Метаморфо́з (от др.-греч. μεταμόρφωσις — «превращение», у животных называется также метаболи́ей) — глубокое преобразование строения организма (или отдельных его органов), происходящее в ходе индивидуального развития (онтогенеза). Метаморфоз у растений и животных существенно различается.
Содержание
Метаморфоз у растений
Выражается в видоизменениях основных органов, происходящих в онтогенезе и связанных со сменой выполняемых ими функций или условий функционирования. Истинный метаморфоз — превращение одного органа в другой с полной сменой формы и функции, происходит у многих травянистых растений (постепенное отмирание надземного побега и переход в корневище, луковицу, клубнелуковицу на время неблагоприятного периода). В большинстве же случаев метаморфозу подвергаются не дифференцированные органы взрослого растения, а их зачатки, например, при превращении части побегов и листьев в колючки, усики. Детерминация зачатка органа, определяющая его окончательный облик и происходящая на разных этапах его развития, связана с накоплением определенных физиологически активных веществ и зависит от внешних и внутренних факторов.
Метаморфоз у животных
В отличие от растений, у животных при метаморфозе изменению подвергается всё строение организма. Метаморфоз свойственен большинству групп беспозвоночных и некоторым позвоночным — миногам, ряду рыб, земноводным. Обычно метаморфоз связан с резкой сменой образа жизни животного в онтогенезе, например, с переходом от свободноплавающего к прикрепленному образу жизни, от водного — к наземному и т. д. В жизненном цикле животных, развивающихся с метаморфозом, бывает хотя бы одна личиночная стадия, существенно отличающаяся от взрослого животного. У таких животных разные стадии онтогенеза выполняют разные жизненные функции, способствующие сохранению и процветанию вида (например, на личиночной стадии происходит расселение, а на взрослой — питание и рост). Регуляция метаморфоза у животных осуществляется гормонами.
Метаморфоз у беспозвоночных
Для низших беспозвоночных (губки, кишечнополостные) характерен метаморфоз, при котором различные свободноплавающие личинки выполняют функцию расселения вида. Часто такой метаморфоз осложняется чередованием поколений, размножающихся половым либо бесполым путем. При метаморфозе без чередования поколений из яйца выходит личинка, выполняющая функцию расселения вида (например, трохофора морских многощетинковых червей, велигер моллюсков). Своеобразен некротический метаморфоз, характерный для немертин, при котором будущая взрослая особь развивается внутри личинки, при этом основная масса тела личинки отмирает. Переход морских организмов к жизни в пресной воде и на суше часто вызывает утрату личиночных стадий развития. Варианты метаморфоза, при которых сходная со свободноживущей личинкой стадия проходит внутри яйцевых оболочек (как, например, у виноградной улитки, которая стадию велигера проходит в яйце), называются криптометаболией.
Метаморфоз у многоножек и насекомых
У многих многоножек изменения в течение жизни связаны лишь с увеличением числа сегментов тела и члеников усиков (т. н. анаморфоз). Для большинства первичнобескрылых и ряда многоножек характерно развитие без существенных изменений — протоморфоз или протометаболия. Развитие крыльев у насекомых привело к существенным изменениям онтогенеза. Если образ жизни личинки и имаго сходен, личинка сходна со взрослым насекомым, и изменения в основном сводятся к постепенному развитию крыльев и половых органов, говорят о неполном превращении. Если же в онтогенезе происходит резкое разделение основных функций (питания, расселения и размножения) между личинкой и имаго, а сами личинки мало похожи на взрослых особей, то говорят о полном превращении. Переход личинки во взрослую форму в этом случае осуществляется посредством куколки.
Метаморфоз у позвоночных
Среди позвоночных метаморфоз резко проявляется только у круглоротых, личинка которых — пескоройка — живет в грунте, а взрослые особи — полупаразиты рыб, и у земноводных, из яиц которых выходит головастик и в процессе метаморфоза происходит постепенная утрата личиночных органов и появление взрослых.
