличается от прямого тем, что из яйца появляется личинка, которая сильно отличается от взрослой особи. Непрямой тип развития характерен, например, для всех насекомых.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Что такое непрямое развитие с неполным превращением
Биология | ЕГЭ 2022 | Вебиум запись закреплена
ПРЯМОЕ И НЕПРЯМОЕ РАЗВИТИЕ
Многие студенты обходят стороной эту тему, она кажется им сложной. Но не бойся! Сегодня мы расскажем всё максимально просто и разложим информацию по полочкам
ПРЯМОЕ РАЗВИТИЕ
• Рождение особей, которые похожи по строению на взрослый организм.
• Потомство отличается от взрослой особи только размерами, пропорциями и недоразвитием некоторых органов.
• Характерно для пресмыкающихся, птиц, млекопитающих и некоторых беспозвоночных.
НЕПРЯМОЕ РАЗВИТИЕ
• Рождение особей, которые по строению и образу жизни отличаются от взрослых организмов. Дальнейшее развитие с МЕТАМОРФОЗОМ.
• Из яйца выходит личинка, которая устроена проще взрослого организма.
• Личинки и взрослые особи занимают разные экологические ниши — это снижает внутривидовую. конкуренцию
• Характерно для некоторых насекомых и земноводных.
Непрямое развитие насекомых делится на 2 варианта:
1) С НЕПОЛНЫМ превращением (метаморфозом)
Делится на 3 стадии:
• яйцо
• личинка
• имаго (взрослая особь)
Отряды насекомых:
• стрекозы
• таракановые
• прямокрылые (кузнечики)
• полужесткокрылые (клопы)
2) С ПОЛНЫМ превращением (метаморфозом)
Делится на 4 стадии:
• яйцо
• личинка
• куколка
• имаго (взрослая особь)
Отряды насекомых:
• перепончатокрылые (пчелы)
• жесткокрылые (жуки)
• чешуекрылые (бабочки)
• двукрылые (мухи)
• блохи
Если у тебя есть классная запоминалка отрядов насекомых, то можешь поделиться ей в комментариях
Биология. 10 класс
§ 34. Постэмбриональное развитие организмов
*Типы постэмбрионального развития организмов
В предыдущем параграфе вы познакомились с процессами, протекающими на этапе эмбрионального развития животных, который завершается формированием зародыша. Далее сформировавшийся зародыш выходит из яйца или тела матери в окружающую среду, где продолжает свое развитие.
Период развития организма с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек до гибели называется постэмбриональным развитием. Различают два типа постэмбрионального развития: прямое и непрямое (с превращением, или метаморфозом).
Прямое развитие характерно для животных, у которых яйцеклетки богаты желтком или зародыш развивается в организме матери, получает от него необходимые питательные вещества. Такой тип развития наблюдается у птиц и млекопитающих. Рождающийся детеныш имеет все органы взрослого организма, но отличается от него меньшими размерами. Дальнейшее его развитие сводится к росту и половому созреванию.
У птиц и млекопитающих сильно развита забота о потомстве. Детеныш, как правило, ведет такой же образ жизни, питается такими же видами корма, что и родители. Именно родители в ходе жизни обучают детеныша всему, что позволит ему максимально приспособиться к условиям среды и занять свою экологическую нишу в природе. Можно привести ряд примеров, подтверждающих это: хищники учат детенышей охотиться, птицы — птенцов летать.
Млекопитающие в наибольшей степени способны проявлять заботу о потомстве, выкармливать детенышей молоком, обучать и воспитывать. Например, кенгуренок, будучи умелым бегуном и прыгуном, при малейшей опасности прячется в сумку матери. У медведей, слонов, волков, как правило, если детеныш лишается родителя, то его заменяют сородичи. У крупных млекопитающих малочисленное потомство, поэтому им очень важно сохранить его и вырастить. А вот самки земноводных, рыб, червей, насекомых могут откладывать тысячи икринок или яиц. Поэтому у них нет особой необходимости заботиться о потомстве. Из большого количества потенциальных потомков всегда останется в выживших достаточно многочисленное потомство.
