Как развиваются растения и животные: Как развиваются растут животные и растения?

Минус миллион – разнообразие видов растений и животных на земле резко сокращается |

АУ: Вы сказали, что необходимо сохранять различные виды. Обывателю иногда непонятно, зачем все эти виды, которые скрыты под толщей океанической воды, нужны. Почему нужно защищать все эти формы жизни?

МВ: Стабильность экосистемы определяется разнообразием видов. Это экологический закон: монокультура нестабильна. Система, состоящая из ограниченного количества видов – наземная или океаническая – в принципе не жизнеспособна. Именно поэтому сохранение биоразнообразия так важно. Мы можем говорить и о каких-то редких видах, которые хороши нам для рекреационных целей: мы хотим ими любоваться.

Но сейчас введено такое понятие, как «предоставление сервиса». То есть, многие животные и растения рассматриваются как виды, предоставляющие сервис человечеству в разных видах: медицинском, пищевом и так далее. Если мы берем океан, то здесь существуют пищевые цепи. Начинается все с бактерий, а затем фитопланктон, зоопланктон, маленькие рыбы, большие рыбы, морские млекопитающие, птицы, которые ныряют и ловят что-то – абсолютно все это взаимосвязано. Речь еще идет о том, как же одно с другим связано: придонные сообщества с сообществами животных и растений, которые находятся ближе к поверхности, как это связано с течениями и мигрирующими видами, которых очень много.

Фото ВМО/Ольга Хорошунова

Океаны помогают сдерживать изменения климата, поглощая избытки тепла, образующегося в процессе парникового эффекта

Давайте возьмем китов. У всех китов обязательно есть места размножения, расположенные, как правило, в районе экватора, и места нагула и кормёжки, которые ближе к полярным территориям, то есть к Арктике и Антарктике. Это так, потому что приполярная территория очень богата планктоном. А размножаются они и рожают зимой детенышей в теплых водах, потому что они рождаются с малым количеством жира, и им просто холодно. Киты все лето едят, а дальше они мигрируют, и это миграционные коридоры, которые соединяют нагульные пастбища с территориями, где они размножаются.

Очень важно понимать, что киты питаются полгода, а полгода они вообще не едят ничего, потому что в теплых водах есть нечего. Если вдруг наступит перелов криля в Антарктике, то это очень плохо скажется на огромном количестве разных видов китов, которые кормятся на этом криле.

АУ: Сейчас в Вашей работе есть какие-то основные проекты, которые Вы ведете в области защиты океанов в Фонде?

МВ: Один из проектов, который мы ведем с 2000 года, это «Серые киты острова Сахалин». Это очень маленькая популяция, которая считалась полностью исчезнувшей, и думали, что ее перебили «янки», ведь американцы и японцы промышляли в Охотском море. Серые киты исчезли, их 30-40 лет никто не видел, но потом они были открыты заново — их насчитали 35 штук.

И это – на севере Сахалина, где на шельфе есть нефть. Все основные нефтяные компании были там, у каждой своя территория, свои скважины…

Я могу сказать, что этот опыт был успешным, сейчас популяция растет, и считается, что их примерно 250 штук. Нефтяные компании сначала восприняли присутствие неправительственных организаций в штыки и со словами: «Не мешайте, мы тут производим нефть, а что вы хотите?». Были разные сложности, но сейчас они относятся с огромным почтением к китам и даже ведут свои научные исследования. Например, компания «Сахалин-2» получила международное признание, как самая «зеленая» компания.

Фото ООН

Поиск шельфовых нефтяных месторождений и бурение скважин — серьезная угроза подводному миру

АУ: То есть, благодаря вашим усилиям удалось поменять всю парадигму социальной ответственности компании?

МВ: Я считаю, что так. Здесь очень существенную роль сыграло то, что мы с самого начала говорили, что мы не против нефти, а за то, чтобы работали далеко, ответственно и использовали современные технологии. Компания «Сахалин-2» провела свою трубу от двух нефтяных платформ, что являлось грандиозным строительством, не сквозь нагульные пастбища китов, а в обход.

