ЯЙЦЕКЛАДУЩИЕ: ХАРАКТЕРИСТИКА, РАЗМНОЖЕНИЕ, ПРИМЕРЫ, ЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ - БИОЛОГИЯ - 2025

Яйцекладущие - это те животные, которые рождаются из яиц, то есть те, чье эмбриональное развитие происходит в структурах, внешних по отношению к родителям, и о которых они могут или не могут заботиться на первых этапах процесса развития.

Этот термин буквально означает «яйцо» и «рождение» и используется для обозначения тех животных, чье половое размножение дает начало яйцеклетке, покрытой своего рода защитной «оболочкой», которая обычно образуется после оплодотворения. яйцеклетка.

Пример яйцекладущего животного, птицы (Источник: Билл Бирн / FWS через Wikimedia Commons)

Яйцекладущие животные отличаются от живородящих, например, тем, что последние развиваются внутри или в какой-то части тела матери и обычно зависят от нее в плане питания и роста на ранних стадиях развития.

Яйцеклад признан «наследственным условием» у многих ветвей животных, и некоторые авторы считают, что, хотя он может быть не таким эффективным репродуктивным механизмом, как у живородящих, он позволяет животным, которые его представляют, производить много больше потомства за более короткие промежутки времени.

Общие характеристики

Яйцекладущие животные размножаются половым путем, и после оплодотворения яйцеклетки развивающийся эмбрион оказывается защищенным внутри ооцелла благодаря образованию устойчивой внешней оболочки или мембраны.

Яйцекладущие животные могут быть наземными или водными, и их способы откладки яиц значительно различаются.

Некоторые наземные виды заботятся о своих яйцах до тех пор, пока они не вылупятся, и даже помогают им вылезти из скорлупы, в то время как другие закапывают их и бросают, поэтому детеныши независимы с момента их рождения.

В зависимости от вида и его репродуктивной стратегии, а также от этих моделей откладки яиц яйцекладущие животные могут откладывать одно или несколько яиц, что напрямую связано с выживаемостью потомства.

Обычно эти яйца содержат достаточно места и питательных резервных веществ для развития зародыша; Это гарантирует, что детеныши смогут развить все органы и большинство систем организма, необходимые для выживания, до вылупления.

Яйца представляют собой «контролируемую» среду, которая до некоторой степени изолирует эмбрион от окружающей его среды, что позволяет ему выдерживать некоторые шоки окружающей среды, которым он может подвергнуться после откладки яиц.

репродукция

Когда яйцекладущие животные размножаются половым путем, процесс оплодотворения (слияние гамет) может быть внутренним или внешним.

Внутреннее оплодотворение подразумевает, что у одного из родителей обычно самка (которая содержит яйцеклетки) получает гаметы от другого, что подразумевает физический контакт между обеими клетками и слияние их ядер внутри репродуктивной системы. женщина.

Полученная таким образом зигота защищена внутри яйца, структура, которая образована клетками матери, окружающими яйцеклетку, и которая может минерализоваться и затвердевать, а может и не минерализоваться.

Состав «скорлупы» яиц животных сильно варьируется в зависимости от вида. Таким образом, некоторые яйца имеют более или менее гибкие слои или мембраны, состоящие из волокнистых белков, а другие покрыты мембранами, на которых отложены стойкие материалы, такие как, например, карбонат кальция.

Внешнее оплодотворение, с другой стороны, происходит, когда оба родителя выпускают свои половые клетки в окружающую среду, и эти клетки случайным образом сливаются вне тела воспроизводящихся животных.

Несмотря на вышесказанное, Лоде в 2012 году предположил, что яйцеклады характерны только для тех видов животных, у которых оплодотворение происходит внутри организма, а эмбрионы располагаются в половых путях самок.

Этот автор также устанавливает, что яйцекладущие животные характеризуются лецитотрофным размножением, то есть размножением, при котором эмбрионы питаются обильным желтком (питательным цитозолем яйцеклетки), содержащимся внутри яйца.

