Природознавство. 11 клас. Ільченко

§ 17. Життєвий цикл у рослин і тварин та прояв у ньому ЗЗП

Життєвий цикл — це період між однаковими фазами розвитку двох чи більшої кількості послідовних поколінь.

За тривалістю життєві цикли дуже відрізняються (у бактерій і дріжджів — близько 30 хвилин, сосни звичайної — 30-40 років). Упродовж життєвих циклів спостерігається чергування ядерних фаз, що є проявом закономірності періодичності.

Розрізняють прості та складні життєві цикли. Простий життєвий цикл характеризується тим, що всі послідовні покоління розвитку організму не відрізняються одне від одного. Він властивий для одноклітинних організмів при нестатевому розмноженні, гідрі, річковому раку, плазунам.

Прості життєві цикли характерні для деяких водоростей, найпростіших (амеби протея), тварин із прямим типом розвитку (гідри, планарій, дощового черв’яка, деяких ракоподібних, деяких павукоподібних, деяких молюсків, плазунів, птахів, ссавців).

Складний життєвий цикл супроводжується послідовною зміною поколінь, які відрізняються одне від одного. Його можна спостерігати впродовж життя однієї особини, якщо цикл супроводжується метаморфозом. Можна також спостерігати протягом кількох поколінь, якщо спостерігається їх зміна — можна простежити впродовж життя однієї особини (якщо не відбувається з метаморфозом) або кількох поколінь (якщо спостерігається їхня зміна). Складні цикли характерні для деяких водоростей, усіх вищих рослин. Вони супроводжуються чергуванням поколінь — статевого (гаметофіту) і нестатевого (спорофіту), що є проявом закономірності періодичності (мал. 4.47).

Мал. 4.47. Життєвий цикл розвитку у папороті: 1 — листок із сорусами; 2 — сорус із спорангіями; 3 — спори; 4 — проросла спора; 5 — заросток (гаметофіт); 6 — розвиток спорофіту; 7 — доросла рослина (спорофіт).

У мохоподібних домінує гаметофіт, у всіх інших вищих рослин — спорофіт. У вищих спорових рослин гаметофіт — самостійний організм. У насіннєвих рослин гаметофіт значно редукований, розвивається на спорофіті.

У багатьох тварин спостерігаються складні життєві цикли: найпростіших, кишковопорожнинних, плоских, круглих червів, членистоногих тощо.

Правильне чергування поколінь спостерігається у тварин, які розмножуються статевим і нестатевим шляхами. Характерні для деяких найпростіших (фораменіфер, споровиків) та кишковопорожнинних. Наприклад, у сцифоїдної медузи аурелії нестатеве покоління — поліпи, статеве — медузи. Поліпи утворюють медуз, медузи продукують гамети, і після запліднення з яйця розвивається личинка, яка плаває, осідає на дно і перетворюється на поліп (мал. 4.48).

Мал. 4.48. Життєвий цикл розвитку у медузи аурелії

Чергування поколінь спостерігається у тварин, які розмножуються статевим шляхом і партеногенетично (сисуни, деякі членистоногі). Наприклад, деякі дафнії можуть тривалий час розмножуватись партеногенетично. За несприятливих умов існування відкладають яйця, з яких виходять і самці, і самки. Відбувається запліднення. З яєць з’являється нове покоління самок, що розмножується партеногенетично.

У деяких тварин спостерігається чергування роздільностатевого і гермафродитного поколінь (у деяких круглих червів). Прикладом є круглий черв рабдитис, гермафродитне покоління якого паразитує в легенях жаб. Із яєць, виведених назовні, розвиваються роздільностатеві особини, що відрізняються від паразитичних.

У деяких ссавців зустрічається у життєвому циклі сплячка, що є проявом закономірності збереження та періодичності.

