Разнообразие жизненных циклов в природе. Жизненный цикл у животных и растений
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ У РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ - Все уроки биологии в 11 классе - План урока - Конспект урока - Планы уроков
Тема. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ
УРОК 24. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ У РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ
Цели урока: рассмотреть основные этапы жизненных циклов растений и животных, показать их связь с особенностями жизнедеятельности каждого конкретного организма; развивать умение сопоставлять и делать выводы; воспитывать неравнодушное отношение к окружающему миру.
Оборудование и материалы: таблицы или слайды презентации со схемами процесса оплодотворения, эмбриогенеза и постэмбрионального развития различных видов растений и животных, схемы жизненных циклов нескольких видов растений и животных.
Базовые понятия и термины: оплодотворение, эмбриогенез, постэмбриональное развитие, этапы развития, гаметофіт, спорофит, половое поколение, неполовое поколения, чередование поколений, сложный жизненный цикл, простой жизненный цикл.
ХОД УРОКА
И. Организационный этап
II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности учащихся
Вопросы для беседы
1. Как можно диагностировать пороки развития человека?
2. Какие факторы повышают риск пороков развития человека?
3. Какие факторы внешнего среды влияют на развитие организма?
4. Каким образом факторы внешней среды влияют на развитие организма?
5. Какие периоды онтогенеза выделяют у многоклеточных организмов?
6. Какие процессы происходят в организме во время эмбриогенеза?
7. Какие процессы происходят в организме во время постэмбрионального развития?
III. Изучение нового материала
Рассказ учителя с элементами беседы
Жизненный цикл - это период между одинаковыми фазами развития двух или большего количества последовательных поколений. В многоклеточных организмов индивидуальное развитие завершается естественной смертью. Непрерывность жизненного цикла организмов обеспечивают гаметы (половые клетки, которые передают наследственную информацию организмам дочернего поколения.
Продолжительность жизненного цикла в различных организмов может быть разной. Например, у бактерий или дрожжей промежуток между двумя делениями клетки часто не превышает 30 минут, тогда как во многих высших растений и позвоночных животных он длится много лет. Так, сосна обыкновенная начинает размножаться только на 30-40-м, рыба белуга - на 12-18-м годах жизни. Длительные жизненные циклы наблюдают и в некоторых беспозвоночных животных. Например, личинки одного из видов южноамериканских цикад развиваются в течение 17 лет.
Продолжительность жизненного цикла зависит от количества поколений, которые последовательно сменяют друг друга в течение одного года, или количества лет, в течение которых развивается одно поколение.
Различают простые и сложные жизненные циклы. За простого жизненного цикла все поколения не отличаются друг от одного. Простые жизненные циклы характерны для гидры, молочно-белой планарии, речного рака, паука-крестовика, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих.
Сложные жизненные циклы сопровождаются закономерным чередованием разных поколений или сложными преобразованиями организма во время развития. Так, у некоторых водорослей (бурых, красных) чередуется половое поколение, преимущественно гаплоидные, с нестатевим, преимущественно диплоидным. Среди высших растений только в мохообразных преобладает половое поколение, тем временем как в других (папоротникообразные, хвощеподібні, плауновидные, голосеменные, покрытосеменные) - неполовое.
У животных сложные жизненные циклы тоже не являются редкими. Так, в жизненном цикле многих простейших (фораминиферы, споровики) и кишечнополостных происходит закономерное чередование поколений, которые размножаются половым и нестатевим способами.
Например, неполовое поколения медузы аурелии - полипы - размножается почкованием, образуя новые полипы. С посредством поперечного деления полипы дают начало особям полового поколения - медузам. Мужские и женские особи медузы размножаются половым способом. С оплодотворенной яйцеклетки развивается личинка, некоторое время плавает с помощью ресничек, а затем оседает на дно и превращается в полип.
У других животных (например, у плоских червей - сосальщиков, у некоторых членистоногих - тлей, дафний) в жизненном цикле чередуются поколения, которые размножаются половым способом и партеногенетически.
Чередование поколений, которые размножаются половым способом и партеногенетически, имеет важное биологическое значение для тех организмов, которые обитают в меняющихся условиях окружающей среды и не могут переживать неблагоприятные периоды в активном состоянии. Половое размножение обеспечивает непрерывность существования вида, а партеногенез дает возможность в полной мере использовать благоприятные периоды для быстрого роста численности вида.
Чередование поколений, которые размножаются различными способами (половым и нестатевим, половым и партеногенетически), увеличивает изменчивость, которая обеспечивает способность вида обитать в различных условиях окружающей среды и быстро реагировать на их изменения.
IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся
Дать ответы на вопросы:
1. Какие особенности присущи жизненным циклам растений?
2. Чем отличается от гаметофіт спорофита?
3. Какие особенности присущи жизненным циклам животных?
4. Какие преимущества и недостатки имеют сложные жизненные циклы?
5. Какие преимущества и недостатки имеют простые жизненные циклы?
V. Домашнее задание
na-uroke.in.ua
Жизненный цикл (цикл развития) животных
В жизни животных наблюдается определенная цикличность, обусловленная как внутренними, так и внешними факторами.
