Жизненный цикл (в биологии)

Жи́зненный цикл (англ. life cycle), в биологии – совокупность всех фаз развития организма от оплодотворённой яйцеклетки до стадии зрелости, когда организм становится способным дать начало следующему поколению. В простейшем случае жизненный цикл включает в себя только одно поколение: от зиготы до взрослого организма (например, у большинства позвоночных), в более сложных – несколько поколений. При этом на протяжении жизненного цикла происходит смена разных способов размножения – например, 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 том числе у кишечнополостных – сцифоидных и гидроидных, у оболочников – асцидий, сальп). Соответственно продолжительность жизненного цикла определяется длительностью существования одного поколения (например, однолетние, двулетние и многолетние растения) или числом поколений (генераций) в составе одного жизненного цикла. Наряду с активной фазой длительность жизненного цикла включает также период покоя, или диапаузы.

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

С экологических позиций жизненный цикл представляет собой совокупность этапов развития с разным соотношением затрат энергии на поддержание существования, рост и размножение. Например, молодые неполовозрелые особи значительную 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 биотических и абиотических условий, а также от ограничений, накладываемых предшествующим эволюционным развитием, и невозможности в силу ограниченности ресурсов вкладывать энергию во все виды жизнедеятельности одновременно.

С генетических позиций жизненный цикл – это чередование диплоидной и гаплоидной фаз развития. У всех многоклеточных животных, большинства высших растений (за исключением мхов) и ряда других организмов (например, у бурой водоросли ламинарии) в жизненном цикле 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). Другие примеры преобладания гаплоидной стадии дают грибы и некоторые водоросли (кутлерия). У ряда водорослей (например, у ульвы) диплоидная и гаплоидная стадии развиты одинаково.