Разнообразие личинок у разных организмов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Минобрнауки РФ

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный гуманитарный университет"

Институт естественных наук

Кафедра биологии

Реферат

Разнообразие личинок у разных организмов

Студент Пивень Е.Ю.

Направление подготовки биология, 2 курс

Киров, 2015

Оглавление

Введение

1. Личинка

2. Разнообразие личинок у разных организмов

Заключение

Литература

Введение

Происхождение личиночной стадии является предметом оживленной дискуссии зоологов. Очевидно, что личиночная стадия возникала в онтогенезе животных неоднократно и разными способами. Можно допустить, например, что личинка современного животного является видоизмененной дефинитивной формой предка. В этом случае личиночная стадия соответствует взрослой предковой форме, давшей начало современному животному путем надстройки анцестрального онтогенеза. Эта идея предполагает, что репродуктивная функция смещается на стадии, которые возникли в результате указанной надстройки. Такого рода личинки, исходно существовавшие как взрослые формы анцестральных животных, можно назвать первичными. Во избежание недоразумения надо иметь в виду, что в научной литературе термин «первичная личинка» используется также для обозначения личинок животных, в отношении которых предполагается их изначальное существование. Нельзя не заметить, что сторонники имманентности личиночной стадии обходят вопрос о механизмах возникновения онтогенеза, в ходе которого происходит смена одного плана строения организма другим. В дальнейшем первичными мы будем называть личинок, возникших предположительно в результате трансформации взрослых предковых форм каких-то древних микроскопических животных.

Личиночная стадия может возникнуть и как вставочная фаза в онтогенезе, имевшем ранее установку на развитие дефинитивной формы. Адаптивное значение такой вставки, по-видимому, состоит в разделении фазы репродукции, свойственной половозрелой форме, и фазы накопления энергетических ресурсов, которое становится теперь прерогативой главным образом личинки. Появление личиночной фазы может расширить ареал обитания вида благодаря освоению личинкой дополнительных экологических ниш.

1. Личинка

Эмбриональным периодом принято называть отрезок времени от начала развития до рождения или до момента выхода зародыша из яйцевых оболочек. В конце эмбрионального периода развивающийся индивидуум может иметь план строения, характерный для взрослой формы, но может и существенно отличаться от нее по целому ряду важных параметров. В первом случае говорят о животных с прямым развитием, у которых в результате эмбриогенеза возникает ювенильная форма. Во втором случае речь идет о животных с непрямым, или личиночным развитием. Личинка -- стадия развития, на которой животное, не достигнув дефинитивного плана строения, характерного для половозрелой формы, обнаруживает тем не менее способность к активному движению и, часто, к самостоятельному питанию. Личинки обычно имеют специализированные органы движения, достаточно развитую нервную систему и органы чувств, дифференцированную пищеварительную систему. План строения личинки может резко отличаться от плана строения взрослого организма. Как правило, у личинок отсутствует половая система. Исключение представляют лишь неотенические личинки.

Функции, выполняемые личинками, разнообразны. Одна из функций состоит в обеспечении последующего развития энергией. Среди пелагических личинок беспозвоночных животных различают лецитотрофные и планктотрофные формы. Энергетическим ресурсом лецитотрофных личинок служит желток, запасенный в яйце. Планктотрофные личинки питаются, поглощая главным образом фитопланктон. У планктотрофных личинок имеются особые личиночные органы -- ресничные кольца (трохофора) или ресничные шнуры (диплеурула), с помощью которых пищевые частицы направляются в область ротового отверстия. Питание личинок может происходить и за счет растворимых предшественников макромолекул, поглощаемых из морской воды непосредственно тканями личинки.

Наличие планктотрофной личинки и возможность раннего перехода к активному питанию позволяет обойтись минимальными запасами желтка в яйце, что особенно важно при отсутствии у животного специализированных гонад. Стратегия развития, направленная на скорейшее включение механизма активного питания, позволяет производить большое количество яиц с умеренными запасами желтка и других энергоемких веществ и органелл. У лецитотрофных личинок развитие пищеварительной системы, напротив, может запаздывать.

