Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up

МЕТАМОРФО́З

  • рубрика

    Рубрика: Биология

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 20, 2012, стр. 105-106

Рис. 1. Метаморфоз животных: I – у жука: 1 – яйца, 2 – личинка, 3 – куколка, 4 – имаго; II – у лягушки: 1 – яйца (икра), 2 – головастик с наружными жабр...

МЕТАМОРФО́З (от греч. μεταμόρφωσις – пре­вра­ще­ние, пре­об­ра­же­ние), 1) глу­бо­кое пре­об­ра­зо­ва­ние строе­ния ор­га­низ­ма жи­вот­ных, в про­цес­се ко­то­ро­го ли­чин­ка пре­вра­ща­ет­ся во взрос­лую особь. М. свой­ст­вен боль­шин­ст­ву групп бес­по­зво­ноч­ных и не­ко­то­рым по­зво­ноч­ным. Обыч­но М. свя­зан с рез­кой сме­ной ус­ло­вий су­ще­ст­во­ва­ния, напр. с пе­ре­хо­дом от сво­бод­но­пла­ваю­ще­го к при­кре­п­лён­но­му об­ра­зу жиз­ни, от вод­но­го – к на­зем­но­му. В жиз­нен­ном цик­ле жи­вот­ных, раз­ви­ваю­щих­ся с М., бы­ва­ет хо­тя бы од­на ли­чи­ноч­ная ста­дия, в ко­то­рой ор­га­низм су­ще­ст­вен­но от­ли­ча­ет­ся от взрос­ло­го жи­вот­но­го ме­сто­оби­та­ни­ем, спо­со­бом пе­ре­дви­же­ния, осо­бен­но­стя­ми по­ве­де­ния и пи­та­ния. При раз­ви­тии с М. жи­вот­ные на разл. ста­ди­ях он­то­ге­не­за вы­пол­ня­ют раз­ные функ­ции, спо­соб­ст­вую­щие со­хра­не­нию и про­цве­та­нию ви­да (рис. 1).

Для низ­ших при­кре­п­лён­ных бес­по­зво­ноч­ных (губ­ки, ки­шеч­но­по­ло­ст­ные) ха­рак­те­рен М., при ко­то­ром разл. сво­бод­но­пла­ваю­щие ли­чин­ки (па­рен­хи­му­ла, ам­фиб­ла­сту­ла, пла­ну­ла) вы­пол­ня­ют функ­цию рас­се­ле­ния ви­да. Час­то та­кой М. со­про­во­ж­да­ет­ся сме­ной по­ко­ле­ний, раз­мно­жаю­щих­ся бес­по­лым или по­ло­вым пу­тём (напр., у сци­фо­ме­дуз, мн. пло­ских чер­вей). Свое­об­ра­зен т. н. не­кро­ти­че­ский М. у не­мер­тин, ко­гда внут­ри ли­чин­ки раз­ви­ва­ет­ся бу­ду­щая взрос­лая особь, а осн. мас­са те­ла ли­чин­ки при этом от­ми­ра­ет. Из­вест­ны слу­чаи крип­то­ме­та­мор­фо­за, ко­гда ли­чи­ноч­ная ста­дия, на­по­ми­наю­щая ве­ли­гер мор. форм, про­хо­дит в яй­це (напр., у ви­ноград­ной улит­ки). У мн. мно­го­но­жек и бес­сяж­ко­вых на­се­ко­мых М. свя­зан лишь с уве­ли­че­ни­ем чис­ла сег­мен­тов те­ла и чле­ни­ков уси­ков – ана­мор­фоз. Для боль­шин­ст­ва ап­те­ри­гот (пер­вич­но­бес­кры­лых на­се­ко­мых) и ря­да мно­го­но­жек ха­рак­тер­но раз­ви­тие без су­щест­вен­ных из­ме­не­ний – эпи­мор­фоз.

