Tableau de développement direct et indirect. Étapes de développement indirect

Le développement est un facteur essentiel dans la vie. Cela commence avec un ovule fécondé et se termine avec la puberté. La période post-embryonnaire est caractérisée par un développement direct et indirect. Le développement direct est un processus biologique dans lequel un organisme multicellulaire grandit et grandit, ce qui complique son organisation. Ce phénomène est typique pour les humains, les poissons, les oiseaux et les mammifères.

Hémoglobine des larves pour l'hémoglobine adulte avec un taux plus élevé débit oxygène. L'hémoglobine adulte montre l'effet Bohr.

Ammonothélique uréothélique dû au cycle de l'urée dans le foie.
Les enzymes du cycle de l'urée sont produites lors de la métamorphose.
Le pigment dans l'œil varie de la porphyropsine à la rhodopsine.
Sécrétion de diverses enzymes digestives.

Les pattes et la queue grandissent, mais ne subissent pas de changements majeurs, comme chez les Anoures. Contrôle hormonal de la métamorphose.

Le développement indirect est caractéristique des amphibiens

Différentes hormones de l'axe hypothalamus-pituitaire et thyroïdien influencent différents événements au cours de la transition de la larve de têtard à l'adulte. Les hormones sont des molécules de signalisation importantes qui sont sécrétées par les glandes endocrines lorsqu'elles atteignent un certain niveau de développement et de différenciation. L'interaction de la prolactine et de l'hormone thyréotrope de l'hypophyse et de la thyroxine de la glande thyroïde détermine le début, le moment et la séquence de la métamorphose.

Le développement indirect est un processus dans lequel l'embryon se développe en un individu mature avec l'implication du stade larvaire, qui s'accompagne d'une métamorphose. Ce phénomène est observé, par exemple, chez la plupart des invertébrés et des amphibiens.

Caractéristiques de la période post-embryonnaire

Les périodes de développement post-embryonnaire s'accompagnent de changements dans les caractéristiques morphologiques, les habitudes et l'habitat. Pour le développement direct, un trait caractéristique est qu'après la naissance, l'embryon est une copie réduite d'un organisme adulte ; il ne diffère que par la taille et par l'absence de certaines caractéristiques qui ne sont acquises qu'avec le temps. Un exemple serait le développement des humains, des animaux et de certains reptiles. Le développement indirect est caractéristique des invertébrés, des mollusques et des amphibiens. Dans ce cas, l'embryon présente des différences significatives par rapport à l'animal adulte. Un papillon ordinaire en est un exemple. Ce n'est qu'après plusieurs stades de développement que la petite larve se transformera de manière méconnaissable.

Le principal changement au cours de la métamorphose chez les amphibiens est contrôlé par l'hormone thyroïdienne car elle se différencie et mûrit à un stade de développement spécifique. Cela a conduit au développement prématuré du têtard en adultes. Une deuxième approche pour étudier le rôle de l'hormone consistait à retirer chirurgicalement la glande thyroïde, qui est une thyroïdectomie de têtard réalisée par Allen dans les rudiments de la glande thyroïde, qui a été retirée au début de la queue. Les têtards ont survécu, mais ont été incapables de se métamorphoser, mais ont grandi pour doubler la taille d'une larve normale.

Périodes de développement

Les périodes comprennent la jeunesse, la maturité et le vieillissement.

La période juvénile couvre la période allant de la naissance à la puberté. Cette étape s'accompagne d'une adaptation à nouvel environnement... Il convient de noter que de nombreux animaux et reptiles, qui se caractérisent par un développement post-embryonnaire rectiligne, se développent approximativement de la même manière. La seule différence est le délai. Cela se termine

Ces têtards se métamorphosent à nouveau lorsqu'ils sont nourris avec une glande thyroïde séchée ou lorsqu'ils sont immergés dans de l'eau contenant de l'extrait de thyroïde, peuvent être différents animaux, ou même dans une solution d'iode. Les follicules thyroïdiens sont constitués d'hormones thyroïdiennes, présentes dans les protéines sous forme de thyroglobuline. L'hormone thyroïdienne est constituée de trois iodothyronine, ou T3, lorsque trois atomes d'iode sont liés à la tyrosine ou à la thyroxine, ou de la tétraiodothyronine T4, lorsque quatre atomes d'iode sont liés à l'iode.

Des deux formes, c'est-à-dire T3 ou T4, la T3 est plus efficace que la T4, bien que la concentration de T4 soit plus élevée dans le sang, mais elle est convertie en T3 dans le tissu cible. La glande thyroïde nécessite un stimulus de la glande pituitaire tel qu'une hypophysectomie ou une destruction de la glande pituitaire au stade larvaire, n'entraîne pas de métamorphose, mais peut être réparée si du tissu hypophysaire est implanté. L'hormone thyrotrophique est essentielle à la différenciation et à l'activation de la glande thyroïde. L'hypophyse produit également de la prolactine, une hormone qui maintient le caractère larvaire de l'animal.

La période de maturité, appelée stade de reproduction, est caractérisée par un retard de croissance. L'auto-renouvellement de certaines structures et leur usure progressive ont lieu dans le corps.
La période de vieillissement s'accompagne d'un ralentissement des processus de récupération. En règle générale, il y a une diminution du poids corporel. S'il n'y a pas eu d'intervention violente, la mort naturelle survient lorsque les systèmes vitaux, en raison du ralentissement de tous les processus, cessent de fonctionner.

Développement indirect : exemples et étapes

Regardons comment la vie commence dans un nouvel être. Le développement direct et indirect sont des termes qui décrivent les divers processus de la vie des animaux, qui commence par un œuf fécondé. Au cours du développement post-embryonnaire, les systèmes organiques sont finalement formés, la croissance est observée, suivie de la procréation. Le vieillissement se poursuit et, en l'absence d'interventions externes, la mort naturelle survient.

La concentration de prolactine est plus élevée dans les premiers stades de développement. L'hypophyse donne le premier signal du début de la métamorphose lorsqu'elle se différencie sous l'influence de facteurs trophiques de l'hypothalamus et de divers facteurs exogènes. Il commence à libérer diverses hormones, dont la prolactine et les hormones thyroïdiennes jouent un rôle important. La prolactine maintient l'état larvaire de l'animal. L'hormone corticotropine incite également l'hypophyse à libérer l'hormone thyroïdienne. Des taux élevés d'hormones thyroïdiennes surmontent l'action de l'hormone prolactine, ce qui conduit alors à une progression, une régression et un remodelage des structures larvaires.

Immédiatement après la naissance, toute une série de transformations commence. À ce moment-là petit organisme diffère d'un adulte à la fois extérieurement et intérieurement.
La deuxième étape est la transformation en un corps complètement nouveau. La métamorphose est un changement post-embryonnaire de la forme du corps avec l'alternance de plusieurs étapes.
La troisième étape est la dernière étape, qui se termine par la puberté et la procréation.

Caractérisation du développement indirect

Le développement indirect est caractéristique des organismes multicellulaires. Une larve émerge de l'œuf pondu, qui, extérieurement et intérieurement, ne ressemble pas à un adulte. Dans la structure, c'est une créature plus simple, en règle générale, ayant une taille plus petite. Par son apparence, il peut ressembler de loin à ses lointains ancêtres. Un exemple serait la larve d'un amphibien comme une grenouille.

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Sur la base des niveaux d'hormones et du rapport de la thyroxine à la prolactine, qui peut être faible, moyen et élevé, il existe trois étapes de métamorphose appelées prémétamorphose, prométamorphose et apogée métamorphique. En réponse aux niveaux d'hormones, la séquence des changements est décrite comme suit.

Types de développement indirect

Un aspect important des changements métamorphiques est la même hormone. La thyroxine entraîne des modifications progressives de certaines structures, telles que la formation de membres et des modifications régressives dans d'autres, telles que la perte de la queue, des nageoires, des muscles myotomal, etc. il existe une différence dans la réactivité des tissus aux niveaux d'une hormone thyroïdienne appelée compétence. Différentes parties du corps répondent à différentes doses de l'hormone pendant la métamorphose. Le raccourcissement de l'intestin et la différenciation des membres postérieurs commencent par une faible dose d'hormone thyroïdienne, mais une dose plus élevée est nécessaire pour percer les membres antérieurs, et une dose beaucoup plus élevée est nécessaire pour la résorption de la queue.

