Постэмбриональное развитие

После появления организма на свет начинается его постэмбриональное развитие (постнатальное для человека), которое у разных организмов протекает от нескольких дней до сотен лет в зависимости от их видовой принадлежности. Следовательно, продолжительность жизни — это видовой признак организмов, не зависящий от уровня их организации.

В постэмбриональном онтогенезе различают ювениальный и пубертатный периоды, а также период старости, заканчивающийся смертью.

Ювенильный  период. Этот период (от лат. juvenilis — юный) определяется временем от рождения организма до полового созревания. У разных организмов он протекает по-разному и зависит от типа онтогенеза организмов. Для этого периода характерно либо прямое, либо непрямое развитие.

В случае организмов, для которых  характерно прямое развитие (многие беспозвоночные, рыбы, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие, человек), вылупившиеся из яйцевых оболочек или новорожденные сходны со взрослыми формами, отличаясь от последних лишь меньшими размерами, а также недоразвитием отдельных органов и несовершенными пропорциями тела.

Характерной особенностью роста в  ювенильный период организмов, подверженных прямому развитию, является то, что  происходит увеличение количества и  размеров клеток, изменяются пропорции тела. Рост разных органов человека неравномерен. Например, рост головы заканчивается в детстве, ноги достигают пропорциональной величины примерно к 10 годам. Наружные половые органы очень быстро растут в возрасте 12—14 лет. Различают определенный и неопределенный рост. Определенный рост характерен для организмов, которые к определенному возрасту прекращают свой рост, например, насекомые, млекопитающие, человек. Неопределенный рост характерен для организмов, которые растут всю жизнь, например, моллюски, рыбы, земноводные, рептилии, многие виды растений.

В случае непрямого развития организмы  претерпевают превращения, называемые метаморфозами (от лат. metamorphosis — превращение). Они представляют собой видоизменения организмов в процессе развития. Метаморфозы широко встречаются у кишечно-полостных (гидры, медузы, коралловые полипы), плоских червей (фасциолы), круглых червей (аскариды), моллюсков (устрицы, мидии, осьминоги), членистоногих (раки, речные крабы, омары, креветки, скорпионы, пауки, клещи, насекомые) и даже у некоторых хордовых (оболочечники и земноводные). При этом различают полные и неполные метаморфозы. Наиболее выразительные формы метаморфозов наблюдают у насекомых, которые подвергаются как неполным, так и полным метаморфозам.

Неполное превращение — это такое развитие, при котором из яйцевых оболочек выходит организм, строение которого сходно со строением взрослого организма, но размеры намного меньше. Такой организм называют личинкой. В процессе роста и развития размеры личинок увеличиваются, но имеющийся хитинизированный покров мешает дальнейшему увеличению размеров тела, что приводит к линьке, т. е. сбрасыванию хитинизированного покрова, под которым находится мягкая кутикула. Последняя расправляется, и это сопровождается увеличением размеров животного. После нескольких линек животное достигает зрелости. Неполное превращение характерно, например, в случае развития клопов.

                                  

 

Полное превращение — это такое развитие, при котором из яйцевых оболочек освобождается личинка, существенно отличающаяся по строению от взрослых особей. Например, у бабочек и многих насекомых личинками являются гусеницы. Гусеницы подвержены линьке, причем могут линять по нескольку раз, превращаясь затем в куколки. Из последних развиваются взрослые формы (имаго), которые не отличаются от исходных.

 

                                      

У позвоночных метаморфозы встречаются среди земноводных и костных рыб. Для личиночной стадии характерно наличие провизорных органов, которые либо повторяют признаки предков, либо имеют явно приспособительное значение. Например, для головастика, являющегося личиночной формой лягушки и повторяющего признаки исходной формы, характерны рыбообразная форма, наличие жаберного дыхания, одного круга кровообращения. Приспособительными признаками головастиков являются их присоски, длинный кишечник. Для личиночных форм характерно также и то, что по сравнению со взрослыми формами, они оказываются приспособленными к жизни в совершенно иных условиях, занимая другую экологическую нишу и другое место в цепи питания. Например, личинки лягушек имеют жаберное дыхание, тогда как взрослые формы — легочное. В отличие от взрослых форм, которые являются плотоядными существами, личинки лягушек питаются растительной пищей.

                      

 

                                           

 

                                    Значение непрямого развития.

При непрямом развитии уменьшается  конкуренция за пищу и место обитания между взрослыми особями и  их потомством. Например, личинка лягушки  – головастик питается растениями, а взрослая лягушка – насекомыми. Головастик и гусеница отличаются от взрослых форм по строению, внешнему виду, образу жизни, питанию. Во-вторых, у  ряда видов, например кораллов, взрослые особи ведут прикрепленный образ  жизни, они не могут передвигаться. Зато личинка у них подвижна, что  способствует расселению вида.

