Růst a vývoj


Od té doby, a to jak v průběhu evoluce vznikly mnohobuněčných organismů, přeměna oplodněného vajíčka do dospělého probíhá v každé generaci v procesu růstu a vývoje . Růst, tj. Zvýšení velikosti, se dosahuje zvýšením počtu podjednotek, jako jsou molekuly a buňky. Vývoj, tj. Kvalitativní změna, je zajištěna syntézou nových sloučenin a tvorbou buněk různých typů v důsledku diferenciace. Procesy růstu a vývoje mají určité fyzické omezení, které udržují změnu velikosti a tvaru v určitých mezích. Se zvětšením lineárních rozměrů se plocha zvýší o faktor čtyři a objem činí 8. To má zásadní význam pro parametry, jako je regulace teploty a pevnost konstrukce potřebné k udržení rostoucí tělesné hmotnosti. Ačkoli buňky se objevují ve všech velikostí - od malých až velkých spermie pštrosí vejce - jejich velikosti jsou však omezeny na ty vzdáleností, které se mohou rychle překonat živiny a rozkladné produkty difundují do cytoplazmy. Některé z největších buněk našeho těla - nervové a svalové buňky - se vyrovnávají s těmito omezeními, což spojuje nárůst délky se silným zmenšením průměru. Na druhou stranu, snížení velikosti buněk nemůže být neomezeno: je nutný minimální objem, kdy by mohly být lokalizovány všechny různé intracelulární struktury.Růst a vývoj jsou tradičně vnímány jako procesy, které se postupně zvyšují (s znaménkem plus); ve skutečnosti mohou jít a se znaménkem mínus. Proto obecně platí, že růst je změnou, nikoliv "přírůstkem". Základním vlastnictvím růstu je obnovení, tj. Ztráta jednotlivých částí a přidání nových. Při růstu s pozitivním znaménkem jsou procesy syntézy aktivnější než procesy rozpadu. Při stárnutí převládá opačný vztah. Během většiny života dospělého těla jsou syntéza a rozpad vyváženy. Můžeme říci, že ve stavu rovnováhy tělo v každém okamžiku trochu umře a je mírně znovuzrozeno. Poločas rozpadu látek obsažených v těle se měří v intervalech několika minut až několika měsíců. Ve stavu neustálé obnovy jsou všechny organely buňky. Životnost mnoha typů buněk je omezená a to znamená, že jejich počet zůstává konstantní pouze proto, že se tvoří nové buňky tohoto typu. Renovace je možná i na úrovni tkáně - například ve vaječnících dochází k zrání nových folikulů, které nahrazují ztráty v předchozím menstruačním cyklu.
RŮST BUNKŮ
Všechny živé věci jsou tvořeny buňkami. Vzhledem k tomu, že buňky nemohou být větší než některé maximální velikosti, růst organismu je možný pouze kvůli nárůstu počtu buněk. Toho je dosaženo pomocí rozdělení mitózy-buněk, ve kterém je jádro nejprve rozděleno na dvě části a potom na cytoplasmus. Každá ze dvou buněk vytvořených jako výsledek mitózy je polovina původní. Proto před pokračováním do dalšího rozdělení musí buňky projít růstovým obdobím, během kterého zdvojnásobí počet organel a doplní množství cytoplazmy.Teprve po obnovení normální velikosti buňky jsou připraveny pro další dělení.
