Как растут животные биология
Рост и развитие животных
Рост и развитие — различные и вместе с тем взаимосвязанные биологические процессы. Развитие представляет собой количественные и качественные изменения в организме животного на протяжении его жизни. Рост — это увеличение размеров развивающегося организма в целом и отдельных его органов, тканей, клеток.
В процессе развития из одной оплодотворенной яйцеклетки возникает сложный организм. Руководит основными процессами развития организма с момента его зарождения генетический аппарат.
В развитии животных определяют два основных периода — эмбриональный (заканчивается моментом рождения) и постэмбриональный. В постэмбриональном периоде различают периоды новорожденности, молочного питания, полового созревания, зрелости и старения. Достижение животным предельной массы не означает, что процессы роста в организме полностью прекратились. Одни части тела и органы заканчивают развитие и рост раньше остановки роста всего организма, другие — одновременно, третьи продолжают расти и развиваться до глубокой старости.
Развитие и рост животных в известных пределах можно ускорять или замедлять, а также влиять на биохимические процессы и формирование организма с помощью питания, света, температуры, влажности воздуха и т. д. Важнейшие факторы, влияющие на развитие и рост животных, — природные и индивидуальные наследственные особенности, а из внешних факторов — питание и условия содержания. Например, крупный рогатый скот молочных пород, овцы шерстных пород, куры яйценоских пород растут и развиваются медленнее, чем мясные породы крупного рогатого скота, овец и кур.
Жизнь животных представляет собой цепь периодических количественных и качественных изменений, которые подчиняются биологическим ритмам. Эта периодичность сложилась в результате длительной эволюции в процессе взаимодействия организма животных с окружающей средой. Например, периодически происходит размножение, сезонная линька, в течение суток и сезона меняются ритмы активности животных, в зимнее время замедляется их развитие и т. д. Все эти явления представляют собой систематически повторяющиеся и закрепленные реакции организма на закономерные изменения во внешней среде: смену времен года, дня и ночи и др. Суточный и сезонный ритмы физиологических функций животных связаны не только с их жизнедеятельностью, но и с продуктивностью. Например, куры несут больше яиц в более светлое время года, поэтому, если продлить световой день за счет искусственного освещения, их продуктивность возрастает. Это широко применяется в птицеводстве.
Знание законов роста и развития животных позволяет разрабатывать конкретные рекомендации выращивания молодняка животных различных видов и пород для определенных производственных целей.
Как растут животные биология
РОСТ И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМА ЖИВОТНЫХ
В постэмбриональной жизни животных различают следующие периоды: новорожденности (первые две недели), молочный (несколько месяцев), созревания (продолжается до половой зрелости, до периода, когда животные идут в случку: крупный рогатый скот в возрасте 16-18 месяцев, свиньи в 9-10 месяцев, лошади в 3-4 года), зрелости (расцвет функциональной деятельности животных: воспроизводительная способность и продуктивность их достигают максимального развития), старения (воспроизводительные функции угасают и продуктивность животных постепенно снижается).
Развитие животных в постэмбриональный период происходит так же, как и в эмбриональный, неравномерно. Наиболее интенсивно оно в первые месяцы жизни. Средние суточные приросты сначала увеличиваются, а затем уменьшаются. В постэмбриональный период отдельные кости скелета растут с неодинаковой скоростью. Если в эмбриональный период наиболее интенсивно растут трубчатые кости (конечности) и менее интенсивно позвоночник и кости, обусловливающие глубину и ширину туловища, то в постэмбриональный период интенсивнее растут позвоночник, ребра, грудная кость, тазовые кости и менее интенсивно кости конечностей.
Определение живой массы животных. Абсолютный и относительный прирост. В практике ограничиваются лишь учетом роста животных. Наиболее характерным показателем роста является живая масса, которая определяется взвешиванием. Чем моложе животное, тем более интенсивен его рост.
В целях контроля роста животных взвешивают в первый день после рождения, а затем в следующие сроки: овец и свиней в первые один-два месяца ежедекадно, до годовалого возраста ежемесячно, а позже через каждые 3-6 месяцев; крупный рогатый скот и лошадей в 15-й и 30-й день, затем ежемесячно до 1У2-годо-валого возраста, а позднее дважды в год. По результатам взвешиваний животных вычисляют их абсолютный и относительный прирост.