У позвоночных животных различают два типа прямого развития: яйцекладный и внутриутробный. При яйцекладном типе зародыш развивается внутри яйца, имеющего большой запас желтка (хрящевые рыбы, пресмыкающиеся, птицы). При внутриутробном типе все жизненные функции зародыша обеспечиваются через специальный орган — плаценту за счет материнского организма (плацентарные млекопитающие и человек). Завершается этот тип развития процессом деторождения.
Среди беспозвоночных прямое развитие наблюдается у кольчатых червей, брюхоногих и головоногих моллюсков, паукообразных и некоторых ракообразных (например, дафния, речной рак).
Преимущества прямого развития организмов: 1) формирование взрослой особи обычно проходит за более короткий промежуток времени; 2) не происходит существенной перестройки организма, соответственно, требуется сравнительно меньше энергии и питательных веществ.
Недостатки прямого развития организмов: 1) для осуществления эмбрионального развития требуется запасание большого количества питательных веществ (желтка) в яйцеклетках либо внутриутробное вынашивание потомства; 2) в случае перенаселения обостряется внутривидовая конкуренция между молодыми и взрослыми особями, поскольку они обитают в одинаковых условиях и используют общие источники пищи.
Непрямое развитие, или развитие с метаморфозом, характерно для животных, у которых яйцеклетки бедны желтком. После оплодотворения в зиготе недостаточно питательных веществ для формирования у зародыша всех органов взрослой особи. Поэтому из яйца выходит личинка, имеющая более простое строение, со специальными личиночными органами, отсутствующими во взрослом состоянии. Личинка — организм, приспособленный к активному передвижению, питанию, росту и развитию, но не способный размножаться (за редким исключением). На стадии личинки организм растет и развивается не за счет запасных питательных веществ яйца, запас которых невелик, а за счет самостоятельного питания. Со временем личиночные органы заменяются органами, свойственными взрослым животным, т. е. происходит превращение (метаморфоз).
Метаморфоз представляет собой глубокие преобразования в строении личинки, в результате которых она превращается во взрослый организм. В зависимости от характера этих преобразований у животных различают два типа метаморфоза:
а) неполный метаморфоз, когда развитие животного включает три стадии:
яйцо → личинка → взрослая особь;
б) полный метаморфоз, когда в развитии организма присутствует стадия куколки:
яйцо → личинка → куколка → взрослая особь.
Рассмотрим более подробно их особенности. С неполным метаморфозом развиваются некоторые отряды насекомых (стрекозы, прямокрылые, равнокрылые, полужесткокрылые), двустворчатые моллюски, плоские (кроме ресничных) и круглые черви, некоторые ракообразные, костные рыбы, земноводные. Личиночная стадия может быть не похожа на взрослую особь, как внутренним строением, так и внешним видом.
Часто личинка отличается от взрослой особи не только по строению, но и по образу жизни, способу питания, среде обитания.
Например, у земноводных личинка (головастик) имеет жабры, боковую линию, двухкамерное сердце, один круг кровообращения, хорошо развитый хвост. Тогда как взрослые особи дышат покровами тела и легкими, имеют трехкамерное сердце, два круга кровообращения, две пары конечностей и большинство не имеют хвоста. Головастики обитают только в водной среде, кормятся растениями, а взрослые лягушки — хищники и кормятся насекомыми, среда их жизни двойная (наземная и водная).
При неполном метаморфозе замена личиночных органов на органы взрослой особи происходит постепенно, без прекращения активного питания и передвижения личинки. У некоторых видов (членистоногие) развитие сопровождается линьками.
Полный метаморфоз дополнительно включает стадию куколки, в которой личинка превращается во взрослое животное. Такое развитие характерно только для некоторых отрядов насекомых (жесткокрылые, чешуекрылые, перепончатокрылые, двукрылые). Личинка у них червеобразной формы. У чешуекрылых она называется гусеницей и имеет очень простое строение. Ротовой аппарат у гусениц в отличие от взрослых бабочек всегда грызущий. Подавляющее большинство гусениц кормятся листьями. Когда гусеницы достигают больших размеров, они превращается в куколку. В стадии покоящейся куколки личиночные органы подвергаются распаду, после чего клеточный материал и накопленные питательные вещества используются для формирования органов взрослого насекомого.