Важно отметить, что многие виды яйцекладущих животных имеют «клоакальное» размножение, то есть оплодотворение происходит после того, как животные «присоединяются» к своей клоаке, и самец откладывает сперму вместе со спермой самки.

Эмбриональное развитие

Эмбриональное развитие всех видов животных (яйцекладущих или нет) начинается с образования зиготы - клетки, образовавшейся в результате слияния гамет (яйцеклетки и спермы) животных противоположного пола, которые спариваются или размножаются половым путем.

- яйцеклетка, яйцеклетка или яйцо

Женские гаметы, то есть яйцеклетки или яйцеклетки, значительно различаются по размеру. Однако обычно это большие клетки, которые накапливают вещество, известное как вителлогенин, которое превращается в «желток» или желток яйца и служит запасом питательных веществ для поддержки зародыша, который формируется внутри.

В зависимости от количества накапливаемого вителлогенина яйца можно классифицировать как микролециты, мезолециты или макролоциты, если в них содержится слишком мало, умеренное количество или слишком много резервного вещества соответственно.

Кроме того, яйца также можно классифицировать по способу распределения резервного материала, так что есть яйца-изолециты (с равномерно распределенным желтком) или яйца-телолециты (желток концентрируется в одном месте яйца. ).

Каждая яйцеклетка окружена тремя оболочками или «оболочками». Первый отделяет плазматическую мембрану яйца от других клеток яичника, где он находится, и часто известен как желточная мембрана.

Второй слой или оболочка состоит из клеток яичника, которые окружают яйцо и вносят вклад в транспортировку или передачу питательных веществ к нему, в то время как третий слой формируется в яйцеводах и у многих видов является твердым и твердым. стойкий.

У многих яйцекладущих животных этот слой образуется после оплодотворения и помогает защитить зиготу во время развития, поскольку в нем обычно откладываются волокнистые белки и другие устойчивые или кожистые вещества.

Деления или расщепление зиготы

Зигота претерпевает множественные деления митотических клеток на ранних стадиях развития, деления, которые приводят к образованию структур, известных как морула, бластула и гаструла, в которых начинается определение самого эмбриона и тканей, которые его окружают и питают ( внеэмбриональные ткани).

По мере продолжения процесса зародыш, появившийся из зиготы, подвергается процессу органогенеза (формирования органов) из зародышевых листков, которые были ранее определены посредством последовательных делений клеток и установления определенных «функций». .

Зародышевые листы известны как эктодерма, мезодерма и энтодерма, которые обычно образуют эпидермис и органы, контактирующие с окружающей средой, частью пищеварительного тракта и легких, а также мускулатуру, скелет, гонады и выделительную систему. соответственно.

Постэмбриональное развитие

Эмбриональное развитие яйцекладущих животных происходит внутри яиц, вне тела самок.

У птиц, например, температура тщательно контролируется самками или самцами, которые «вылупляются» или «гнездятся» на своих яйцах, в то время как пойкилотермные животные, такие как рептилии, зависят от условий окружающей среды для содержания своих яиц. .

После того, как эмбрионы израсходовали все запасные вещества желтка, они вылупляются и покидают яйцо.

В зависимости от количества питательных запасов яйца развитие может быть прямым или косвенным.

Другими словами, животные, такие как птицы и рептилии, вылупляются из яиц только для того, чтобы расти и созревать репродуктивно, поскольку их яйца содержат достаточно пищи; Между тем, другие яйцекладущие с микро- или мезолецитарными яйцами вылупляются как личинки и должны пройти различные процессы метаморфоза (непрямое развитие), пока не приобретут взрослую форму.

Примеры

В природе существует множество примеров яйцекладущих животных, помимо птиц, которые являются одной из первых групп животных, о которых можно вспомнить, думая о животных, которые вылупляются из яиц.

Таким образом, в мире природы помимо птиц появляются насекомые, рептилии, рыбы, млекопитающие и земноводные, происхождение которых начинается с яйцеподобной структуры.