Extérieurement, le têtard ressemble beaucoup à un petit poisson. En raison de la présence d'organes larvaires spéciaux, il peut mener une vie complètement différente de celle des individus sexuellement matures. Ils n'ont même pas de différences sexuelles rudimentaires, il n'est donc pas possible de déterminer le sexe de la larve. Chez un certain nombre d'espèces animales, ce stade de développement occupe l'essentiel de leur vie.

Cela montre que les organes ont des seuils différents auxquels ils répondent à l'hormone, et donc il y a un développement séquentiel des organes dans temps différent... Un têtard exposé à une dose très élevée entraîne un développement chaotique conduisant à la mort de la larve. Ainsi, la coordination des événements développementaux est essentielle pour le changement métamorphique adulte normal.

Avec les changements métamorphiques, il existe une spécificité régionale, qui s'explique par les expérimentations sur la transplantation. Le bourgeon oculaire, s'il est transplanté dans la région de la queue, se différencie dans l'œil, bien que le tissu environnant subisse une dégénérescence, et le bourgeon caudale régresse lorsqu'il est transplanté dans le tronc.

Métamorphose radicale

Avec un développement indirect, l'animal nouveau-né est très différent de la forme sexuellement mature dans un certain nombre de caractéristiques anatomiques. L'embryon sort de l'œuf sous forme de larve, qui subit une métamorphose radicale avant d'atteindre son stade adulte. Le développement indirect est caractéristique des animaux qui pondent de nombreux œufs. Ce sont des échinodermes, des amphibiens et des insectes (papillons, libellules, grenouilles, etc.). Les larves de ces créatures occupent souvent un espace écologique complètement différent de celui d'un animal adulte. Ils se nourrissent, grandissent et se transforment à un moment donné en un animal adulte. Ces métamorphoses globales s'accompagnent de nombreux changements physiologiques.

Les événements métamorphiques sont influencés par le mécanisme d'induction, ce qui signifie que le changement est induit par les tissus sous-jacents. La formation d'une peau épaisse et épaisse chez un adulte est associée à la présence de muscles sous-jacents, bien que le dermatome de la queue ait un rôle différent de celui du tronc, car il induit une régression par rapport au tronc. La formation du tympan ou de la membrane tympanique est induite par le cartilage tympanique basilaire.

La régression de la queue est un changement rapide et spectaculaire au cours de la métamorphose car elle n'a pas d'endosquelette osseux rigide et est soutenue par le cartilage. La perte ou la réduction de certaines structures au cours de la métamorphose se produit en raison du mécanisme d'apoptose ou de mort cellulaire programmée. La régression de la queue est un exemple important d'apoptose. Il joue un rôle clé dans la régression métamorphique, bien que le moment de l'apoptose varie dans différents tissus et organes. Cela se passe en quatre étapes différentes. La troisième étape est la mort cellulaire et, enfin, l'agrégation des macrophages pour éliminer les débris cellulaires.

Avantages et inconvénients du développement direct

L'avantage du développement direct est qu'il faut beaucoup moins d'énergie et d'ingrédients vitaux pour la croissance, car aucun réarrangement global ne se produit dans le corps. L'inconvénient est que pour le développement de l'embryon, de grandes réserves de nutriments sont nécessaires dans les œufs ou dans l'utérus.

Questions pour la maîtrise de soi

La formation d'enzymes protéolytiques dépend de la sécrétion de la glande thyroïde. Source : Atsuko Ishizuya-Oka, Takashi Hasebe et Yun-Bo Shi Apoptose dans les organes d'amphibiens pendant la métamorphose. Il y a une synthèse accrue des enzymes du cycle de l'urée, de sorte que les déchets azotés, l'ammoniac, sont convertis en urée, car le lessivage de l'ammoniac nécessite une grande quantité d'eau, ce qui correspond à la vie aquatique d'un têtard. L'augmentation des taux d'enzymes du cycle de l'urée dépend également des taux d'hormones thyroïdiennes.

La tyrosine iodée peut être convertie en la forme déiodée par les enzymes Deiodinase. Ces enzymes sont présentes dans les tissus cibles. Réponse : L'utilisation de caractéristiques fondamentales communes aide à la séparation des animaux dans différents groupes... Prenons l'exemple de la présence ou de l'absence d'un accord. Cette fonctionnalité nous aide à regrouper les animaux parmi les chordés et les non-accordés. De même, deux ou trois couches embryonnaires sont prélevées pour regrouper les animaux en catégories diploblastiques et triplanes. L'utilisation de caractéristiques fondamentales dans la classification ouvre la voie à une ségrégation plus poussée des animaux entre les différents sous-groupes.

Le point négatif est qu'entre les animaux jeunes et adultes, une compétition au sein de l'espèce peut survenir, puisque leur habitat et leurs sources de nourriture coïncident.

Avantages et inconvénients du développement indirect

En raison du fait que les organismes avec un type de développement indirect vivent dans des relations de compétition différentes entre les larves et les adultes, en règle générale, ne se produisent pas. Un autre avantage est que les larves de créatures sédentaires aident l'espèce à étendre son aire de répartition. Parmi les inconvénients, il convient de souligner que le développement indirect des animaux en un adulte dure souvent longtemps. Pour des transformations de qualité, vous avez besoin de beaucoup de nutriments et d'énergie.

Question 2 : Si on vous a donné un échantillon, quelles étapes allez-vous suivre pour le classer ? Réponse : Marche à suivre pour se conformer à la classification. La prochaine étape devrait être de rechercher la symétrie, c'est-à-dire radiale ou bilatérale ou asymétrique.

La première étape doit être de rechercher la présence ou l'absence de la colonne vertébrale.
L'étape suivante consiste à déterminer le niveau de l'organisation.
L'étape suivante consiste à rechercher la présence ou l'absence d'une cavité corporelle.

Question 3 : Quelle est l'utilité de l'étude de la nature de la cavité corporelle et du coelome dans la classification des animaux ?

Types de développement indirect

Il existe les types suivants développement indirect: avec métamorphose complète et partielle. Avec une transformation complète, le développement indirect est caractéristique des insectes (papillons, coléoptères et certains hyménoptères). Les larves qui naissent commencent à manger, grandissent, après quoi elles deviennent des cocons immobiles. Dans cet état, tous les organes du corps se désintègrent, et le matériel cellulaire formé et accumulé nutriments devenir la base de la formation d'organes complètement différents caractéristiques de l'organisme adulte.

Réponse : Le caractère du coelome fournit un indice important pour la classification des animaux. L'absence de coelome signifie que l'animal n'a pas développé une division du travail pour les différents espèces biologiques Activités. D'autre part, la présence d'un coelome indique une évolution ultérieure d'un organisme simple à un organisme plus complexe.

Question 4 : Distinguer digestion intracellulaire et extracellulaire ? Réponse : Dans le cas de la digestion intracellulaire, la digestion a lieu à l'intérieur de la cellule. Les enzymes digestives sont sécrétées dans la vacuole alimentaire, où les aliments sont digérés. Dans ce cas, l'absorption et l'assimilation sont également intracellulaires.

Avec la métamorphose partielle, le développement post-embryonnaire indirect est caractéristique de toutes les espèces de poissons et d'amphibiens, de certains mollusques et insectes. La principale différence est l'absence de stade cocon.

Le rôle biologique du stade larvaire

Le stade larvaire est une période de croissance active et d'apport de nutriments. L'apparence est généralement très différente de la forme adulte. Ils ont leurs propres structures et organes uniques, que l'individu mûr n'a pas. Leur alimentation peut également varier considérablement. Les larves sont souvent adaptées à leur environnement. Par exemple, les têtards vivent presque exclusivement dans l'eau, mais ils peuvent aussi vivre sur terre comme les grenouilles adultes. Certaines espèces au stade adulte sont immobiles, tandis que leurs larves se déplacent et utilisent cette capacité pour s'installer et étendre leur habitat.

Dans le cas de la digestion extracellulaire, la digestion a lieu à l'extérieur de la cellule. Un tube digestif rudimentaire ou développé peut être présent pour faciliter la digestion extracellulaire. La digestion extracellulaire est plus développée que la digestion intracellulaire. Dans ce cas, vous pouvez utiliser des aliments complexes.

Question 5 : Quelle est la différence entre le développement direct et indirect ? Réponse : Lorsqu'un jeune ressemble à un animal adulte, il s'agit alors d'un cas de développement direct. Mais lorsqu'un jeune a l'air complètement différent d'un animal adulte, il s'agit d'un cas de développement indirect. Un animal peut passer par plusieurs formes lors d'un développement indirect par exemple. grenouille et papillon de la soie.