 

                                               Жизненные циклы.

Последовательность событий в  развитии организмов часто называют жизненными циклами, которые могут  быть простыми и сложными. Наиболее простые циклы развития характерны, например, для млекопитающих, когда  из оплодотворенной яйцеклетки развивается  организм, который снова продуцирует яйцеклетки и т. д. Сложными биологическими циклами являются циклы у животных, для которых характерно развитие с метаморфозами. Знания о биологических циклах имеют практическое значение, особенно в случаях, когда организмы являются возбудителями или переносчиками возбудителей болезней животных и растений.

Развитие и дифференциация, связанные  с метаморфозами, являются результатом  естественного отбора, благодаря  которому многие личиночные формы, например, гусеницы насекомых и головастики  лягушек адаптированы к среде  лучше, чем взрослые половозрелые формы.

Пубертатный период. Этот период называют еще зрелым, и он связан с половой зрелостью организмов. Развитие организмов в этот период достигает максимума.

На рост и развитие в постэмбриональный  период большое влияние оказывают  факторы среды. Для растений решающими  факторами являются свет, влажность, температура, количество и качество питательных веществ в почве. Для животных первостепенное значение имеет полноценное кормление (наличие  в корме белков, углеводов, липидов, минеральных солей, витаминов, микроэлементов). Важны также кислород, температура, свет (синтез витамина Д).

Рост и индивидуальное развитие животных организмов подвержены нейрогуморальной регуляции со стороны гуморальных  и нервных механизмов регуляции. У растений обнаружены гормоноподобные активные вещества, получившие название фитогормонов. Последние влияют на жизненно важные отправления растительных организмов.

В клетках животных в процессе жизнедеятельности  синтезируются химически активные вещества, влияющие на процессы жизнедеятельности. Нервные клетки беспозвоночных и  позвоночных вырабатывают вещества, получившие название нейросекретов. Железы эндокринной, или внутренней, секреции также выделяют вещества, которые  получили название гормонов. Эндокринные  железы, в частности, те, которые  имеют отношение к росту и  развитию, регулируются нейросекретами. У членистоногих регуляция роста  и развития очень хорошо показана на примере влияния гормонов на линьку. Синтез личиночного секрета клетками регулируется гормонами, накапливающимися в мозге. В особой железе у ракообразных вырабатывается гормон, тормозящий линьку. Уровни этих гормонов определяют периодичность линек. У насекомых установлена гормональная регуляция созревания яиц, протекание диапаузы.

У позвоночных железами внутренней секреции являются гипофиз, эпифиз, щитовидная, паращитовидная, поджелудочная, надпочечники и половые железы, которые тесно связаны одна с другой. Гипофиз у позвоночных вырабатывает гонадотропный гормон, стимулирующий деятельность половых желез. У человека гормон гипофиза влияет на рост. При недостатке развивается карликовость, при избытке — гигантизм. Эпифиз продуцирует гормон, который влияет на сезонные колебания в половой активности животных. Гормон щитовидной железы влияет на метаморфоз насекомых и земноводных. У млекопитающих недоразвитие щитовидной железы ведет к задержке роста, недоразвитию половых органов. У человека из-за дефекта щитовидной железы задерживается окостенение, рост (карликовость), не наступает полового созревания, останавливается психическое развитие (кретинизм). Надпочечники продуцируют гормоны, оказывающие влияние на метаболизм, рост и дифференцировку клеток. Половые железы продуцируют половые гормоны, которые определяют вторичные половые признаки. Удаление половых желез ведет к необратимым изменениям ряда признаков. Например, у кастрированных петухов прекращается рост гребня, теряется половой инстинкт. Кастрированный мужчина преобретает внешнее сходство с женщиной (не растет борода и волосы на коже, отлагается жир на груди и в области таза, сохраняется тембр голоса и т. д.).

Фитогормонами растений являются ауксины, цитокинины и гиббереллины. Они регулируют рост и деление клеток, образование новых корней, развитие цветков и другие свойства у растений.

На всех периодах онтогенеза организмы  способны к восстановлению утраченных или поврежденных частей тела. Это  свойство организмов носит название регенерации, которая бывает физиологической  и репаративной.

Физиологическая регенерация —  это замена утерянных частей тела в процессе жизнедеятельности организма. Регенерации этого типа очень  распространены в животном мире. Например, у членистоногих она представлена линькой, которая связана с ростом. У рептилий регенерация выражается в замещении хвоста и чешуи, у  птиц — перьев, когтей и шпор. У  млекопитающих примером физиологической  регенерации может быть ежегодное  сбрасывание оленями рогов.