Важной функцией личинок является расселение особей по ареалу, а также (у бентосных форм) выбор субстратов, подходящих для дальнейшего развития. Адаптивный характер распространения личинок за пределы ареала, занимаемого родительскими организмами, обусловлен и тем, что расселение создает предпосылки для генетического взаимодействия с представителями других популяций и интенсифицирует, таким образом, процесс формирования генетического разнообразия. Реализация этой функции становится возможной благодаря возникновению разнообразных органов движения, развитию элементов нервной системы и формированию специализированных клеток или органов, обеспечивающих прикрепление личинки к субстрату.

У многих паразитических животных личинка осуществляет выбор хозяина. Личинка моногенетических сосальщиков -- онкомирацидий -- снабжена ресничными поясами, обеспечивающими двигательную активность. Онкомирацидий имеет мозговой ганглий, глаза, кишечник, протонефридии. С помощью прикрепительного аппарата, несущего разнообразные крючки, плавающий мирацидий закрепляется на поверхности тела головастика, а позднее претерпевает метаморфоз и проникает в ткани хозяина. У дигенетических сосальщиков в ходе сложного жизненного цикла образуются разные формы личинок, обеспечивающих смену хозяев. Из попавшего в водную среду яйца образуется ресничная личинка -- мирацидий. На переднем конце личинки располагается хоботок со стилетом, глазки и нервный ганглий. Мирацидий проникает в промежуточного хозяина (обычно моллюски) и превращается в спороцисту, у которой органы мирацидия редуцируются. Особые генеративные клетки спороцисты дают начало новому партеногенетическому поколению -- редиям (по имени Ф. Реди), которые остаются в первичном хозяине и за счет своих генеративных клеток образуют новое личиночное поколение -- церкарии (от греч. -- хвост). Церкарии имеют характерный хвостовой придаток, две присоски, иногда стилет и глазки. Церкарии покидают первичного хозяина и после периода свободной жизни в водной среде проникают в ткани вторичного промежуточного хозяина, где и претерпевают очередной метаморфоз. При поедании промежуточного хозяина личинка паразитического червя попадает в пищеварительный тракт окончательного хозяина, где и превращается в дефинитивное половозрелое животное.

Превращение личинки во взрослую форму, или метаморфоз предполагает замену дифференцированных личиночных структур дефинитивными. Личиночные органы обычно подвергаются разрушению. Клеточный материал при этом утилизируется или, если специализация не зашла слишком далеко, дедифференцируется и используется вновь при образовании дефинитивной формы животного. В некоторых случаях при метаморфозе происходит отторжение личиночных структур. Например, у немертин из отряда Heteronemertini имеет место некротический метаморфоз. У этих животных дефинитивное тело образуется за счет особых эктодермальных впячиваний -- имагинальных дисков, которые погружаются внутрь личинки и, срастаясь между собой, формируют новый дефинитивный кожный покров. Молодая немертина, сформировавшаяся внутри пилидия, покидает покровы личинки и съедает их. Глубина метаморфоза зависит от уровня специализации личиночных тканей и органов: чем более специализирована личинка, тем более глубокие преобразования происходят при ее превращении.

У ряда животных личинки обладают способностью к бесполому размножению (например, у некоторых мшанок, асцидий, иглокожих). Известна также способность некоторых личинок к половому размножению. В этом случае у личинок формируется половая система, подобная половой системе взрослых животных, что можно рассматривать как проявление своеобразной гетерохронии. При этом различают прогенез, или раннее развитие половых продуктов до достижения взрослой стадии, и неотению, или задержку развития соматических органов. Широко известна неотения амбистом -- хвостатых амфибий, имеющих половозрелых личинок -- аксолотлей. Задержка развития соматической сферы взрослых животных у амбистом связана с пониженной функцией щитовидной железы. Популяции аксолотлей могут поддерживать свое существование без достижения конечной фазы развития.

личинка биологический дефинитивный эмбриогенез

2. Разнообразие личинок у разных организмов

Непрямое (с превращением, с метаморфозом) - когда личинка сильно отличается от родителя (лягушки, насекомые). Это позволяет избежать конкуренции родителей и детей за пищу и территорию.

Личинка лягушки (головастик) не похожа на взрослое земноводное, а похожа на рыбу (нет конечностей, жаберное дыхание, боковая линия и т.п.). Постепенно (в течение 3-4 месяцев) происходит развитие органов взрослых земноводных.