Жизненный цикл, или цикл развития, представляет собой совокупность всех фаз развития, пройдя которые, начиная от зиготы, организм достигает зрелости и становится способным дать начало следующему поколению.
Длительность жизненного цикла определяется числом поколений (генераций), развивающихся в течение года, или числом лет, на протяжении которых осуществляется один жизненный цикл.
Жизненный цикл может быть простым или сложным. Первый характеризуется прямым развитием, второй — метаморфозом, или чередованием поколений.
Прямое развитие наблюдается, например, у пауков: после оплодотворения самка откладывает яйца, из которых выходит вполне сформировавшиеся, но очень мелкие паучки (см. Размножение и развитие пауков). Дальше следует рост, сопровождаемый линьками, достижение половозрелости и размножение. Личиночных стадий нет, поэтому развитие и называется прямым.
Примером цикла развития с метаморфозом служит онтогенез таких насекомых, как бабочки или жуки. Самки после оплодотворения откладывают яйца, из которых выходят личинки, затем следует куколка, из которой через определенное время появляется взрослое насекомое.
В течение жизни особи разных видов животных могут размножаться один или несколько раз в году. Продолжительность их жизни также различна. В связи с этими признаками выделяют мультивольтинные, поливольтинные виды, дающие в году несколько поколений, однолетние виды, живущие ровно один год и размножающиеся либо однократно (массовый нерест), либо в течение нескольких месяцев. Наконец, существуют и многолетние виды, размножающиеся один раз в год (морские звезды), либо один раз в жизни (головоногие моллюски).
- Личинки и взрослые используют сходные ресурсы пищи. На личиночную фазу приходятся развитие и дифференцировка, а также накопление ресурсов. Подобное наблюдается у прямокрылых (кузнечик, саранча).
- Личинки и взрослые используют различные пищевые ресурсы. На личиночную фазу приходятся развитие и накопление ресурсов. На куколочную — дифференцировка и развитие. На взрослую — накопление ресурсов, их поиск, спаривание и выбор мест для развития потомства. Таков жизненный цикл у падальных мух.
- Взрослая фаза живет короткое время и не может накапливать ресурсы. На личиночную фазу приходится развитие и накопление ресурсов, а на взрослую — спаривание и расселение. Примером может служить жизненный цикл бабочек.
- Взрослая фаза обеспечивает ресурсами свое потомство. Личинка накапливает ресурсы, а взрослые заняты расселением, поиском и накоплением ресурсов, спариванием, поиском мест для развития будущего потомства и откладкой яиц. Так происходит у дорожных ос.
- Функции разделены между кастами. Этот тип жизненного цикла характерен для медоносной пчелы. В семье пчел есть самцы, матки, стерильные рабочие (самки, не способные к размножению) и личинки. Функции личинок — использование ресурсов и рост, функции стерильных рабочих — накопление ресурсов, функций матки — спаривание, откладка яиц, расселение и поиск ресурсов. Самцы осуществляют только одну функцию — спаривание.
У других животных имеются свои, характерные для них циклы развития. Так, у книдарий, или кишечнополостных, цикл развития нередко сопровождается чередованием поколений. В частности, у представителей класса сцифомедуз цикл развития включает производящую яйца медузу, личинку-планулу, полип-сцифистому, отпочковывающую молодую медузку-эфиру и, наконец, взрослую медузу (рис. 25). Очень сложные циклы развития имеют паразитические виды. Разные стадии связаны у них со сменой хозяев, например у споровиков или ленточных червей.
 |
| Рис. 25. Развитие сцифомедузы аурелии: 1 — яйца; 2 — планула; 3 — сцифистома; 4 — почкующаяся сцифистома; 5 — стробиляция; 6 — эфира; 7 — взрослая медуза |
В циклах развития, если они сопровождаются метаморфозом, различные фазы выполняют присущие им функции, занимая разные экологические ниши. Сложные циклы развития с чередованием поколений и сменой хозяев свойственны паразитам, независимо от того, к каким классам они относятся.
На этой странице материал по темам:Циклы животных
Життєвий цикл тварин презентація
Жизненный цикл у прямокрылых
Жизненный цикл животных реферат
Биология жизненный цикл развития
doklad-referat.ru
Жизненные циклы животных | Биология. Реферат, доклад, сообщение, краткое содержание, лекция, шпаргалка, конспект, ГДЗ, тест
Раздел:
Онтогенез животных
 |
| Рис. 99. Сложный жизненный цикл животных на примере сцифоидных кишечнополостных: 1 — яйцо; 2 — личинка; 3 — зрелый полип; 4 — бесполое размножение; 5 — половое размножение; 6 — незрелая медуза; 7 — зрелая медуза |
Сложные жизненные циклы животных — это чередование поколений диплоидных организмов. В отличие от растений и грибов, у которых гаплоидная фаза обычно представлена отдельным поколением организмов, у животных она сведена к стадии гамет. При этом половые клетки образуются путём мейоза, который называют гаметным. Поэтому сложные жизненные циклы животных могут быть связаны с чередованиями поколений диплоидных организмов, отличающихся друг от друга только способом размножения. Большая часть видов животных имеет простой жизненный цикл — от зиготы до полового размножения. Только у примитивных и чаще всего паразитических представителей этого царства сохранились сложные жизненные циклы.