Полезное
Смотреть что такое «Метаморфоз» в других словарях:
МЕТАМОРФОЗ — (от греч. metamorphosis превращение). У животных М., или метаболия, это глубокое преобразование строения организма, в процессе к рого личинка превращается во взрослую особь. М. свойствен большинству групп беспозвоночных и нек рым позвоночным… … Биологический энциклопедический словарь
метаморфоз — а, м., МЕТАМОРФОЗА ы, ж. métamorphose f. <, лат., гр. metamorphosis превращение. Превращение, переход из одной формы в другую, сопровождающийся приобретением нового внешнего вида или функции. БАС 1. История слова должна воспроизводить все… … Исторический словарь галлицизмов русского языка
метаморфоз — метаморфоз, м. и метаморфоза, ж. В научной речи «видоизменение, переход в другую форму развития» метаморфоз. Метаморфоз гусеницы в бабочку. Метаморфоз горных пород. В знач. «полная, совершенная перемена, изменение» метаморфоза. С ним произошла… … Словарь трудностей произношения и ударения в современном русском языке
МЕТАМОРФОЗ — МЕТАМОРФОЗ, глубокое преобразование формы или структуры в течение развития различных организмов, в процессе которого личинка превращается во взрослую особь, например, превращение гусеницы в бабочку или головастика в лягушку. Иногда это… … Научно-технический энциклопедический словарь
МЕТАМОРФОЗ — МЕТАМОРФОЗ, метаморфоза, муж. (научн.). То же, что метаморфоза в 1 знач. Метаморфоз насекомых. Метаморфоз товара (последовательные изменения общественной формы товара в процессе товарообмена, в процессе передвижения товара из рук производителей в … Толковый словарь Ушакова
МЕТАМОРФОЗ — (греч. metamorphosis). В зоол. обознач. ряд изменений, которым подвергаются по выходе из яйца животные, оставляющие яйцевые оболочки в стадии, резко отличающейся от взрослого животного. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка.… … Словарь иностранных слов русского языка
метаморфоз — у растений: 1 колючки побегового происхождения у боярышника; 2 филлокладии (стеблевой метаморфоз у иглицы); 3 разные фазы (а, б, в) метаморфоза соцветия в усики у винограда; 4 клубни корневого происхождения у георгины … Сельское хозяйство. Большой энциклопедический словарь
МЕТАМОРФОЗ — (отгреч. meta ^после и тпог phe наружность, форма, вид), смена внешнего вида и строения животного в послезародышевом развитии до достижения им половозрелого состояния; называется иначе превращением или непрямым развитием (метаболия). У животных с … Большая медицинская энциклопедия
МЕТАМОРФОЗ — (от греческого metamorphosis превращение), 1) у животных глубокие преобразования строения организма в ходе превращения личинки во взрослую особь (например, у насекомых, земноводных, некоторых рыб). 2) У растений преобразования основных органов… … Современная энциклопедия
МЕТАМОРФОЗ — (от греч. metamorphosis превращение) 1) у растений видоизменения основных органов (корня, стебля, листа, цветка) в связи с изменением функции.2) У животных глубокое преобразование организма в период постэмбрионального развития (напр., превращение … Большой Энциклопедический словарь
При подготовке к экзамену по биологии очень важно знать, у каких насекомых полное превращение, у каких развитие с неполным.
Зачем нужен такой метаморфоз:
— на стадии яйца питательных веществ не хватает для постройки сложной системы органов для полета, поэтому возникают промежуточные стадии, которые “наедают” себе питательные вещества;
— уменьшение пищевой конкуренции между промежуточной стадией и имаго (гусеница есть зелень, а бабочки питаются нектаром цветков);
Стадия головастика интересна тем, что несет в себе почти все признаки рыб (дыхание жабрами, 1 круг кровообращения, двухкамерное сердце, боковая линия, отсутствие конечностей). Это позволяет ученым делать вывод о происхождении земноводных от рыб.
Топ-10: организмы, способные на удивительные метаморфозы (10 видео)
Перевоплощения чаще всего встречаются на страницах книг или в сюжетах фильмов ужасов про монстров. В привычной жизни мы обычно не сталкиваемся с существами, которые могли бы полностью менять свой образ, хотя эволюция все же снабдила некоторые организмы довольно уникальными способностями.