У выс­ших (кры­ла­тых) на­се­ко­мых раз­ли­ча­ют 2 осн. ти­па М. При раз­ви­тии с не­пол­ным (по­сте­пен­ным) М. (бо­го­мо­лы, кло­пы, куз­не­чи­ки, лис­тоб­лош­ки, по­дён­ки, са­ран­ча, та­ра­ка­ны, тер­ми­ты, тля и ряд др.) из яй­ца вы­хо­дит ли­чин­ка (ним­фа), по­хо­жая на взрос­лое на­се­ко­мое, и из­ме­не­ния ор­га­ни­за­ции сво­дят­ся к по­сте­пен­но­му рос­ту за­чат­ков крыль­ев и ре­про­дук­тив­ных ор­га­нов с ка­ж­дой линь­кой. Ес­ли в он­то­ге­не­зе про­ис­хо­дит рез­кое раз­де­ле­ние осн. функ­ций (пи­та­ние в ста­дии ли­чин­ки, рас­се­ле­ние и раз­мно­же­ние во взрос­лой ста­дии), то го­во­рят о пол­ном, или слож­ном, М. (ба­боч­ки, жу­ки, му­ра­вьи, осы, пчё­лы и не­ко­то­рые др. на­се­ко­мые). При та­ком М. по­сле­до­ва­тель­но сме­ня­ют­ся фор­мы, не­по­хо­жие од­на на дру­гую: яй­цо, чер­ве­об­раз­ная ли­чин­ка, ку­кол­ка, взрос­лое на­се­ко­мое.

Сре­ди по­зво­ноч­ных М. свой­ст­вен ми­но­гам; их ли­чин­ка (пес­ко­рой­ка) жи­вёт в грун­те, а взрос­лые осо­би яв­ля­ют­ся по­лу­па­ра­зи­та­ми рыб. У ря­да рыб, напр. у двоя­ко­ды­ша­щих, ли­чин­ки с на­руж­ны­ми жаб­ра­ми пре­вра­ща­ют­ся во взрос­лых осо­бей, у ко­то­рых жаб­ры рас­по­ло­же­ны в спец. по­лос­ти те­ла; кро­ме то­го, у них по­яв­ля­ют­ся лёг­кие. У зем­но­вод­ных из яй­ца вы­хо­дит ли­чин­ка (го­ло­ва­стик), по­хо­жая на рыб­ку и оби­таю­щая в во­де. В хо­де М. ли­чи­ноч­ные ор­га­ны ут­ра­чи­ва­ют­ся и по­яв­ля­ют­ся ор­га­ны взрос­ло­го жи­вот­но­го.

М. у жи­вот­ных ре­гу­ли­ру­ет­ся гор­мо­на­ми; у на­се­ко­мых, напр., эк­ди­зо­ном, юве­ниль­ным гор­мо­ном (син­те­зи­ру­ет­ся струк­ту­ра­ми, при­ле­жа­щи­ми к го­лов­но­му моз­гу) и про­то­ра­ко­троп­ным гор­мо­ном (вы­ра­ба­ты­ва­ет­ся го­лов­ным моз­гом), у зем­но­вод­ных – гор­мо­на­ми щи­то­вид­ной же­ле­зы (у ак­со­лот­ля, напр., М. мо­жет быть вы­зван до­бав­ле­ни­ем в во­ду ак­ва­риу­ма не­об­хо­ди­мо­го ко­ли­че­ст­ва ти­рок­си­на, ли­чин­ка при этом те­ря­ет жаб­ры, хво­сто­вой плав­ник и пе­ре­хо­дит во взрос­лую фор­му).

Рис. 2. Метаморфоз листьев: I – усик чины: 1 – видоизменённая пластинка листа, 2 – прилистники; II – листовой ряд у яблони: 1, 2, 3 – почечные чешуи, 4, 5 – переход...