Б-А/А*100
Роль условий внешней среды в процессе роста и развития организма. Процесс индивидуального развития животных происходит под влиянием наследственной основы родителей и тех условий, в которых протекает развитие организма.
Зигота (оплодотворенная яйцеклетка), образовавшаяся в результате слияния двух половых клеток (женской и мужской), повторяет путь развития родителей. Вместе с тем на телосложение, живую массу, величину мясной, молочной, шерстной, яичной продуктивности животных оказывают большое влияние условия внешней среды. Из многочисленных факторов внешней среды, влияющих на рост и развитие животных, наиболее существенное значение имеют кормление, содержание, упражнения (тренировка) и др.
Корм является энергетическим и пластическим материалом для всех жизненных функций организма, поэтому кормление оказывает наиболее сильное действие на племенные и продуктивные качества животных. От количества и качества корма, получаемого в разные периоды жизни, зависят развитие животного и его продуктивность. Общий недостаток корма или недостаток в рационе отдельных питательных веществ (протеина, углеводов, жиров, минеральных веществ и витаминов) вызывает различного рода угнетения и расстройства в росте и развитии организма. В связи с этим снижается жизнеспособность и сопротивляемость организма к болезням, что в конечном итоге приводит к повышению смертности животных. Наоборот, в благоприятных условиях кормления рост и развитие идут с повышенной скоростью, животные становятся более крепкими, с более высокой жизнеспособностью и продуктивностью.
Наряду с полноценным кормлением рост и развитие животных и их продуктивные качества зависят от условий содержания. Содержание животных зимой в просторных, светлых, чистых и сухих, хорошо вентилируемых помещениях, а летом в лагерях,, систематическая чистка, моцион способствуют формированию крупных, крепких и высокопродуктивных животных.
Наряду с кормлением и содержанием на развитие, телосложение и хозяйственные качества животных большое действие оказывает упражнение организма. Например, у телок, нетелей и коров систематический массаж, обмывание и обтирание вымени повышают удои молока. Воздействие на молочную железу рефлек-торно отражается на железах внутренней секреции, деятельность которых усиливается и гормоны изменяют уровень обмена веществ-в организме. В настоящее время широко применяют массаж вымени у нетелей в течение 3-4 месяцев до отела. Упражнение организма широко используется в коневодстве (тренинг жеребят).
Таким образом, при выращивании молодняка сельскохозяйственных животных с самого раннего возраста, начиная с эмбрионального периода развития, следует создавать такие условия кормления, ухода и содержания, которые полностью обеспечивают нормальный рост и развитие и тем самым способствуют получению здоровых, крепких, хорошо развитых высокопродуктивных животных.
Презентация по биологии на тему «Рост и развитие животных»
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
Проект по биологии по теме «Рост и развитие животных» Выполнила: ученица 6 Б класса ГБОУ СОШ «Центр образования» Пос.Варламово Кудряшова Дарина
Рост и развитие Рост и развитие — различные и вместе с тем взаимосвязанные биологические процессы. Развитие представляет собой количественные и качественные изменения в организме животного на протяжении его жизни. Рост — это увеличение размеров развивающегося организма в целом и отдельных его органов, тканей, клеток. В процессе развития из одной оплодотворенной яйцеклетки возникает сложный организм. Руководит основными процессами развития организма с момента его зарождения генетический аппарат. В развитии животных определяют два основных периода — эмбриональный (заканчивается моментом рождения) и постэмбриональный. В постэмбриональном периоде различают периоды новорожденности, молочного питания, полового созревания, зрелости и старения. Достижение животным предельной массы не означает, что процессы роста в организме полностью прекратились. Одни части тела и органы заканчивают развитие и рост раньше остановки роста всего организма, другие — одновременно, третьи продолжают расти и развиваться до глубокой старости.
Бластула Затем из скопления клеток формируется шарообразный зародыш с плоскостью внутри. Стенка его состоит из одного слоя мелких, разных по размеру клеток- их может быть несколько сотен.