Premièrement, avec le développement indirect, la compétition pour la nourriture et l'habitat entre les adultes et leur progéniture diminue. Par exemple, la larve de la grenouille têtard se nourrit de plantes et la grenouille adulte se nourrit d'insectes. Le têtard et la chenille diffèrent des formes adultes par leur structure, Aspect extérieur, mode de vie, alimentation. Deuxièmement, dans un certain nombre d'espèces, par exemple les coraux, les adultes mènent un mode de vie attaché, ils ne peuvent pas se déplacer. Mais leur larve est mobile, ce qui contribue à la dispersion de l'espèce.

Réponse : L'arthropode est le premier type dans lequel les animaux ont des systèmes organiques correctement développés. Le système organique développé a aidé les arthropodes à survivre dans diverses conditions. De plus, les arthropodes sont les premiers parmi les animaux dotés d'un système organique bien développé. Ce sont les raisons pour lesquelles l'arthropode est le plus grand type du règne animal.

La durée de la période post-embryonnaire dans les organismes de différentes espèces est différente. Par exemple, éléphant indien vit jusqu'à 70 ans, les chimpanzés - jusqu'à 40 ans, les souris - jusqu'à 3 ans, les arbres peuvent vivre des centaines d'années et un insecte éphémère - seulement quelques jours. Peut-être direct ou indirect(accompagné de métamorphose (transformation)).

Avec développement direct l'organisme nouvellement émergé a une structure similaire à celle du parent et n'en diffère que par la taille et le développement incomplet des organes.

> Développement post-embryonnaire direct

Le développement direct est caractéristique des humains et d'autres mammifères, oiseaux, reptiles et certains insectes.

On distingue dans le développement humain les périodes suivantes : enfance, adolescence, adolescence, jeunesse, maturité, vieillesse. Chaque période est caractérisée par un certain nombre de changements dans le corps. Le vieillissement et la mort sont les dernières étapes du développement individuel. Le vieillissement est caractérisé par de nombreux noms morphologiques et physiologiques, conduisant à une diminution générale des processus vitaux et de la stabilité de l'organisme. Les causes et les mécanismes du vieillissement ne sont pas entièrement compris. La mort met fin à l'existence individuelle. Il peut être physiologique, s'il survient en raison du vieillissement, et pathologique, s'il est causé prématurément par un facteur externe (blessure, maladie).

> Développement post-embryonnaire indirect

Métamorphose représente une transformation profonde dans la structure du corps, à la suite de laquelle la larve se transforme en un insecte adulte. Selon la nature du développement post-embryonnaire chez les insectes, on distingue deux types de métamorphoses :

incomplet(hémimétabolisme), lorsque le développement d'un insecte est caractérisé par le passage de seulement trois stades - œufs, larves et phase adulte (imago);

complet(holométabolisme), lorsque la transition de la larve à la forme adulte se produit à un stade intermédiaire - nymphe.

Un poussin né d'un œuf ou d'un chaton né est semblable aux animaux adultes de l'espèce correspondante. Cependant, chez d'autres animaux (par exemple, les amphibiens, la plupart des insectes), le développement se déroule avec de brusques changements physiologiques et s'accompagne de la formation de stades larvaires. Dans ce cas, toutes les parties du corps de la larve subissent des changements importants. La physiologie et le comportement des animaux changent également. Importance biologique la métamorphose est qu'au stade de la larve, le corps grandit et se développe non pas grâce à la réserve de nutriments de l'œuf, mais il peut se nourrir de lui-même.

Une larve émerge de l'œuf, généralement plus simple qu'un animal adulte, avec des organes larvaires spéciaux qui sont absents à l'état adulte. La larve se nourrit, grandit et, au fil du temps, les organes larvaires sont remplacés par des organes caractéristiques des animaux adultes. En cas de métamorphose incomplète, le remplacement des organes larvaires se produit progressivement, sans interrompre l'alimentation active et sans déplacer le corps. Métamorphose complète comprend le stade nymphal, au cours duquel la larve se transforme en animal adulte.

Chez les ascidies (type cordés, sous-type larves-chordés), il se forme une larve qui présente toutes les caractéristiques principales des cordés : notocorde, tube neural, fentes branchiales dans le pharynx. La larve nage librement, puis s'attache à une surface solide au fond de la mer et subit une métamorphose : la queue disparaît, la corde, les muscles et le tube neural se désintègrent en cellules individuelles, dont la plupart sont phagocytées. Du système nerveux de la larve, il ne reste qu'un groupe de cellules, donnant naissance à un nœud nerveux. La structure d'une ascidie adulte, menant une vie attachée, ne ressemble en rien aux caractéristiques habituelles de l'organisation des chordés. Seule la connaissance des caractères de l'ontogenèse permet de déterminer la position systématique des ascidies. La structure de la larve indique leur origine chez les cordés, qui menaient une vie libre. En cours de métamorphose, les ascidies passent à un mode de vie sédentaire, et donc leur organisation est simplifiée.

L'ontogenèse est le développement individuel d'un organisme. Dans l'ontogenèse, il y a 2 périodes - embryonnaire et post-embryonnaire. Pour les animaux supérieurs et les humains, la division en prénatal et postnatal est acceptée. Il a également été proposé d'identifier la période pro-embryonnaire précédant la formation du zygote.

La période de développement proembryonnaire est associée à la formation de gamètes. Les processus caractérisant l'oogenèse conduisent à la formation d'un ensemble haploïde de chromosomes et à la formation de structures complexes dans le cytoplasme. Le jaune s'accumule dans les ovocytes. Selon la quantité de jaune, on distingue trois types d'œufs : isolécital, télolécital et centrolécital. Isolecital contient une petite quantité de jaune et il est uniformément réparti dans toute la cellule. Dans les œufs centrolecytaires, le jaune est situé au centre de la cellule et le cytoplasme est situé à la périphérie. Les œufs télolécitaux contiennent une grande quantité de jaune concentré au pôle végétatif. Au cours de la période de développement pro-embryonnaire, l'ARNr et l'ARNm sont déposés dans l'œuf et un certain nombre de structures se forment également. Beaucoup d'entre eux sont visibles en raison de la présence de divers pigments. La période embryonnaire ou embryogenèse commence par la formation d'un zygote. La fin de cette période est associée à différentes étapes de la naissance. La période embryonnaire est divisée en stades de zygote, clivage, blastula, formation de couches germinales, histo et organogenèse. Les embryons de mammifères avant la formation des primordiums sont généralement appelés embryon et plus tard, fœtus. Après l'éclosion ou la naissance, le développement post-embryonnaire commence. Il existe différents types d'ontogenèse : directe et indirecte. Direct se présente sous 2 formes - non larvaire et intra-utérine, et indirecte - sous forme de larve. Le type de développement larvaire est caractérisé par le fait qu'il existe un ou plusieurs stades larvaires dans le développement de l'organisme. Les larves sont actives. Ils ont un certain nombre d'organes provisoires qui ne sont pas présents à l'état adulte. Ce type de développement s'accompagne de la métamorphose du type Nonlarge. Les œufs d'animaux sont riches en matière nutritive suffisante pour l'achèvement de l'ontogenèse. Pour la nutrition, la respiration et l'excrétion, ces embryons développent également des organes provisoires.

Le type de développement intra-utérin est caractéristique des mammifères supérieurs et des humains. Les œufs ne contiennent pratiquement aucun élément nutritif. Toutes les fonctions vitales de l'embryon sont assurées par l'organisme maternel. À cet égard, des organes provisoires complexes sont formés à partir des tissus de la mère et de l'embryon, principalement le placenta

25. Spermatogenèse, phases et transformation des cellules. La signification biologique de la reproduction sexuée.

La spermatogenèse est l'une des variétés de la gamétogenèse, le processus de formation et de maturation des spermatozoïdes. Les spermatozoïdes se développent dans les gonades. Il y a 3 étapes, où la gamétogenèse se déroule de manière séquentielle et se termine par la maturation des spermatozoïdes. Étape 1 - période de reproduction. Dans la zone de reproduction, les cellules germinales primaires avec un ensemble diploïde de chromosomes se divisent à plusieurs reprises par mitose, ce qui contribue à une augmentation de leur nombre. Dans la zone de reproduction, à la suite de la mitose, de nombreuses spermatogonies se forment. Étape 2 - période de croissance. Dans la zone de croissance, les cellules d'origine se développent vigoureusement, stockent les nutriments. C'est là que l'interphase se produit avant la méiose. Dans la zone de croissance, les spermatogonies augmentent et un spermatocyte de 1er ordre se forme à partir de chaque cellule. Étape 3 - étape de maturation. La méiose se produit, à la suite de laquelle 2 spermatocides du deuxième ordre se forment avant la deuxième division, puis, après la méiose, 4 spermatides haploïdes de taille égale se forment dans les testicules. Ils mûrissent et des spermatozoïdes se forment. La reproduction sexuée, comme le constatent de nombreux scientifiques, est une source inépuisable de variabilité. En raison de la reproduction sexuée, une variété de descendants se produit. De plus, les organismes possédant les combinaisons les plus favorables de propriétés héréditaires survivent à chaque génération, ce qui conduit à une évolution progressive.