АУ: Пастбища не меняются из года в год?

МВ:  Этот «пятачок» на острове Сахалин шириной в 20 километров и длиной 100 километров. Трубы, которые прокладывают на глубине до 12 метров, могли бы просто разрушить половину этого пятачка, где кормятся матери и детеныши. Серые киты процеживают рачков, которые сидят в песке. Кит ныряет, ложится боком, собирает этот песок, отцеживает и получает много килограммов амфипод.

АУ: Помимо того, что Вы биолог и океанолог, Вы еще в своей работе параллельно становитесь и геологом, и нефтяником… Приходится сочетать знания в различных областях?

МВ: Да, конечно, приходится. Например, мы совсем не говорили о течениях, а течения в океане играют огромную роль, особенно для видов, которые мигрируют. Это сугубо океанология. Еще огромное значение имеет распространение звука, потому что киты разговаривают, и есть какие-то слои океана, которые проводят звук гораздо быстрее других.

АУ: Вы только что сказали, что киты разговаривают. Сколько было песен про то, что «дельфины говорят»… Человек может с ними общаться?

МВ: Нет, сейчас, конечно, нет. Но человек с удивлением слушает. У меня был опыт, когда мы ходили на яхте по Средиземному морю и искали кашалотов. Мы надевали наушники и слушали в гидрофонах звуки морских обитателей. Например, если проплывают дельфины, у них щебечущие звуки, а кашалоты щелкают — три щелчка и пропуск.

АУ: Практически азбука Морзе?

МВ: У кашалотов, правда, есть своя «азбука Морзе». Вот эти щелчки слышишь за пять миль, потом на эти щелчки выходишь, и кашалоты всплывают. У разных популяций кашалотов свои позывные, свой отличающийся язык, и каждый имеет имя. Эти щелчки обозначают, кто он есть.

Сейчас появились такие замечательные метки-присоски, которые позволяют повесить камеру на кита. Недавно камеры повесили на кашалотов, маму и детеныша. Кашалоты ныряют до двух километров, где они там ловят огромных гигантских кальмаров. Это была феерическая съемка — мама, а рядом с ней идет маленький ее китеныш. Она идет вертикально вниз, и, когда становится совсем темно, детеныш не может уже продолжать нырять с ней, он задерживается, а затем уходит наверх. Это все в звуках, они разговаривают постоянно, можно услышать щелчки между мамой и детенышем, который говорит, что он должен уйти, причем с совсем другим интенсивом. А когда она идет глубже вниз, она щелкает без перерыва, тем самым сообщая своему детенышу, что она делает.

АУ: То есть, эти морские животные очень социальные и общительные существа. А каково им приходится, когда они попадают в последнее время особенно распространённые океанариумы и аквариумы? Это для них своего рода тюрьма, получается? 

МВ: Безусловно, потому что они живут в огромном трехмерном пространстве. Допустим, касатки, которых сейчас пытаются поймать даже в России, мигрируют на огромные расстояния, они живут в семьях, и они очень социальные животные. У них в семье, как у слонов, матриархат со старой касаткой во главе, которая руководит всеми. Она уже не воспроизводит детей, но обладает всем опытом и смотрит, чтобы все вели себя правильно. На самом деле, там невероятные знания.

Отлавливают всегда детеныша, изымая его их нормальной среды, и сажают в крохотный аквариум. Какой бы ни был большой океанариум, невозможно создать ничего близкого к тому, в какой среде живет касатка.

АУ: Есть какой-нибудь способ познакомить людей с этим морским миром, но также дать животным возможность жить в естественных условиях? Как сочетать это?

МВ: Очень быстро развивается экотуризм, «whale-watching », то есть наблюдение за китами. Считается, что сейчас ежегодный доход от таких экскурсий во всем мире составляет два миллиарда долларов.

