Obecně se rozlišuje embryonální a postembryonální vývoj organismu.
Když se organismus narodí, začíná nová etapa jeho individuálního vývoje. Jedná se o postembryonální nebo postembryonální stadium ontogeneze – postembryogenezi.
Jaký vývoj se nazývá postembryonální?
Postembryonální vývoj je období vývoje organismu, který začíná narozením a končí smrtí.
Pro některé vědce je postembryonální období obdobím od narození do nástupu puberty a schopnosti reprodukce. To se vysvětluje skutečností, že existuje poměrně málo organismů, které po rozmnožení zemřou. To však není ani vědecká, ale filozofická otázka.
Stádium postembryonálního vývoje je spojeno s růstem a vývojem organismu. Růstem rozumíme, že se tělo látkovou výměnou a dělením buněk zvětšuje, vývojem pak kvalitativní změny v těle. Existují dva typy postembryonálního vývoje: přímý a nepřímý vývoj nebo postembryogeneze.
Vlastnosti přímého vývoje
Přímý postembryonální vývoj je typem individuálního vývoje organismu, ve kterém je narozený jedinec obecně podobný dospělému – je imagistický.
Přímý vývoj je vývoj, ke kterému dochází v důsledku embryonace.
Embryonizace je jev, při kterém se prodlužuje embryonální období vývoje v důsledku výživy embrya zdroji matčina těla nebo rezervními živinami nacházejícími se ve vajíčku.
Embryonizace neboli přímý vývoj je charakteristický pro plazy, ryby, ptáky a savce. Biologický význam tohoto typu vývoje spočívá ve vzhledu (narození nebo vylíhnutí) zvířete na vyšším stupni vývoje. Tato možnost má pozitivní vliv na její schopnosti čelit environmentálním faktorům.
U placentárních savců, jednotlivých vačnatců, štírů a žraloků splývá jedna z embryonálních membrán se stěnami rozšířené části vejcovodu (dělohy). Díky tomu dostává embryo prostřednictvím mateřské krve živiny, kyslík a může vylučovat produkty látkové výměny.
Skutečná viviparita je proces přivedení takového embrya na svět.
Ovoviviparita je proces, při kterém se embryo vyvíjí díky rezervním látkám vajíčka uprostřed těla matky a uvolňuje se z membrán vajíčka v reprodukčních kanálcích samice.
Příkladem takového porodu jsou někteří ještěři, hadi, střevlíci a akvarijní ryby.
Vejcorodost je proces, při kterém se embryo vyvíjí ve vajíčku mimo tělo matky a uvolňuje se do prostředí.
To lze pozorovat u mnoha plazů, ptáků, členovců, vejcorodých savců atd. Přímý vývoj je pozorován u některých coelenterátů, řasinkových a máloštětinatých červů, pavouků, měkkýšů, korýšů, plazů, savců, chrupavčitých ryb a štírů.
Vlastnosti nepřímého postembryonálního vývoje
Co je nepřímý postembryonální vývoj a jak se liší od přímého?
Nepřímý vývoj nebo metamorfóza je proces, který zahrnuje hluboké změny ve stavbě těla, díky nimž se larva promění v dospělce – dospělce.
Proces metamorfózy je charakterizován několika po sobě jdoucími stádii. Na každém z nich zvíře vykazuje některé charakteristické strukturální a funkční znaky. Existují úplné a neúplné transformace nebo úplná a neúplná metamorfóza.
U hmyzu s kompletní transformace vývoj se skládá z fáze vajíčka, larvy, kukly a imaga, kterým se rozumí dospělý pohlavně zralý jedinec. Příklady nepřímého vývoje s úplnou transformací mezi hmyzem jsou brouci, motýli, blanokřídlí a blechy.
Fáze kukly je nesmírně důležitá: je doprovázena radikálními přeměnami vnitřních orgánů larvy a také tvorbou tkání a orgánů dospělého hmyzu.
Neúplná transformace zahrnuje takové fáze, jako je vajíčko, dospělá larva a dospělec. Neúplnou metamorfózu lze pozorovat u vážek, orthoptera, štěnic, švábů a vší. Neúplná transformace je typická také pro koelenteráty, ploché, kroužkovce a škrkavky, měkkýše a ostnokožce, obojživelníky a kostnaté ryby.
Díky nepřímé přeměně je zajištěna funkce výživy (larvy jsou velmi žravé), racionální využívání zdrojů a funkce rozptylová. Zajišťuje také infekci hostitelů, pokud jde o parazitické organismy.
Role růstu a regenerace
Přímý a nepřímý vývoj je doprovázen růstem, který je založen na metabolismu plastů. Růst je také charakteristický pro buněčnou úroveň organizace živých věcí. K růstu buněk dochází během interfáze.
Dochází k omezenému a neomezenému růstu organismu. V prvním případě jedinec přestane růst po dosažení určité velikosti a získání schopnosti samostatné reprodukce. Tento růst je charakteristický pro jednobuněčné organismy, ptáky, členovce a savce.