Причинами її виникнення служать зниження температури, а також відсутність їжі як взимку, так і влітку, коли рослинність у степу і пустелі вигорає від спеки. Хом’яки, бурундуки, їжаки, кажани, деякі види ховрахів тощо впадають у зимову сплячку. У інших видів ховрахів спостерігається літня сплячка, звичайно в засушливу половину літа. Під час сплячки знижується активна терморегуляція, температура тіла падає майже до температури навколишнього середовища, уповільнюються всі функції. Частота серцевих скорочень у кажанів, наприклад, падає від 420 до 16 за хвилину.

У деяких ссавців — ведмедя, борсука, єнотовидного собаки — настає зимовий сон, при якому також значно знижується обмін речовин, але температура тіла їх не знижується.

При осінньому линянні у ссавців виростає густий підшерсток, а у птахів — пух, які запобігають переохолодженню тварин взимку, що є проявом закономірності збереження.

Для завершення життєвого циклу деяким рослинам, комахам і ряду інших організмів необхідні охолодження і проходження зимових стадій спокою. В цей час здійснюються відповідні фізіологічні процеси, які готують організм до нового етапу активної життєдіяльності.

Регенерація. Важливе значення для реалізації індивідуального розвитку має регенерація (від лат. регенератіо — відновлення)

Регенерація — це процес відновлення організмом втрачених або ушкоджених частин, а також відтворення цілісного організму з певної його частини, що є проявом закономірності збереження. Завдяки процесам регенерації постійно відновлюються клітини і тканини, термін функціонування яких вичерпано (залозисті клітини кишкового епітелію, клітини крові тощо). Процеси регенерації також лежать в основі вегетативного розмноження.

У різних груп тварин різна здатність до регенерації. Наприклад, відомі випадки, коли цілісний організм губки відновлювався з розтертої клітинної маси. У гідри організм може відновитися зі своєї 1/200, у війчастих червів — із 1/100 його частини. Добре розвинена регенерація у багатощетинкових та малощетинкових червів, деяких ракоподібних (наприклад, крабів), голкошкірих.

Серед тварин регенерацію цілісних органів (кінцівок, хвоста, очей, деяких внутрішніх органів) спостерігають у хвостатих земноводних, у ящірок (відновлення відкинутої частини хвоста) (мал. 4.49,1), морської зірки (мал. 4.49,2), хамелеонів тощо.

Мал. 4.49. Регенерація у тварин: 1 — ящірки; 2 — морської зірки.

Із підвищенням рівня організації організмів здатність до регенерації зменшується. Так, у птахів і ссавців (зокрема й людини) зберігається тільки здатність до загоєння ран, зростання кісток, поновлення клітин і тканин, що мають обмежений термін життя.

Добре розвинена здатність до регенерації у рослин. Вони відновлюють ушкоджені тканини і органи, а також цілісний організм із певної його частини. У багатьох рослин нова особина може розвиватись із живців (кореневих, стеблових чи листкових) або видозмінених пагонів.

Життєвий цикл — це період між однаковими фазами розвитку двох чи більшої кількості послідовних поколінь, що є проявом закономірності збереження та періодичності. Розрізняють прості та складні життєві цикли в організмів. Чергування поколінь спостерігається у тварин, які розмножуються статевим шляхом і партеногенетично (сисуни, деякі членистоногі). Регенерація — це процес відновлення організмом втрачених або ушкоджених частин, а також відтворення цілісного організму з певної його частини, що пояснюється закономірністю збереження.

Перевірте себе

1. Що таке життєвий цикл? Які ЗЗП лежать в його основі?
2. Які існують різновидності життєвого циклу у рослин?
3. Наведіть приклади тварин, для яких властивий простий і складний життєвий цикли.
4. Що таке регенерація?
5. Наведіть приклади тварин, здатних до регенерації.

Поміркуйте

1. Тварини з простим чи складним життєвим циклом більш пристосовані до існування?
2. Яке біологічне значення регенерації? Поясніть цей процес на основі ЗЗП.

Подискутуйте