Мезодерма Теперь зародыш состоит из двух слоёв – наружного(эктодермы) и внутреннего(энтодермы). Затем между ними у большенства многоклеточных животных развивается третий, промежуточных зародышевый слой-мезодерма
РОСТ И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМА ЖИВОТНЫХ
Роль условий внешней среды в процессе роста и развития организма. Процесс индивидуального развития животных происходит под влиянием наследственной основы родителей и тех условий, в которых протекает развитие организма.
Корм является энергетическим и пластическим материалом для всех жизненных функций организма, поэтому кормление оказывает наиболее сильное действие на племенные и продуктивные качества животных. От количества и качества корма, получаемого в разные периоды жизни, зависят развитие животного и его продуктивность. Общий недостаток корма или недостаток в рационе отдельных питательных веществ (протеина, углеводов, жиров, минеральных веществ и витаминов) вызывает различного рода угнетения и расстройства в росте и развитии организма. В связи с этим снижается жизнеспособность и сопротивляемость организма к болезням, что в конечном итоге приводит к повышению смертности животных. Наоборот, в благоприятных условиях кормления рост и развитие идут с повышенной скоростью, животные становятся более крепкими, с более высокой жизнеспособностью и продуктивностью. Хорошим кормлением можно улучшить их упитанность, повысить несколько продуктивность, но изменить пропорции тела, исправить структуру уже дифференцированных органов нельзя.
Наряду с полноценным кормлением рост и развитие животных и их продуктивные качества зависят от условий содержания. Содержание животных зимой в просторных, светлых, чистых и сухих, хорошо вентилируемых помещениях, а летом в лагерях,, систематическая чистка, моцион способствуют формированию крупных, крепких и высокопродуктивных животных.
Таким образом, при выращивании молодняка сельскохозяйственных животных с самого раннего возраста, начиная с эмбрионального периода развития, следует создавать такие условия кормления, ухода и содержания, которые полностью обеспечивают нормальный рост и развитие и тем самым способствуют получению здоровых, крепких, хорошо развитых высокопродуктивных животных.
5.Понятие о породе сельскохозяйственных животных
Характерными особенностями породы являются: приспособленность к удовлетворению определенных потребностей человека, приспособленность к определенным природным и хозяйственным условиям окружающей среды, определенные хозяйственно-биологические признаки, отличающие животных данной породы от животных других пород, достаточная наследственная стойкость породных признаков, наличие у животных данной породы, кроме признаков сходства, признаков различия, способность породы изменяться в направлении отбора и условий существования.
Отвечающая этим условиям группа животных становится породой, если она состоит из нескольких тысяч особей, имеет высокую продуктивность и достаточно широкое распространение. В животноводстве породы являются основным средством производства, поэтому их необходимо сохранять и непрерывно совершенствовать.
Порода вечно существовать не может. Выживают те породы, которые экономически выгодны и более высокопродуктивны. Чтобы сохранить высокопродуктивные породы во многих странах, в том числе и в нашей стране, проводятся различные мероприятия: создаются хранилища спермы («банк спермы»), биосферные заповедники, заказники, генофондные фермы для разных видов животных.
РОСТ И РАЗВИТИЕ
РОСТ И РАЗВИТИЕ. С тех пор, как в ходе эволюции возникли многоклеточные организмы, превращение оплодотворенного яйца во взрослую особь совершается в каждом поколении в процессе роста и развития. Рост, т.е. увеличение размеров, достигается за счет повышения количества таких субъединиц, как молекулы и клетки. Развитие, т.е. качественное изменение, обеспечивается синтезом новых соединений и образованием клеток разных типов в результате дифференцировки.
Процессам роста и развития присущи определенные физические ограничения, удерживающие увеличение размеров и изменения формы в известных пределах. С увеличением линейных размеров вдвое площадь поверхности увеличивается в 4 раза, а объем в 8 раз. Это имеет важнейшее значение для таких параметров, как регуляция температуры и прочность структуры, необходимой для поддержания возрастающей массы организма. Хотя клетки бывают самых разных размеров – от крошечного сперматозоида до огромного яйца страуса – их размеры тем не менее ограничиваются теми расстояниями, которые могут быстро преодолеть питательные вещества и продукты распада, диффундируя в цитоплазме. Некоторые из самых крупных клеток нашего тела – нервные и мышечные – справляются с этими ограничениями, сочетая увеличение длины с сильным сокращением диаметра. С другой стороны, уменьшение размеров клеток тоже не может быть безграничным: необходим некий минимальный объем, где могли бы разместиться все разнообразные внутриклеточные структуры.
