Размножение и индивидуальное развитие животных

Лекции по зоологии

Размножение – основной признак живого организма.

Формы размножения животных сводятся к двум основным: бесполое и половое. При этом одни животные могут размножаться только бесполым путем (амебы), другие – только половым (членистоногие, позвоночные). У ряда групп происходит чередование полового и бесполого размножения, причем у одних такое чередование является обязательным (фораминиферы, кокцидии, некоторые кишечнополостные), а у других – необязательным (вольвокс, инфузории, токсоплазма, гидры).

Бесполое размножение происходит без образования гамет, потомки происходят от одного организма и являются его генетической копией. При этом источником генетической изменчивости вида являются только редкие случайные мутации.

Известно несколько типов бесполого размножения у животных.

1. Бинарное деление. Наблюдается при митозе саркомастигофор (амебы, эвглены и многие другие).

2. Шизогония – множественное размножение. Из одной материнской клетки путем митоза получается несколько (множество) дочерних клеток (малярийный плазмодий).

3. Почкование. Дочерний организм появляется в виде выроста материнского организма и затем обособляется или отделяется от него (полипы, ленточные черви).

4. Фрагментация (регенерация). Образование новых особей из фрагментов материнского организма (морские немертины, гидры).

Половое размножение происходит с участием гамет – клеток с гаплоидными наборами хромосом, которые при слиянии (оплодотворении) образуют диплоидную зиготу. В процессе гаметогенеза происходит мейоз, приводящий к уменьшению генетического материала вдвое.

При слиянии генетически разнородных гамет происходит образование неидентичных особей, то есть увеличивается изменчивость потомства, что создает благоприятные условия для естественного отбора. Гаметы чаще всего бывают двух типов – мужские и женские.

Если оба типа гамет образует один организм, то его называют гермафродитным (часть кишечнополостных, плоские и кольчатые черви, моллюски).

Если мужские и женские гаметы образуются разными организмами, то их называют раздельнополыми (членистоногие, хордовые).

В случае, когда мужская и женская гаметы идентичны, размножение называют ИЗОГАМНЫМ. Среди животных примером может служить фораминиферы.

При АНИЗОГАМНОМ размножении гаметы отличаются морфологически и по поведению, что наблюдается у большинства животных.

Когда женская гамета крупная и неподвижная (яйцеклетка), а мужская мелкая и подвижная (сперматозоид), размножение называют ООГАМИЕЙ.

Одна из форм полового размножения - партеногенез, когда из женской гаметы может развиваться новая особь без оплодотворения мужской гаметой. Такое явление среди животных наблюдается, тлей, пчел, некоторых кузнечиков и др.

Другая разновидность полового размножения – неотения - способность личинок размножаться половым путем. Характерные примеры наблюдаются среди амфибий (протей, аксолотль).

От неотении следует отличать педогенез, когда личинки размножаются путем партеногенеза (личинки сосальщиков, некоторые насекомые и ракообразные).

К половому размножению близка КОНЬЮГАЦИЯ инфузорий. Во время этого процесса идет обмен генетической информацией, но увеличения числа особей не происходит.

С момента оплодотворения и формирования зиготы начинается процесс индивидуального развития организма – ОНТОГЕНЕЗ, который заканчивается в момент его смерти.

Дробление зиготы (яйца) – первый этап онтогенеза. Во время этого процесса происходит митотическое деление клетки, однако рост дочерних клеток (бластомеров) не происходит. С каждым делением они становятся все мельче.

В зависимости от количества и распределения желтка в яйце дробление бывает полным и неполным.

Когда желтка мало, вся зигота распадается на бластомеры и дробление называют полным. При этом полное дробление может быть равномерным, когда все бластомеры одинаковы по величине (млекопитающие, многие черви) и неравномерным, когда часть бластомеров крупные, а часть – мелкие (амфибии, миноги, некоторые моллюски)

При большом количестве желтка на бластомеры распадается не вся зигота, а только часть ее. Причем в одних случаях дробление происходит лишь на одном полюсе (дискоидальное дробление у птиц, рептилий, головоногих моллюсков); в других случаях дробление идет в центральной части яйцеклетки и ядра мигрируют к ее поверхности, образуя бластодерму (поверхностное дробление у членистоногих).

В результате дробления получается однослойный зародыш – бластула с полостью внутри (бластоцель).

Следующий этап онтогенеза – образование двухслойного зародыша – гаструлы. Процесс гаструляции может идти разными путями.

