Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
Все это затрудняет определение роста. Согласно одному приемлемому объяснению, рост — это необратимое увеличение сухой массы протоплазмы. Определив сухую массу, мы можем пренебречь кратковременными колебаниями содержания воды в организме, особенно характерными для растений. Определив живой материал, мы можем пренебречь неживым материалом, например, неорганическим известняком в кораллах.
Во всех стадиях роста участвуют биохимические процессы. Во время роста информация, заключенная в ДНК, реализуется в синтезе определенных белков, в том числе ферментов. Ферменты регулируют активность клетки. Они вызывают изменения, которые в конечном счете приводят к изменению общей формы и структуры как отдельных органов, так и организма в целом. Этот процесс известен под на-
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
120 Глава 22
званием морфогенеза и на него оказывают влияние как окружающая среда, так и гены данного организма.
Рост бывает положительным и отрицательным. При положительном росте синтез материалов (анаболизм) преобладает над их распадом (катаболизм), тогда как при отрицательном росте катаболизм преобладает над анаболизмом. Например, в процессе прорастания семени и образования проростка происходит увеличение числа клеток и их размеров, сырой массы, длины, объема и сложности формы, однако в то же самое время сухая масса может фактически уменьшиться, так как при этом расходуются запасенные родительским растением питательные вещества. Таким образом, согласно принятому определению, в прорастание входит некоторый период отрицательного роста, который становится положительным лишь после того, как в проростке начинается процесс фотосинтеза и синтеза собственной «пищи».
22.2. Измерение роста
На рис. 22.1 изображено несколько кривых роста, полученных путем откладывания по оси ординат таких параметров, как длина, высота, масса, площадь поверхности, объем или численность, а по оси абсцисс — времени. Все эти кривые имеют сигмоидную, или S-образную форму, в основном характерную для разных типов роста.
S-образную кривую можно разделить на четыре фазы, как это показано на рис. 22.2.
1. Для первой фазы, называемой лаг-фазой, характерен незначительный рост.
2. Лаг-фаза переходит во вторую, логарифмическую, фазу, для которой характерен экспоненциальный рост. Во время этой фазы скорость роста возрастает и в каждый момент времени она пропорциональна количеству материала или числу уже имеющихся клеток. Во всех случаях экспоненциальный прирост в конце концов убывает и скорость роста начинает снижаться. Точ-
Время, сут Время, сут
Время, годы Время, ч
Рис. 22.1. Кривые роста четырех различных организмов по шести разным параметрам. Во всех случаях кривые имеют S-образную форму.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
Время
Рис. 22.2. Типичная S-образная кривая роста, на которой видны четыре характерные фазы роста и точка перегиба. В точке перегиба скорость роста достигает максимума.
ку, в которой это происходит, называют точкой перегиба (вблизи этой точки кривизна графика изменяется быстрее всего).
3. Третья фаза — фаза замедления, в которой рост ограничивается в результате воздействия какого-либо внутреннего или внешнего фактора или их обоих.
4. Конечная фаза — это фаза плато, или стационарная фаза. В этот период общий рост уже прекращается и рассматриваемый параметр остается постоянным. Характер кривой на протяжении этой фазы несколько варьирует в зависимости от вида организма и от измеряемого параметра. В некоторых случаях может продолжаться незначительное восхождение кривой, до тех пор пока организм не погибнет; это наблюдается у листьев однодольных растений, многих беспозвоночных, рыб и некоторых рептилий, что свидетельствует о продолжении положительного роста. У некоторых кишечнополостных кривая роста уплощается, отражая отсутствие роста. Существуют также организмы, у которых кривые роста отклоняются вниз, что указывает на отрицательный рост. Последнее типично для многих млекопитающих, в том числе для человека, и служит признаком физического старения, связанного с возрастом.
22.2.1. Способы измерения роста
Рост можно измерять на разных уровнях биологической организации — на уровне клетки, особи или популяции. Изменение численности по-
Рост и развитие 121
пуляции во времени отражает кривая роста, представленная нарис. 22.1, Т. На уровне отдельного организма можно измерять множество различных параметров; часто измеряют длину, площадь поверхности, объем или массу. Для растений часто бывает нужно получать кривые роста корней, стеблей, междоузлий и листовой поверхности; измеряемыми параметрами обычно служат длина и площадь. При построении кривых роста целого животного или растения обычно используют длину и массу. Показателями роста человека, как правило, служат изменения высоты и массы тела. Массу можно оценивать по двум показателям — по сырой и сухой массе. Сырую массу измерять легче, так как это не требует специальной обработки и не причиняет организму вреда, что позволяет многократно измерять этот параметр у данного организма на протяжении длительного времени.
