Простой жизненный цикл у

Понятие о жизненном цикле. Простые и сложные жизненные циклы

Понятие о жизненном цикле

Все живые организмы имеют определенный период развития, который должен обеспечить непрерывность существования вида.

Определение 1

Жизненный цикл – это период между двумя одинаковыми фазами двух или большего количества поколений.

Длительность жизненного цикла у различных видов разная. Так, например, у бактерий и дрожжевых грибов период между делениями не превышает и получаса, сосна достигает стадии половой зрелости к $30$-ти годам, а у личинок одного из видов американских цикад развитие «растянулось» на целых$ 17$ лет.

На протяжении жизненных циклов наблюдается чередование ядерных фаз. У многоклеточных животных и высших растений жизненные циклы сопровождаются гаметной редукцией. Зиготная редукция присутствует в жизненных циклах некоторых зеленых водорослей, грибов, одноклеточных животных. Жизненные циклы бывают простыми и сложными.

Простые жизненные циклы

Определение 2

Простой жизненный цикл – это такой цикл, у которого все последовательные поколения не отличаются друг от друга и не сопровождается сменой поколений.

Такой вид цикла свойственен животным с прямым типом развития. Это, к примеру, пресноводная гидра, планария молочно-белая, дождевой червь, речной рак, рептилии, птицы и, конечно, млекопитающие.

Сложные жизненные циклы

Определение 3

Сложный жизненный цикл – это вид цикла, который сопровождается сложными превращениями организма или сменой поколений, которые существенно отличаются между собой.

Его можно проследить на протяжении жизни одной особи, если он происходит с метаморфозом, или на протяжении нескольких поколений, если они последовательно сменяют друг друга.

У бурых водорослей и у всех высших растений жизненные циклы сложные, поскольку они сопровождаются закономерным чередованием поколений. Это половое поколение (гаметофит) и неполовое (спорофит). Гаметофит имеет, как правило, гаплоидный набор хромосом, а спорофит – диплоидный. Только в жизненном цикле мохообразных преобладает половое поколение, а у плаунообразных, хвощей и папоротникообразных доминирует спорофит.

Гаметофит может быть двудомным и однодомным. У однодомного гаметофита на одной особи развиваются как женские, так и мужские половые органы (антеридии и архегонии). У двудомных гаметофитов (таких растений, как кукушкин лен, хвощ полевой) женские и мужские органы формируются на разных особях. Уникальное приспособление возникло у мохообразных. Там спорофит развивается на гаметофите и получает от него питательные вещества. У других высших споровых растений гаметофит является самостоятельным организмом. Но его размеры существенно меньше, чем размеры спорофита.

У семенных растений также существует смена поколений. Но половое поколение значительно редуцировано. Например, у покрытосеменных мужской гаметофит являет собой пыльцовое зерно, состоящее всего из трех клеток – одной вегетативной клетки и двух спермиев. Все они гаплоидные. А женский гаметофит представлен зародышевым мешком, состоящим из семи клеток – шести гаплоидных (яйцеклетка, две синергиды, три клетки-антипода) и диплоидной центральной клетки.

Чередование полового и неполового поколений наблюдается и у животных. Например, сцифоидные медузы имеют неполовое поколение – полипы. Полипы размножаются с помощью почкования, образуя новые полипы. С помощью поперечного деления полипы дают начало особям полового поколения – медузам. Медузы – раздельнополые особи. Они вырабатывают половые клетки и выпускают их в окружающую среду. После оплодотворения яйцеклетки образуется реснитчатая личинка. Она некоторое время свободно плавает, а затем оседает на дно и дает начало полипу.

У таких животных, как сосальщики или у некоторых членистоногих наблюдается чередование поколений, которые размножаются половым путем и партеногенетическим (дафнии).

У некоторых животных можно наблюдать чередование раздельнополого и гермафродитного поколений (круглый червь рабдитис, паразитирующий в легких амфибий).

Замечание 1

Смена поколений, которые размножаются разными способами, усиливает комбинативную изменчивость и способствует лучшей адаптации вида к меняющимся условиям среды.

Источник

Жизненный цикл, или цикл развития, складывается из последовательных фаз (которые часто называют стадиями), отмечающих важнейшие, узловые состояния организма – зарождение, развитие и размножение.