Viz také CAGE. Tvar a velikost buněk závisí na jejich funkci. Lidské tělo je zhotoveno z buněk několika set různých typů, které se podle své schopnosti rozdělit rozdělí do tří kategorií. Nejvyšší mitotická aktivita má buňky obnovujících tkání, které jsou pojmenovány tak, že jsou neustále aktualizovány na úrovni buněk. Například epidermální buňky se dělí, jsou v bazální vrstvě pokožky; pak když se pohybují na povrch kůže, rozlišují se a jednou na povrchu zemřou a odlehčují po několika týdnech. Epitelové buňky lemující zažívací trakt, někdy žijí jen několik dní, po které zemřou a jsou vylučovány fekálními hmotami. Sperma, vajíčka a krvinky určen ke stejnému osudu: oni se narodí, stárnou a umírají, a proces jejich nahrazení novými buňkami se mnohokrát opakuje. Buňky druhé kategorie jsou schopné mitózy, ale potenciálně mohou existovat, dokud je organismus jako celek živý. Takové buňky tvoří tzv. rostoucí tkáně: rostou pouze během růstu celého těla a po dosažení konečného rozměru těla se mitotická aktivita zastaví. Roztažené tkáně tvoří mnoho vnitřních orgánů - játra, ledviny a žlázy, a to jak endo-, tak exokrinní. Třetí kategorie zahrnuje buňky, které na konci prvních fází vývoje úplně ztrácejí schopnost rozdělit. Příklady jsou buňky takových tkání jako jsou nervové a svalové. Ačkoli tyto buňky mohou zůstat naživu, pokud je tělo naživu, jsou tak vysoce specializované, že mitóza je pro ně nemožná.Proto srdce a mozek nejsou schopné regenerace. Jejich buňky mohou růst ve velikosti, ale ne v počtu, a tyto orgány, alespoň u vyšších zvířat, konzumují ve vývoji celý zásob embryonálních buněk, což by mohlo zajistit další obnovu poškozeného tkáně. U dolních obratlovců - ryb a obojživelníků - se zachová dostatečný počet nediferencovaných buněk, aby se zajistila regenerace některých částí mozku, míchy a srdce. Mezi novci jsou druhy, které mohou regenerovat i objektiv a sítnici po úplném vyříznutí těchto struktur.
RASTLINY
V semenách rostlin se vyskytuje endosperm, který zásobuje embryo živinami podobným tomu, jak žloutek poskytuje výživu rozvíjejícímu se embryu zvířat. Semena cévnatých rostlin během klíčení tvoří kořeny a výhonky. Navzdory významným rozdílům mezi kořeny a výhonky mají mnoho společného. Oba jsou opakovaně rozvětvené a jejich rostoucí tipy, tvořené nediferencovanými buňkami, tvoří kužely růstu (apikální meristémy). Více mitotických dělení v růžovém kužele neustále dodává nové buňky, které poskytují růst délky. Přímo za touto zónou šíření jsou zóny diferenciace a rozšíření; zde se nově vytvořené buňky přeměňují na specializované buňky xylem a phloem - vodivé tkáně rostliny. V procesu diferenciace se tyto buňky značně roztahují v délce, což zajišťuje velmi rychlý růst výhonků (například v bambusu). Mezi xylem a phloemem je vrstva kambicových buněk, díky které se stonky a kořeny zhušťují.Výše uvedený popis se týká hlavně stromů a keřů. Na rozdíl od nich, v mnoha bylinných rostlinách, je oblast růstu listů na základně a nikoli na vrcholu. Listy rostou na jejich dně, a proto se trávník musí opakovat. Stromy a živé ploty jsou také ořezány, aby jim daly určitý tvar, ale jejich rozrůstající se zóny jsou odříznuty. Výsledkem je, že po prořezávání větví, keřů a stromů narůstá tloušťka, protože když je špička poškozena, meristemy vzdálené od špičky přebírají funkce ztracené části. Před odstraněním apikálního meristému, který měl zpomalující účinek, byly tyto postranní meristémy v latentním stavu; osvobozené od inhibice, vedou ke vzniku postranních větví. Tento jev ilustruje mechanismus, který reguluje růst rostlin. Apikální meristém vyvíjí hormonální látky (auxiny), které při pohybu dolů na stonku potlačují růst jiných meristémů. Auxinové také definují rostlinné tropismy, například tendenci růst směrem ke zdroji světla. Deaktivace na osvětlené straně stonku stimuluje prodloužení stopky na stinné straně, což způsobuje sklon k světelnému zdroji. Podmínky vegetace také závisí na světle: každý druh rostliny začíná a končí růst, květy a