Рост и развитие традиционно воспринимаются как процессы, идущие по нарастающей (со знаком «плюс»); на самом же деле они могут идти и со знаком «минус». Поэтому в общем смысле рост представляет собой изменение, а не «приращение». Фундаментальное свойство роста – обновление, т.е. утрата отдельных частей и добавление новых. При росте с положительным знаком процессы синтеза идут активнее, чем процессы распада. При старении преобладает обратное соотношение. На протяжении большей части жизни взрослого организма синтез и распад сбалансированы. Можно сказать, что в состоянии равновесия организм в каждый данный момент чуть-чуть умирает и чуть-чуть возрождается. Время полужизни содержащихся в организме веществ измеряется периодами от нескольких минут до нескольких месяцев. В состоянии постоянного обновления находятся все органеллы клетки. Продолжительность жизни клеток многих типов ограниченна, а это означает, что их число остается постоянным только потому, что образуются новые клетки данного типа. Обновление возможно даже на тканевом уровне – например, в яичниках созревают новые фолликулы для замещения утраченных в предыдущем менструальном цикле.
РОСТ КЛЕТОК
Все живое состоит из клеток. Поскольку клетки не могут быть крупнее некоторых максимальных размеров, рост организма возможен только за счет увеличения числа клеток. Последнее достигается с помощью митоза – клеточного деления, при котором сначала на две части делится ядро, а затем цитоплазма.
Каждая из двух клеток, образовавшихся в результате митоза, вдвое меньше исходной. Поэтому прежде чем приступить к следующему делению, клетки должны пройти период роста, в ходе которого у них удваивается число органелл и пополняется количество цитоплазмы. Лишь после восстановления нормальных размеров клетки готовы к следующего делению. См. также КЛЕТКА.
Форма и размеры клеток зависят от их функции. Тело человека построено из клеток нескольких сот разных типов, которые по их способности к делению можно разбить на три категории. Наивысшей митотической активностью обладают клетки обновляющихся тканей, названных так потому, что они постоянно обновляются на клеточном уровне. Например, эпидермальные клетки делятся, находясь в базальном слое кожи; затем по мере продвижения к поверхности кожи они дифференцируются, а оказавшись на поверхности, отмирают и слущиваются, прожив лишь несколько недель. Эпителиальные клетки, выстилающие пищеварительный тракт, иногда живут всего несколько дней, после чего отмирают и выводятся с фекальными массами. Сперматозоидам, яйцеклеткам и клеткам крови уготована та же судьба: они рождаются, стареют и гибнут, и процесс замены их новыми клетками повторяется многократно.
Клетки второй категории способны к митозу, но потенциально могут существовать до тех пор, пока жив организм в целом. Такие клетки составляют т.н. разрастающиеся ткани: они растут только в период роста всего тела, а после того, как организм достигает окончательных размеров, митотическая активность прекращается. Разрастающиеся ткани образуют многие внутренние органы – печень, почки и железы, как эндо-, так и экзокринные.
К третьей категории относятся клетки, которые по окончании ранних стадий развития совершенно утрачивают способность к делению. Примерами могут служить клетки таких тканей, как нервная и мышечная. Хотя эти клетки могут оставаться живыми до тех пор, пока жив организм, они настолько высокоспециализированы, что митоз для них невозможен. Именно поэтому сердце и головной мозг не способны к регенерации. Их клетки могут увеличиваться в размерах, но не в числе, и эти органы, во всяком случае у высших животных, расходуют в процессе развития весь запас эмбриональных клеток, которые могли бы обеспечить в дальнейшем восстановление поврежденной ткани. У низших позвоночных животных – рыб и хвостатых амфибий – сохраняется достаточное количество недифференцированных клеток, чтобы обеспечить регенерацию некоторых частей как головного и спинного мозга, так и сердца. Среди тритонов есть виды, способные регенерировать даже хрусталик и сетчатку глаза после полного иссечения этих структур.