В жизненных циклах организмов, размножающихся половым способом, выделяют две фазы – гаплоидную и диплоидную. Относительная продолжительность этих фаз варьируется у представителей различных групп живых организмов. Так, у простейших и грибов преобладает гаплоидная фаза, а у высших растений и животных – диплоидная.

Удлинение диплофазы в ходе эволюции объясняется преимуществами диплоидного состояния перед гаплоидным. Благодаря гетерозиготности и рецессивности в диплоидном состоянии сохраняются и накапливаются разнообразные аллели. Это повышает объем генетической информации в генофондах популяций и видов, ведет к образованию резерва наследственной изменчивости, что перспективно для дальнейшей эволюции. В то же время у гетерозигот вредные рецессивные аллели не оказывают влияния на развитие фенотипа и не снижают жизнеспособности организмов.

Жизненные циклы бывают простыми и сложными. Сложные состоят из простых циклов, которые в этом случае оказываются незамкнутыми звеньями сложного цикла.

Чередование поколений свойственно почти всем эволюционно продвинутым водорослям и всем высшим растениям. Обобщенная схема жизненного цикла растения, у которого наблюдается чередование поколений, представлена на рис. 11.

Рис. 11. Обобщенная схема жизненного цикла растения, у которого наблюдается чередование поколений

Примером растения с простым циклом может быть одноклеточная зеленая водоросль хлорелла, которая размножается только спорами. Развитие хлореллы начинается с автоспор. Они еще внутри оболочки материнской клетки одеваются собственными оболочками, становясь полностью подобными взрослому растению.

Молодые хлореллы растут, достигают зрелости и становятся органом спорогенеза – вместилищем спор. В материнской клетке возникает 4-8 автоспор – дочерних хлорелл. В результате, жизненный цикл хлореллы представляется как последовательность трех узловых фаз: автоспора → вегетирующеерастение → репродуктивнаяклетка (вместилище) → автоспора и т.д.

Таким образом, простой жизненный цикл при размножении спорами имеет последовательность всего трех узловых фаз: 1 – одноклеточный зачаток как начальная фаза растения, 2 – взрослый организм одно- или многоклеточный, 3 – материнская (репродуктивная) клетка зачатка. После третьей фазы течение жизни приводит снова к фазе одноклеточного зачатка.

Такие простые жизненные циклы для растений не характерны. В подавляющем большинстве групп растений наблюдаются сложные жизненные циклы. Они обычно включают два, иногда три простых цикла. Кроме того, в сложных циклах (при половом размножении) обязательно имеются 1-2 обособленные фазы гаметы и зиготы.

Например, равноспоровый папоротник в природе представлен двумя формами особей – собственно папоротник и заросток папоротника. Заросток папоротника (маленькие зеленые пластинки, едва заметные на почве) является непосредственным потомством крупных перистолистных особей папоротника. Он недолговечен, но успевает дать начало жизни единственной крупнолиственной особи. В результате наблюдается чередование поколений: папоротник → заросток → папоротник.

Папоротник, размножающийся спорами, называется спорофит (бесполая генерация), а заросток размножается гаметами и называется гаметофит (половая генерация). Гаметофит и спорофит определяются только по способу размножения особи. Раздельное существование спорофита и гаметофита невозможно, и они относятся только к растениям со строгим чередованием поколений.

У голосеменных растений женский гаметофит – многоклеточный гаплоидный эндосперм с двумя (у сосны) или несколькими (у других голосеменных) архегониями.

У покрытосеменных растений женский гаметофит обычно редуцирован до семи клеток, архегониев не имеет и называется зародышевым мешком. Зародышевый мешок, гомологичный заростку, микроскопически мал и находится в глубине цветка.

Мужской гаметофит семенных растений развивается из микроспоры и представляет собой пыльцевое зерно (пыльцу), прорастающее в пыльцевую трубку с образованием двух спермиев. Жизненный цикл цветкового растения представлен на рис. 12.

Рис. 12. Жизненный цикл цветкового растения

Жизненные циклы значительно усложняются, если половое размножение чередуется с партеногенетическим и бесполым. Существуют гапло-диплоидные организмы, у которых один пол находится всегда только в гаплофазе, а другой как в дипло-, так и в гаплофазе. К таким организмам относится медоносная пчела (рис. 13).

