В эволюции позвоночных животных наблюдается как бы выпрямление постэмбрионального развития.

Благодаря увеличению количества желтка в яйцеклетках или внутриутробному развитию эмбриональный период удлиняется, и организм к моменту выхода из яйцевых оболочек в главных чертах строения напоминает взрослую стадию. В этом случае постэмбриональный период характеризуется в основном ростом и изменением пропорций тела, приобретением состояния функциональной зрелости органов и систем. Созревает и начинает функционировать половая система.

Такой тип эмбрионального развития, лишенный личиночной стадии, называется прямым. Он характерен для онтогенеза высших позвоночных: пресмыкающихся, птиц, млекопитающих.

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

Рост и индивидуальное развитие организмов находятся также под контролем гуморальных и нервных механизмов регуляции.

В клетках животных синтезируются химически активные вещества, влияющие на процессы жизнедеятельности. Нервные клетки беспозвоночных и позвоночных вырабатывают так называемые нейросекреты. Железы эндокринной, или внутренней секреции продуцируют гормоны. У позвоночных железами внутренней секреции являются щитовидная, околощитовидная, поджелудочная железы, надпочечники, гипофиз, эпифиз, половые железы, которые тесно связаны между собой.

Гипофиз вырабатывает гонадотропный гормон, стимулирующий деятельность половых желез. У человека гормон гипофиза влияет на рост. При его недостатке развивается карликовость, при избытке – гигантизм.

Эпифиз продуцирует гормон, отвечающий за сезонные колебания половой активности животных.

Гормон щитовидной железы влияет на метаморфоз насекомых и земноводных. У млекопитающих недоразвитие щитовидной железы ведет к задержке роста и недоразвитию половых органов. У человека задерживаются окостенение, рост, не наступает половое созревание, останавливается психическое развитие.

Надпочечники продуцируют гормоны, которые влияют на метаболизм, рост и дифференциацию клеток.

Половые железы вырабатывают половые гормоны, которые определяют вторичные половые признаки. Например, у кастрированных петухов прекращается рост гребня, теряется половой инстинкт. Кастрированный мужчина приобретает внешнее сходство с женщиной (не растут борода и волосы на коже, отлагается жир на груди и в области таза, при кастрации в раннем возрасте сохраняется детский тембр голоса и др.).

Во всех периодах онтогенеза организмы способны к восстановлению утерянных или поврежденных частей тела. Это свойство носит название регенерации. Она бывает физиологическая и репаративная.

Физиологическая – это замена утраченных частей тела в жизнедеятельности организма. Регенерация этого типа очень широко распространена в животном мире. Например, у членистоногих она представлена линькой, которая связана с ростом, у рептилий – замещением хвоста и чешуи, у птиц – перьев, когтей и шпор, у млекопитающих – сбрасывание ежегодно оленями рогов.

Реперативная регенерация – это восстановление части тела организма, отторгнутой насильственным путем. Регенерация этого типа возможна у многих животных, но ее проявления различны. Например, она часто осуществляется у гидр, когда из части восстанавливается все животное. У человека репаративной способностью обладают эпителиальная, соединительная, мышечная и костная ткани.

Старость. Это предпоследний период онтогенеза и его длительность определяется общей продолжительностью жизни, которая является видовым признаком. В соответствии с рекомендациями ВОЗ старостью человека признается возраст, начиная с 75 лет, пожилым – от 60 до 75 лет.

В случае человека различают физиологическую старость, связанную с календарным возрастом, и преждевременное старение под влиянием социальных факторов и болезней, причем старость характеризуется рядом внешних и внутренних признаков. Среди внешних признаков называют снижение плавности движений, изменение осанки, уменьшение эластичности кожи и мышц, упругости последних, появление морщин, выпадение зубов. Подвергается изменениям первая (притупляется острота органов чувств) и вторая (изменяется речевая интонация, голос становится глухим) сигнальные системы.

Среди внутренних признаков называют обратное развитие (инволюцию) органов. Отмечают уменьшение размеров печени и почек, эластичности кровеносных сосудов, упругости связок, способности органов и тканей к регенерации. В костях накапливаются неорганические соли, обызвествляются хрящи. Происходят существенные изменения в клетках.

Современные генетические представления о механизме старения сводятся к тому, что в процессе жизни в клетках организма накапливаются мутантные гены, в результате действия которых происходит синтез дефектных белков. Дефектные белки играют дезинтегрирующую роль в клеточном метаболизме, что ведет к старению. Однако исчерпывающей теории старения еще не создано.

Смерть. Это завершающий этап онтогенеза. У одноклеточных организмов смертью является их гибель, но прекращение существования клетки может быть связано с делением.

В случае более организованных животных, например, млекопитающих, смерть в полном смысле слова завершает жизнь организма.

У человека различают смерть клиническую и биологическую. Клиническая смерть выражается в потере сознания, прекращении сердцебиения и дыхания. Однако при этом большинство клеток и органов остаются живыми. Клиническая смерть обратима, поскольку человека можно «возвратить» к жизни, но лишь в течение 6-7 минут от начала клинической смерти.

Биологическая смерть характеризуется тем, что она необратима и сопровождается прекращением процессов самообновления, гибелью, разложением клеток. Однако умирание клеток начинается не во всех органах одновременно. Вначале гибнет кора головного мозга, затем эпителий кишечника, легких, печени, клетки мышц, сердца. Все, конец.

Продолжительность жизни. Продолжительность жизни различных организмов неодинакова. Травянистые растения живут в течение одного сезона. Напротив, древесные растения живут намного дольше. Например, вишня – 100 лет, ель – 1000, дуб – 2000, сосна -3000-4000. Рыбы живут 35-80 лет, лягушки -16, крокодилы -50-60, птицы некоторых видов – до 100 лет. Млекопитающие живут меньше. Например, мелкий рогатый скот живет 20-25 лет, крупный – более 30 лет, лошади, собаки – более 20, волки -15, медведи -50, слоны – 100 лет. Среди млекопитающих долгожителем является человек. Многие люди доживают до 115-120 лет и более.

Считают, что фактическая продолжительность жизни не совпадает с естественной. А.А.Богомолец и И.И.Шмальгаузен подсчитали, что естественная продолжительность жизни человека должна составлять 120-150 лет. Однако до этого возраста доживают лишь единицы.

В связи с началом истории человека на продолжительность его жизни стали оказывать влияние социальные факторы и медицина, которые в наше время приобрели очень большое значение. Главнейшие причины снижения продолжительности жизни заключаются в смертности от голода, болезней, недостаточной медицинской помощи. В среднем продолжительность жизни на планете в 1988 году составляла 61 год, причем в индустриально развитых странах – 73 г., в Африке – 52 г.

РАЗДЕЛ 2 МИКРОБИОЛОГИЯ

Лекция № 4 Введение