Оказывается, на нашей планете есть такие формы жизни, для которых перемены – это необходимое условие для развития, роста, охоты и выживания при встрече с хищником. В этом списке вас ждут 10 примеров того, как могут перевоплощаться вполне реальные создания, знавшие о маскировке задолго до человека. Возможно, некоторые из них и вдохновили писателей на романы об оборотнях и вампирах!
10. Слизевики
При таком увеличении желтая пульсирующая масса кажется настоящим монстром из кошмаров. Она и вправду голодна и пребывает в поисках пищи. Яркий свет пугает слизевиков, и они спешат укрыться в месте потемнее. Еду эти организмы добывают, передвигаясь с места на место, и все время меняя свою форму, пока на их пути не обнаружится что-то достаточно аппетитное.
Слизевиками называют группу простейших организмов, классификацию которых ученые еще до конца не продумали. Почти все виды этой группы схожи в своем образе жизни. Иногда они существуют в форме единичных одноклеточных организмов, но когда условия становятся оптимальными, все эти существа объединяются в одну огромную клетку (плазмодий), состоящую из множества ядер.
Однако больше всего ученых интересуют не сами трансформации, происходящие с одноклеточными слизевиками и их многоядерными плазмодиями. Самое интересное в них – это то, как именно крупный слизевик меняет свою форму, чтобы решать вставшую перед ним задачку и преодолеть препятствие.
Physarum polycephalum – пока что самый изученный вид слизевиков, и он умеет пробираться через лабиринты весьма примечательным способом. В одном эксперименте этот организм поместили в макет города Токио. В определенных местах ученые разложили овсяные хлопья, которыми с удовольствием питается яркий слизевик. Простейший организм выстроил настоящую транспортную сеть между всеми источниками питания, совсем как в настоящем Токио расположены железнодорожные пути. В планировании Physarum polycephalum оказался столь же хорош, как и целый комитет, состоящий из профессионалов в сфере управления мегаполисом.
9. Каракатицы
Каракатицы – воистину удивительные создания. Их ближайшие родственники – осьминоги и кальмары, но каракатицы обладают рядом особенных качеств, отличающих их от всех остальных представителей класса головоногих. Для общения эти восхитительные твари научились переливаться разноцветными узорами. Для этого процесса каракатицы активируют специальные цветные клетки кожи, которые они могут сокращать и расширять по собственной воле. Такая необычная способность позволяет этим созданиям не только коммуницировать, но и сливаться с окружающим их фоном или даже подражать другим животным.
В видео по ссылке можно понаблюдать за тем, как каракатица копирует форму, цвет и повадки рака-отшельника. На самом деле эти животные – отличные пловцы, но в ролике каракатицы притворяются раками и ползают по дну, совсем как животное, которому они подражают. Как только ничего не подозревающая рыбка подплывает поближе к безобидному с виду существу, хищница выстреливает двумя своими щупальцами и хватает долгожданную добычу. Вдобавок каракатицы копируют внешность именно крабов с их жесткими панцирями, чтобы другие хищники не позарились на мягкотелое создание, перепутав его с неприступным ракообразным.
Некоторые каракатицы меняют свои форму и цвет, чтобы перевоплотиться в водоросли, коралловые ветви или в других подводных обитателей. Столь необычное искусство камуфляжа они познали ради пропитания и в целях самозащиты.
8. Рыба фугу
Рыбы фугу – одни из самых миловидных обитателей морей и океанов. В спокойном состоянии они выглядят совершенно неуклюжими и беззаботными созданиями, равнодушно посматривающими на весь окружающий их мир. Этим рыбам почти нечего бояться, ведь они обладают уникальным талантом к перевоплощению, который отпугивает большинство хищников подводного мира.
Когда на фугу нападают, она втягивает в себя как можно больше воды, вес которой в итоге даже превышает собственный вес рыбы в несколько раз, и раздувается до невероятных размеров, принимая форму шара, покрытого острыми иголками. Это пугает и вводит в заблуждение большинство агрессоров, пытающихся куснуть симпатичную рыбку.
Фугу научилась трансформироваться благодаря ряду приспособлений. Кожа этой рыбы очень эластичная, так что она никогда не рвется при таком сильном растяжении. Вдобавок она содержит мощные протеины, обеспечивающие раздувшуюся оболочку прочностью и твердостью, что и защищает рыбу от зубов хищников.