Рис. 13. Жизненный цикл пчелы

Соматические клетки матки пчелиной семьи диплоидны, и гаплофаза представлена у нее только гаметами. У рабочей пчелы яичники редуцированы, и гаплофаза в ее жизненном цикле отсутствует. Трутни развиваются партеногенетически из неоплодотворенных яиц и имеют гаплоидный набор хромосом. В силу замены мейоза митозом в гаметогенезе трутней их сперматозоиды оказываются также гаплоидными. Следовательно, трутни существуют только в гаплофазе.

Особенно широкой изменчивостью жизненных циклов отличаются грибы (рис. 14). В их жизненном цикле четко выражены три ядерные фазы – гаплоидная, диплоидная и дикарион.

Дикарион найден у Ascomyces и Basidiomyces, у последних он составляет бόльшую часть цикла.

Гаплоидное состояние у Basidiomyces является переходным, а диплоидное существует только как зигота.

У грибов и водорослей соотношение продолжительности гаплофазы и диплофазы меняется, поэтому наблюдаются разные промежуточные варианты жизненных циклов.

Рис. 14. Схема основных жизненных циклов у грибов

(изменения в ядерной фазе указаны различной штриховкой,

стрелками показано направление развития)

Дата добавления: 2015-02-09; просмотров: 330; Нарушение авторских прав

Источник

Жизненные циклы простейших. Формы простейших

Жизненные циклы паразитических простейших имеют ряд существенных особенностей, обусловленных образом их существования. Паразит не может существовать как вил, если не переходит периодически от одною хозяина к другому. Только для небольшого количества видов, передающихся прямым контактом, процесс перехода к другому хозяину не связан с резкими изменениями условий среды.

Примерами такого рода среди паразитов человека могут служить Entamoeba gingivalis и Trichomonas elongata, обитающие в полости рта, и Т. vaginalis – паразит мочеполовых путей. В большинстве случаев у простейших имеются специальные стадии, приспособленные к осуществлению фазы перехода от одного хозяина к другому. Эти стадии носят название пропагативных.

У паразитов кишечника пропагативные стадии обычно приспособлены к переживанию во внешней среде. Большинство простейших кишечника образует цисты, одетые плотной оболочкой. При созревании цист ряда видов (Entamoeba histolytica, E. coli, Lamblia intestinalis и др.) происходит несколько последовательных делений ядра.

После попадания зрелой многоядерной цисты в нового хозяина происходит деление цитоплазмы с образованием нескольких особей. Цисты обычно снабжены запасом питательных веществ, расходующихся в процессе созревания и при пребывании цисты во внешней среде. Пропагативной стадией кокцидий является одетая оболочкой оплодотворенная женская половая клетка (ооциста).

Большинство простейших-паразитов тканей и крови позвоночных передается от одного хозяина другому при помощи переносчика. Пропагативные стадии в этом случае локализуются в крови или в наружных покровах позвоночного. Возбудитель болезни Шагаса, Trypanosoma cruzi, размножается в лейшманиальной фазе в клетках внутренних органов. Лейшманиальные формы паразита превращаются в трипаносом, которые проникают в кровяное русло, но в нем не размножаются.

Передача инфекции происходит через переносчика, кровососущего клопа. Возбудитель индийского висцерального лейшманиоза (кала-азара) Leishmama donovani размножается в гистофагоцитных клетках тканей, мало доступных для переносчика. Однако на поздней стадии процесса на коже больного может образовываться поздний лейшманоид – поражение, содержащее большое количество лейшманий. В отдельных случаях при этом заболевании лейшманий встречаются и в крови. Пропагативнымн стадиями малярийных паразитов являются гамонты, циркулирующие в кровяном русле хозяина.

Наряду с пропагативнымн стадиями в жизненном цикле тканевых паразитов имеются так называемые инвазионные стадии, приспособленные к внедрению в позвоночного хозяина. Так, развитие представителей рода Trypanosoma в переносчике кончается образованием метациклических трипаносом, которые в переносчике уже не размножаются и приспособлены к развитию в позвоночном хозяине. Инвазионными стадиями малярийных паразитов являются спорозоиты.