Фото ЮНЕП

Наблюдение за китами — динамично развивающися бизнес. За возможность увидеть самое крупное млекопетающее на Земле туристы платят в общем до 2 млрд долларов в год

АУ: Это еще один сервис, который мог бы помогать развивать свой регион? Смотреть на китов в своих морях и развивать туризм в этих местах.

МВ: Да, например, белухи на Соловецких островах. Это проект, который мы ведем с 1995 года вместе с Институтом океанологии. На одном острове есть мыс Белужий, который назван так, потому что каждый год там собираются 60-80 белух и проводят там два месяца. На Соловецких островах организовалось куча туроператоров, которые хотят возить туда людей. Поэтому, мне кажется, что, когда начинают говорить, что нужно строить океанариумы, потому что дети не могут ничего посмотреть и увидеть… Это неверно.

АУ: Необходима смена мировоззрения? Может быть, есть смысл как-то менять восприятие, говоря о том, что это не так полезно и что это скорее развлечение, чем образовательная программа?

МВ: На самом деле, если мы говорим об океанариумах, огромное количество беспозвоночных и рыб можно держать и так же показывать. Это тоже безумно интересно. Креветки потрясающе красивы, кораллы бесподобны. Действительно, это развивается. Морские аквариумы показывают животных, как устроена жизнь моря и создают хорошие искусственные биоценозы. Есть очень красивые дисплеи с разными медузами, но при этом нельзя сказать, что это негуманно.

Также, с развитием цифровой технологии получаются отличные съемки, можно пользоваться виртуальной реальностью, где Вы увидите китов еще лучше, чем в реальной среде. Это замечательная возможность.

Coral Reef Image Bank/С.Бисмарк

Коралловый риф в Красном море

АУ: Будем надеяться, что все эти элементы глобальной мозаики и международных договоров, обсуждений, в которых Вы принимаете участие, и современные технологии, и смена образовательной парадигмы позволят все-таки людям сохранить мир на долгие столетия и тысячелетия вперед.

МВ: Я очень на это надеюсь и рассчитываю. Все-таки глобальный разум идет в нужном направлениям, потому что альтернативное направление – это реально гибель нашей планеты и гибель нашей цивилизации. Нам некуда деваться, и океаны нужно защищать! 

Выставка «Растения-путешественники»

 

 

С 20 октября 2022 г. в Рыбинском музее-заповеднике работает выставка «Растения-путешественники».

Основная цель создания выставки – продолжить знакомство посетителей музея с растениями нашего края, с особенностями их распространения в природе, а также с видами – вселенцами, занесенными в Чёрную книгу Средней России.

Растениям требуются специальные механизмы для расселения, так как в отличие от большинства животных большинство растений малоподвижны или неподвижны, почти все они закреплены на субстрате в течение всего периода вегетации. Способы расселения растений разнообразны. Различают зоохорию — распространение их животными, анемохорию — с помощью ветра, гидрохорию — водой, автохорию — распространение зачатков самими растениями (например, взрывающийся плоды недотроги). Для каждого из этих способов развиваются специальные приспособления: летучки, крючки, зацепки, привлекательная окраска, способность проходить через пищеварительный тракт животных неповрежденными и т.д. Все это позволяет растениям распространяться на новые территории, увеличивая свой ареал.

Естественная флора и фауна формируются на протяжении многих миллионов лет, и тот баланс, который был достигнут в природе, очень легко нарушить. Внедрение чужеземных растений угрожает биоразнообразию и может привести к гибели местных видов. Учеными создаются Чёрные книги – списки чужеродных растений-иммигрантов (инвазионных видов), которые внедряются в чужую для них среду обитания, ведут себя агрессивно, активно размножаются, вытесняя местные виды. Некоторые инвазионные виды могут наносить вред здоровью человека или экономический ущерб.

Например, борщевик Сосновского, сок которого оставляет серьезные фотохимические ожоги, амброзия полыннолистная, вызывающую сильнейшие поллинозы. В Ярославской области, как и в Средней России в целом, чужеродные виды растений представляют важную экологическую проблему.