Considérez les figures 93 et 94. Quels sont les deux types de développement caractéristiques des animaux représentés sur les figures ? Par quels stades de développement les criquets, les papillons, les poissons, les grenouilles et les humains passent-ils ?

Riz. 93. Développement direct post-embryonnaire

Le développement individuel de l'organisme se poursuit après sa naissance, lorsque l'embryon s'est déjà formé et peut exister indépendamment en dehors de l'œuf ou du corps de la mère. La période de développement d'un organisme après la naissance est appelée après embryonnaire., Ou post-embryonnaire (du latin post - après et embryon). Ont différents organismes cette période se déroule de différentes manières. Par conséquent, une distinction est faite entre le développement direct et indirect.

Développement direct et indirect. Le développement direct s'effectue sans transformation. L'organisme né ressemble à un adulte et ne diffère que par la taille, les proportions corporelles et le sous-développement de certains organes. Ce développement est principalement observé chez les poissons, les reptiles, les oiseaux et les mammifères (Fig. 93). Ainsi, une larve avec un sac vitellin émerge d'un œuf de poisson. Il se développe en un alevin qui ressemble à un adulte, mais en diffère par le sous-développement d'un certain nombre d'organes.

Au cours du développement avec transformation (Fig. 94), une larve apparaît à partir de l'œuf, complètement à la différence de l'organisme adulte. Un tel développement est appelé indirect, ou développement avec métamorphose (du grec métamorphose - transformation), c'est-à-dire avec plusieurs stades larvaires de transformation progressive en adulte. Les larves se nourrissent activement, grandissent, mais, à de rares exceptions près, ne sont pas capables de se reproduire.

Riz. 94. Développement indirect post-écrevisse (métamorphose complète d'un papillon) : 1 - œuf : 2 - larve (chenille) : 3 - nymphe ; 4 - insecte adulte

Le développement avec métamorphose est typique des insectes et des amphibiens. De plus, chez les insectes, la métamorphose peut être complète et incomplète. Lors du développement avec métamorphose complète En règle générale, les insectes passent par un certain nombre d'étapes successives, différant fortement les unes des autres par leur mode de vie et la nature de leur régime alimentaire. Par exemple, chez un papillon, une chenille émerge d'un œuf qui a un corps en forme de ver. Ensuite, la chenille, après plusieurs mues, se transforme en nymphe - un stade immobile qui ne se nourrit pas, mais se développe seulement en un insecte adulte. Au bout d'un moment, un papillon sort de la nymphe. La nourriture et la façon de nourrir la larve et l'adulte sont différentes. La chenille mange les feuilles des plantes et a un appareil buccal rongeur, tandis que le papillon se nourrit du nectar des fleurs et a un appareil buccal suceur. Parfois, chez les insectes de certaines espèces, l'adulte ne se nourrit pas du tout, mais commence immédiatement la reproduction (ver à soie).

Lorsqu'elles se développent avec une métamorphose incomplète, le stade nymphal est absent et les larves diffèrent peu des insectes adultes. Ainsi, chez le criquet, la larve qui a émergé de l'œuf a une taille plus petite par rapport au stade adulte, et ses ailes sont sous-développées.

Chez les vertébrés, le développement avec transformation est observé principalement chez les amphibiens. Par exemple, chez une grenouille, le stade larvaire est un têtard. À la sortie de l'œuf, il ressemble à un alevin de poisson. Il n'a pas de membres, il y a des branchies au lieu de poumons, une queue, à l'aide de laquelle il nage activement dans l'eau. Après un certain temps, le têtard forme des membres, les poumons se développent et envahissent fentes branchiales et la queue disparaît. Deux mois après avoir quitté l'œuf, le têtard se transforme en grenouille adulte.

La transformation de la larve en adulte est associée à la production d'hormones spéciales par les glandes endocrines. Par exemple, pour la transformation d'un têtard en grenouille, une hormone thyroïdienne, la thyroxine, est nécessaire. Dans certains cas, en cas de manque d'hormones, la période larvaire peut être retardée toute la vie et, à ce stade, le corps peut commencer à se reproduire. Ainsi, la larve de l'amphibien ambistoma - axolotl avec un manque d'hormone thyroïdienne ne se transforme pas en adulte et peut se reproduire (Fig. 95). Lorsque la thyroxine est ajoutée à l'eau, le développement va jusqu'à la fin et l'axolotl se transforme en ambiste.

Riz. 95. Ambistoma (à gauche) et sa larve d'axolotl (à droite)

Croissance. Une propriété caractéristique du développement individuel est la croissance d'un organisme, c'est-à-dire une augmentation de sa taille et de sa masse. De par la nature de la croissance, tous les animaux peuvent être divisés en deux groupes - avec une croissance indéfinie et définie. Avec une croissance indéfinie, la taille du corps de l'organisme augmente tout au long de sa vie. Ceci est observé, par exemple, chez les mollusques, les amphibiens, les poissons et les reptiles. Les organismes ayant une certaine croissance cessent de croître à un certain stade de développement. Ce sont des insectes, des oiseaux et des mammifères. Les taux de croissance chez les animaux changent tout au long de la période et sont contrôlés par des hormones. Par exemple, chez les mammifères (y compris les humains), la croissance est régulée par l'hormone hypophysaire somatotropine. Il est activement développé dans enfance, et après la puberté, la quantité d'hormone diminue progressivement et la croissance s'arrête.

Après une période de croissance intensive, le corps entre dans la phase de maturité, qui se caractérise également par une modification des processus physiologiques du corps. Cette période est associée à l'accouchement.

Vieillissement et mort. L'espérance de vie dépend de caractéristiques individuelles type d'organisme, mais ne dépend pas du niveau de son organisation. Par exemple, les souris ne vivent que 4 ans, un corbeau - jusqu'à 70 ans et un mollusque moule perlière d'eau douce- jusqu'à 100 ans.

Le processus de développement individuel de l'organisme se termine par le vieillissement et la mort. Le vieillissement est un schéma biologique général inhérent à tous les organismes. Au cours du processus de vieillissement, tous les systèmes organiques changent, leur structure et leurs fonctions sont perturbées.

Il existe plusieurs théories du vieillissement. L'un des premiers a été proposé par le scientifique russe Ilya Ilyich Mechnikov. Selon cette théorie, le vieillissement du corps est associé à une augmentation des processus d'intoxication, d'auto-empoisonnement résultant de l'accumulation de produits métaboliques et de l'activité des bactéries putréfiantes.

Beaucoup théories modernes on suppose que le vieillissement de l'organisme est une conséquence de modifications de l'appareil génétique des cellules, qui entraînent une diminution de l'activité des processus de biosynthèse des protéines. Une raison importante du changement de l'activité génétique est l'affaiblissement du travail des protéines enzymatiques. La fréquence des anomalies chromosomiques augmente avec l'âge. La restauration des sections d'ADN endommagées est plus lente, les mutations s'accumulent, qui se manifestent dans les structures de l'ARN et des protéines.

Des hypothèses scientifiques sont avancées qui lient le vieillissement de l'organisme à des troubles hormonaux, notamment à des modifications du fonctionnement de la glande thyroïde.

Chez l'homme, les processus de vieillissement sont causés par l'action de nombreux facteurs biologiques... L'environnement social joue également un rôle important dans le vieillissement. entourer une personne... La science traitant des problèmes du vieillissement humain s'appelle la gérontologie (du grec. Geron - vieil homme). Le vieillissement est une étape inévitable dans le développement de tout organisme. Puis survient la mort, condition nécessaire à la poursuite de la vie des autres organismes.