Чередование полового и бесполого размножения свойственно кишечнополостным (рис. 99). При этом стадия полипа — бесполая фаза жизненного цикла. Размножение полипов обычно происходит путём почкования. Медузоидная стадия — половая. Сложный жизненный цикл со сменой бесполого и полового размножения также свойственен отдельным группам ленточных червей, в частности эхинококку, который на личиночной стадии размножается фрагментацией финны, а во взрослом состоянии в окончательном хозяине — половым путем. Материал с сайта http://worldofschool.ru
Иной разновидностью сложного жизненного цикла, характерного только для животных, следует считать чередование амфимиктической и партеногенетической форм полового размножения. Этот тип жизненного цикла обязателен для всех сосальщиков. Их амфимиктическое размножение происходит в окончательном хозяине, каковым является позвоночное животное, тогда как личинки воспроизводятся партеногенетическим путём в теле брюхоногих моллюсков, являющихся их обязательными промежуточными хозяевами.
На этой странице материал по темам:Жизненные циклы животных сообщение
В чём состоят особенности жизненного цикла животных?
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ У РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ - Все уроки биологии в 11 классе - План урока - Конспект урока - Планы уроков
Тема. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ
УРОК 24. ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ У РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ
Цели урока: рассмотреть основные этапы жизненных циклов растений и животных, показать их связь с особенностями жизнедеятельности каждого конкретного организма; развивать умение сопоставлять и делать выводы; воспитывать неравнодушное отношение к окружающему миру.
Оборудование и материалы: таблицы или слайды презентации со схемами процесса оплодотворения, эмбриогенеза и постэмбрионального развития различных видов растений и животных, схемы жизненных циклов нескольких видов растений и животных.
Базовые понятия и термины: оплодотворение, эмбриогенез, постэмбриональное развитие, этапы развития, гаметофіт, спорофит, половое поколение, неполовое поколение, чередование поколений, сложный жизненный цикл, простой жизненный цикл.
ХОД УРОКА
И. Организационный этап
II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности учащихся
Вопросы для беседы
1. Как можно диагностировать пороки развития человека?
2. Какие факторы повышают риск пороков развития человека?
3. Какие факторы внешнего среды влияют на развитие организма?
4. Каким образом факторы внешней среды влияют на развитие организма?
5. Какие периоды онтогенеза выделяют у многоклеточных организмов?
6. Какие процессы происходят в организме во время эмбриогенеза?
7. Какие процессы происходят в организме во время постэмбрионального развития?
III. Изучение нового материала
Рассказ учителя с элементами беседы
Жизненный цикл — это период между одинаковыми фазами развития двух или большего количества последовательных поколений. В многоклеточных организмов индивидуальное развитие завершается естественной смертью. Непрерывность жизненного цикла организмов обеспечивают гаметы (половые клетки), которые передают наследственную информацию организмам дочернего поколения.
Продолжительность жизненного цикла в различных организмов может быть разной. Например, у бактерий или дрожжей промежуток между двумя делениями клетки часто не превышает 30 минут, тогда как во многих высших растений и позвоночных животных он длится много лет. Так, сосна обыкновенная начинает размножаться только на 30-40-м, рыба белуга — на 12-18-м годах жизни. Длительные жизненные циклы наблюдают и в некоторых беспозвоночных животных. Например, личинки одного из видов южноамериканских цикад развиваются в течение 17 лет.
Продолжительность жизненного цикла зависит от количества поколений, которые последовательно сменяют друг друга в течение одного года, или количества лет, в течение которых развивается одно поколение.
Различают простые и сложные жизненные циклы. За простого жизненного цикла все поколения не отличаются друг от друга. Простые жизненные циклы характерны для гидры, молочно-белой планарии, речного рака, паука-крестовика, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих.
Сложные жизненные циклы сопровождаются закономерным чередованием разных поколений или сложными преобразованиями организма во время развития. Так, у некоторых водорослей (бурых, красных) чередуется половое поколение, преимущественно гаплоидные, с нестатевим, преимущественно диплоидным. Среди высших растений только у мохообразных преобладает половое поколения, между тем как в других (папоротникообразные, хвощеподібні, плауновидные, голосеменные, покрытосеменные) — неполовое.
У животных сложные жизненные циклы тоже не являются редкими. Так, в жизненном цикле многих простейших (фораминиферы, споровики) и кишечнополостных происходит закономерное чередование поколений, которые размножаются половым и нестатевим способами.
Например, неполовое поколения медузы аурелии — полипы — размножается почкованием, образуя новые полипы. С посредством поперечного деления полипы дают начало особям полового поколения — медузам. Мужские и женские особи медуз размножаются половым способом. С оплодотворенной яйцеклетки развивается личинка, которая некоторое время плавает с помощью ресничек, а впоследствии оседает на дно и превращается в полип.
В других животных (например, у плоских червей — сосальщиков, у некоторых членистоногих — тлей, дафний) в жизненном цикле чередуются поколения, размножающиеся половым способом и партеногенетически.
