Биология. В 3-х томах. Т. 3

Изометрическим (от греч. isos — одинаковый, metron-мера) называют рост, при котором данный орган растет с такой же средней скоростью, как и остальное тело. В этом случае изменение размеров организма не сопровождается изменением его внешней формы. Относительные размеры двух структур (органа и организма в целом) остаются прежними. Такой тип роста характерен для рыб (рис. 21.7) и для насекомых с неполным превращением, например саранчовых (за исключением крыльев и половых органов). Для организмов с изометрическим ростом характерны простые соотношения между линейными размерами, площадью, объемом и массой. Площадь возрастает пропорционально квадрату линейных размеров, а объем и масса — пропорционально их кубу. Таким образом, у животных, у которых длина тела с течением времени изменяется мало, может заметно изменяться масса тела: увеличение длины всего лишь на 10% сопровождается увеличением массы на 33%.

Рис. 21.7. Развитие рыбы — пример изометрического роста. Наружные структуры сохраняют свою форму и пространственные соотношения в результате пропорционального роста. (По Batt, 1980, Influences on animal growth and development. Studies in Biology, № 116, Arnold.)

Аллометрическим (от греч. alios-иной) называют рост, при котором данный орган растет с иной скоростью, нежели остальное тело. В этом случае рост организма приводит к изменению его пропорций. Такой тип роста характерен для млекопитающих, и он иллюстрирует существование зависимости между ростом и развитием. На рис. 21.8 показано, как изменяются при этом относительные размеры разных частей тела у человека. Почти у всех животных в последнюю очередь происходит развитие и дифференцировка органов размножения. Эти органы растут аллометрически, но их рост можно наблюдать только у организмов с наружными половыми органами; поэтому у многих рыб, у которых эти органы не видны, рост кажется чисто изометрическим. На рис. 21.9 представлены различия в характере роста разных органов у человека; можно убедиться, что и здесь последними развиваются репродуктивные органы.

Рис. 21.8. Развитие человека — пример аллометрического роста. Для того чтобы выявить относительные скорости роста частей тела от стадии двухмесячного плода до 25-летнего возраста, все рисунки сделаны одинаковой высоты. (По Stratz, из J. Hammond, ed., 1955, Progress in the physiology of farm animals, 2, 431, Butterworths.)

Рис. 21.9. Скорости роста головного мозга (I), тимуса (II) и репродуктивных органов (III) у человека по отношению к абсолютной скорости роста организма в целом (IV). (По Scammon.)

Кривые абсолютного роста разных организмов в целом, построенные по данным о длине или массе тела, очень сходны по форме и в общем соответствуют S-образному типу, описанному в разд. 21.1. Однако у некоторых групп наблюдаются отклонения от этого общего типа, отражающие адаптацию к особому образу жизни и среде, что будет описано в разд. 21.2.2-21.2.3.

21.2.2. Ограниченный и неограниченный рост

Как показывает изучение продолжительности роста у растений и животных, существуют два основных типа роста — ограниченный и неограниченный (бесконечный).

У однолетних растений рост ограничен: вслед за периодом максимальной интенсивности роста, во время которого растение достигает зрелости и размножается, наступает период отрицательного роста, или старения, после чего растение погибает. Если построить график изменения сухой массы однолетнего растения во времени (рис. 21.10), то получится интересная модификация S-образной кривой, представленной на рис. 21.2.

Рис. 21.10. Кривая роста однолетнего растения — конских бобов (Vicia faba), посаженных в марте

21.2. Рассмотрите рис. 21.10 и, опираясь на то, что вам известно о жизненном цикле однолетнего растения, ответьте на следующие вопросы:

а) Почему вначале, при прорастании семени, наблюдается отрицательный рост?

б) Опишите внешний вид проростка к моменту начала положительного роста (в точке А).

в) Какие физиологические процессы обеспечивают переход к положительному росту?

г) Чем объясняется внезапное резкое уменьшение сухой массы по прошествии 20 недель?

Некоторым органам растений (например, плодам, органам вегетативного размножения, а также листьям и междоузлиям стебля у двудольных) свойствен ограниченный рост, но периода отрицательного роста у них нет. К животным с ограниченным ростом относятся, в частности, насекомые, птицы и млекопитающие.