Эффективность мер по борьбе с инвазионными видами в значительной степени зависит от поддержки общества. С одной стороны, люди могут неосознанно внедрять и распространять инвазионные виды, высаживая их в качестве декоративных растений. С другой стороны, ответственные граждане могут внести важный вклад в своевременное обнаружение инвазионных видов и предотвращение их распространения.

На выставке будут представлены плоды и семена различных растений, показаны различные способы распространения плодов и семян.

Будут экспонироваться цветные фотографии растений Черной книги флоры Средней России, их гербарные образцы, а также фотографии представителей нашей флоры, ставших инвазионными в Америке, сделанные С. Кутуевой.

Выставка рассчитана на семейного посетителя и организованные группы школьников.

Куратор выставки – Светлана Борисовна Кутуева, старший научный сотрудник экспозиционного отдела.

 

Фрагменты выставки:

 

 

 

Другие материалы в этой категории:
« Выставка «Симметрия в природе»

Мероприятие «Новогодние приключения в музее» »

Наверх

Обзор развития растений — биология развития

NCBI Книжная полка. Служба Национальной медицинской библиотеки, Национальных институтов здоровья.

Гилберт С.Ф. Биология развития. 6-е издание. Сандерленд (Массачусетс): Sinauer Associates; 2000.

• По соглашению с издателем эта книга доступна через функцию поиска, но не может быть просмотрена.

Биология развития. 6-е издание.

Показать детали

Критерий поиска

Поиски различий или фундаментальных контрастов… занимали умы многих людей, в то время как поиск общности принципов или существенных сходств осуществлялся немногими; контрасты склонны казаться слишком большими, какими бы большими они ни были.

Д’Арси Томпсон (1942) ^*

Не подавляйте свое вдохновение и свое воображение; не становитесь рабом своей модели.

Винсент Ван Гог

*

Томпсон, Д. В. 1942. О росте и форме. Издательство Кембриджского университета, Кембридж.

Фундаментальные вопросы биологии развития сходны для растений ^* и животных. Их стратегии развития, которые развивались в течение миллионов лет, имеют много общего; тем не менее, некоторые из проблем и решений, обнаруженных в растениях, достаточно уникальны, чтобы их можно было обсудить в этой главе отдельно.

Наземные растения произошли от пресноводных зеленых водорослей, и переход на сушу связан с эволюцией все более защищенного зародыша. Мхи, папоротники, голосеменные (хвойные, саговники и гинкго) и покрытосеменные (цветковые растения) развиваются из защищенных зародышей. Двумя примерами защиты зародыша являются семенная оболочка, впервые появившаяся у голосеменных, и плод, характерный для покрытосеменных растений. Как мы видели, защита эмбрионов также является темой развития животных. Каковы различия?

1.

Растения не гаструлируют. Растительные клетки заключены в жесткие целлюлозные стенки, которые обычно предотвращают миграцию клеток и тканей. У растений, как и у животных, развиваются три основные системы тканей (дермальная, наземная и сосудистая), но они не полагаются на гаструляцию для создания этой многослойной системы тканей. Развитие растений сильно регулируется окружающей средой, и эта стратегия является адаптивной для стационарного организма.

2.

Растения имеют споровый мейоз, а не гаметный мейоз. То есть в результате мейоза образуются споры, а не гаметы. Гаметы образуются в результате митотических делений, следующих за мейозом.

3.

Жизненный цикл наземных растений (как и многих других растений) включает как диплоидные, так и гаплоидные многоклеточные стадии. Этот тип жизненного цикла называется чередованием поколений. Эволюционная тенденция была направлена ​​на уменьшение размера гаплоидного поколения.

4.

Зародышевые клетки не выделяются на ранних стадиях развития. Это также относится к некоторым типам животных, но верно ко всем растениям.

5.

Растения подвергаются расширенному морфогенезу. Скопления активно делящихся клеток, называемые меристемами , похожие на стволовые клетки животных, сохраняются долгое время после созревания. Меристемы допускают повторное развитие и образование новых структур на протяжении всей жизни растения.