Чередование поколений, которые размножаются половым способом и партеногенетически, имеет важное биологическое значение для тех организмов, которые обитают в меняющихся условиях окружающей среды и не могут переживать неблагоприятные периоды в активном состоянии. Половое размножение обеспечивает непрерывность существования вида, а партеногенез дает возможность в полной мере использовать благоприятные периоды для быстрого роста численности вида.
Чередование поколений, которые размножаются различными способами (половым и нестатевим, половым и партеногенетически), увеличивает изменчивость, которая обеспечивает способность вида жить в различных условиях окружающей среды и быстро реагировать на их изменения.
IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся
Дать ответы на вопросы:
1. Какие особенности присущи жизненным циклам растений?
2. Чем гаметофіт отличается от спорофита?
3. Какие особенности присущи жизненным циклам животных?
4. Какие преимущества и недостатки имеют сложные жизненные циклы?
5. Какие преимущества и недостатки имеют простые жизненные циклы?
V. Домашнее задание
schooled.ru
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ животных — Большая Медицинская Энциклопедия
ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ животных — совокупность фаз развития, или период жизни организма, в процессе прохождения к-рого организм становится способным дать начало новому поколению. Различают два основных типа Ж. ц.: прямое развитие, при к-ром развитие животного происходит без превращений, и развитие со сменой поколений, или метаморфозом (см.). При прямом развитии усложнение организма происходит постепенно и отдельные стадии его развития не имеют больших морфофункциональных отличий. При развитии с метаморфозом личиночные стадии существенно отличаются от взрослых в морфофункциональном отношении; их значение в Ж. ц. также различно. Так, личинки бабочек или комаров имеют специфическую форму и строение тела, специализированные органы дыхания, пищеварения и передвижения, не свойственные взрослым особям. У некоторых животных Ж. ц. включает состояние физиол, покоя, являющегося эволюционно выработанным приспособлением к переживанию неблагоприятных для жизнедеятельности условий окружающей среды (см. Анабиоз, Диапауза, Спячка).
Длительность Ж. ц. определяется продолжительностью развития отдельных фаз, наличием или отсутствием диапаузы и т. д. У одних организмов Ж. ц. завершается быстро, и эти организмы дают несколько генераций в сезон, у других Ж. ц. растягивается на несколько лет.
Ж. ц. простейших одноклеточных организмов характеризуется обычно чередованием бесполого и полового поколений и заканчивается делением клетки и образованием двух дочерних. У многоклеточных организмов основной тип Ж. ц. связан с половым размножением; зигота, как правило, образует одну взрослую особь. Чередование поколений возникает лишь как адаптация к паразитизму (см.). При этом в течение Ж. ц. сменяется последовательно несколько морфологически различных фаз (напр., у бычьего солитера: яйцо — онкосфера — финка — взрослый цепень). Чередование фаз на протяжении Ж. ц. многих паразитов сопровождается сменой хозяев — жизнь одного поколения протекает в теле одного хозяина, другого поколения — другого и т. д. Одни виды паразитирующих животных, развивающихся с обязательной сменой хозяев, на каждом этапе своего Ж. ц. могут паразитировать либо на одном единственном виде хозяина, либо на нескольких близких видах. Нередко Ж. ц. паразита оказывается детально приспособленным к Ж. ц. своего хозяина.
Изучение Ж. ц. различных животных имеет большое значение для мед. практики. Знание Ж. ц. хозяев и паразитов позволяет точнее понять этиологию и патогенез различных заболеваний человека и животных, дает возможность разрабатывать эффективные меры борьбы и профилактики с этими заболеваниями. Изучение особенностей годового цикла жизни ряда переносчиков (их фенологии, численности, гонотрофических циклов, возрастного состава и т. д.) позволяет выбрать оптимальную тактику и время проведения мероприятий в каждом отдельном р-не, получить наибольший эффект с минимальной затратой сил и средств. Изучение Ж. ц. гельминтов легло в основу учения К. И. Скрябина о дегельминтизации (см.) и девастации (см.). Изучение Ж. ц. возбудителей и переносчиков ряда инфекционных и инвазионных заболеваний легло в основу учения Е.Н. Павловского о природной очаговости (см.) и разработок мер борьбы и профилактики многих трансмиссивных болезней (см.).
Библиография: Догель В. А. Общая паразитология, Л., 1962; Курс зоологии, под ред. Б. С. Матвеева, т. 1—2, М., 1966; Павловский E. Н. Руководство по паразитологии человека, т. 1—2, М.—Л., 1946—1948.
xn--90aw5c.xn--c1avg
Проблема жизненных циклов видов в экологической морфологии
Проблема жизненных циклов видов состоит в том, чтобы познать эколого-морфологические закономерности исторического развития и на этой основе создать систему управления состоянием видов, не допускающую их депрессию и их гибель.
Современная наука определяется стремлением к системному подходу в решении ряда сложных задач. Проблема жизненных циклов видов также не может быть приближена к решению без системного подхода. Здесь необходимы исследования, одновременно проводимые на организменном, видовом и биоценотическом уровнях.