Exercices sur la matière couverte

Quels types connaissez-vous après le développement embryonnaire?
Quelle est la différence entre le développement direct et indirect ? Donnez des exemples d'animaux avec différents types de développement.
Quel est l'avantage d'évoluer avec la transformation ?
En quoi le développement avec métamorphose complète est-il différent du développement avec métamorphose incomplète ? Donnez des exemples d'animaux avec différents types de métamorphose.
Qu'est-ce que le vieillissement du corps ? Quelles théories du vieillissement connaissez-vous ? Lequel est le plus probable selon vous ? Justifiez la réponse.
Quelle est la signification biologique de la mort d'un organisme ?

Dans le temps, la vie s'organise comme un changement de générations d'organismes. Les organismes de chaque génération effectuent un processus de développement naturel ou un cycle de vie. Le plus démonstratif est le cycle de vie des plantes et des animaux multicellulaires qui se reproduisent sexuellement, qui commence par une cellule - un zygote. Les transformations des cellules formées à la suite de la division du zygote et de ses descendants, effectuées dans une certaine séquence *, déterminent la croissance de l'organisme, la répartition des cellules dans différentes directions de spécialisation et des parties qui diffèrent par leur structure et les fonctions exercées, et enfin, l'atteinte d'un état de maturité. Un organisme mature effectue la tâche biologique principale - la reproduction des individus de la prochaine génération. À l'avenir, le corps vieillit, ce qui se manifeste par une diminution du niveau de son activité vitale. Le cycle de vie se termine par la mort. Les cycles de vie de certains eucaryotes unicellulaires et micro-organismes sont souvent épuisés par le cycle cellulaire. Leur complication est associée à la possibilité de formation de kystes ou de spores, à l'inclusion du stade de la reproduction sexuée. Une forme de transition entre les cycles des organismes unicellulaires et multicellulaires est le cycle de vie de certains protozoaires coloniaux, par exemple Volvox. Contrairement aux organismes unicellulaires, ils ont un isolement stable dans le développement de lignées de cellules génératives et somatiques, cependant, une variété de spécialisations morphofonctionnelles des cellules somatiques n'est pas observée. Dans de nombreux protozoaires et cycles multicellulaires inférieurs, ils sont très complexes.

Un ensemble d'événements chronologiques interdépendants et déterministes qui se produisent régulièrement dans le processus de mise en œuvre par l'organisme cycle de la vie, désigné par les termes « ontogenèse » ou « développement individuel ».

Avec le développement direct, la période embryonnaire se termine par la naissance d'une forme jeune avec un plan de structure général, un ensemble d'organes et de systèmes caractéristiques d'un état mature, mais caractérisé par des tailles plus petites, une immaturité fonctionnelle et structurelle des organes et des systèmes. Ce type de développement est inhérent aux animaux qui pondent des œufs à haute teneur en jaune.

La caractéristique est le type de développement mammifères placentaires et une personne. C'est une variante du développement direct, mais diffère en ce sens qu'immédiatement après la fin de la période embryonnaire après la naissance nouvel organisme pas capable d'un mode de vie indépendant, car il a besoin d'une nutrition spécifique - la sécrétion de certaines glandes du corps de la mère (lait).

Les changements dans le développement individuel se manifestent à différents niveaux d'organisation d'un individu - génétique, moléculaire-biochimique, cellulaire, tissu, organe, système. Des études de développement individuel sont réalisées avec la participation de spécialistes de nombreuses branches de la science biologique - généticiens, biochimistes, morphologues, embryologistes et biologistes moléculaires. Le renforcement du rôle des études interdisciplinaires de l'ontogenèse, qui s'est dessiné au début du siècle actuel, a conduit à l'émergence d'un domaine indépendant des sciences de la vie - la biologie du développement. Elle étudie les fondements héréditaires, moléculaires, structurels, ainsi que les mécanismes de régulation des changements ontogénétiques à toutes les étapes du cycle de vie d'un individu.

La base du processus de développement individuel est l'information héréditaire reçue par les descendants des parents. Il suffit cependant de comparer, par exemple, une personne au stade initial, unicellulaire de l'ontogenèse et à l'état adulte pour arriver à la conclusion qu'au cours du développement, la quantité d'informations reproduites dans les structures et les le métabolisme de l'organisme augmente. Ceci est mis en évidence, notamment, par une plus grande variété de composés chimiques, leur distribution non aléatoire dans les organes, la présence des organes eux-mêmes, et bien plus encore que l'on observe chez un adulte et que l'on ne retrouve pas chez un zygote. L'accumulation d'informations dans le processus de développement est une caractéristique importante de l'ontogenèse et indique son caractère systémique. Les informations héréditaires primaires du zygote jouent le rôle d'une instruction selon laquelle, avec une influence régulatrice active des facteurs environnementaux dans un organisme en développement, des molécules et des structures de différents niveaux de complexité se forment séquentiellement et interagissent naturellement les unes avec les autres. Compte tenu de cette remarque, l'ontogenèse peut être définie comme le processus de réalisation par le descendant de l'information héréditaire des parents dans certaines conditions environnementales. Cette définition souligne que les modèles génétiques jouent un rôle important dans le développement individuel, mais n'épuisent pas tout son contenu.

Outre le développement embryonnaire, la croissance, le vieillissement, la biologie du développement étudie également les mécanismes de régénération génétique moléculaire, cellulaire et systémique - un ensemble de processus qui déterminent la restauration des structures usées au cours de la vie de l'organisme ou perdues en raison d'un traumatisme. .

L'ontogenèse et sa périodisation. L'ontogenèse est un processus continu de développement d'un individu. Cependant, pour la commodité de l'étude, ainsi qu'en raison du fait qu'à certains stades, elle modifie les mécanismes moléculaires, cellulaires et systémiques dominants et la nature de la relation de l'organisme avec l'environnement, l'ontogenèse des organismes multicellulaires est subdivisée en périodes et étapes. Plusieurs schémas de périodisation du développement individuel ont été proposés. Selon l'un d'eux, répandu, embryonnaire et périodes post-embryonnaires... Chez les animaux placentaires et les humains, les périodes prénatales (anténatales) et post-partum (postnatales) sont distinguées. Le premier couvre le développement avant la naissance d'un individu et se produit sous le couvert des membranes de l'œuf et dans les placentaires du corps de la mère. Pendant cette période, les facteurs environnementaux ont un effet indirect sur l'organisme en développement. Après la naissance, avec le début de la période postnatale, les conditions d'existence d'un organisme changent de manière fondamentale. Il commence vie indépendante, entrant en interaction directe avec l'environnement.

Les périodes d'ontogenèse nommées sont subdivisées en étapes qui diffèrent par le contenu spécifique des changements. Chez les animaux à reproduction sexuée, la période embryonnaire est représentée par les étapes suivantes : unicellulaire (zygote), clivage (formation d'un embryon de blastula monocouche), gastrulation (formation d'un embryon à trois couches), histo- et organogenèse (formation de tissus et organes). Au cours des 8 premières semaines, le corps humain en développement est appelé embryon ou embryon, ce qui correspond au passage du stade embryonnaire. A partir de la 9ème semaine, le stade de développement fœtal commence. Le corps acquiert des formes externes caractéristiques, les signets des organes y sont isolés. À ce stade, on l'appelle un fœtus.

Dans la période postnatale, avec le type de développement direct, on distingue l'ontogenèse postnatale précoce et tardive. Dans le même temps, la période de la vie avant l'acquisition des caractéristiques de la maturité structurale-fonctionnelle et reproductive est référée à l'ontogenèse postnatale précoce, et la période de vie correspondant à l'état de maturité et au vieillissement de l'organisme est référée à la période tardive. . Une subdivision supplémentaire est effectuée dans les moindres détails pour une personne. Elle est corroborée par les résultats d'une étude sur la physiologie de l'âge et la médecine. Ainsi, dans l'ontogenèse postnatale précoce d'une personne, les périodes néonatale, infantile, préscolaire et âge scolaire, puberté (puberté). Leur isolement contribue à la solution optimale des problèmes pratiques en pédiatrie, car l'ontogenèse postnatale précoce se caractérise par un changement relativement rapide des paramètres fonctionnels de divers organes et systèmes du corps. En conséquence, les exigences relatives à la nature de la nutrition, au régime d'hygiène, ainsi qu'à l'endurance par rapport à la température, au stress physique et émotionnel, changent.