S neomezeným růstem se velikost a hmotnost organismů zvyšuje, až zemřou. To se vyskytuje u většiny vyšších rostlin, mnohobuněčných řas, tasemnic a kroužkovců, ryb, plazů a měkkýšů.
S přímým i nepřímým postembryonálním vývojem může být neomezený růst kontinuální a periodický: vše závisí na vlastnostech ontogeneze a struktuře těla. Také růst živého organismu úzce souvisí s vlastnostmi dědičnosti: v rostlinách je regulován pomocí fytohormonů a u zvířat – pomocí hormonů a neurohormonů.
V ontogenezi je důležitá i schopnost organismu regenerovat se.
Regenerace označuje schopnost těla obnovit ztracené nebo poškozené části těla, stejně jako obnovu celého organismu z jeho jednotlivých částí.
Tato vlastnost se vztahuje k obecným biologickým vlastnostem a je základem pro procesy vegetativního množení. Schopnost regenerace se liší organismus od organismu. Je pozorován následující vztah: vyšší úroveň organizace implikuje nižší schopnost regenerace.
U ptáků a savců má regenerace podobu hojení ran, fúze kostí a obnovy určitých buněk a tkání.
V předchozím odstavci jste se seznámili s procesy probíhajícími ve stádiu embryonálního vývoje zvířat, které končí tvorbou embrya. Následně vytvořené embryo opouští vajíčko nebo tělo matky do prostředí, kde pokračuje ve svém vývoji.
Období vývoje organismu od okamžiku narození nebo vynoření z vaječných skořápek až do smrti se nazývá postembryonální vývoj. Existují dva typy postembryonálního vývoje: přímý a nepřímý (s transformací, popř metamorfóza).
Přímý vývoj charakteristické pro zvířata, u kterých jsou vejce bohatá na žloutek nebo se embryo vyvíjí v těle matky a dostává z něj potřebné živiny. Tento typ vývoje je pozorován u ptáků a savců. Novorozené dítě má všechny orgány dospělého těla, ale liší se od něj menší velikostí. Jeho další vývoj spočívá v růstu a pubertě.
Ptáci a savci mají vysoce vyvinutou péči o své potomky. Mládě zpravidla vede stejný životní styl a jí stejné druhy potravy jako jeho rodiče. Právě rodiče v průběhu života učí mládě vše, co mu umožní co nejvíce se přizpůsobit podmínkám prostředí a obsadit jeho ekologickou niku v přírodě. Lze to potvrdit řadou příkladů: dravci učí svá mláďata lovit, ptáci létat.
! To je zajímavé
Savci jsou nejschopnější postarat se o své potomky, krmit mláďata mlékem, učit je a vychovávat je. Například klokaní mládě, které je zdatným běžcem a skokanem, se při sebemenším nebezpečí schová do matčina vaku. U medvědů, slonů a vlků zpravidla, pokud mládě ztratí rodiče, je nahrazeno příbuznými. Velcí savci mají málo potomků, proto je pro ně velmi důležité je uchovávat a vychovávat. Samice obojživelníků, ryb, červů a hmyzu však mohou naklást tisíce vajíček nebo vajíček. Nemají proto žádnou zvláštní potřebu se o své potomky starat. Z velkého počtu potenciálních potomků bude vždy dost velký počet přeživších potomků.
U obratlovců existují dva typy přímého vývoje: vejcorodý a intrauterinní. na vejcorodého typu embryo se vyvíjí uvnitř vajíčka, které má velkou zásobu žloutku (chrupavčité ryby, plazi, ptáci). Na intrauterinní typ všechny životní funkce embrya jsou zajišťovány prostřednictvím speciálního orgánu – placenty na úkor těla matky (placentární savci a člověk). Tento typ vývoje končí procesem porodu.
Z bezobratlých je přímý vývoj pozorován u kroužkovců, plžů a hlavonožců, pavoukovců a některých korýšů (například dafnie, raci).
Výhody přímého vývoje organismů: 1) formování dospělého jedince probíhá zpravidla v kratším časovém úseku; 2) nedochází k žádné významné restrukturalizaci těla, proto je potřeba relativně méně energie a živin.
Nevýhody přímého vývoje organismů: 1) embryonální vývoj vyžaduje skladování velkého množství živin (žloutku) ve vejcích nebo intrauterinní gestaci; 2) v případě přemnožení se zintenzivňuje vnitrodruhová konkurence mezi mladými a dospělými jedinci, kteří žijí ve stejných podmínkách a využívají společné zdroje potravy.
Nepřímý vývojNebo vývoj s metamorfózou, charakteristické pro zvířata, jejichž vejce jsou chudá na žloutek. Po oplodnění nemá zygota dostatek živin, aby v zárodku vytvořila všechny orgány dospělého jedince. Proto se z vajíčka vynoří larva, která má jednodušší strukturu, se speciálními larválními orgány, které v dospělosti chybí. Larvaa – organismus přizpůsobený aktivnímu pohybu, výživě, růstu a vývoji, ale neschopný reprodukce (až na vzácné výjimky). V larvální fázi tělo roste a vyvíjí se ne kvůli rezervním živinám vajíčka, jejichž zásoba je malá, ale kvůli nezávislé výživě. V průběhu času jsou larvální orgány nahrazeny orgány charakteristickými pro dospělá zvířata, tj. dochází k transformaci (metamorfóze).