Жизненный цикл вида — это часть морфогенеза вида, которая периодически повторяется в связи с естественной ритмикой явлений на планете. Ритмически повторяются периоды активного состояния и диапаузы у растений и животных в зависимости от световой и температурной ритмики в течение суток и года, в зависимости от активности солнечной радиации в течение одиннадцатилетнего цикла и от многих других факторов. Термину «жизненный цикл вида» В. Н. Беклемишев придал значение сравнительной единицы морфологии, а термину «жизненная схема вида» — значение сравнительной единицы экологии. В наше время, характерное взаимопроникновением наук, становится ясно, что оба понятия почти в равной степени пронизаны экологическим содержанием. В экологической морфологии понятие — жизненный цикл вида — вполне сохраняет значение сравнительной единицы.
Прежде всего, следует определить возможности применения нового понятия «жизненный цикл вида», так как оно еще не полностью вошло в обиход в биологической литературе и часто смешивается с другими понятиями и терминами. Определим принципиальные различия, разграничивающие новое понятие «жизненный цикл вида» от таких привычных понятий, как «онтогенез», «жизненный цикл особи», «репродуктивный цикл». Особенно часто происходит смешение понятий «жизненный цикл вида» и «жизненный цикл особи», если авторы для краткости опускают слово, определяющее принадлежность цикла виду или особи. Сущность различий состоит в том, что первое из двух понятий употребляется для характеристики популяционного и видового уровней, а второе — для определения организменного уровня.
В жизненном цикле вида выполняются функции вида. К ним относятся самовоспроизведение, самосохранение, защита границ ареала, миграции, захват новых территорий или акваторий, взаимодействие с другими видами, мутационный процесс, дивергенция. Все эти функции осуществляются групповым действием многих особей или одной или несколькими популяциями вида.
Жизненный цикл особи — это часть онтогенеза от зиготы до размножения. Особь может размножаться повторно несколько раз на протяжении онтогенеза, который завершается естественной гибелью особи. Онтогенез относится к ациклическим процессам, так как организм, совершив свое развитие от зиготы до смерти, больше не возвращается в исходное состояние. Жизненный цикл вида, напротив, относится к циклическим процессам, как и всякая другая подобная система, которая, совершив процесс, возвращается в исходное состояние.
Структура жизненных циклов видов с точки зрения системного подхода может быть оценена с разных сторон. Оценка может происходить по составу онтогенезов, по составу жизненных форм, по морфогенетическим различиям, по хронологическим и топологическим характеристикам и по другим морфо-экологическим показателям. Такая разносторонняя оценка в совокупности дает весьма полную характеристику структуры.
Жизненные циклы видов могут состоять из одного, двух и нескольких типов онтогенезов. У мономорфных видов с бесполым размножением цикл включает акты делений одних только бесполых особей, которые претерпевают морфогенез более или менее синхронно в составе популяций. Этот тип циклов характерен для амеб и жгутиконосцев, у которых неизвестно половое размножение. При неблагоприятных условиях они образуют покоящиеся стадии в виде цист, которые могут разноситься ветровыми потоками на большие расстояния и осуществлять функцию расселения, защиты границ ареала и захвата новых территорий. Таким образом, циклы мономорфных видов включают многократно повторяющиеся однотипные онтогенезы, в процессе развития которых формируются одинаковые только бесполые особи. Размножаются все особи, составляющие популяцию.
Во вторую группу относятся полиморфные виды, жизненные циклы которых включают онтогенезы нескольких различных типов. Рассмотрим некоторые из них. К первому типу циклов отнесем такие, которые в своем составе имеют чередование бесполых и половых поколений. Такие циклы имеют многие одноклеточные (фораминиферы, инфузории, споровики), кишечнополостные, многие плоские черви, некоторые кольчатые черви. У этих организмов на протяжении года или на протяжении завершения полного цикла у паразитических форм можно наблюдать благоприятные или неблагоприятные периоды. В благоприятные периоды воспроизводятся бесполые онтогенезы у одноклеточных — путем монотомии и палинтомии, у кишечнополостных — почкованием, у плоских и кольчатых червей — однократным или многократным делением на части. В неблагоприятные периоды цикла происходит воспроизведение онтогенезов половым путем. У одноклеточных — путем копуляции и конъюгации; у кишечнополостных специальным процессом почкования образуются сначала особи медузоидного поколения, которые способны к половому размножению. Медузоидное поколение состоит из мужских и женских онтогенезов. По составу онтогенезов метагенетические гидроидные полипы очень разнообразны. Медузоидное поколение мигрирует на большие расстояния и осуществляет функцию расселения, а статичное полиплоидное поколение поддерживает на высоком уровне численность популяции и служит для переживания неблагоприятных зимних условий.
К этому типу циклов относятся некоторые полихеты, развивающиеся с эпитокией. Например, для некоторых силлид известны три группы онтогенезов. На дне моря обитают бесполые особи, которые стабильно поддерживают численность популяции, отпочковывая себе подобных. Весной одна группа бесполых особей почкует пелагических самок, а другая — пелагических самцов. Эти три группы организмов морфологически резко отличаются друг от друга. Пелагическая часть популяции широко расселяется в водных потоках, приносит потомство и погибает. Ювенильные формы нового поколения оседают на дно и превращаются в бесполых особей.