У многих видов насекомых личиночная стадия самая продолжительная, а взрослая (имаго) — короткая и служит исключительно для размножения.
У бабочек шелкопряда взрослые особи не имеют ротового аппарата, поэтому не могут кормиться. Личинки должны накопить достаточно питательных веществ, чтобы бабочки смогли спариваться и откладывать яйца. Действительно, большинство самок бабочек шелкопряда после выхода из куколки летают только один раз, чтобы отложить яйца. Затем они погибают.
Значение метаморфоза для развития многих видов животных очень велико. Во-первых, личинки самостоятельно накапливают материал для формирования постоянных органов, свойственных взрослым особям. Во-вторых, разные среды обитания, характер питания, образ жизни у личиночной стадии и взрослого организма значительно снижают внутривидовую конкуренцию. Это способствует сохранению численности видов, так как отсутствует конкуренция за пищу, за места обитания и условия существования. В-третьих, активно передвигающаяся личинка малоподвижных или прикрепленных животных (двустворчатые моллюски, коралловые полипы, паразитические черви) способствует расселению вида и расширению его ареала. Следовательно, непрямой тип развития дает организму значительные преимущества в борьбе за существование.
К недостаткам непрямого развития организмов можно отнести: 1) развитие во взрослую особь обычно занимает длительный промежуток времени; 2) для осуществления метаморфоза требуется много энергии и пищи.
Повторим главное. Постэмбриональное развитие — период жизни организма с момента выхода в окружающую среду до гибели. Различают два типа постэмбрионального развития: прямое и непрямое (с превращением, или метаморфозом). Прямое развитие у позвоночных может быть яйцекладного (хрящевые рыбы, пресмыкающиеся, птицы) или внутриутробного (плацентарные млекопитающие) типа. Непрямое развитие включает стадию личинки и может протекать с неполным или полным метаморфозом. При неполном метаморфозе личинка превращается во взрослый организм:
яйцо → личинка → взрослая особь.
При полном метаморфозе личинка превращается в куколку:
Постэмбриональное развитие животных. Развитие прямое и метаморфоз. Рост и регенерация
Постэмбриональное развитие животных. Развитие прямое и метаморфоз. Рост и регенерация
Постэмбриональное (послезародышевое) развитие животных
Период у животных от рождения (выхода из оболочек) до времени, когда организм становится способен к размножению, называется постэмбриональным (послезародышевым) развитием. В этот период происходит рост организма, формирование некоторых органов, в частности половых. Различают прямое и непрямое развитие.
Развитие прямое
Развитие прямое, если родившееся животное напоминает взрослое. Характерно для некоторых кишечнополостных, реснитчатых, малощетинковых червей, ракообразных, паукообразных, моллюсков, хрящевых рыб, пресмыкающих, птиц, млекопитающих. Происходит вследствие эмбрионизации – явления, когда эмбриональный период более продолжителен благодаря запасанию питательных веществ яйца (пресмыкающиеся, птицы) или питанию эмбриона запасами, ресурсами материнского организма (некоторые хрящевые рыбы, все плацентарные млекопитающие). Появляющееся на свет животное находится на высшей ступени развития, менее восприимчиво к действию факторов среды обитания. У некоторых животных (скорпионы, акулы, некоторые сумчатые, все плацентарные млекопитающие) зародышевая оболочка срастается с оболочкой расширенной части яйцеводов (матки). Это позволяет зародышу получать через кровь матери питательные вещества, кислород, выводить продукты метаболизма, углекислый газ. Процесс появления такого зародыша называется настоящим живорождением.
Зародыш может развиваться за счет питательных веществ яйца внутри материнского организма и освобождается от яйцевых оболочек в половых ходах матери. Такое явление называется яйцеживорождением. Наблюдается у некоторых ящериц, змей, некоторых насекомых, живородящих рыбок и др.