Le schéma de périodisation de l'ontogenèse, auquel nous adhérerons à l'avenir, découle de l'essence des mécanismes génétiques du développement individuel, qui est considéré comme un processus de réalisation de l'information héréditaire, qui détermine l'atteinte d'un état de maturité et la participation de l'organisme à la reproduction. Dans ce schéma, reflétant les schémas biologiques généraux, les périodes pré-reproductrices, matures (reproductrices actives) et post-reproductives sont distinguées. Le premier d'entre eux, à partir du moment de la formation du zygote, est limité à l'atteinte de la maturité sexuelle et peut également être appelé la période de développement du phénotype définitif, le second - la période de fonctionnement stable des organes et systèmes , le troisième - la période de vieillissement de l'organisme. L'un des principaux critères d'identification des périodes selon le schéma donné est la participation de l'organisme à la reproduction, ce qui crée des difficultés pour établir les limites exactes des périodes. En particulier, chez les mammifères et les humains, l'état de puberté est atteint par l'organisme en développement souvent avant qu'il n'ait réellement la possibilité de participer activement à la reproduction. Les périodes de reproduction et de post-reproduction de l'ontogenèse d'une femme sont clairement délimitées (ménopause). Un homme vieillissant conserve la capacité de reproduire une progéniture, mais son activité à cet égard diminue. En conséquence, la part de participation à la formation de la composition du pool génétique de la prochaine génération diminue. En vertu de essence sociale le critère biologique de maturité utilisé dans le schéma considéré, par rapport à une personne, est complété par des indicateurs d'efficacité de la formation, du travail, activité créative personnes à des périodes d'âge différentes.

La période pré-reproductive comprend le développement embryonnaire et l'ontogenèse postnatale précoce, distingués selon le premier schéma de périodisation. Bien que l'acte de naissance change fondamentalement la nature de la relation entre l'organisme et l'environnement extérieur, au début de la période postnatale, par rapport à la période embryonnaire, la direction principale du développement demeure. En particulier, les processus morphogénétiques, la croissance de l'organisme se poursuivent, des changements dans la composition cellulaire et les relations inter-tissus dans divers organes se produisent. Cependant, si dans la période embryonnaire les processus morphogénétiques dominent, alors dans l'ontogenèse postnatale précoce, ces processus sont remplacés par les formes habituelles d'activité vitale caractéristiques de chaque organe à l'état adulte.

V Dernièrement il y avait des raisons d'identifier la période pré-embryonnaire (pré-embryonnaire) dans le développement individuel, qui correspond à la gamétogenèse. Cet isolement est justifié par le fait qu'en plus de la production de matériel nutritif par l'embryon vitellin, au cours de l'ovogenèse, certaines macromolécules biologiquement importantes sont synthétisées et stockées dans le cytoplasme des ovocytes avant le développement, par exemple des ARN messagers qui contrôlent la stades de l'embryogenèse.

DÉVELOPPEMENT DIRECT ET INDIRECT DES ORGANISMES

Le développement direct s'effectue sans transformation. Dans ce cas, l'organisme nouveau-né ne diffère de l'adulte que par la taille, les proportions et le sous-développement de certains organes. Ce développement est observé chez un certain nombre d'insectes, de poissons, de reptiles, d'oiseaux et de mammifères. Ainsi, un alevin émerge d'un œuf de poisson, semblable à un adulte, mais différent de celui-ci par la taille, le sous-développement des écailles et des nageoires, et une personne donne naissance à un petit enfant qui ne peut pas marcher, parler, etc.

Chez les insectes tels que les sauterelles, les criquets, les pucerons, une larve ressemblant à un adulte émerge de l'œuf, qui grandit, mue et se transforme en un insecte adulte ou en imago.

Au cours du développement avec transformation à partir d'un œuf, une larve apparaît complètement différente d'un organisme adulte. Un tel développement est appelé indirect ou développement avec métamorphose, c'est-à-dire la transformation progressive de l'organisme en un adulte. Les larves grandissent et se nourrissent, mais dans la plupart des cas, elles ne sont pas capables de se reproduire. Le développement avec transformation est caractéristique d'un certain nombre d'insectes et d'amphibiens. Chez les insectes, au cours du développement avec transformation complète, un individu passe par plusieurs étapes successives, qui diffèrent les unes des autres par le mode de vie et la nature de la nutrition. Par exemple, chez le coléoptère de mai, une chenille émerge d'un œuf dont le corps ressemble à un ver. Ensuite, la chenille, après plusieurs mues, se transforme en nymphe - un stade immobile. La nymphe ne se nourrit pas, mais se développe après un certain temps en un insecte adulte.

La chenille et le coléoptère adulte ont des méthodes de recherche de nourriture différentes. La chenille se nourrit des parties souterraines des plantes et le coléoptère se nourrit des feuilles. Chez certaines espèces, les adultes ne se nourrissent pas du tout, mais commencent immédiatement à se reproduire.

Chez les vertébrés, le développement avec métamorphose se produit chez les amphibiens. Une larve émerge de l'œuf - un têtard. Extérieurement, il ressemble à un alevin de poisson, respire avec des branchies et se déplace à l'aide de nageoires. Au bout d'un moment, ses membres se forment, ses poumons se développent, sa queue disparaît. Deux mois après avoir quitté l'œuf, le têtard se transforme en grenouille adulte. Cependant, certains amphibiens se développent de manière incomplète, comme les axolotls. Leurs larves sont assez grandes pour vivre dans l'eau, ont des membres à cinq doigts, respirent avec des branchies et sont capables de se reproduire.

Riz. 93. Développement direct post-embryonnaire

Le développement individuel de l'organisme se poursuit après sa naissance, lorsque l'embryon s'est déjà formé et peut exister indépendamment en dehors de l'œuf ou du corps de la mère. La période de développement d'un organisme après la naissance est appelée après embryonnaire., Ou post-embryonnaire (du latin post - après et embryon). Dans différents organismes, cette période se déroule de différentes manières. Par conséquent, une distinction est faite entre le développement direct et indirect.

Les larves de poisson - comme toute larve - sont caractérisées par des organes temporaires et des proportions corporelles parfois étonnamment différentes ; certains d'entre eux sont si différents des adultes qu'ils étaient à l'origine considérés comme des espèces différentes. En grandissant jusqu'au phénotype final, ces larves doivent subir une métamorphose plus ou moins drastique. Ce développement indirect est caractéristique des poissons avec de nombreux petits œufs, un petit jaune et, dans la plupart des cas, sans soins parentaux ; ceci est particulièrement vrai pour les espèces marines pélagiques.

Avec l'augmentation des soins parentaux - de la dispersion des œufs aux couvées pour les porteurs intérieurs et extérieurs - les œufs deviennent plus jaunes et moins abondants. La quantité et la densité plus élevées du jaune permettent aux jeunes de grandir et de se différencier davantage avant l'alimentation active, et leur permet également de se développer plus directement dans le phénotype final. Les poissons diffusant des œufs non protégés partagent certaines caractéristiques avec les oiseaux abricotiers : petits œufs, petit jaune, juvéniles plus petits et moins développés.

En revanche, la plupart des gardiens et des porteurs partagent des œufs avec des oiseaux ancestraux, de gros œufs avec un jaune plus dense et des jeunes plus gros et plus développés. En raison de ces parallèles, il serait également possible de faire la distinction entre les modes de vie abricot et préhumain chez les poissons.

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Introduction à l'embryologie. 3e éd.
Note sur le nombre d'étapes dans le développement des amers du Danube dans les moules.

Le groupe d'insectes subissant ce type de métamorphose est également appelé Hemimetabola.

Les insectes de ce type achèvent leur développement post-embryonnaire, évitant de nombreux changements morphologiques frappants. Il y a trois étapes dans la vie de ces insectes : les œufs, la nymphe et l'adulte. Les jeunes qui éclosent des œufs sont appelés nymphes. Ces nymphes ressemblent beaucoup à leurs parents dans leur structure corporelle. De même, ils partagent le même mode de vie, les mêmes habitudes alimentaires, la même nourriture et le même habitat. La différence entre les nymphes et les adultes est que les nymphes ne traitent pas leurs ailes et leurs organes reproducteurs avant d'être des adultes matures.