В настоящей статье принята наиболее распространенная система простейших. Новейшие исследования внесли ряд корректив в систему типа. Часть из них будет рассмотрена в тексте.

Тип Protozoa делится на два подтипа: Plasmodroma и Ciliophora. Первый подтип включает классы: саркодовые (Sarcodina), жгутиконосцы (Mastigophora) и споровики (Sporozoa). Второй подтип представлен классом ресничных (Ciliaia).

– Также рекомендуем “Паразитические простейшие человека. Саркодовые”

Оглавление темы “Протозоология. Особенности простейших”:

1. История протозоологии. Отечественная школа протозоологии

2. Морфология простейших. Жгутики и реснички простейших

3. Органеллы простейших. Особенности питания простейших

4. Размножение простейших. Вирулентность простейших

5. Жизненные циклы простейших. Формы простейших

6. Паразитические простейшие человека. Саркодовые

7. Жгутиконосцы. Лейшмании и трипаносомы

8. Структура и функции кинетопласта. Морфология лямблий

9. Споровики. Жизненный цикл споровиков

10. Семейства Plasmodiidae. Подкласс книдоспоридий (Cnidosporidia) и токсоплазмы

Источник

Авторы: Л. В. Полищук, М. М

ЖИ́ЗНЕННЫЙ ЦИКЛ (англ. life cycle), 1) в био­ло­гии – со­во­куп­ность всех фаз раз­ви­тия ор­га­низ­ма от оп­ло­до­тво­рён­ной яй­це­клет­ки до ста­дии зре­ло­сти, ко­гда ор­га­низм ста­но­вит­ся спо­соб­ным дать на­ча­ло сле­дую­ще­му по­ко­ле­нию. В про­стей­шем слу­чае Ж. ц. вклю­ча­ет толь­ко од­но по­ко­ле­ние: от зи­го­ты до взрос­ло­го ор­га­низ­ма (напр., у боль­шин­ст­ва по­зво­ноч­ных), в бо­лее слож­ных – неск. по­коле­ний (см. Че­ре­до­ва­ние по­ко­ле­ний). При этом на про­тя­же­нии Ж. ц. про­ис­хо­дит сме­на раз­ных спо­со­бов раз­мно­же­ния – напр., обыч­ное по­ло­вое раз­мно­же­ние сме­ня­ет­ся пар­те­но­ге­не­зом (у тре­ма­тод, ря­да круг­лых чер­вей, ко­ло­вра­ток, даф­ний, тлей и др.) или бес­по­лым раз­мно­же­ни­ем пу­тём по­пе­реч­но­го де­ле­ния или об­ра­зо­ва­ния мно­го­кле­точ­ных ве­ге­та­тив­ных тел (в т. ч. у ки­шеч­но­по­ло­ст­ных – сци­фо­ид­ных и гид­ро­ид­ных, у обо­лоч­ни­ков – ас­ци­дий, сальп). Со­от­вет­ст­вен­но про­дол­жи­тель­ность Ж. ц. оп­ре­деля­ет­ся дли­тель­но­стью су­ще­ст­во­ва­ния од­но­го по­ко­ле­ния (напр., од­но­лет­ние, дву­лет­ние и мно­го­лет­ние рас­те­ния) или чис­лом по­ко­ле­ний (ге­не­ра­ций) в со­ста­ве од­но­го Ж. ц. На­ря­ду с ак­тив­ной фа­зой дли­тель­ность Ж. ц. вклю­ча­ет так­же пе­ри­од по­коя, или диа­пау­зы.