РАСТЕНИЯ
В семенах растений имеется эндосперм, снабжающий зародыш питательными веществами подобно тому, как желток обеспечивает питание развивающемуся зародышу животных. Семена сосудистых растений при прорастании образуют корни и побеги.
Несмотря на значительные различия между корнями и побегами, у них много общего. И те и другие многократно ветвятся, а их растущие кончики, состоящие из недифференцированных клеток, образуют конусы нарастания (верхушечные меристемы). Многократные митотические деления в конусе нарастания постоянно поставляют новые клетки, обеспечивающие рост в длину. Непосредственно за этой зоной пролиферации находятся зоны дифференцировки и растяжения; здесь новообразованные клетки превращаются в специализированные клетки ксилемы и флоэмы – проводящих тканей растения. В процессе дифференцировки эти клетки сильно растягиваются в длину, что обеспечивает очень быстрый рост побегов (например, у бамбука). Между ксилемой и флоэмой расположен слой камбиальных клеток, за счет которых происходит утолщение стеблей и корней.
Приведенное выше описание относится в основном к деревьям и кустарникам. В отличие от них, у многих травянистых растений зона нарастания листьев находится у основания, а не на верхушке. Листья растут у них снизу, и именно поэтому газон приходится подстригать многократно. Деревья и живые изгороди тоже подстригают, чтобы придать им определенную форму, однако при этом их зоны нарастания срезаются. В результате после обрезки ветвей кусты и деревья растут гуще, потому что при повреждении верхушки побега меристемы, отдаленные от его кончика, принимают на себя функции утраченной части. До удаления верхушечной меристемы, оказывавшей на них тормозящее воздействие, эти латеральные меристемы пребывали в латентном состоянии; освободившись от торможения, они дают начало боковым ветвям.
Это явление иллюстрирует механизм, регулирующий рост растения. Верхушечная меристема вырабатывает гормональные вещества (ауксины), которые, перемещаясь вниз по стеблю, тормозят рост других меристем. Ауксины определяют также тропизмы растений, например тенденцию расти в сторону источника света. Инактивируясь на освещенной стороне стебля, они стимулируют удлинение стебля на теневой стороне, заставляя его склоняться в направлении к источнику света.
От света зависят также сроки вегетации: каждый вид растений начинает и заканчивает рост, цветет и производит семена в определенное время года. В умеренных широтах жизненные циклы растений приспособлены к колебаниям температуры и к удлинению или укорочению светового дня. Некоторым видам для цветения необходим длинный, а другим короткий день. Там, где колебания температуры и длины светового дня минимальны, прежде всего в тропиках, в координации жизненных циклов растений может участвовать чередование периодов дождей и засухи.
Однолетние растения запрограммированы на прекращение роста и отмирание в первый (и единственный) год своей жизни, а продолжение существования вида обеспечивается семенами. В отличие от них многолетние растения, в частности деревья, обладают способностью к потенциально неограниченному росту. За счет верхушечных меристем всех побегов объем тканей ежегодно увеличивается, а за счет камбия происходит рост ствола в толщину и повышается его прочность. Способность деревьев расти до тех пор, пока они живут, а жить до тех пор, пока они растут, демонстрирует пример секвойи с ее гигантскими размерами и потенциальным бессмертием.
Жизнь многолетников удается продлить с помощью вегетативного размножения. У отводков можно вызвать образование корней (иногда при помощи гормонов) и вырастить из них новые растения, обладающие теми же генетическими признаками, что и родительское растение. См. также ГОРМОНЫ РАСТЕНИЙ.
ЖИВОТНЫЕ
В отличие от растений, рост которых происходит путем удлинения и разрастания в стороны, большинство развивающихся животных растут за счет увеличения размеров каждого органа или ткани. Головной мозг растет вначале быстро, но по мере того, как его клетки прекращают деление и только увеличиваются в размерах, его рост замедляется. Рост и развитие половых органов происходит в основном в период полового созревания. Хотя каждый орган следует своему собственному «расписанию», существует также механизм общего контроля, регулирующий конечные размеры тела животного. У позвоночных эту роль выполняет в основном гормон роста, вырабатываемый гипофизом. Под действием гормона роста происходит в первую очередь удлинение костей, каждая из которых прекращает рост в длину на определенной стадии развития. Связанные с костями ткани (мышцы, нервы, кровеносные сосуды, кожа) перестают расти, когда кривая роста животного достигает плато.