У всех насекомых непрямое развитие(с превращением), делится на 2 вида:

1) С полным превращением - из яйца развивается личинка, она питается, растет, затем превращается в покоящуюся стадию куколку, внутри которой происходит полная перестройка всех органов, из куколки выходит взрослое насекомое (имаго). Полное превращение характерно для: чешуекрылых (бабочек), жесткокрылых (жуков), двукрылых (мух и комаров), перепончатокрылых (пчел, ос, шмелей) и т.п.

Отряд Чешуекрылые.

Гусеница является личинкой бабочки. Она обычно червеобразная, с грызущим ротовым аппаратом. Физиологической особенностью гусениц является наличие пары изменённых слюнных желез, открывающихся общим каналом на нижней губе и вырабатывающих особый секрет, который быстро затвердевает на воздухе, образуя шёлковую нить. Большинство гусениц являются фитофагами -- питаются листьями, цветками и плодами растений. Ряд видов -- кератофаги -- питаются воском, шерстью, роговыми веществами (гусеницы молей рода Ceratophaga живут в рогах африканских антилоп, питаясь кератином). Немногие виды являются ксилофагами -- стеклянницы и древоточцы. Гусеницы некоторых видов -- хищники, питаются тлями, червецами, личинками и куколками муравьёв. К примеру, гусеницы пядениц рода Eupithecia, которые обитают на Гавайских островах, являются насекомоядными и обладают целым арсеналом приспособлений для поимки добычи. Гусеницам некоторых видов свойственна олигофагия -- питание очень ограниченным количеством видов растений. Например, гусеницы поликсены питается лишь четырьмя видами растений рода кирказон.

Отряд Жесткокрылые.

Личинки жуков весьма разнообразны, однако обладают общими чертами строения: характеризуются развитой, сильно склеротизированной головой с грызущим ротовым аппаратом, преимущественно удлинённым мясистым телом с мягкими или склеротизированными покровами. У скрытно живущих личинок окраска обычно белая или желтоватая, редко розовая, а у открыто живущих видов -- тёмная: чёрная, серая, бурая, грязно-зелёная (личинки некоторых листоедов, питающиеся открыто на листьях); иногда на основном фоне могут находиться красные, жёлтые, бурые или металлически блестящие пятна.

Отряд Двукрылые.

Личинки червеобразные по форме, часто с суженным передним концом. Полностью лишены настоящих (членистых) грудных ног. Локомоция осуществляется с помощью ложных ножек (выросты тела, содержащие полость), ползательных валиков (утолщения стенки тела) или же движений всего тела. Число сегментов личинки -- меньше или равно 13 (3 грудных и 10 брюшных). У некоторых может появляться вторичная сегментация.

Отряд Перепончатокрылые.

Личинки представляют весьма различное строение. У одних (пилильщиков) личинки живут свободно на листьях, по внешнему виду похожи на личинок (гусениц) бабочек (отсюда название -- ложные гусеницы) и имеют 3 пары грудных и 6--8 пар брюшных ног. У рогохвостов (Siricidae) личинки живут в дереве или (Cephidae) в стеблях и ветвях растений и имеют 3 пары недоразвитых грудных ног. У остальных перепончатокрылых личинки живут в гнездах или внутри питательных веществ и бывают лишены ног. Куколки перепончатокрылых всегда относятся к типу свободных куколок (Pupa libera; см. Насекомые). Перед окукливанием личинка обыкновенно делает из выделяемых ею шелковинок рыхлый или плотный кокон, тогда как другие окукливаются без кокона.

2) Неполное превращение - когда отсутствует стадия куколки, личинка в процессе линек постепенно превращается в имаго. Организмы с неполным превращением -- клопы, стрекозы, тараканы, прямокрылые, вши, некоторые земноводные и другие.

Отряд Поденки.

Личинки поденок развиваются в воде. Они более разнообразны, чем взрослые формы. Личинки живут дольше, 2--3 года, и ведут неодинаковый образ жизни. Питаются личинки разлагающимися органическими веществами, водорослями, мелкими беспозвоночными и за время развития линяют до 25 раз.

Отряд Стрекозы.