Яйцерождение – это явление развития зародыша в яйце вне материнского организма и выхода из него в окружающую среду. Характерно для членистоногих, кишечнополостных, большинства пресмыкающих, всех птиц, первозверей и т. п.
Развитие непрямое или метаморфоз
Развитие непрямое или метаморфоз (от греч. метаморфозис – преобразование). Вследствие косвенного развития личинка, благодаря глубоким изменениям структур организма, превращается во взрослую особь. Характерно для многих кишечнополостных, плоских, круглых, кольчатых червей, насекомых, многоножек, клещей, большинства моллюсков, иглокожих, ланцетников, костных рыб, земноводных. Проходит в несколько фаз. В зависимости от фаз различают у насекомых полное превращение (мотыльки, жуки, поперечнокрылые и др.) и неполное (тараканы, клопы, бабки, прямокрылые и т. п.).
Фазы неполного метаморфоза
Яйцо – личинка – взрослая особь.
Фазы полного метаморфоза
Яйцо – личинка – куколка – взрослая особь. На фазе куколки происходят коренные изменения организации, изменяется полностью строение, питание.
При непрямом развитии наблюдается эмбрионизация (у насекомых с неполным преобразованием) и яйцеживорождение (некоторые насекомые, клещи, некоторые круглые черви и т. п.).
Биологические функции, обеспечивающие непрямое развитие
1) питательная – есть определенная питательная фаза развития (личинка у насекомых), взрослые насекомые не растут, могут не есть вообще, основная их функция – размножение;
2) расселительная – личинки часто малоподвижны или прикреплены, расселяются активно или пассивно, с помощью течений, ветра, организмов и т. п., способствуя тем самым расселению видов;
3) рациональное использование ресурсов – разные фазы разделены пространственно, трофически и не смешиваются, предотвращают таким образом, чрезмерную плотность популяции, истощение питательных ресурсов;
4) обеспечение заражения хозяев паразитами – паразиты могут иметь несколько промежуточных хозяев, заражение на разных стадиях происходит разными путями (с пищей, через кожу, переносчиками), все это увеличивает возможность встретиться паразиту с хозяевами.
Рост осуществляется на протяжении индивидуального развития организма. Контролируется у животных гормонами и нейрогормонами, у растений – фитогормонами. Рост – это постепенное увеличение размеров, массы организмов.
При этом процессы пластического обмена преобладают над процессами энергетическими.
Различают рост периодический, ограниченный и неограниченный.
Ограниченный рост
Ограниченный рост – это рост, когда, достигая определенных размеров, особь его прекращает. Чаще наблюдается у животных. Характерен для одноклеточных, круглых червей, членистоногих, птиц, млекопитающих и др.
Неограниченный рост
Неограниченный рост – это увеличение размеров, массы на протяжении всей жизни организма. Характерен для грибов, многоклеточных водорослей, большинства высших растений, ленточных червей, кольчатых, моллюсков, хрящевых рыб, костных рыб, пресмыкающих и т. п.
Периодический рост
Периодический рост – периоды роста чередуются с периодами его прекращения. Наблюдается у организмов (животных), для которых характерна линька. Они растут в периоды, когда сбрасывают свои покровы, до образования новых (членистоногие, пресмыкающие и т. п.).
Регенерация
Важным свойством организмов является способность к регенерации. Регенерация (от лат. regeneratio – возрождение, восстановление) – это процесс восстановления организмами поврежденных, утраченных участков тела. Возможно воспроизведение из определенной части организма в целом. Чем выше уровень организации, тем меньше способность к регенерации. У беспозвоночных животных от маленькой частицы тела может восстановиться целый организм (кишечнополостные, плоские черви, кольчатые и др.). Среди позвоночных регенерация частей тела может наблюдаться только у пресмыкающих. Благодаря регенерации происходят постоянная замена тканей, клеток, вегетативное размножение.