Желудок, в который затекает вся поглощенная вода, сам по себе очень вместительный, но в спокойном состоянии он складывается так, чтобы не занимать много места. Как только фугу начинает закачивать в себя воду, желудок раскладывается. Если хищнику все же удается поймать и съесть рыбу фугу, его ждет неприятный сюрприз. Большинство этих милых созданий с радостью одарят своего убийцу смертельной дозой токсинов.
7. Осьминог обыкновенный (Octopus vulgaris)
Осьминог обыкновенный умеет кое-что особенное. Эти головоногие научились мастерски сливаться со дном водоема, и такой удивительный талант к камуфляжу делает их практически невидимыми для потенциальной добычи или других хищников. Невероятно, но этот осьминог умеет втягивать свои длинные щупальца, менять форму и текстуру тела, а также перекрашиваться в разные цвета. Предки осьминогов когда-то давно защищались с помощью твердых раковин, но у современных видов больше нет такого щита, поэтому им пришлось научиться справляться без панцирей. Если хищник замечает замаскированного осьминога, тот спешит сменить форму или цвет еще раз, чтобы все-таки сбежать от врага в последний момент.
Вдобавок осьминоги могут расправлять свои щупальца так, чтобы казаться крупнее своих размеров. Иногда это отпугивает прожорливых хищников, которые не хотят вступать в схватку с кем-то слишком уж огромным. Если все эти приемы все равно не спасают от нападения, в ход идет последний козырь – благодаря своей гибкости и эластичности осьминоги могут скрыться почти в любой самой тесной щели, где они и спешат спрятаться при первой же возможности.
6. Медуза вида Deepstaria enigmatica
Представьте себе, что вы плывете где-то посреди самых темных глубин океана, и до поверхности целых 1525 метров воды. Сюда не проникает солнечный свет, и в вашем распоряжении есть только крошечный фонарик, освещающий только ближайшие метры вокруг вас. Внезапно из темноты выплывает колыхающаяся штора из желейной плоти, грозящаяся вас поглотить. К счастью, на такой глубине плавают разве что члены экипажа подводных лодок, и во время службы они нередко сталкиваются с огромными медузами.
Deepstaria enigmatica – это медуза, не отличающаяся привычной нам формой, напоминающей купол или колокол. Стенки тела Deepstaria enigmatica очень тонкие, и они медленно колышутся вместе с потоками воды во время движения медузы. Обычно эта глубоководная обитательница очень туго втянута в себя саму, но в любой момент она способна полностью расправить свое желейное полотно, чтобы обвернуть им свою жертву. Форма медузы контролируется работой ее мышц, встроенных в стенки ее колышущегося купола. Как только добыча оказывается в радиусе поражения, хищница захлопывает купол, и начинает сокращать мышцы стенок. Оказавшуюся внутри жертву парализует от токсинов жалящих клеток, и медуза приступает к перевариванию несчастного пленника.
5. Голотурии или морские огурцы
Как и многие другие беспозвоночные животные, не обладающие скелетами, морские огурцы передвигаются с помощью постоянного изменения своей формы. Но вот этот расскажем мы совсем не об этом. Как можно рассмотреть на видео по ссылке, у этих подводных созданий есть еще кое-какие интересные таланты, связанные с искусством перевоплощения.
Кстати, секрет перевоплощения морского огурца был раскрыт совсем недавно. Эти создания умеют очень быстро трансформироваться из твердых и плотных существ в мягкие и гибкие желейные структуры. Оказалось, что такая уникальная способность обусловлена наличием в тканях животного особенного вещества – фибриллярного белка (коллагена). В отличие от остальных живых организмов, выработка коллагена у морских огурцов контролируется нервной системой. Будет ли голотурия на ощупь мягкой или твердой, зависит именно от нейронной сети существа.
4. Гусеницы с щупальцами
Во время своей экспедиции по Перу энтомолог Арон Померанц (Aaron Pomerantz) столкнулся с очень необычным существом. Ученый изучал верхний ярус джунглей, когда заметил на древесном листе непонятное движение. По всему миру дремучие леса полны всякой живностью, которая то и дело переползает с места на место, так что в этом не было ничего удивительного. Однако странным было то, что необычное насекомое реагировало на крик исследователя, когда тот пытался сообщить что-то своим коллегам, оставшимся внизу на земле. Всякий раз, когда Померанц повышал голос, маленькая гусеница расправляла свои чудаковатые щупальца. Личинка могла визуально увеличиваться в размерах почти в 2 раза благодаря закачке жидкости в четыре необычных отростка, находящихся у нее на спине.