Ко второму типу циклов отнесем такие, которые в своем составе имеют чередование половых и партеногенетических поколений. В этом случае цикл включает, помимо онтогенезов самцов, еще и онтогенезы самок, способных к половому, а также онтогенезы самок, способных к партеногенетическому размножению. Такие циклы известны, например, у коловраток и ветвистоусых ракообразных, а также у некоторых насекомых (тли). Самосохранение вида обеспечивается быстрым возрастанием численности особей популяции при партеногенетическом способе размножения, а жизнестойкость, расселение и сохранение границ ареала обеспечивается стойкими покоящимися яйцами коловраток и эфипиями ветвистоусых ракообразных, а у тлей — зимующими стадиями.
В циклах полиморфных насекомых иногда формируются такие онтогенезы, которые направлены на выполнение узких специфических функций, связанных с поддерживанием норм общественной жизни. Например, у общественных перепончатокрылых и термитов помимо мужских и женских особей, способных поддерживать высокую численность семьи и популяции, формируются онтогенезы бесполых особей, осуществляющих функции добычи пищи, охраны семьи, сооружения жилища, поддержания в нем стабильных условий.
В третью группу циклов относят мономорфные организмы, размножающиеся половым, бесполым или партеногенетическим путями. Они также делятся на несколько типов. К первому типу относятся такие мономорфные гермафродитные виды, в циклах которых происходит чередование полового и бесполого поколений. Таковы, например, некоторые турбеллярии, цесгоды и некоторые олигохеты. Ко второму типу относятся такие гермафродитные виды, в циклах которых происходит чередование полового и партеногенетического поколений. Таковы некоторые трематоды. К третьему тину этой группы относятся такие гермафродитные виды, которые размножаются только половым путем. Таковы некоторые олигохеты, некоторые моллюски. Наконец, в четвертую группу циклов относятся диморфные виды, которые размножаются только половым путем.
Анализ структуры жизненных циклов видов по составу онтогенезов показывает их значительное разнообразие в животном мире. На разных уровнях филогенетического развития это разнообразие распределяется неравномерно. У одноклеточных оно очень велико. У низших многоклеточных оно выражено различно в разных группах. У губок — в меньшей степени, у кишечнополостных — в большей. У некоторых паразитических плоских червей (трематоды, цестоды) это разнообразие и сложность циклов достигают очень высокой степени. У целомических животных сложность структуры циклов по составу онтогенезов прогрессивно падает, упрощается по мере перехода на более высокие уровни организации. Наконец, у позвоночных животных в структуре циклов остаются только два типа оптогенезов, включающие мужские и женские особи.
В последние десятилетия появились исследования, направленные на изучение морфоэкологических особенностей разнообразных форм личиночного развития морских беспозвоночных. Кроме того, появились исследования, освещающие новую в биологии проблему о жизненных формах животных. В связи с этим появляется возможность анализировать структуру жизненных циклов видов по составу жизненных форм.
Жизненная форма это — группа организмов, которые занимают сходные экологические пиши и обладают комплексом общих морфоэкологических особенностей, возникших под влиянием сходных факторов отбора. В жизненном цикле животных происходит смена жизненных форм, приспособленных к различным экологическим нишам. Жизненными формами называют также такие стадии метаморфоза беспозвоночных, которые имеют характерные морфологические и функциональные особенности, проявляющиеся в особых условиях обитания. Например, пелагические личинки беспозвоночных могут быть отнесены к одной группе жизненных форм под названием ларватон. Для представителей ларватона характерны малые размеры, сосредоточение в поверхностных слоях воды, движение при помощи ресничных полей и другие морфоэкологические признаки.
По составу жизненных форм жизненные циклы видов можно разделить на несколько групп. Особенно ярко это деление выступает у таких видов, которые, претерпевая метаморфоз, переходят из одной среды обитания в другую. Например, у морских беспозвоночных особенно характерен переход из толщи воды к обитанию в донных условиях. Для некоторых насекомых характерен переход от водного существования у личинок к наземному существованию у имаго. Для паразитических групп беспозвоночных характерен переход из тела одного хозяина в тело другого хозяина с временным существованием во внешней среде. В этом разнообразии намечается по крайней мере две группы циклов. В одной группе среда обитания остается без существенных изменений (водная среда), а условия обитания, по мере осуществления жизненного цикла, меняются (толща воды и дно). В другой группе резко меняются и среда обитания и условия существования (водная среда, воздушная среда). Приведем более знакомые нам примеры циклов морских беспозвоночных, различающихся по составу жизненных форм.
Пелагобентический тип цикла характерен тем, что в его составе последовательно меняются пелагическая и бентосная фазы. У кишечнополостных от низших групп к высшим пелагобентический тип цикла по составу жизненных форм подвергается упрощению. У метагенетических гидроидов жизненная форма планулы переходит к одиночной или колониальной жизненной форме гидранта. Путем бесполого размножения образуется пелагическая жизненная форма медузы. Половое размножение медузы приводит снова к образованию жизненной формы планулы. В этом типе жизненных циклов характерно превосходство разнообразия жизненных форм в толще воды по сравнению с формами в донных условиях. У высших групп кишечнополостных происходит преимущественное развитие либо пелагической (сцифоидные, гребневики), либо донной (кораллы) фаз развития. В последнем случае пелагическая жизненная форма сводится к однообразной морфологической структуре гаструлообразной личинки кораллов, тогда как донные кораллы представлены весьма большим разнообразием жизненных форм. Жизненные формы личинок и взрослых низших червей почти не исследованы. Высшие черви в этом отношении изучены гораздо лучше.