De plus, les nymphes sont plus petites en taille et en forme. Les ailes se développent progressivement de petites ailes chez les nymphes à des ailes fonctionnelles pleinement développées chez les adultes adultes. Ainsi, ce type de métamorphose est également appelé métamorphose graduelle. Les nymphes grandissent en taille et en forme au fur et à mesure qu'elles muent, et les nymphes suivantes grandissent en taille et en forme au fur et à mesure qu'elles muent, avec des âges successifs ressemblant davantage à des adultes. Il n'y a pas de phase de repos ou de période de transition pour la transformation en adulte, par exemple. libellules, libellules, sauterelles, cafards, grillons, pucerons, yasides, coléoptères, etc. le degré de métamorphose n'est pas le même chez tous les exoptérygotes.

Riz. 94. Développement indirect post-écrevisse (métamorphose complète d'un papillon) : 1 - œuf : 2 - larve (chenille) : 3 - nymphe ; 4 - insecte adulte

Le développement avec métamorphose est typique des insectes et des amphibiens. De plus, chez les insectes, la métamorphose peut être complète et incomplète. Au cours du développement avec métamorphose complète, les insectes passent en règle générale par un certain nombre d'étapes successives, différant fortement les unes des autres par leur mode de vie et la nature de leur régime alimentaire. Par exemple, chez un papillon, une chenille émerge d'un œuf qui a un corps en forme de ver. Ensuite, la chenille, après plusieurs mues, se transforme en nymphe - un stade immobile qui ne se nourrit pas, mais se développe seulement en un insecte adulte. Au bout d'un moment, un papillon sort de la nymphe. La nourriture et la façon de nourrir la larve et l'adulte sont différentes. La chenille mange les feuilles des plantes et a un appareil buccal rongeur, tandis que le papillon se nourrit du nectar des fleurs et a un appareil buccal suceur. Parfois, chez les insectes de certaines espèces, l'adulte ne se nourrit pas du tout, mais commence immédiatement la reproduction (ver à soie).

Plusieurs insectes, tels que les mouches blanches et les thrips, passent par un stade appelé stade initial ou faux stade pupal au cours de leur période de développement avant d'émerger en tant qu'adultes. Les insectes de ce type achèvent leur développement post-embryonnaire avec de nombreux changements morphologiques frappants. Pour atteindre sa maturité, cet insecte passe par quatre stades différents, à savoir les œufs, la larve, la nymphe et l'adulte. Comme il y a de nombreux changements de forme, cela s'appelle une métamorphose complexe. Le jeune après l'éclosion de l'œuf s'appelle la larve.

Chez les vertébrés, le développement avec transformation est observé principalement chez les amphibiens. Par exemple, chez une grenouille, le stade larvaire est un têtard. À la sortie de l'œuf, il ressemble à un alevin de poisson. Il n'a pas de membres, il y a des branchies au lieu de poumons, une queue, à l'aide de laquelle il nage activement dans l'eau. Après un certain temps, les membres se forment dans le têtard, les poumons se développent, les fentes branchiales envahissent et la queue disparaît. Deux mois après avoir quitté l'œuf, le têtard se transforme en grenouille adulte.

La larve diffère de ses parents par sa structure, sa nutrition, ses habitudes alimentaires, son mode de vie et son habitat. Les larves peuvent avoir des pièces buccales mordantes, tandis que les adultes peuvent avoir des pièces buccales différentes, comme le type de siphon. De même, ils n'ont pas d'yeux composés, mais des yeux simples. Les jambes subissent également des modifications complexes. Certaines larves n'ont que trois paires de pattes pectorales, tandis que d'autres peuvent avoir une ou plusieurs paires de pattes abdominales en plus des pattes pectorales.

Certaines larves n'ont pas de pattes du tout. Il existe plusieurs stades au stade larvaire. Pas du tout. Il n'y a aucun signe externe de la présence d'ailes ou de bourgeons sur les larves. Cependant, ces coussinets se trouvent dans la cavité corporelle dans la région de la poitrine. De plus, pour devenir adulte, la larve doit passer par une phase de résistance ou de transition appelée pupe. L'alimentation et les mouvements s'arrêtent et l'activité métabolique diminue pendant le stade nymphal, mais des changements notables formes morphologiques dans le développement des ailes et des organes reproducteurs se produisent au stade nymphal.

L'adulte émerge du couvert de la marionnette avec le développement d'yeux composés, d'antennes, de pattes pectorales, d'organes reproducteurs ailés et de modifications dans certaines parties de la bouche. Le stade de la marionnette étant nécessaire à la transformation de la larve en adulte, ce type de métamorphose est appelé métamorphose indirecte ou complète.

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Parce que les insectes entopeptidiques sont inclus dans ce type de métamorphose, par exemple. Papillons, mites, coléoptères, charançons, mouches, abeilles, guêpes, moustiques, etc. Il s'agit d'un type de métamorphose complète dans laquelle différents âges larvaires représentent deux ou plusieurs types de larves nettement différents.

Riz. 95. Ambistoma (à gauche) et sa larve d'axolotl (à droite)

Croissance. Une propriété caractéristique du développement individuel est la croissance d'un organisme, c'est-à-dire une augmentation de sa taille et de sa masse. De par la nature de la croissance, tous les animaux peuvent être divisés en deux groupes - avec une croissance indéfinie et définie. Avec une croissance indéfinie, la taille du corps de l'organisme augmente tout au long de sa vie. Ceci est observé, par exemple, chez les mollusques, les amphibiens, les poissons et les reptiles. Les organismes ayant une certaine croissance cessent de croître à un certain stade de développement. Ce sont des insectes, des oiseaux et des mammifères. Les taux de croissance chez les animaux changent tout au long de la période et sont contrôlés par des hormones. Par exemple, chez les mammifères (y compris les humains), la croissance est régulée par l'hormone hypophysaire somatotropine. Elle est produite activement dans l'enfance et après la puberté, la quantité d'hormone diminue progressivement et la croissance s'arrête.

La larve de la première larve est active et généralement campoeiforme, tandis que les stades larvaires suivants sont vermiformes ou scarabées, par exemple. coléoptères vésiculeux. Une larve d'amphibien s'appelle un têtard et présente les caractéristiques suivantes. Il a des dents cornées et une doublure de mâchoire cornée utilisée pour nettoyer les algues. Il se compose initialement de trois paires de branchies externes, suivies de branchies internes recouvertes d'un capuchon respiratoire. Caudale et nageoire caudale avec muscles myotomal pour la locomotion dans l'eau. Le système de touche est présent. Le tube digestif est long et enroulé. Le cerveau est simple et le cœur est à deux chambres, appelé cœur veineux, comme chez le poisson.

C'est de la natation gratuite.
Il a la forme d'un poisson.
Il est herbivore et se nourrit d'algues.

Bien que la larve des deux classes d'amphibiens subisse une métamorphose, la métamorphose de l'anoure s'accompagne de plus changements drastiques que laid.

Vieillissement et mort. L'espérance de vie dépend des caractéristiques individuelles du type d'organisme, mais ne dépend pas du niveau de son organisation. Par exemple, les souris ne vivent que 4 ans, un corbeau - jusqu'à 70 ans et une moule perlière d'eau douce - jusqu'à 100 ans.

Les changements métamorphiques majeurs sont classés comme. Écologique. Morphologique. Physiologique. Trois types de changements sont brièvement discutés pour comprendre la relation entre l'habitat, les habitudes et la forme et la fonction des larves. Changements métamorphiques : écologiques.

La larve d'amphibien est aquatique et l'adulte est adapté à la vie terrestre. La doublure cornée de la bouche du têtard aide à éliminer les algues du fond des plans d'eau douce. Les anoures adultes ont une langue collante spéciale pour attraper de petits insectes adaptés à la nature carnivore. Il n'y a pas beaucoup de changement dans l'habitat et la nourriture des monstres car ils sont aquatiques.

Caractérisation du développement indirect

Changements métamorphiques : morphologiques. Les changements métamorphiques de la larve à l'adulte peuvent être classés comme régressifs, progressifs et remodelage des structures existantes. Un changement régressif se produit chez le têtard, car les structures qui fonctionnent dans l'environnement aquatique ne sont pas nécessaires à la vie sur terre. Voici les changements régressifs.