Описанный механизм роста свойствен животным с детерминированным, или ограниченным, ростом, в первую очередь – наземным животным: их размеры не могут перейти некий предел, за которым утрачивается способность поддерживать массу тела. У многих водных животных, напротив, рост продолжается неопределенно долго даже после наступления половой зрелости, и они достигают очень крупных размеров. Это объясняется тем, что в водной среде животные находятся как бы в состоянии невесомости и им не приходится поддерживать свое тело, а потому в процессе эволюции у них не возник механизм ограничения роста. В этом отношении рост рыб сходен с ростом многолетних растений.
Рост рыб на протяжении всей жизни происходит за счет увеличения числа функциональных единиц в их органах и тканях, т.е. в структурах, клетки которых у более высоко организованных животных перестают делиться на относительно ранней стадии жизни. Так, у рыб по мере роста добавляются новые клетки в головном мозге и новые палочки и колбочки в сетчатке глаз; возможна также дифференцировка дополнительных мышечных волокон в сердечной и скелетных мышцах. Кости у рыб растут за счет отложения на их поверхности нового материала. По мере увеличения челюстей на них вырастают как совершенно новые зубы, так и замещающие утраченные. Чешуи увеличиваются в результате добавления новых колец, а плавники удлиняются за счет формирования дополнительных сегментов на кончиках их костных лучей.
Многие животные в процессе развития претерпевают метаморфоз. При этом они получают возможность использовать на разных стадиях жизни разные местообитания и разную пищу. Например, у чешуекрылых личиночная стадия представлена листоядными гусеницами, а взрослая – бабочками, которые питаются нектаром, перелетая с цветка на цветок. На стадии куколки личиночные ткани постепенно разрушаются, а из скоплений недифференцированных клеток – т.н. имагинальных дисков – развиваются крылья и ноги. У лягушек из икры вылупляются растительноядные головастики, которые вначале обитают в воде, а затем превращаются в наземных плотоядных животных, дышащих воздухом. Хвосты и жабры головастиков резорбируются, а взамен развиваются ноги и легкие.
У некоторых животных свойственная зародышу способность к развитию сохраняется во взрослом состоянии, обеспечивая регенерацию утраченных частей тела.
ПРОЦЕСС РОСТА У ЧЕЛОВЕКА
Рост в высоту каждого человека предопределен его генами, о чем свидетельствуют расовые различия, например между пигмеями и бурунди. У высоких родителей дети обычно бывают тоже высокими, а дети тучных родителей предрасположены к полноте. Однако характер телосложения зависит также от питания и гормональных воздействий. Современный человек несколько выше ростом, чем были его предки, жившие несколько веков назад; это отчасти можно объяснить улучшением питания и здравоохранения, а отчасти – проявлением «гибридной мощности», создающейся в результате смешения генофондов при браках между людьми разных национальностей или рас.
Гормон роста способствует росту в детском и юношеском возрасте, но с наступлением зрелости его влияние ослабевает. Избыток гормона роста приводит к гигантизму, а его недостаточность – к карликовости.
Неудивительно, что питание оказывает глубокое влияние на рост, особенно в раннем возрасте. Плохое питание в период развития плода может вызвать нарушения пролиферации клеток в развивающемся головном мозге и привести к умственной отсталости. Дети, которые недоедают, растут медленнее тех, кто питается нормально, но если вовремя перевести их на достаточное питание, они догоняют по росту своих однолеток и, став взрослыми, мало или совсем не отличаются по росту от других людей.
На рост в утробе матери оказывают также влияние условия в матке, причем немалое значение имеет ограниченность пространства. У близнецов масса при рождении обычно бывает меньше, чем у ребенка, родившегося в результате одноплодной беременности, а у троен – меньше, чем у двоен. В таких случаях последующий ускоренный рост может, в конечном счете, сгладить прежнее отставание.