Личинки стрекоз живут в стоячих и медленно текущих водоемах. Они хищники, ловят рачков, насекомых, мелких пиявок, а крупные даже головастиков и мальков рыб при помощи ловчего аппарата -- маски.

Подотряд Таракановые.

Личинки тараканов - нимфы -- практически ничем не отличаются от взрослых особей, разве что имеют более скромные размеры и у них, как правило, отсутствуют крылья. Нимфы питаются теми же кормами, что и имаго, живут вместе с ними, ведут такой же образ жизни.

Отряд Богомоловые.

Самка откладывает от 10 до 400 яиц, которые, подобно таракановым, упаковывает в оотеки. Оотеки развешиваются на траву или на ветви деревьев и кустарников. В регионах с достаточно холодными зимами именно оотеки являются зимующей стадией. Богомол в первой личиночной стадии имеет червеобразную форму, а, покинув оотеку, линяет и приобретает характерный облик богомола.

Отряд Веснянки.

Личинки веснянок, имеющие удлиненное, уплощенное тело, несколько схожи с личинками поденок, но у них только две хвостовые нити. Живут они преимущественно в текучих водах, часто быстрых и холодных, среди камней или других подводных предметов, под которыми прячутся. Подобно взрослым насекомым, личинки быстро бегают и ловко ползают, а плавают редко. Развитие длится 1--3 года, за это время личинки линяют до 30 раз. Как и личинки поденок, личинки веснянок играют существенную роль в питании некоторых рыб, в частности лососевых. Личинки веснянок очень чувствительны к чистоте воды, и по их присутствию судят о степени загрязнения рек.

Отряд Прямокрылые.

На примере саранчи, вылупившись из яйца, личинка начинает взрослую жизнь. Она ищет травинку , садится на нее и, придерживая травинку передними конечностями, постепенно вгрызаетcя в нее.

Отряд Уховертки.

Только что вылупившиеся уховёртки серовато-бурые, длиной около 4,2 мм. В этом возрасте крылья почти не развиты, форцепсы едва заметны. С каждой линькой окраска тела темнеет, органы постепенно принимают очертания взрослого насекомого. Промежуточные стадии между линьками продолжаются 18--24, 14--21, 15--20 и около 21 дня.

Отряд Вши.

Гниды очень устойчивы к внешним воздействиям и защищают яйца паразитов от химии и перепадов температур. При нормальных условиях цикл развития гнид составляет около 6-8 дней. Примерно через неделю из яиц вылупляются личинки. По размерам они чуть больше яиц и могут достигать в длину до 1,5 миллиметров. Да данном этапе развития оно практически бесцветные, так как их хитиновый панцирь ещё не сформировался полностью.

Отряд Полужесткокрылые.

У нимф присутствуют основные морфологические признаки имаго, однако надкрылья и крылья имеются в виде более или менее развитых крыловых зачатков, которые не соприкасаются по шву и не отделены чётко от щитка. На спинной стороне брюшка у нимф обычно имеются одна, две или три пары отверстий пахучих желёз. Глазки во всех случаях отсутствуют. Лапки всегда состоят не более чем из двух члеников, а усики не более чем из четырёх. Нимфы к полёту не способны.

Заключение

Личинки обычно служат стадией, предназначенной для расселения и обеспечивающей распространение вида. Это особенно важно для сидячих организмов, так как устраняет проблему перенаселения.

Личинки отличаются от взрослых особей и по биологии питания, и по своему местообитанию, и по способам передвижения (летающая стрекоза и её плавающая личинка), особенностям поведения. Благодаря этому один вид может на протяжении всего жизненного цикла пользоваться возможностями, предоставленными двумя экологическими нишами. Это увеличивает шансы на выживание вида.

Они могут приспособиться к различным условиям, ожидающим их во второй жизни, они обладают физиологической выносливостью. Во многих случаях они достигают весьма высокой организации, когда недоразвитыми остаются только половые органы. Но у аксолотля (амфибии) даже половые органы развиты до такой степени, что он может размножаться.

Литература

1. Бессолицына Е.В. и др. Общая биология в вопросах и ответах: учебное пособие. - Киров, Вятская гуманитарная гимназия, 2002. - 166 с.

Размещено на Allbest.ru