Раз­ли­ча­ют про­стой Ж. ц. – при пря­мом раз­ви­тии ор­га­низ­мов (напр., у боль­шин­ст­ва по­зво­ноч­ных, у пау­ков) и слож­ный – с ме­та­мор­фо­зом или с че­ре­до­ва­ни­ем по­ко­ле­ний. При раз­ви­тии с ме­та­мор­фо­зом особь из­ме­ня­ет свой внеш­ний вид, внутр. строе­ние и об­раз жиз­ни. У май­ско­го жу­ка, напр., это яй­цо – личин­ка – ку­кол­ка – има­го, у ля­гуш­ки – яй­цо – го­ло­ва­стик – взрос­лая особь. В Ж. ц. с че­ре­до­ва­ни­ем по­ко­ле­ний сме­ня­ют­ся осо­би с раз­ным спо­со­бом раз­мно­же­ния. У сци­фо­ид­ных, напр., яй­цо – пла­ну­ла – сци­фи­сто­ма (раз­мно­жа­ет­ся по­пе­реч­ным де­ле­ни­ем) – эфи­ра – ме­ду­за, вы­мё­ты­ваю­щая яй­ца; у тлей: яй­цо – сам­ка-ос­но­ва­тель­ни­ца – бес­кры­лые осо­би (раз­мно­жа­ют­ся пар­те­но­ге­не­ти­че­ски) – кры­ла­тые осо­би-ми­гран­ты – сам­цы и сам­ки, от­кла­ды­ваю­щие яй­ца. Из про­стей­ших наи­бо­лее слож­ны Ж. ц. у спо­ро­ви­ков, в т. ч. у ге­мо­спо­ри­дий. У па­ра­зи­тич. гри­бов Ж. ц. по слож­но­сти сход­ны с Ж. ц. у па­ра­зи­тич. чер­вей, раз­ви­ваю­щих­ся со сме­ной хо­зя­ев; напр., в Ж. ц. ржав­чин­ных гри­бов име­ют­ся ста­дии раз­ви­тия, даю­щие раз­ные ви­ды спор: га­п­ло­ид­ные пик­нос­по­ры, дву­ядер­ные эци­ди­ос­по­ры, уре­дос­по­ры и те­лей­тос­по­ры, а так­же га­п­ло­ид­ные ба­зи­ди­ос­по­ры.

С эко­ло­гич. по­зи­ций Ж. ц. пред­став­ля­ет со­бой со­во­куп­ность эта­пов раз­ви­тия с раз­ным со­от­но­ше­ни­ем за­трат энер­гии на под­дер­жа­ние су­ще­ст­во­ва­ния, рост и раз­мно­же­ние. Напр., мо­ло­дые не­по­ло­во­з­ре­лые осо­би зна­чит. часть энер­гии вкла­ды­ва­ют в рост, а взрос­лые по­ло­воз­ре­лые осо­би – в раз­мно­же­ние. Осо­бый ин­те­рес вы­зы­ва­ет дли­тель­ность пре­бы­ва­ния ор­га­низ­ма на той или иной ста­дии (в ча­ст­но­сти, воз­раст на­сту­п­ле­ния по­ло­вой зре­ло­сти). Со­от­но­ше­ния за­трат энер­гии за­ви­сят от био­тич. и абио­тич. ус­ло­вий, а так­же от ог­ра­ни­че­ний, на­кла­ды­вае­мых пред­ше­ст­вую­щим эво­люц. раз­ви­ти­ем, и не­воз­мож­но­сти в си­лу ог­ра­ни­чен­но­сти ре­сур­сов вкла­ды­вать энер­гию во все ви­ды жиз­не­дея­тель­но­сти од­но­вре­мен­но.

С ге­не­тич. по­зи­ций Ж. ц. – это че­ре­до­ва­ние ди­п­ло­ид­ной и га­п­ло­ид­ной фаз раз­ви­тия. У всех мно­го­кле­точ­ных жи­вот­ных, боль­шин­ст­ва выс­ших рас­те­ний (за ис­клю­че­ни­ем мхов) и ря­да дру­гих ор­га­низ­мов (напр., бу­рая во­до­росль ла­ми­на­рия) в Ж. ц. пре­об­ла­да­ет ди­п­ло­ид­ная ста­дия; у мно­го­кле­точ­ных жи­вот­ных га­п­ло­ид­ны толь­ко га­ме­ты. У мхов га­п­ло­ид­ная ста­дия (га­ме­то­фит) до­ми­ни­ру­ет над ди­п­ло­ид­ной (спо­ро­фи­том) и мо­жет быть пред­став­ле­на лис­то­сте­бель­ным рас­те­ни­ем (сфаг­нум, ку­куш­кин лён). Др. при­ме­ры пре­об­ла­да­ния га­п­ло­ид­ной ста­дии да­ют гри­бы и не­ко­то­рые во­до­рос­ли (кут­ле­рия). У ря­да во­до­рос­лей (напр., у уль­вы) ди­п­ло­ид­ная и га­п­ло­ид­ная ста­дии раз­ви­ты оди­на­ко­во.