У полихет известно значительное разнообразие жизненных форм пелагических личинок и еще большее разнообразие жизненных форм взрослых животных. Жизненные формы личинок полихет можно разделить на две большие группы. Одни пассивно парят в толще воды (митрарии, рострарии), могут долго находиться во взвешенном состоянии и пассивно преодолевать в водных потоках (Гольфстрим) большие расстояния. Представители другой группы активно движутся при помощи ресничек, активно питаются, иногда хищничают и короткое время живут в прибрежной зоне, где и завершают метаморфоз. Что касается взрослых полихет — представителей донных популяций, то их жизненные формы весьма разнообразны. Здесь встречаются обитатели поверхности мягкого грунта, обитатели толщи грунта, обитатели поверхности скал, перфораторы и другие формы. По способу добычи пищи они тоже резко различаются друг от друга (хищники, детритофаги, сестонофаги). В пелагобентическом типе циклов полихет возможны бесчисленные варианты, различающиеся по составу жизненных форм.
У пластинчатожаберных моллюсков жизненные циклы по составу жизненных форм отличаются некоторым своеобразием морфоэкологических характеристик. У пластинчатожаберных моллюсков, жизненный цикл которых относится к пелагобентическому типу, пелагическая фаза представлена эмбриональными стадиями и личинками типа велигеров и великонхов. Бентическая фаза представлена половозрелыми формами, обитающими в разных условиях дна. Пелагические великонхи, отяжеленные личиночной раковиной, удерживаются в толще воды ресничными полями велюма (паруса). Во время работы велюма личинки поднимаются к пленке натяжения и касаются ее. Нефтяная пленка на воде в этот момент оказывает гибельное воздействие на популяцию личинок. Во время отдыха велюм не работает и великонх медленно опускается вниз под действием гравитационного поля. Таким образом, пелагическая часть популяций двустворчатых моллюсков совершает кратковременные периодические вертикальные миграции в верхнем слое воды. Эта морфоэкологическая характеристика, возможно, относится не только к пелагическим личинкам двустворчатых, но и к личинкам брюхоногих моллюсков. Бентнческне фазы жизненного цикла пелагобентического типа представлены у двустворчатых моллюсков различными жизненными формами. Одни из них крепятся на твердом субстрате при помощи биссуса или цементирующего секрета и часто образуют конгрегаты. Другие зарываются в песок или сверлят твердый субстрат. Третьи — свободно передвигаются по поверхности грунта и часто имеют уплощенную форму и увеличенную площадь опоры. Сравнение разнообразия жизненных форм пластинчатожаберных молюсков у личинок в толще воды и у взрослых в условиях дна показывает преимущественное развитие жизненных форм у взрослых.
Число примеров разнообразия структуры жизненных циклов по составу жизненных форм может быть легко увеличено. Исследования этой проблемы в разделе членистоногих только начинается. Имеющиеся данные позволяют говорить о высоком темпе морфоэкологической эволюции у насекомых. Разнообразие структуры жизненных циклов по составу жизненных форм очень велико, особенно в этой наиболее многочисленной по числу видов группе животных.
Анализируя структуру жизненных циклов по составу жизненных форм, можно видеть, что здесь более выпукло выступают морфоэкологические характеристики циклов и создается возможность суждения о путях экологической эволюции внутри крупных таксономических групп. У животных и растений известны несколько типов ядерных циклов, когда меняется морфологическое состояние хромосомного набора.
Цикл с редукционным делением хромосом, которое следует немедленно вслед за образованием зиготы называется циклом с зиготической редукцией. В результате этого акта образуется поколение, которое имеет одинарный набор хромосом. Гаметы в конце цикла образуются митотическим путем. Таким образом в этот тип жизненного цикла протекает в состоянии гаплоидного набора хромосом. Диплоидное состояние только у кратковременно существующей зиготы. Цикл этого типа имеют некоторые жгутиконосцы, по-видимому, многие споровики, а также зеленые и часть красных водорослей.
Цикл с редукционным делением хромосом, которое следует непосредственно перед образованием гамет, называется циклом с гаметической редукцией. В результате этого акта одинарный набор хромосом имеют только гаметы. Весь остальной цикл проходит в состоянии двойного или множественного набора хромосом. Цикл этого типа имеют инфузории, некоторые жгутиконосцы и все многоклеточные животные.
Цикл с гетерофазным чередованием гаплоидного и диплоидного состояний характерен тем, что одна его половина проходит в состоянии двойного, а другая половина — в состоянии одинарного набора хромосом. Среди животных этот тип цикла известен только у фораминифер, которые соответственно состоянию хромосомного набора делятся на две жизненных формы — одна с микросферической, а другая с макросферической раковиной. В растительном мире циклы с гетерофазным чередованием известны у бурых водорослей, мхов, папоротников и у высших растений, гаметофит которых значительно редуцирован.