produkuje semena v určitou dobu roku. V mírných zeměpisných šířkách jsou cykly životního cyklu rostlin přizpůsobeny kolísání teplot a prodloužení nebo zkrácení světelného dne. Některé druhy pro kvetení potřebují dlouhý a jiné krátký den. Tam, kde jsou kolísání teploty a délky světelného dne minimální, především v tropických oblastech, může se střídání období dešťů a sucha podílet na koordinaci životních cyklů rostlin.Roční období jsou naprogramovány tak, aby přestaly růst a zemřou v prvním (a jediném) roce svého života a pokračování existence druhu je zajištěno semeny. Naproti tomu vytrvalé rostliny, zejména stromy, mají kapacitu pro potenciálně neomezený růst. Kvůli apikálním meristémům všech výhonků roste počet tkání ročně a kvůli kambiu kmen roste a jeho síla se zvyšuje. Schopnost stromů růst tak dlouho, jak žijí, a žít tak dlouho, jak rostou, ukazuje příklad sekvoje s obrovskými rozměry a potenciální nesmrtelností. Život trvalků může být prodloužen pomocí vegetativního rozmnožování. Lapy mohou způsobit tvorbu kořenů (někdy s pomocí hormonů) a rostou z nich nové rostliny, které mají stejné genetické rysy jako mateřská rostlina.
Viz také Hormony rostlin.
ZVÍŘATA
Na rozdíl od rostlin, které rostou prodlužováním a rozšiřováním po stranách, většina rostoucích zvířat roste zvýšením velikosti každého orgánu nebo tkáně. Můžový mozek nejprve rychle roste, ale jak se jeho buňky přestanou dělí a jen se zvětší, jeho růst se zpomaluje. Růst a vývoj genitálií se vyskytuje hlavně během puberty. Ačkoli každý orgán sleduje svůj vlastní "rozvrh", existuje i obecný kontrolní mechanismus, který reguluje konečné rozměry těla zvířete. U obratlovců hraje tuto roli primárně růstový hormon produkovaný hypofýzou. Pod vlivem růstového hormonu se především jedná o prodloužení kostí, z nichž každý zastaví růst délky v určité fázi vývoje.Tkáň spojená s kostmi (svaly, nervy, cévy, kůže) přestává růst, když růstová křivka zvířete dosáhne plošiny. Popsaný růstový mechanismus je charakteristický pro zvířata s deterministickými nebo omezenými růstovými, především pozemskými zvířaty: jejich velikost nesmí překročit určitou hranici, po které se ztratí schopnost udržovat tělesnou hmotnost. U mnoha vodních živočichů naopak růst pokračuje neomezeně i po pubertě a dosahuje velkých velikostí. To je způsobeno skutečností, že ve vodném prostředí jsou zvířata, jak to bylo ve stavu beztíže, a nemají k udržení své tělo, ale proto, že v průběhu evoluce oni nemají vznikl mechanismus omezení růstu. V tomto ohledu je růst ryb podobný růstu vytrvalých rostlin. Růst ryb v průběhu života je způsoben nárůstem počtu funkčních jednotek ve svých orgánech a tkáních, tj. Ve strukturách, jejichž buňky ve vyšších organizovaných zvířatech přestávají být rozděleny v poměrně ranném stádiu života. Takže v rybách, jak růst roste, se přidávají nové buňky v mozku a nové pruty a kužely v sítnici očí; je také možné diferencovat další svalová vlákna v srdečních a kosterních svalech. Kosti v rybách rostou kvůli nanesení nového materiálu na jejich povrchu. S růstem čelistí se na nich zvětšují zcela nové zuby, stejně jako náhrada ztracených zubů. Váhy se zvyšují v důsledku přidání nových kroužků a žebra jsou prodloužena vytvořením dalších segmentů na špičkách jejich kostních paprsků. Mnoho zvířat prochází během vývoje metamorfózy. Současně mají možnost využívat různé stanoviště a různé potraviny v různých fázích života.Například larvy Lepidoptera fáze phyllophagous housenky a dospělý - motýlů, kteří se živí nektarem, létání z jednoho květu. V pupal fázi larvální tkáně jsou postupně zničeny, a shluky nediferencovaných buněk -. Sc. Imaginal disky - křídla a nohy se vyvíjejí. V žab z vejce poklopu do pulci jsou býložravci, kteří žijí ve vodě jako první, a pak zase do pozemských šelem, dýchatelný vzduch. Chvosty a žáby z hrnců jsou resorbovány a na oplátku se rozvíjejí nohy a plíce. U některých zvířat zůstává inherentní schopnost rozvíjet v dospělém stavu a poskytuje regeneraci ztracených částí těla.