6.

Растения обладают огромной пластичностью развития. Клетки многих растений очень пластичны. В то время как клонирование животных также иллюстрирует пластичность, растения в большей степени зависят от этой стратегии развития. Например, если побег поедается травоядными, меристемы листа часто вырастают, чтобы заменить утраченную часть. (Эта стратегия имеет сходство с регенерацией, наблюдаемой у некоторых животных.) Целые растения можно регенерировать даже из отдельных клеток. Кроме того, форма растения (включая ветвление, высоту и относительное количество вегетативных и репродуктивных структур) сильно зависит от факторов окружающей среды, таких как свет и температура, и один и тот же генотип может привести к широкому спектру морфологий. Этот удивительный уровень пластичности может помочь компенсировать недостаток подвижности растения.

7.

Растения могут переносить более высокие генетические нагрузки, чем животные. Геномы растений могут нести гораздо большую нагрузку мутаций, чем животные, до того, как затронут фенотип. Например, половина генома кукурузы, по-видимому, состоит из чужеродной ДНК (SanMiguel et al., 1996). Большая его часть находится в форме ретроэлементов, напоминающих ретровирусы. Растение кукурузы, по-видимому, довольно хорошо функционирует со всей этой «автостопной» ДНК. Животные также имеют значительное количество чужеродной ДНК, но анеуплоидия и полиплоидия могут быть вредны для их развития. Когда растения анеуплоидны или полиплоидны, последствия могут быть адаптивными. Многие цветы, найденные в цветочном магазине, и пшеница, используемая для хлебной муки, являются примерами успешных полиплоидов.

Несмотря на эти существенные различия между многими растениями и животными, исследования генетики развития выявляют между ними некоторые общие черты в регуляции основных молекулярных механизмов формирования паттерна, а также эволюционно различные решения проблемы создания трехмерной формы из одного клетка.

• Жизненные циклы растений
• Производство гамет у покрытосеменных растений
• Опыление
• Оплодотворение
• Эмбриональное развитие
• Dormancy
• Germination
• Vegetative Growth
• The Vegetative-to-Reproductive Transition
• Senescence
• Snapshot Summary: Plant Development
• References

Footnotes

*

The term plant loosely encompasses многие организмы, от водорослей до цветковых растений (покрытосеменных). Недавние филогенетические исследования показывают общее происхождение всех зеленых растений, отличное от красных и коричневых растений. Это новое филогенетическое древо отличается от старых классификационных схем, в которых царство Plantae состояло из многоклеточных фотосинтезирующих растений, развивающихся из зародышей, защищенных тканями родительского растения. Хотя в этой главе основное внимание уделяется цветковым растениям, стратегии их развития лучше всего понять в контексте эволюции.

По соглашению с издателем эта книга доступна через функцию поиска, но не может быть просмотрена.

Copyright © 2000, Sinauer
Партнеры.

Идентификатор книжной полки: NBK10018

• Процитировать эту страницу

Последние действия

ClearTurn OffTurn On

Ваша активность в Интернете пуста.

Запись активности отключена.

Включить запись

Подробнее…

Рост и развитие организмов — чудо науки

Как растут и развиваются организмы?

Прогрессии K-12

из NGSS Приложение E: Прогрессии основных дисциплинарных идей

-201905

3-5	6-8	9-12
Родители и потомство часто проявляют поведение, которое помогает потомству выжить.	Размножение необходимо любому организму. Организмы имеют уникальные и разнообразные жизненные циклы.	Поведение животных увеличивает шансы на размножение. На рост организма влияют как генетические факторы, так и факторы окружающей среды.	Рост и деление клеток в организмах происходит путем митоза и дифференцировки определенных типов клеток.