В последнее время для некоторых групп позвоночных показана генетическая разнокачественность популяций, составляющих вид. Структура жизненного цикла таких политипических видов пока не изучена. Однако можно заранее сказать, что исследования структуры жизненных циклов видов на основе морфогенетических признаков представляют обширное поле и дадут важные результаты для решения проблемы.
Итак, анализ разнообразия структуры циклов, проведенный по далеко неполным данным, показывает, что в поставленной проблеме существует множество неразрешенных задач. Большая часть из них относится к морфоэкологическому направлению, но вместе с тем возникают вопросы более общего эволюционного плана. Одна из первых задач состоит в необходимости создания иерархической классификации жизненных циклов видов.
Морфогенетический признак, определяющий расположение акта редукционного деления хромосом в жизненных циклах организмов, позволяет разграничить все разнообразие организмов на наиболее крупные группы. Многоклеточные животные попадают в одну из них, так как все они имеют гаметическую редукцию хромосом.
Анализ разнообразия структуры жизненных циклов многоклеточных по составу онтогенезов позволяет классифицировать их на три группы. К первой группе относятся полиморфные многоклеточные, в циклах которых чередуются онтогенезы бесполых особей с онтогенезами мужских и женских особей (кишечнополостные, плоские черви, некоторые мпогощетинковые черви). К этой группе относятся также циклы полиморфных видов, в составе которых чередуются онтогенезы мужских и женских особей с онтогенезами женских особей, способных к партеногенетическому размножению (некоторые членистоногие). Ко второй группе относятся циклы мономорфных видов, в составе которых формируются онтогенезы гермафродитных особей (некоторые плоские черви, малощетинковые черви, некоторые моллюски). У мономорфных видов, представленных гермафродитными популяциями, циклы могут проходить с чередованием полового и бесполого поколений (цестоды), или с чередованием полового и партеногенетического поколений (некоторые трематоды), или без чередования поколений. Наконец, к третьей группе относятся циклы многоклеточных, в составе которых формируются онтогенезы только мужских и женских особей (многие моллюски, членистоногие и позвоночные).
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
www.activestudy.info
Разнообразие жизненных циклов в природе. Антропология и концепции биологии
Разнообразие жизненных циклов в природе
В природе встречается большое разнообразие процессов онтогенеза и прогенеза. Следствием такого разнообразия явилась закономерная смена гаплоидного и диплоидного состояний, которая получила название «жизненный цикл». В эволюционном ряду живых организмов, среди огромного множества жизненных циклов четко видна тенденция к существованию в диплоидном состоянии по мере усложнения организации. Эта тенденция вытекает из генетических преимуществ, которые дает диплоидный кариотип.
У протистов сложно провести границу между прогенезом и онтогенезом. Жизнь большинства протистов протекает в гаплоидном состоянии. Диплоидной может быть только «зигота» (слияние двух особей), быстро претерпевающая мейоз. Такой мейоз называется зиготическим.
Вряд ли правомерно называть половым размножением различные виды обмена, передачи или объединения генетического материала у одноклеточных организмов (конъюгация, копуляция). Скорее эти явления, предназначенные для рекомбинации генетического материала у бактерий и протистов, служат аналогом полового процесса.
У растений наблюдается четкая смена поколений – гаплоидного (гаметофит) и диплоидного (спорофит). Каждому поколению соответствует свой онтогенез и прогенез. В спорофите представлены процессы спорогенеза: микроспорогенез (образование микроспор) и мегаспорогенез (образование мегаспор). Микроспоры обычно дают мужской гаметофит, а мегаспоры – женский гаметофит.
В гаметофитах происходит гаметогенез – образование мужских и женских половых клеток. Мейоз у растений происходит во время спорогенеза, поэтому он назывется спорическим. Гаметы, в свою очередь, образуются путем митоза гаплоидных клеток и участвуют затем в процессе оплодотворения.
Если проследить эволюцию растений, то четко видна тенденция к превалированию спорофита и редукции гаметофита в жизненном цикле. Только у мхов преобладает гаметофит, у всех остальных отделов – спорофит. У покрытосеменных растений наблюдается крайняя редукция гаметофита, представленного всего несколькими делениями в зародышевом мешке и пыльцевых зернах. Основная часть жизненного цикла проходит в диплоидном состоянии.
Животных можно рассматривать как организмы с полной редукцией гаплоидного поколения – гаплоидными у них являются только гаметы. Мейоз у животных происходит во время гаметогенеза, поэтому он называется гаметическим. Различают два вида гаметогенеза: сперматогенез (процесс образования мужских половых клеток – сперматозоидов) и оогенез (процесс образования женских половых клеток – яйцеклеток). Сперматогенез происходит в семенниках (мужских половых железах), а оогенез – в яичниках (женских половых железах).
Чередование поколений у животных иногда выражается чередованием полового способа размножения с бесполым или партеногенетическим. Это чередование может происходить с той или иной степенью регулярности. Примером крайне нерегулярного события может служить полиэмбриония у человека – все случаи рождения однояйцовых близнецов.
Поделитесь на страничкеСледующая глава >
bio.wikireading.ru