Metamorfóza je hluboká přeměna ve struktuře larvy, v důsledku čehož se z ní stává dospělý organismus. V závislosti na povaze těchto přeměn u zvířat se rozlišují dva typy metamorfózy:
a) neúplná metamorfóza, kdy vývoj zvířete zahrnuje tři fáze:
vajíčko → larva → dospělec;
b) úplná metamorfóza, když je ve vývoji organismu přítomno stádium kukly:
vajíčko → larva → kukla → dospělec.
Pojďme se blíže podívat na jejich vlastnosti. S neúplná metamorfóza Vyvíjejí se některé řády hmyzu (vážky, Orthoptera, Homoptera, Hemiptera), mlži, ploché (kromě řasinek) a škrkavky, někteří korýši, kostnaté ryby a obojživelníci. Stádium larvy nemusí být podobné dospělci, a to jak vnitřní stavbou, tak vzhledem.
Larva se často liší od dospělého nejen strukturou, ale také životním stylem, způsobem krmení a stanovištěm.
! To je zajímavé
Například u obojživelníků má larva (pulec) žábry, postranní čáru, dvoukomorové srdce, jeden oběh a dobře vyvinutý ocas. Zatímco dospělí jedinci dýchají vnitřní vrstvou těla a plícemi, mají tříkomorové srdce, dva kruhy krevního oběhu, dva páry končetin a většina z nich nemá ocas. Pulci žijí pouze ve vodním prostředí a živí se rostlinami, zatímco dospělé žáby jsou predátoři a živí se hmyzem, jejich životní prostředí je dvojí (suchozemské a vodní).
V případě neúplné metamorfózy dochází k náhradě orgánů larvy orgány dospělého jedince postupně, bez zastavení aktivního krmení a pohybu larvy. U některých druhů (členovci) je vývoj doprovázen línáním.
Kompletní metamorfóza navíc zahrnuje jeviště kuklyи, ve kterém se z larvy vyvine dospělý živočich. Tento vývoj je typický pouze pro některé řády hmyzu (Coleoptera, Lepidoptera, Hymenoptera, Diptera). Jejich larvy jsou červovitého tvaru. U Lepidoptera je to tzv housenka a má velmi jednoduchou strukturu. Ústní ústrojí housenek, na rozdíl od dospělých motýlů, vždy hlodá. Naprostá většina housenek se živí listy. Když housenky dosáhnou velkých rozměrů, promění se v kuklu. Během klidového stádia kukly procházejí larvální orgány rozkladem, po kterém se buněčný materiál a nahromaděné živiny použijí k vytvoření orgánů dospělého hmyzu.
U mnoha druhů hmyzu je larvální stadium nejdelší a dospělce (imago) je krátké a slouží výhradně k rozmnožování.
! To je zajímavé
U motýlů bource morušového nemají dospělci ústní ústrojí, takže se nemohou krmit. Larvy musí nashromáždit dostatek živin, aby se motýli mohli pářit a naklást vajíčka. Většina samic bource morušového létá po vynoření z kukly pouze jednou, aby nakladla vajíčka. Pak zemřou.
Význam metamorfózy pro vývoj mnoha živočišných druhů je velmi velký. Za prvélarvy nezávisle hromadí materiál a vytvářejí trvalé orgány charakteristické pro dospělé jedince. Za druhérůzná stanoviště, způsoby krmení a životní styl v larválním stádiu a v dospělém organismu významně snižují vnitrodruhovou konkurenci. To pomáhá zachovat počet druhů, protože neexistuje žádná konkurence o potravu, stanoviště a životní podmínky. Za třetí, aktivně se pohybující larva přisedlých nebo přichycených živočichů (mlži, korálové polypy, parazitičtí červi) přispívá k rozšíření druhu a rozšíření jeho areálu. Proto, nepřímý typ vývoje dává tělu významné výhody v boji o existenci.
К nevýhody nepřímého vývoje organismy lze klasifikovat jako: 1) vývoj v dospělého člověka obvykle trvá dlouhou dobu; 2) metamorfóza vyžaduje hodně energie a jídla.
Zopakujme si to hlavní. Postembryonální vývoj je období života organismu od jeho vstupu do prostředí až do smrti. Existují dva typy postembryonálního vývoje: přímý a nepřímý (s transformací nebo metamorfózou). Přímý vývoj u obratlovců může být vejcorodý (chrupavčité ryby, plazi, ptáci) nebo intrauterinní (placentární savci). Nepřímý vývoj zahrnuje larvální stádium a může nastat s neúplnou nebo úplnou metamorfózou. S neúplnou metamorfózou se larva promění v dospělý organismus:
vajíčko → larva → dospělec.
Po úplné metamorfóze se larva promění v kuklu:
vajíčko → larva → kukla → dospělec,
a vzniká z něj dospělý organismus.