procesu růstu u lidí,
růst do výšky každého člověka předurčen své geny, jak o tom svědčí rasové rozdíly, například mezi pygmies a Burundi. U vysokých rodičů jsou děti obvykle příliš vysoké a děti obézních rodičů jsou předurčené k plnosti. Nicméně povaha ústavy závisí také na výživě a hormonálních účincích. Moderní muž je o něco vyšší než jeho předkové, kteří žili před staletími; To lze částečně vysvětlit tím, zlepšení výživy a zdraví, a částečně - projev „hybridní ráznost“, vytvořené smícháním genofondu, kdy manželství mezi lidmi různých národností a ras. Růstový hormon podporuje růst během dětství a dospívání, ale s nástupem splatnosti jeho vliv slábne. Nadbytek růstového hormonu vede k obrovskému gigantismu a jeho nedostatečnosti - k trpasličímu. Není divu, že výživa má hluboký účinek na růst, zejména v raném věku.Špatná výživa během vývoje plodu může způsobit porušení proliferace buněk ve vyvíjejícím se mozku a vést k mentální retardaci. Děti, které jsou podvyživené, narůstají pomaleji než ti, kteří normálně jedí, ale pokud jsou včas přenášeni do dostatečného množství jídla, dohánějí se s jejich jednoletými a dospělí mají malý nebo žádný rozdíl ve výšky od ostatních lidí. Růst dělohy je také ovlivněn podmínkami v děloze a omezený prostor není nijak významný. U dvojčat je hmotnost při narození obvykle nižší než u dítěte narozeného v důsledku jednoho těhotenství a v trojích - méně než u dvojčat. V takových případech může následný zrychlený růst v konečném výsledku vyrovnat předchozí zpoždění. Viz také
CELL;
EMBRYOLOGIE;
REGENERACE.


FYZICKÝ RŮST se skládá z postupných změn velikosti, tvaru, počtu a složení částí těla. U lidí růst začíná před porodem. Čtyřměsíční plod obsahuje struktury, které se v důsledku vývoje změní v tak důležité orgány, jako je mozková a mícha, srdce, plíce, játra.


DO MOMENTU NAROZENÍ jsou všechny orgány a části těla, které jsou pro život nezbytné, plně vyvinuty a schopné fungovat.


Růst z novorozence na dospělého člověka je v podstatě omezen na nárůst velikosti a relativně málo významných strukturálních změn. Několik změn v umístění srdce a močového měchýře; snížení velikosti tymusu (thymus žlázy); svalstvo; tuk dítěte zmizí a kostní systém posiluje. Ale nejdůležitější změnou je sexuální zrání a získání schopnosti reprodukovat.
REFERENCE
Schmidt-Nielsen K. Velikost zvířat: proč jsou tak důležité? M., 1987 Remschmidt H. Mladistvý a mladistvý věk. M., 1994 Green N., Stout U., Taylor D. Biology, svazek 3. M., 1996

Encyclopedia of Collier. Otevřená společnost. 2000.