Конечные точки диапазона оценок для LS1.B

из Основы естественнонаучного образования K-12: практики, сквозные концепции и основные идеи (страницы 146–147)

К концу 2 класса.  У растений и животных есть предсказуемые характеристики на разных стадиях развития. Растения и животные растут и изменяются. Взрослые растения и животные могут иметь детенышей. У многих видов животных родители и потомство сами участвуют в поведении, которое помогает потомству выжить.

К концу 5 класса.  Размножение необходимо для продолжения существования любого вида организмов. У растений и животных есть уникальные и разнообразные жизненные циклы, которые включают рождение (прорастание в растениях), рост, развитие во взрослых особей, размножение и, в конце концов, смерть.

К концу 8 класса.  Организмы размножаются половым или бесполым путем и передают свою генетическую информацию своим потомкам. Животные проявляют характерное поведение, которое увеличивает шансы на размножение. Растения размножаются различными способами, иногда в зависимости от поведения животных и особых особенностей размножения (таких как цветки привлекательной окраски). Рост растений может продолжаться на протяжении всей жизни растения за счет производства растительного вещества в процессе фотосинтеза. Генетические факторы, а также местные условия влияют на размер взрослого растения. Рост животного контролируется генетическими факторами, приемом пищи и взаимодействием с другими организмами, и у каждого вида есть типичный диапазон размеров взрослых особей. (Граница: Воспроизведение здесь подробно не рассматривается; более подробную информацию об уровне обучения см. в LS3.A.) 

К концу 12 класса.  В многоклеточных организмах отдельные клетки растут, а затем делятся посредством процесса, называемого митозом, что позволяет организму расти. Организм начинается с одной клетки (оплодотворенной яйцеклетки), которая последовательно делится, образуя множество клеток, при этом каждая родительская клетка передает идентичный генетический материал (два варианта каждой пары хромосом) обеим дочерним клеткам. Когда происходят последовательные подразделения клеток эмбриона, запрограммированные генетические инструкции и небольшие различия в их непосредственном окружении активируют или инактивируют разные гены, что заставляет клетки развиваться по-разному — процесс, называемый дифференцировкой. Клеточное деление и дифференцировка создают и поддерживают сложный организм, состоящий из систем тканей и органов, которые работают вместе для удовлетворения потребностей всего организма. При половом размножении происходит особый тип клеточного деления, называемый мейозом, в результате которого образуются половые клетки, такие как гаметы у животных (сперматозоиды и яйцеклетки), которые содержат только один член из каждой пары хромосом в родительской клетке.

 

Введение в LS1.B

из «Основы естественнонаучного образования K-12: практика, сквозные концепции и основные идеи» (стр. 145–146)

Характерные структуры, функции и поведение организмов меняются предсказуемым образом по мере их продвижения от рождения к старости. Например, достигнув зрелого возраста, организмы могут размножаться и передавать свою генетическую информацию своему потомству. Животные проявляют поведение, которое увеличивает их шансы на размножение, а растения могут развивать специализированные структуры и/или зависеть от поведения животных для осуществления размножения.

Понимание того, как одна клетка может дать начало сложному многоклеточному организму, основано на концепциях клеточного деления и экспрессии генов. В многоклеточных организмах клеточное деление является важным компонентом роста, развития и восстановления. Деление клеток происходит посредством процесса, называемого митозом: когда клетка делится на две части, она передает идентичный генетический материал двум дочерним клеткам. Последовательные деления производят много клеток. Хотя генетический материал в каждой из клеток идентичен, небольшие различия в ближайшем окружении активируют или инактивируют разные гены, что может привести к тому, что клетки будут развиваться немного по-разному. Этот процесс дифференцировки позволяет организму формировать специализированные клетки, выполняющие различные функции, даже если все они произошли от одной клетки — оплодотворенной яйцеклетки. Рост и дифференцировка клеток — это механизмы, с помощью которых оплодотворенная яйцеклетка превращается в сложный организм. При половом размножении происходит особый тип клеточного деления, называемый мейозом, в результате которого образуются половые клетки, такие как гаметы (сперматозоиды и яйцеклетки) или споры, которые содержат только один член из каждой пары хромосом в родительской клетке.