Соотношение процессов роста и развития. Дифференцировка

Рост и развитие обычно употребляются как понятия тождественные, неразрывно связанные между собой. Между тем биологическая природа этих процессов различна, различны их механизмы и последствия.

Рост – это количественное увеличение биомассы организма, за счёт увеличения геометрических размеров и массы отдельных его клеток или увеличение числа клеток, благодаря их делению.

Развитие – это направленные, необратимые изменения организма или другой биологической системы, качественные преобразования в многоклеточном организме, которые протекают за счёт дифференцировочных процессов (увеличение разнообразия клеточных структур) и приводят к качественным и количественным изменениям функций организма.

Взаимосвязь роста и развития проявляются, в частности, в том, что определённые стадии развития могут наступать только при достижении определённых размеров тела. Например, половое созревание может наступить только тогда, когда масса тела достигнет определённой величины (для человека европейской расы это около 48-50 кг). Активные ростовые процессы также не могут продолжаться на одной и той же стадии развития бесконечно.

Для организма этот процесс начинается с одной клетки и сопровождается появлением одних структур и исчезновением других. Процессы развития обеспечивают многие системы клетки, затем – тканей и, наконец, макроорганизма. Развитие не останавливается в момент рождения. У большинства организмов оно продолжается всю жизнь.

Основные функции развития:

1 Образование в организме всех разнообразных типов клеток;

2 Размножение или последовательное воспроизведение новых особей данного вида.

Созревание – часто характеризуется как процесс перехода к зрелому состоянию, но само понятие варьирует в зависимости от того, о каком биологическом понятии идёт речь (например, половая зрелость – полное достижение организмом функциональной способности к воспроизводству, а костная зрелость – полная оссификация скелета у взрослого человека).

Основное различие между ростом и созреванием заключается в том, что рост фокусируется на размерах тела, а созревание на темпах их достижения. Оба этих процесса непрерывно связаны.

Дифференцировка – это появление специализированных структур нового качества из малоспециализированных клеток предшественниц.

Смысл дифференцировочных процессов. Зигота –наименее специализированная зародышевая клетка. Первые этапы развития зиготы представляют собой простое увеличение числа неотличимых друг от друга клеток – сначала зигота делится на 2, потом каждая ещё на 2 клетки и так далее. Эти эмбриональные клетки называются бластомерами и очень схожи между собой. Для алецитальных и олиголецитальных яиц на стадии 16 – 32 бластомеров (у разных животных) между ними появляются различия в величине. Для полилецитальных яиц эти различия явны уже после третьего деления. Появляются признаки дифференцировки. За счет того, что эти различия увеличиваются, происходит стадия гаструляции – впячивание более мелких клеток внутрь сферы; образуется замкнутая с одного конца трубочка. Способы и механизмы гаструляции различаются у разных животных, но в любом случае результатом будет образование двуслойной гаструлы. Вскоре у вторичноротых организмов возникает третий зародышевый листок – мезодерма. Далее эктодермальный слой клеток даёт начало коже и нервной ткани, мезодерма – мышцам, энтодерма – паренхиматозным органам и эпителию желудочно-кишечного тракта. Все эти сложнейшие преобразования постепенно приводят к формированию совершенно не схожих между собой клеточных структур и разных по форме и функции тканей, и являются проявлением дифференцировочных процессов. Многие ткани продолжают развиваться, в том числе и путём дифференцировочных процессов, вплоть до завершения полового созревания. Именно в этом и заключается развитие – от единственной зародышевой клетки до организма с миллионами клеток различной специализации.