2) В со­цио­ло­гии и пси­хо­ло­гии – осн. ста­дии жиз­нен­но­го пу­ти че­ло­ве­ка. Вклю­ча­ет: ро­ж­де­ние, мла­ден­че­ст­во, дет­ст­во, под­ро­ст­ко­вый воз­раст, юность, зре­лость, по­жи­лой воз­раст, ста­рость, смерть. Оп­ре­де­лён­ным цик­лам под­чи­ня­ет­ся так­же сме­на по­ко­ле­ний в об­ще­ст­ве.

Пе­ре­ход от од­ной ста­дии Ж. ц. к дру­гой пред­став­ля­ет со­бой не про­сто био­ло­гич. со­зре­ва­ние ин­ди­ви­да, а его со­ци­аль­ное взрос­ле­ние и ста­ре­ние. Та­ким об­ра­зом, воз­раст (см. Воз­раст че­ло­ве­ка) есть не­кий со­ци­аль­ный кон­ст­рукт, ко­то­рый к то­му же име­ет чёт­ко вы­ра­жен­ные осо­бен­но­сти в раз­ных куль­ту­рах и ген­дер­ных общ­но­стях. В совр. трак­тов­ке Ж. ц. рас­смат­ри­ва­ет­ся как со­во­куп­ность дос­та­точ­но са­мо­стоя­тель­ных и вме­сте с тем взаи­мо­свя­зан­ных ме­ж­ду со­бой эта­пов, как про­цесс са­мо­реа­ли­за­ции ин­ди­ви­да на про­тя­же­нии всей его жиз­ни. Так, ещё не­дав­но дет­ст­во счи­та­лось под­го­то­вит. пе­рио­дом к взрос­ло­сти. Се­го­дня оно трак­ту­ет­ся как са­мо­цен­ный пе­ри­од.

Од­ним из пер­вых, кто об­ра­тил вни­ма­ние на «ста­ди­аль­ные» осо­бен­но­сти ин­ди­ви­ду­аль­но­го раз­ви­тия, был амер. пси­хо­лог Э. Эрик­сон. Ему при­над­ле­жит став­шая се­го­дня клас­си­че­ской мо­дель Ж. ц., вклю­чаю­щая во­семь по­сле­до­ва­тель­ных эта­пов пси­хо­со­ци­аль­но­го раз­ви­тия че­ло­ве­ка, сме­на ко­то­рых про­ис­хо­дит в ре­зуль­та­те воз­рас­тных кри­зи­сов, обу­слов­лен­ных фи­зио­ло­гич. из­ме­не­ния­ми в ор­га­низ­ме. Про­бле­мы Ж. ц. рас­смат­ри­ва­лись так­же в ра­бо­тах оте­че­ст­вен­ных (Л. С. Вы­гот­ский, А. Н. Ле­он­ть­ев, Д. Б. Эль­ко­нин) и за­ру­беж­ных (Ж. Пиа­же, М. Мон­тес­со­ри) пси­хо­ло­гов.

По­ня­тие «Ж. ц.» ис­поль­зу­ет­ся при­ме­ни­тель­но к ши­ро­ко­му кру­гу со­ци­аль­но-эко­но­мич. про­цес­сов. Ж. ц. ор­га­ни­за­ций – со­во­куп­ность ста­дий – от ро­ж­де­ния до ста­ре­ния и воз­ро­ж­де­ния, ко­то­рые про­хо­дит ор­га­ни­за­ция за пе­ри­од функ­цио­ни­ро­ва­ния. Ж. ц. ин­но­ва­ций вклю­ча­ет 5 эта­пов: за­ро­ж­де­ние (прив­не­се­ние), ап­ро­ба­цию (се­лек­ция), адап­та­цию, ин­те­гра­цию, ути­ли­за­цию про­дук­та. См. так­же Жиз­нен­ный цикл то­ва­ра.

Источник