Новый вид гусеницы обладает совершенно уникальными способностями, которые пока что не изучены в полной мере. По одной из теорий такое перевоплощение призвано имитировать падение цветка. Другие исследователи полагают, что эти гусеницы выставляют свои щупальца как отвлекающий маневр, чтобы оказавшийся неподалеку хищник запутался и набросился именно на эти отростки, а не на саму личинку. Это даст ей время избежать своей участи. Вдобавок очевидно, что отростки реагируют на вибрацию и предупреждают хозяина об опасности.
3. Лягушка вида Pristimantis mutabilis
Мы уже знаем, что беспозвоночные животные могут изменять форму, цвет и текстуру собственного тела, но первое позвоночное, способное на что-то похожее было обнаружено совсем недавно – в 2006 году в Эквадоре. Лягушка Pristimantis mutabilis буквально на глазах мутирует из гладкокожего зверька в существо, покрытое жуткими шипами.
Ученые, обнаружившие новый вид, заметили эту необыкновенную способность практически сразу, и тогда же они и поняли, что совершили настоящее открытие. Изучая этих лягушек в их естественной среде обитания, эксперты смогли внимательно пронаблюдать за процессом перевоплощения уникальных земноводных, которые словно щетинились при малейшей угрозе извне. Когда опасность снижается, кожа лягушки вновь становится гладкой, чтобы животное могло побыстрее уплыть на безопасное расстояние.
После тщательных исследований ученые выяснили, что другие родственные виды лягушек тоже способны менять текстуру своей кожи, но раньше почему-то никто этого не замечал. Впрочем, Pristimantis mutabilis сильно отличалась от них всех своей невероятно развитой фенотипической изменчивостью. Благодаря «шипованной» коже новый вид получил неофициальное прозвище «лягушки-панк-рокера». Именно так назвали ее члены команды, совершившие сенсационное открытие.
2. Белолицая совка
Увеличиваться в размерах, чтобы испугать или ввести в заблуждение прожорливого хищника – это частая тактика, весьма распространенная в царстве животных. Даже люди пользуются таким приемом. Белолицая совка в этом мастерстве весьма преуспела, за что она даже получила прозвище «совы-трансформера». В зависимости от того, какая перед ней угроза, птица либо увеличивается в размерах, либо уменьшается. Если хищник почти таких же размеров, как сама сова, испуганное создание расправляет крылья, раздувается и «щетинит» перья вокруг лицевой части, чтобы казаться крупнее своих настоящих размеров.
Если хищник слишком большой, и таким способом его явно не запугать, белолицая совка наоборот складывает крылья на груди, приглаживает перья и вытягивает все тело, чтобы слиться с окружающим фоном и спрятаться за ветками деревьев или за тонкими стволами. В дикой природе если хищник застигает совку на ветке дерева, птица старается сделаться как можно тоньше и прикинуться сучком или частью ствола.
Эти осьминоги не такие уж и редкие, но обнаружили их впервые только в 1998 году. Наверное, все объясняют их экстраординарные мимикрические способности. Уникальное головоногое способно менять цвет, форму и повадки, и это помогает ему маскироваться почти в любых условиях и под любую окружающую среду. Мимический индонезийский осьминог – очень уязвимое животное, поэтому чтобы выжить ему приходится имитировать других подводных обитателей, с которыми обычно мало кто хочет связываться.
Например, он научился перевоплощаться в ядовитую камбалу и передвигается по дну моря, совсем как эта лучеперая рыба – паря над придонным песком. Если осьминогу нужно всплыть повыше, он вытягивает свои щупальца и копирует форму ядовитой крылатки, ленты плавников которой скрывают смертельно опасные шипы. Если мимический осьминог напуган, он перекрашивается в цвет ядовитой морской змеи и готовит свои щупальца к атаке. В коллекции защитных образов зверька есть также «костюмы» скатов, креветок-богомолов, морских анемонов и медуз. Мимический индонезийский осьминог – настоящий царь камуфляжа среди всех животных, умеющих мимикрировать и перевоплощаться для охоты и самозащиты.