Modification des arcs aortiques par contraction des artères branchiales. Formation du cartilage tympanique et développement de la membrane tympanique pour recevoir les vibrations sonores dans l'air. La peau passe de deux couches à plusieurs couches avec le développement de mucus et de glandes séreuses pour la garder humide. Les glandes digestives telles que le foie et le pancréas deviennent fonctionnelles. Le cœur passe de deux cœurs chambrés aux meilleurs cœurs fonctionnellement à trois chambrés. Le rein pernéphritique se transforme en mésonéphros. Expansion des poumons et développement des muscles pectoraux et des structures squelettiques pour la respiration pulmonaire. Squelette osseux cartilagineux. Déplacement des yeux de latéral à frontal, ce qui correspond à image prédatrice vie d'adulte. Maturation et expansion du cerveau et formation de nouveaux neurones dans les muscles de la langue, les muscles pectoraux, les mâchoires, etc.

Perte de la queue et de la nageoire caudale.
Résorption des branchies et fermeture des fentes branchiales.
Chute des dents cornées et de la muqueuse cornée des mâchoires.
Perte du système de ligne latérale.
Réduction du tube cloaculaire.
Développement et différenciation des membres antérieurs et postérieurs.
Développement de l'oreille moyenne à partir du premier sac pharyngé.
Soufflage des yeux et formation d'une membrane filamenteuse et des paupières.
Formation de l'appareil sublingual à partir de l'arc pharyngé pour soutenir la langue.
Allongement et épaississement de la langue.
Il développe un motif de pigmentation caractéristique.
Réduction du tube digestif comme exigence d'un régime carnivore.

Changements métamorphiques : physiologiques.

De nombreuses théories modernes suggèrent que le vieillissement du corps est une conséquence de modifications de l'appareil génétique des cellules, qui entraînent une diminution de l'activité des processus de biosynthèse des protéines. Une raison importante du changement de l'activité génétique est l'affaiblissement du travail des protéines enzymatiques. La fréquence des anomalies chromosomiques augmente avec l'âge. La restauration des sections d'ADN endommagées est plus lente, les mutations s'accumulent, qui se manifestent dans les structures de l'ARN et des protéines.

Des hypothèses scientifiques sont avancées qui lient le vieillissement de l'organisme à des troubles hormonaux, notamment à des modifications du fonctionnement de la glande thyroïde.

Chez l'homme, les processus de vieillissement sont causés par l'action de nombreux facteurs biologiques. L'environnement social qui entoure une personne joue également un rôle important dans le vieillissement. La science traitant des problèmes du vieillissement humain s'appelle la gérontologie (du grec. Geron - vieil homme). Le vieillissement est une étape inévitable dans le développement de tout organisme. Puis survient la mort, condition nécessaire à la poursuite de la vie des autres organismes.

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Le concept de développement post-embryonnaire

Après la naissance d'un organisme, la prochaine étape du développement individuel commence. En biologie, on l'appelle le stade post-embryonnaire ou post-embryonnaire de l'ontogenèse (postembryogenèse).

Définition 1

Stade de développement post-embryonnaire - C'est la période de développement d'un organisme depuis sa naissance jusqu'à sa mort.

Certains scientifiques considèrent la post-embryogenèse comme la période allant du moment de la naissance au début de la puberté et à la capacité de se reproduire. Mais de nombreux organismes meurent après le stade de la reproduction. Il s'agit donc plus d'une question philosophique que scientifique.

Au stade du jeûne, le corps grandit et se développe. Rappelez-vous que la croissance est une augmentation de la taille d'un organisme en raison du métabolisme et de la division cellulaire, et que le développement est un changement qualitatif dans un organisme. Les scientifiques distinguent deux types de post-embryogenèse : directe et indirecte.

Développement post-embryonnaire direct

Définition 2

Type direct de développement embryonnaire - il s'agit d'un type de développement individuel d'organismes dans lequel l'individu né dans son ensemble ressemble à un adulte ("imago-like").

Le développement direct se produit à la suite de l'embryonisation.

Définition 3

Embryonisation - Il s'agit d'un phénomène lorsque la période embryonnaire est prolongée en raison de la nutrition de l'embryon avec les ressources du corps de la mère ou les nutriments de réserve de l'œuf.

L'embryonisation est inhérente aux reptiles, aux poissons, aux oiseaux et aux mammifères. L'importance biologique de ce phénomène réside dans le fait que l'animal apparaît (naît ou éclot) à un stade de développement supérieur. Cela augmente sa capacité à résister aux facteurs environnement externe... Chez les mammifères placentaires, certains marsupiaux, requins, scorpions, l'une des membranes embryonnaires se développe avec les parois de la partie dilatée des oviductes (utérus) de telle sorte que les nutriments et l'oxygène sont fournis à l'embryon par le sang de la mère, et les produits métaboliques sont excrétés. Le processus de la naissance d'un tel embryon s'appelle une vraie naissance vivante .

Définition 4

Si l'embryon se développe en raison des substances de stockage de l'œuf au milieu du corps de la mère et est libéré des coquilles d'œuf même dans les voies de reproduction de la femelle, alors ce phénomène est appelé ovoviviparité .

On l'observe chez certaines espèces de serpents, lézards, poissons d'aquarium, carabes.

Définition 5

Si l'embryon se développe dans un ovule à l'extérieur du corps de la mère et le laisse dans environnement, alors ce phénomène est appelé production d'oeufs .

Il est typique de la plupart des reptiles, oiseaux, arthropodes, mammifères ovipares (ornithorynque, échidné), etc. Le développement direct est inhérent à certains coelentérés, vers ciliés et à petites soies, crustacés, araignées, scorpions, mollusques, poisson cartilagineux, reptiles, oiseaux et mammifères.

Développement post-embryonnaire indirect

Définition 6

Développement indirect (métamorphose) Est un processus accompagné de profonds changements dans la structure du corps, grâce auxquels la larve se transforme en adulte (imago).

Les processus de métamorphose se déroulent en plusieurs étapes successives. À chacune de ces étapes (phases), l'animal présente certaines caractéristiques de la structure et des fonctions. Les transformations peuvent être complètes ou incomplètes (métamorphose complète et incomplète).

Pour les insectes avec transformation complète au cours du développement, on distingue les phases de l'œuf, de la larve, de la nymphe et de l'imago (individu adulte sexuellement mature). Ce sont des représentants d'insectes tels que les coléoptères, les papillons, les hyménoptères, les puces. La phase nymphale est particulièrement importante. À ce stade, des transformations radicales des organes internes de la larve et la formation de tissus et d'organes d'un insecte adulte ont lieu.

À transformation incomplète on distingue les phases d'un œuf, d'une larve ressemblant à une imago et d'un adulte. Une métamorphose incomplète est présente chez les punaises de lit, les libellules, les cafards, les orthoptères et les poux.

Le développement indirect est connu chez de nombreux coelentérés, plats, ronds et annélides, la plupart des mollusques échinodermes, des poissons osseux et des amphibiens.

Croissance et régénération

Au cours du développement post-embryonnaire, les organismes se développent. Ce processus, comme mentionné ci-dessus, se déroule par échange plastique. Elle est aussi caractéristique du niveau cellulaire d'organisation des êtres vivants. La croissance cellulaire se produit pendant la période d'interphase.

La croissance des organismes peut être limitée ou illimitée. Croissance limitée observé si l'individu cesse de grandir, atteint n'importe quelle taille, acquiert la capacité de se reproduire. Elle est inhérente à tous les unicellulaires, arthropodes, oiseaux, mammifères.

Lorsque croissance illimitée une augmentation de la taille et de la masse des organismes se produit jusqu'à leur mort. Ce phénomène est typique de la plupart des plantes supérieures, des algues multicellulaires, des ténias et des annélides, des mollusques, des poissons et des reptiles. Selon les caractéristiques de l'ontogenèse et la structure du tégument du corps, une croissance illimitée peut être continue et périodique. La croissance des organismes vivants dépend des caractéristiques de l'hérédité et est régulée chez les plantes par des phytohormones, et chez les animaux par des hormones et des neurohormones.

Un rôle important dans l'ontogenèse est joué par la capacité du corps à se régénérer.

Définition 7

Régénération - C'est la capacité du corps à restaurer le corps aux parties perdues ou endommagées du corps, ainsi qu'à restaurer le corps entier à partir d'une certaine partie de celui-ci.

Cette propriété est une qualité biologique générale et sous-tend les processus de reproduction végétative. La capacité de régénération est différente pour différents groupes d'organismes vivants. Plus le niveau d'organisation des organismes est élevé, plus la capacité de régénération est faible. Chez les oiseaux et les mammifères, cette qualité n'est préservée que sous forme de cicatrisation, de fusion osseuse, de restauration de certaines cellules et tissus.