2) На­след­ст­вен­но за­кре­п­лён­ные ви­до­из­ме­не­ния осн. ор­га­нов рас­те­ний, вы­зван­ные сме­ной функ­ций и ус­ло­вий су­ще­ст­во­ва­ния (рис. 2). Ис­тин­ный М.– пре­вра­ще­ние од­но­го ор­га­на в дру­гой со сме­ной фор­мы и функ­ции – про­ис­хо­дит у мно­гих мно­го­лет­них тра­вя­ни­стых рас­те­ний (по­сте­пен­ное от­ми­ра­ние над­зем­но­го по­бе­га и пе­ре­ход в кор­не­ви­ще, лу­ко­ви­цу, клуб­не­лу­ко­ви­цу, ко­то­рые ве­дут под­зем­ный об­раз жиз­ни и вы­сту­па­ют как ор­га­ны пе­ре­жи­ва­ния не­бла­го­при­ят­но­го пе­рио­да, за­па­са­ния пи­тат. ве­ществ, во­зоб­нов­ле­ния рос­та и ве­ге­та­тив­но­го раз­мно­же­ния). Не­ред­ко М. ти­пич­но­го над­зем­но­го по­бе­га с зе­лё­ны­ми ли­сть­я­ми вы­зван не­до­стат­ком вла­ги и на­блю­да­ет­ся у рас­те­ний за­суш­ли­вых об­лас­тей и ме­сто­оби­та­ний. Так, у стеб­ле­вых сук­ку­лен­тов (напр., у как­ту­сов и не­ко­то­рых мо­ло­ча­ев) в ре­зуль­та­те дли­тель­ной эво­лю­ции сте­бель ви­до­из­ме­ня­ет­ся в во­до­за­па­саю­щий и фо­то­син­те­зи­рую­щий ор­ган, в па­зу­хах не­до­раз­ви­тых ли­сть­ев на нём фор­ми­ру­ют­ся уко­ро­чен­ные по­бе­ги с пуч­ком ко­лю­чек; бла­го­да­ря без­ли­ст­но­сти у как­ту­сов рез­ко умень­ша­ет­ся ис­па­ряю­щая по­верх­ность по­бе­га. У ли­ан, оби­таю­щих в ус­ло­ви­ях по­вы­шен­ной влаж­но­сти и не­дос­тат­ка све­та, над­зем­ные по­бе­ги мо­гут пре­об­ра­зо­вы­вать­ся в ор­га­ны ла­за­ния – уси­ки (напр., у пас­сиф­ло­ры, ви­но­гра­да, у ко­то­рых в уси­ки пре­вра­ще­на часть со­цве­тий). Не­ред­ко М. под­вер­га­ют­ся толь­ко ли­стья (в ча­ст­но­сти, ко­люч­ки, си­дя­щие на обыч­ных стеб­лях бар­ба­ри­са, уси­ки бо­бо­вых). В усик пре­вра­ща­ет­ся или вся лис­то­вая пла­стин­ка (у не­ко­то­рых ви­дов чи­ны), или толь­ко часть лис­точ­ков слож­но­го лис­та (у го­ро­ха и др.). У на­се­ко­мо­яд­ных рас­те­ний ли­стья пре­об­ра­зу­ют­ся в свое­об­раз­ные ло­вуш­ки для на­се­ко­мых.

При­ме­ром М. кор­ней мо­гут слу­жить кор­ни не­ко­то­рых тро­пич. эпи­фит­ных ор­хи­дей, спо­соб­ные к фо­то­син­те­зу, т. е. вы­пол­не­нию функ­ции ли­сть­ев; они зе­лё­но­го цве­та, пло­ской лен­то­вид­ной фор­мы, рас­по­ло­же­ны на по­верх­но­сти вет­вей и ство­лов. Час­то М. кор­ней свя­зан с на­ко­п­ле­ни­ем за­пас­ных ве­ществ. При от­кла­ды­ва­нии по­след­них в при­да­точ­ных кор­нях об­ра­зу­ют­ся кор­не­вые шиш­ки, или кор­не­вые клуб­ни (ге­ор­гин, чис­тяк), а при от­кла­ды­ва­нии в гл. кор­не и в ос­но­ва­нии гл. по­бе­га фор­ми­ру­ют­ся кор­не­пло­ды (мор­ковь, свёк­ла, ре­дис).

Один из не­мно­гих при­ме­ров М. поч­ки – ко­чан куль­тур­ной ка­пус­ты, пред­став­ляю­щий со­бой ги­гант­скую поч­ку, на­ка­п­ли­ваю­щую мно­го вла­ги и пи­та­тель­ных ве­ществ, ко­то­рые ис­поль­зу­ют­ся по­сле пе­ре­зи­мов­ки для рос­та цве­то­нос­ных по­бе­гов.

Уче­ние о М. у рас­те­ний впер­вые сфор­му­ли­ро­ва­но И. В. Гё­те (1790), ко­то­рый по­ни­мал под М. про­цесс из­ме­не­ния лис­та в хо­де он­то­ге­не­за рас­те­ния. В совр. бо­та­ни­ке М. оце­ни­ва­ют с эво­лю­ци­он­ных по­зи­ций и под­верг­ши­ми­ся М. счи­та­ют ор­га­ны, рез­ко ук­ло­нив­шие­ся в хо­де при­спо­со­би­тель­ной эво­лю­ции от пред­ко­вых форм.

Лит.: Ежи­ков ИИ. Ме­та­мор­фоз на­се­ко­мых. М., 1929; Се­реб­ря­ков ИГ. Мор­фо­ло­гия ве­ге­та­тив­ных ор­га­нов выс­ших рас­те­ний. М., 1952; Ге­те ИВ. Из­бран­ные со­чи­не­ния по ес­те­ст­во­зна­нию. М., 1957; Бо­та­ни­ка с ос­но­ва­ми фи­то­це­но­ло­гии: ана­то­мия и мор­фо­ло­гия рас­те­ний. М., 2007.

Вернуться к началу