Репаративная регенерация — это восстановление части тела организма, отторгнутой насильственным путем. Регенерация этого типа возможна у многих животных, но ее проявления различны. Например, она часта у гидр и связана с размножением последних, поскольку из части регенерирует весь организм. У других организмов регенерации проявляются в виде способности отдельных органов к восстановлению после утраты ими какой-либо части. У человека достаточно высокой регенеративной способностью обладают эпителиальная, соединительная, мышечная и костная ткани.

Растения многих видов также  способны к регенерации. Данные о  регенерации имеют большое значение не только в биологии. Их широко используют в сельском хозяйстве, в медицине, в частности, в хирургии.

После наступления полной половой  зрелости формообразование и рост можно  считать в общем законченными. Постэмбриональное развитие может  быть ускоренным и замедленным, может  быть правильным (в смысле сохранения общей пропорциональности частей) и  неправильным (в смысле пат. уклонений в формировании сомы или психики). Врожденные заболевания, напр. сифилис, могут значительно влиять на П. р., обусловливая целый ряд уродств развития органов, иногда лежащих в основе сложных клинико-анатомических синдромов.

Старость  как этап онтогенеза. Старость является предпоследним этапом онтогенеза животных, причем ее длительность определяется общей продолжительностью жизни, которая является видовым признаком и которая у разных животных является разной. Наиболее точно старость изучена у человека.

 

 

                     Периодизация постнатального развития человека.

 

Период	Мужской пол	Женский пол
Новорожденности	1-10 дней	1-10 дней
Грудной	10 дней – 1 год	10 дней – 1 год
Раннего детства	1 – 3 года	1 – 3 года
Детства (I период)	3 – 6 лет	3 – 6 лет
Детства (II период)	6 – 12 лет	6 – 11 лет
Подростковый	12 – 16 лет	11 – 15 лет
Юношеский	16 – 21 лет	15 – 20 лет
Зрелый (I период)	21 – 35 лет	20 - 35 лет
Зрелый (II период)	35 – 65 лет	35 – 55 лет
Пожилой	60 – 75 лет	55 – 75 лет
Старческий	75 – 90 лет	75 – 90 лет
Долгожителей	Свыше 90 лет	Свыше 90 лет

В период грудного вскармливания зрелым, а затем к материнскому молоку подключается прикорм и реализуется сенсомоторная схема стояния. В период раннего детства происходит освоение навыков ходьбы и речи. Прямохождение ставит весь организм в новые функциональные условия. В это время устанавливается окончательный изгиб позвоночника, окончательно сформировываются таз и грудная клетка (становится более плоской и широкой); лопатки перемещаются далее на спинную сторону.

 В первое детство возрастает словарный запас и протекает первая фаза формирования мышления.

Во втором детстве усложняется аналитико-синтетическая деятельность мозга и формируется 2-я фаза мышления.

В подростковом возрасте в основном завершается созревание висцеральных систем протекает 3-я фаза организации мышления. Половое созревание начинается в возрасте 11—13 лет и сопровождается постепенным развитием ряда вторичных половых признаков, которые окончательно формируются на несколько лет позднее. У мужчин изменяется форма гортани, сильнее развиваются грудная клетка и мускулатура, развиваются волосы на теле и на лице (усы, борода). У женщин разрастается вширь таз, происходит более значительное отложение подкожного жира, развиваются млечные железы.

Период юношества является переломным, когда происходит завершение формирования личности и полового созревания. После наступления полной половой зрелости формообразование и рост можно считать в общем законченными. Постэмбриональное развитие может быть ускоренным и замедленным, может быть правильным (в смысле сохранения общей пропорциональности частей) и неправильным (в смысле пат. уклонений в формировании сомы или психики). Врожденные заболевания, напр. сифилис, могут значительно влиять на П. р., обусловливая целый ряд уродств развития органов, иногда лежащих в основе сложных клинико-анатомических синдромов.

Период зрелости или стабильности является наиболее продуктивным в социальном плане и организованности физиологических функций.

 В период пожилого возраста начинаются инволюционные изменения, которые являются следствием физиологических перестроек гомеостаза. В последующие периоды они активизируются.

Старость человека характеризуется рядом внешних и внутренних признаков.

Среди внешних признаков  старости наиболее заметными являются снижение плавности движений, изменение  осанки, снижение эластичности кожи, массы  тела, упругости и эластичности мышц, появление на лице и других участках тела морщин, выпадение зубов. Так, например, по обобщенным данным человек в возрасте 30 лет теряет 2 зуба (в результате выпадения), в 40 лет — 4 зуба, в 50 лет — 8 зубов, а в 60 лет — уже 11 зубов. Заметным изменениям подвергается первая сигнальная система (притупляется острота органов чувств). Например, максимальное расстояние, при котором здоровые люди различают те или иные одинаковые звуки, в 20-30 лет составляет 12 м, в 50 лет — 10 м, в 60 лет — 7 м, а в 70 лет — только 4 м. Заметно изменяется также вторая сигнальная система (изменяется речевая интонация, голос становится глухим).