Метаморфоз (от греческого metamorphosis — превращение). У животных метаморфоз, или метаболия, — это глубокое преобразование строения организма, в процессе которого личинка превращается во взрослую особь. Метаморфоз свойствен большинству групп беспозвоночных и некоторым позвоночным — миногам, ряду рыб (например, двоякодышащим), земноводным.
Метаморфоз связан обычно с резкой сменой образа жизни животного в онтогенезе, например с переходом от свободноплавающего к прикреплённому образу жизни, от водного — к наземному или от скрытого в субстрате к открытому воздушному и тому подобного. В жизненном цикле животных, развивающихся с метаморфозом, бывает хотя бы одна личиночная стадия, в которой организм существенно отличается от взрослого животного. При развитии с метаморфозом животные на тех или других стадиях онтогенеза выполняют разные функции, способствующие сохранению и процветанию вида.
Для низших прикреплённых беспозвоночных (губки, кишечнополостные) характерен метаморфоз, при котором различные свободноплавающие личинки (паренхимула, амфибластула, планула) выполняют функцию расселения вида. Часто такой метаморфоз осложняется чередованием поколений (фаз развития), размножающихся бесполым или половым путём. При метаморфозе без чередования поколений из яйца выходит личинка, выполняющая функцию расселения вида (например, трохофора морских многощетинковых червей, велигер морских моллюсков).
Своеобразен так называемый некротический метаморфоз у немертин, у которых внутри личинки развивается будущая взрослая особь, при этом осн. масса тела личинки отмирает. Переход морских организмов к жизни в пресной воде и на суше вызывает утрату личиночных стадий развития. Случаи метаморфоза, как например, у виноградной улитки, которая личиночную стадию, напоминающую велигер морских форм, проходит в яйце, называемой криптометаболией.
У многих многоножек и бессяжковых насекомых изменения связаны лишь с увеличением числа сегментов тела и члеников усиков — анаморфоз. Для большинства аптеригот и ряда многоножек характерно развитие без существ. изменений — протометаболия (эпиморфоз). Развитие крыльев у насекомых привело к изменениям онтогенеза. Если образ жизни ранних стадий и имаго сходен, личинка (нимфа) похожа на взрослое насекомое и изменения организации сопровождаются в осн. постепенным ростом зачатков крыльев, то говорят о неполном превращении, или гемиметаболии (свойственно таким отрядам насекомых, как подёнки, стрекозы, таракановые, богомоловые, термиты, прямокрылые, равнокрылые, полужесткокрылые).
Если в онтогенезе происходит резкое разделение основных функций (питание в стадии личинки, расселение и размножение во взрослой стадии), то говорят о полном превращении, или голометаболии (свойственно жесткокрылым, чешуекрылым, перепончатокрылым, двукрылым и некоторым другим отрядам насекомых). В этом случае червеобразная личинка обычно не похожа на взрослое насекомое и переход личинки во взрослую форму осуществляется на стадии куколки. Среди позвоночных метаморфоз резко проявляется у миног, личинка которых — пескоройка — живёт в грунте, а взрослые особи — полупаразиты рыб; у земноводных из яйца выходит личинка — головастик, по мере метаморфоза личиночные органы утрачиваются и появляются органы взрослого животного. Регуляция метаморфоза осуществляется гормонами.
У растений метаморфоз — видоизменения основных органов, происходящие в онтогенезе и связанные со сменой выполняемых ими функций или условий функционирования. Истинный метаморфоз — превращение одного органа в другой со сменой формы и функции — происходит у многих травянистых растений (постепенное отмирание надземного побега и переход в корневище, луковицу, клубнелуковицу на время неблагоприятного периода). В большинстве же случаев метаморфоз подвергаются не взрослые органы, а их зачатки, напр. при превращении части побегов и листьев в колючки, усики. Детерминация зачатка органа, определяющая его окончательный облик и происходящая на разных этапах его развития, связана с накоплением определённых физиологически активных веществ и зависит от ряда внешних и внутренних факторов.