Неполное превращение
Неполное превращение – тип метаморфоза, при котором по мере своего развития насекомое проходит следующие стадии: яйцо, личинка, имаго.
Схема неполного превращения у клопа
1 – яйца, 2-6 – разные возраста личинок, 7 – имаго
Неполное превращение и изменения морфологии насекомых
На протяжении смены стадий и между ними (при смене возрастов) насекомые с неполным превращением переживают несколько периодов линьки (экдизиса), во время которых они сбрасывают кутикулу, заменяемую новой. Это позволяет их телу постепенно увеличиваться в размерах. [1] (фото)
При неполном метаморфозе различия между представителями разных стадий менее выражены, чем при полном. Личинка многих насекомых (например, кузнечиков) в общих чертах напоминает уменьшенную взрослую особь. Тем не менее, это правило существует не всегда. Так, у стрекоз каждая фаза жизненного цикла имеет свои особенности, благодаря которым, личинка и имаго выглядят по-разному. [2]
Схожесть между стадиями развития особенно заметна у примитивных бескрылых насекомых, у которых все визуальные изменения заключаются лишь в смене пропорций тела и увеличении его в размерах на протяжении взросления. Таких насекомых еще называют аметаболическими. [2]
Несмотря на меньшее количество стадий развития, наличие у насекомых неполного метаморфоза не является признаком их эволюционного несовершенства; продолжительность, количество и особенности разных фаз связаны лишь с условиями существования, в которых живут насекомые. Справедливость этого утверждения можно оценить в полной мере, если вспомнить такой пример, как циклы развития тлей. На протяжении жизни эти насекомые проходят ряд специфических стадий развития, определяющихся количеством пищевых источников и их доступностью на протяжении сезона. [1]
Гемиметаболическое развитие у поденки
1 – наяда; 2 – молодое имаго после линьки
Характеристика отдельных стадий
Яйцо. Отличается теми же особенностями, что и у насекомых с полным превращением: неподвижно, может иметь большие или меньшие размеры. На протяжении данной стадии у зародыша формируются основные органы, по окончании созревания происходит выход личинки. [2]
Личинка. В молодых возрастах личинка может отличаться по внешнему облику от имаго, но по мере развития она, как правило, все больше к нему приближается. С самого начала существования личинки ее основные морфологические отличия от взрослых особей состоят лишь в отсутствии крыльев, половых органов и структур, с ними связанных. [3]
Близость строения личинок и имаго при неполном превращении обусловлена, главным образом, тем, что различные «приобретения» появляются у таких насекомых не со сменой стадий, а постепенно, на протяжении стадии личинки, по мере смены ее возрастов. По этой причине раньше неполное превращение также называли постепенным (другие названия – частичный, прямой метаморфоз, паурометаболическое развитие). Так, у крылатых видов (например, у тараканов) зачатки крыльев появляются примерно в третьем личиночном возрасте; в отличие от них, крылья у организмов с полным метаморфозом (жуков, бабочек) становятся приобретением только последней стадии развития – имаго, а их зачатки появляются у куколок. [2]
Неполовозрелые формы насекомых с неполным метаморфозом также называются нимфами. Некоторые нимфы живут в иной среде, нежели взрослые насекомые, например, половозрелые поденки ведут надземный образ жизни, а их личинки живут под водой. В подобных случаях личинки сильнее всего отличаются от взрослой формы: строением ротового аппарата и конечностей, формой тела, структурой органов дыхания и др. Такие нимфы также называются наядами. Вариант, при котором водноживущие наяды обладают трахеями и имеют множество других специализированных черт, отличающих их от взрослых крылатых форм с дыхальцами, называется гемиметаболическим развитием. [2] [3] (фото)
Имаго. На этой стадии насекомые приобретают способность к размножению, все их органы достигают максимального развития. Крылатые насекомые с неполным метаморфозом нередко отличаются архаичными чертами строения, сходством анатомии своих органов со строением аналогичных органов предковых насекомых. Яркий тому пример – жилкование крыльев у уже упомянутых стрекоз. [2]