Биология в 3 томах. Tом 3 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003687-3
Скачать (прямая ссылка):
22.3.1. Изометрический и
аллометрический рост
Изометрическим (от греч. Isos — одинаковый, metron — мера) называют рост, при котором данный орган растет с такой же средней скоростью, как и остальное тело. В этом случае изменение размеров организма не сопровождается изменением его формы. Относительные размеры органа и организма в целом остаются прежними. Ta-
Рис. 22.7. Развитие рыбы — пример изометрического роста. Наружные структуры сохраняют свою форму и пространственные соотношения в результате пропорциональной скорости роста. (По Batt, 1980, Influences on animal growth and development, Studies in Biology, N 116, Arnold.)
кой тип роста характерен для рыб (рис. 22.7) и для насекомых с неполным превращением, например саранчовых (за исключением крыльев и половых органов). В таких случаях наблюдаются простые соотношения между линейными размерами, площадью поверхности, объемом и массой. Площадь возрастает как квадрат линейных размеров {А ос /2), а объем и масса — как куб линейных размеров (V ос р и M ос /3). Таким образом, у животных, у которых общая длина тела с течением времени изменяется мало, может заметно изменяться масса тела: например, увеличение длины всего лишь на 10% сопровождается увеличением массы на 33%.
Аллометрическим (от греч. alios — иной) называют рост, при котором данный орган растет с иной скоростью, нежели остальное тело. В этом случае рост организма приводит к изменению его пропорций. Рост такого типа характерен для млекопитающих; он иллюстрирует существование зависимости между ростом и развитием. На рис. 22.8 показано, как изменяются при этом относительные размеры разных частей тела у человека. Почти у всех животных в последнюю очередь происходит развитие и дифференцировка органов размножения. Эти органы растут алло-метрически, но их рост можно наблюдать только у организмов с наружными половыми органами; у многих рыб, например, у которых эти органы не видны, рост кажется чисто изометрическим. На рис. 22.9 представлены различия в характере
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
124 Глава 22
2 мес
5 мес
(внутриутробное развитие)
Новорожденный
2 года
6 лет
12 пет
25 лет
Рис. 22.8. Развитие человека — пример аллометрическогороста. Доя того чтобы выявить относительные скорости роста частей тела от двухмесячного плода до 25-летнего юноши, все рисунки сделаны одной высоты. (По Stratz, из Hammond (ed.), 1955, Progress in the physiology of farm animals, 2, 431, Butterworths.)
200 г
Зобная железа
анизм в целом Половые органы
'0 10 20
Возраст, годы
Рис. 22.9. Относительные скорости роста головного мозга, зобной железы и половых органов у человека. Для сравнения приведена кривая абсолютного роста человека. Зобная железа определяет раннее развитие иммунной системы. (По Scammon.)
Зрелость
Увядание (отрицательный рост)
Начало прорастания
2 14 16 18 20 22 24
Время, нед
Рис. 22.10. Кривая роста боба конского (Vicia faba) — однолетнего растения, высеянного в марте. Это пример ограниченного роста, т. е. роста, который не продолжается в течение всей жизни.
роста разных органов у человека; можно убедиться, что и у него репродуктивные органы развиваются позднее всего.
Кривые абсолютного роста разных организмов в целом, построенные по данным о длине или о массе тела, соответствуют S-образному типу, описанному в разд. 22.2. Однако у некоторых групп наблюдаются отклонения от этого общего типа, отражающие адаптацию к особому образу жизни и среде, что будет рассмотрено в разд. 22.3.2 и 22.3.3.
22.3.2. Ограниченный и неограниченный рост
Как показывает изучение продолжительности жизни у растений и животных, существуют два основных типа роста — ограниченный (детерминированный) и неограниченный (недетерминированный, или бесконечный).
У однолетних растений рост ограничен, и после достижения растением зрелости и окончания периода размножения наступает период отрицательного роста, или старения, а затем растение гибнет. Если построить график изменения сухой массы растения во времени (рис. 22.10), то получится интересная модификация S-образной кривой, представленной нарис. 22.2.
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 3
Рост и развитие
125
22.1. Рассмотрите рис. 22.10 и, основываясь на том, что вам известно о жизненном цикле однолетнего растения, ответьте на следующие вопросы:
а) почему вначале при прорастании семени наблюдается отрицательный рост?
б) опишите внешний вид проростка к моменту начала положительного роста в точке А.
в) какие физиологические процессы обеспечивают переход к положительному росту?
г) чем объясняется внезапное резкое уменьшение сухой массы по прошествии 20 недель?
Некоторым органам растений (например, плодам, органам вегетативного размножения, а также листьям и междоузлиям стебля у двудольных) свойствен ограниченный рост, но периода отрицательного роста у них нет. К животным с ограниченным ростом относятся, в частности, насекомые, птицы и млекопитающие, в том числе человек.
