Біологія. 7 клас. Андерсон

§ 41. Розмноження тварин

Процес розмноження у тварин подекуди пов’язаний із цікавими формами поведінки. У багатьох видів існують ритуали залицяння, коли представник однієї статі прагне в різний спосіб привернути увагу представника іншої. Птах наметник, що мешкає в Австралії, у період гніздування будує альтанки, навколо яких розкладає різні яскраві предмети (іл. 135).

Статеве розмноження. Головним способом самовідтворення у тварин є статеве розмноження, коли організм нового покоління утворюється в результаті запліднення — злиття статевих клітин (гамет): жіночих малорухомих яйцеклітин і чоловічих невеликих рухливих сперматозоїдів. Після запліднення настає ембріональний (або зародковий) період, коли формується організм нового покоління. Це може відбуватися в статевих органах (ссавці), у яйцях (рептилії, птахи) чи ікрі (риби, амфібії). Зародковий період завершується народженням (вилупленням), за яким слідує постембріональний (післязародковий) період.

Представники різних статей (самиці, самці) часто істотно відрізняються зовнішньою та внутрішньою будовою (іл. 136). Найпростіше, коли самка відкладає яйцеклітини (наприклад, ікру), а самець виділяє на них рідину зі сперматозоїдами. Це називається зовнішнім заплідненням. Його недоліком є вразливість яйцеклітин та організмів, що розвиваються. Тому в багатьох тварин виник складніший процес — внутрішнє запліднення, коли сперматозоїди потрапляють до статевих органів самки, де зливаються з яйцеклітиною. У такому випадку часто всередині материнського організму відбувається не лише запліднення, а й суттєва частина процесу розвитку організму наступного покоління.

Іл. 135. Самець наметника приваблює самицю альтанкою

Іл. 136. Різниця у вигляді самця та самиці павича

Альтернативним варіантом є гермафродитизм, коли сперматозоїди та яйцеклітини формуються одним і тим самим організмом. При цьому можливе як самозапліднення (злиття гамет, продукованих одним і тим самим організмом), так і перехресне запліднення (злиття гамет, що походять від різних організмів).

Життєві цикли тварин можуть бути простими або складними. Прикладом простого є розвиток птахів (іл. 137). У результаті запліднення формується зародок нового організму, який розвивається всередині спеціалізованого складного утвору — яйця. З нього вилуплюється молодий організм, курча, який виростає у дорослу курку або півня. Молодий організм відрізняється від дорослого розмірами та ступенем розвитку певних органів (наприклад, статевої системи). Такий тип післязародкового розвитку називають прямим. Якщо ж будова на різних стадіях життя суттєво відрізняється від будови дорослого організму, говорять про непрямий розвиток. Наприклад, пуголовок жаб спершу не має кінцівок, проте має тимчасовий хвіст (іл. 138). По мірі дозрівання у нього формуються кінцівки, а хвіст зникає. Стадію існування, на якій організм істотно відрізняється від дорослого, називають личинковою, а процес перетворення личинки на дорослу особину — метаморфозом.

Іл. 137. Життєвий цикл курки

Іл. 138. Життєвий цикл жаби

Існує давнє філософське питання: «що виникло раніше: курка чи яйце?». Поміркуйте та знайдіть біологічну відповідь на це питання.

Складніші варіанти розвитку бувають у комах, у яких виділяють повне та неповне перетворення. У деяких видів метаморфоз пов’язаний зі значними перебудовами організму. Таке явище називається повним перетворенням та притаманне, наприклад, комахам, чиї дорослі особини відомі нам як метелики (іл. 139). Після парування вони відкладають яйця, з яких вилуплюються личинки. Вони являють собою гусінь, будова та спосіб життя якої істотно відрізняється від метелика. Гусінь має гризучий ротовий апарат, за допомогою якого живиться жорсткою рослинною їжею. Після періоду росту личинки переходять до наступної стадії — формування лялечки. На цій стадії тварина загортається у захисний кокон та веде нерухомий спосіб життя. В організмі відбуваються значні перебудови. За деякий час з лялечки вилуплюється дорослий метелик. Він має розвинені крила, членисті кінцівки та сисний ротовий апарат, за допомогою якого вони живляться нектаром квіток. Така різниця у функціонуванні організмів різних стадій (але одного покоління) зменшує внутрішньовидову конкуренцію за харчові ресурси.

При неповному перетворенні личинка має подібну до дорослого організму будову. По мірі росту вона линяє, у результаті чого збільшується в розмірах та за будовою наближається до дорослої стадії. Це притаманно, наприклад, коникам (іл. 140).

У складних життєвих циклах відбувається чергування поколінь, які мають різну будову, функціонування та особливості розмноження. Ви вже ознайомилися зі складними циклами розвитку рослин та малярійного плазмодія. Подібне чергування статевого та нестатевого поколінь також властиве деяким паразитичним червам, при цьому вони розвиваються в різних хазяях.

Крім статевого, деякі тварини здатні до безстатевого розмноження, що здійснюється відокремленням невеликої частини організму, з якої розвивається доросла тварина. Прикладом є брунькування у кишковопорожнинних (§ 44).

Іл. 139. Життєвий цикл метелика

Іл. 140. Життєвий цикл коника

Яйце — спеціалізована структура розмноження. Яйця бувають у різних груп тварин. Найскладнішу будову мають яйця рептилій та птахів. Їхньою особливістю є наявність кількох спеціалізованих оболонок. Шкаралупа (8) захищає яйце від пошкодження. Її зовнішній покрив (9) захищає яйце від проникнення бактерій та висихання. У шкаралупі багато дрібних отворів, крізь які здійснюється газообмін (дихання). Під нею розташована підшкаралупна оболонка, що складається з внутрішнього (6) та зовнішнього (7) шарів. На одному кінці яйця вони розходяться, утворюючи простір — повітряну камеру (5), яка забезпечує дихання. У цій ділянці шкаралупа має найбільше отворів. Жовток (2) містить концентрований запас поживних речовин. На його поверхні розташована яйцеклітина, з якої розвивається зародок, тому ця частина називається зародковим диском (3). Жовток утримується двома еластичними канатиками (1). Зародковий диск завжди орієнтований вверх. Білкова оболонка (4) є запасом води, а також захищає зародок від механічних пошкоджень.

Така автономна система здатна забезпечити розвиток зародка навіть на посушливих територіях.

Внутрішня будова яйця птаха

У ящірок і змій оболонка відносно м’яка та пропускає вологу; тому їхні яйця повинні розвиватися у вологому середовищі. У крокодилів, черепах і птахів шкаралупа вапнякова, водонепроникна.

Дослідження внутрішньої будови яйця птахів

Візьміть яйце курки або іншого птаха. Замалюйте його форму. Розгляньте шкаралупу за допомогою лупи. Якою є її структура? Обережно розбийте або розріжте яйце. Знайдіть його складники. Схарактеризуйте їхні функції. Замалюйте у зошит внутрішню будову яйця.

• 1. Яке значення має процес розмноження у тварин?
• 2. Що таке запліднення? Чим зовнішнє запліднення відрізняється від внутрішнього?
• 3. Що таке зародковий та післязародковий періоди розвитку?
• 4. Опишіть відміни повного та неповного перетворення у комах.
• 5. Що таке простий і складний життєві цикли?