Рост и развитие живых организмов
Рост — это увеличение размеров организма за счет увеличения числа и массы клеток, а также различных неклеточных образований. Рост сопровождается специализацией клеток, формированием тканей, органов и систем органов.
Процесс развития организма с момента зарождения до конца жизни называется онтогенезом. Этому процессу свойственны количественные и качественные преобразования, интенсивность и характер которых связаны с определенными периодами развития.
Виды онтогенеза
У различных живых организмов онтогенез протекает по-разному. Для растений особенностью онтогенеза является постоянный рост организма, который продолжается в течение всей жизни. Ритмы роста зависят как от внешней среды, так и от внутренних факторов, закрепленных генетически в процессе эволюции.
У некоторых растений процесс роста прерывается периодами покоя, связанными с наступлением зимы. Для онтогенеза многих насекомых характерен период личиночного развития. У яйцекладущих животных часть онтогенеза проходит в яйце. Ряду животных и человеку свойственно внутриутробное развитие зародыша (эмбриона).
Эмбрион
Развитию многоклеточных животных предшествует образование гамет (яйцеклеток и сперматозоидов) в организмах родительских особей. После их слияния начинается удивительный процесс развития зиготы — эмбриогенез. Сначала оплодотворенная яйцеклетка дробится (многократно делится, не увеличиваясь в размерах), и образуется полый шарик (бластула). Затем часть стенки бластулы втягивается внутрь и образуется мешочек с двойными стенками (гаструла). Его полость становится в дальнейшем полостью пищеварительного тракта, а стенки гаструлы формируют зародышевые листки: наружный — эктодерму, внутренний — эндодерму.
Потом у зародышей всех животных, стоящих по своему развитию выше губок и кишечнополостных, разными способами между двумя зародышевыми листками закладывается третий — мезодерма. Теперь все готово для процесса образования органов. Из эктодермы разовьется эпителий кожи и его производные (кожные железы, чешуя, перья, волосы и т. д.), начало и конец пищеварительного тракта с железами, нервная система и органы чувств; из энтодермы — эпителий средней кишки, органы пищеварения, легкие, жабры; из мезодермы — скелет, мышцы, кровеносная и выделительная система, хорда.
У большинства многоклеточных животных развитие зародыша проходит одни и те же стадии. Многие важные процессы, из которых складывается зародышевое развитие, пока недостаточно изучены, а способы их регуляции неизвестны. Поэтому вопрос о том, как и почему в определенное время в определенном месте развивающегося организма происходит определенное событие, остается одним из центральных в биологии.
Карл Максимович Бэр (1792—1876) — профессор, основатель науки сравнительной эмбриологии. Ему принадлежит ряд выдающихся открытий. Он первым доказал наличие яйцеклеток у млекопитающих животных и человека, обосновал теорию зародышевых листков, которые являются зачатками будущих органов. Бэр одним из первых обратил внимание, что в индивидуальном развитии (онтогенезе) повторяется история происхождения вида (филогенез), и сформулировал биогенетический закон, одно из положений которого гласит: «На ранней стадии развития животные бывают сходны с аналогичными стадиями развития (но не взрослыми особями) более примитивных форм».
Дальнейшее развитие
После вылупления из яйца или родов начинается постэмбриональный период развития организма, продолжающийся всю жизнь и заканчивающийся смертью. Постэмбриональный онтогенез человека делится на возрастные периоды, каждый из которых характеризуется различными изменениями в организме. Наиболее уязвимые, критические периоды онтогенеза — период полового созревания и период угасания половой функции.
У некоторых групп животных новорожденные особи напоминают уменьшенные копии взрослых. Такое развитие называют прямым. У животных с личиночной стадией развития (многие виды насекомых, земноводные) личинки непохожи на взрослых, и их индивидуальное развитие включает метаморфоз (превращение), после которого они приобретают «взрослый» облик.