1. Инвагинация – впячивание стенки бластулы внутрь. При этом образуется наружный слой (эктодерма), внутренний слой (энтодерма), выстилающий первичную пищеварительную полость (гастроцель). Гастроцель открывается наружу бластропором (первичным ртом). Этот путь характерен для иглокожих, низших хордовых

2. Иммиграция – часть клеток бластулы погружается в бластоцель и образуют энтодерму. При этом бластопор прорывается в процессе иммиграции. Характерно для кишечнополостных

3. Эпиболия – часть клеток бластулы обрастает другую. Гастроцель и бластопор формируются позднее (у моллюсков).

4. Деламинация – энтодерма образуется путем деления клеток бластулы в поперечном направлении. Такой тип гаструляции известен у некоторых медуз.

В ряде случаев в процессе гаструляции можно наблюдать, например, одновременно инвагинацию и эпиболию.

Таким образом, заканчивается формирование двухслойной гаструлы. При этом у одних животных бластопор (первичный рот) в дальнейшем превращается в ротовое отверстие, и такие животные называются певичноротыми (все черви, моллюски, членистоногие), а у других - вторичноротых (хордовые, иглокожие) - бластопор превращается в анальное отверстие, а ротовое формируется позже.

Кишечнополостные и губки заканчивают свое развитие на стадии гаструляции, в связи с чем их назвали двухслойными животными.

У остальных животных помимо эктодермы и энтодермы образуется третий зародышевый листок – мезодерма и такие организмы называют трехслойными. Мезодерма может образоваться двумя путями.

Телобластический. В области бластопора обособляются две крупных клетки (телобласты), которые делятся и образуют клеточные полоски, лежащие вдоль кишечника. Эти полоски разрастаются, формируя клетки мезодермы (первичноротые животные).

Энтероцельны й. Мезодермические мешки отшнуровываются от стенки первичной кишки (вторичноротые).

После образования зародышевых листков начинается следующий этап онтогенеза - органогенез, при котором идет формирование органов и их систем.

Эктодерма дает начало кожным покровам со всеми видоизменениями (кутикула, чешуя, перья, кожные железы), нервной системе, воспринимающей части органов чувств, переднему и заднему отделу кишечника.

Энтодерма образует средний отдел кишечника и пищеварительные железы

Из мезодермы образуются внутренний скелет, мышцы, стенки кровеносных сосудов.

Пространство между стенкой тела и внутренними органами у различных групп животных имеет несколько типов строения.

У двухслойных животных (кишечнополостных) между эктодермой и энтодермой располагается бесклеточный слой мезоглеи.

У плоских червей пространство между кожно-мускульным мешком и внутренними органами заполнено паренхимой мезодермального происхождения. Этих животных называют бесполосными.

У круглых червей имеется так называемая первичная полость тела, заполненная жидкостью (первичнополостные).

У кольчатых червей, иглокожих и хордовых из мезодермы кроме всего прочего развивается эпителий, выстилающий полость тела (целотелий). В этом случае говорят о вторичной полости тела (целоме), а животных называют вторичнополостными (целомическими).

У моллюсков и членистоногих в процессе эмбрионального развития целомические мешки разрываются и срастаются со стенками тела. В результате целомический эпителий выстилает полость тела фрагментарно. У таких животных формируется смешанная полость тела – миксоцель.

Зародыш превращается во взрослый организм либо прямым развитием (млекопитающие, птицы), либо путем метаморфоза (непрямым путем). Последний путь характерен для ряда кишечнополостных, червей, членистоногих и др.

Для животных, развивающихся путем метаморфоза характерно наличие в жизненном цикле фазы личинки, строение которой зачастую сильно отличается от взрослого животного.

Плодовитость животных. Количество потомков одной особи у разных видов животных колеблется в очень широких пределах. Некоторые тли откладывают только по одному зимующему яйцу. Мухи-кровососки отрождают несколько личинок. Крупные млекопитающие приносят 1-2 детенышей раз в 2-3 года. Насекомые откладывают в среднем несколько сотен яиц. Плодовитость крыс составляет до 22 детенышей в одном помете, за год крыса способна принести до 12 пометов. Луна-рыба может сформировать до 300 миллионов икринок. Самка аскариды откладывает 200 тысяч яиц в сутки на протяжении 8-9 месяцев. Бычий цепень продуцирует до 2 миллионов яиц в сутки на протяжении нескольких лет.

Продолжительность жизни животных. В подавляющем большинстве случаев продолжительность жизни зависит от размеров животного: чем крупнее животное, тем дольше оно живет. Однако есть много исключений. Большинство беспозвоночных живут не более года. Мелкие млекопитающие доживают до 3 лет. Личинка поденок живет в воде 2-3 года, взрослое насекомое - несколько часов. Личинка цикады живет 16 лет, взрослое насекомое – только один сезон. Летучие мыши доживают до 40 лет. Вороны и попугаи доживают до 80 лет. Черепахи могут дожить до 150 лет.

Дата добавления: 2014-01-07