- Яйцекладущие млекопитающие

Хотя это не очень распространено среди этой группы животных, монотремы («примитивные» млекопитающие), такие как утконос, являются классическим примером яйцекладущих млекопитающих, поскольку они единственные в этой группе, у которых общие характеристики яйцекладки с группой рептилии.

Это животное с поистине уникальной внешностью - полуводное млекопитающее, эндемичное для австралийского континента, насчитывается около 6 видов. У него только один репродуктивный период в год, в течение которого он откладывает от двух до трех яиц, которые оплодотворяются в яйцеводе, где образуется кожистая скорлупа.

Ornithorhynchus anatinus (Источник: доктор Филип Бетге через Wikimedia Commons)

В отличие от других млекопитающих, у утконосов есть клоака, то есть кал, моча и яйца выводятся через одно и то же отверстие, как в случае с птицами и рептилиями.

Яйца, откладываемые этими животными, довольно большие, и откладка яиц обычно происходит в гнездах, которые вырывает одно и то же животное. Поскольку они являются млекопитающими, после вылупления яиц молодняк кормится молоком, производимым матерью.

- насекомые

Хотя есть много живородящих и яйцекладущих членистоногих, есть некоторые виды, у которых самки откладывают яйца, которые развиваются вне тела. Эти животные, как правило, оплодотворяются изнутри и могут высиживать яйца или получать какую-либо форму родительской заботы на раннем этапе развития.

Пчелы и их яйца (Источник: Изображение Кристы Малер на pixabay.com)

Стрекозы, жуки, кузнечики, пчелы и бабочки - хорошие примеры яйцекладущих насекомых. Однако, поскольку их развитие является непрямым, из яиц вылупляются личинки, которые представляют собой червеобразные структуры, которые должны претерпевать последовательные метаморфические изменения, чтобы достичь взрослой жизни.

- Рыба

Рыбы отличаются большим разнообразием в плане полового размножения, но практически все виды являются яйцекладущими. В них развивающиеся эмбрионы растут за счет содержания питательных веществ внутри яйца, или «желтка» яйца, хотя содержание питательных веществ в яйцах зависит от вида.

Однако существует большая разница с другими группами животных: оплодотворение яйцеклеток спермой часто бывает внешним, то есть происходит вне родителей (как и развитие яйцеклеток).

Фотография лосося во время откладки яиц (Источник: Изображение ArtTower на pixabay.com)

Проще говоря, самки и самцы выпускают свои гаметы в большие водные пространства. Самки выпускают яйца, которые оплодотворяются спермой, производимой самцами, а после оплодотворения яйца обычно набухают от воды и затвердевают.

Рыба нерестится в вполне определенных условиях, поскольку самки и самцы следят за поддержанием соответствующей температуры, поскольку в противном случае выживаемость молоди была бы значительно низкой.

Характеристики яиц также зависят от рассматриваемого вида, например, маленькие, полупрозрачные и плавающие яйца, большие, неплавающие и липкие или неплавающие яйца.

- Амфибии

Большинство земноводных являются яйцекладущими, и, как и у многих рыб, их оплодотворение внешнее, а развитие - косвенное, поскольку они вылупляются из икры в виде личинок. Яйца откладываются в водоемах, где могут развиваться личинки (головастики), поскольку у них есть хвосты и жабры, чтобы дышать.

Лягушка и ее яйца на заднем плане (Источник: Изображение NiklasPntk на pixabay.com)

Головастики лягушек и жаб, если назвать некоторых представителей земноводных, в конечном итоге теряют хвосты и приобретают двигательные конечности.

- птицы

Абсолютно все птицы яйцекладущие. Хорошим примером этой группы являются куры, животные, одомашненные тысячи лет назад, которые, как и другие птицы, гнездятся и обеспечивают родительскую заботу своим птенцам до и после вылупления из яиц.

Все птицы яйцекладущие (Источник: Fischchen через Wikimedia Commons).

Многие виды птиц заботятся о том, чтобы их птенцы находились в безопасных местах и ​​тогда, когда они могут обеспечить условия и ресурсы, необходимые для выживания потомства. Некоторые виды проявляют сложное ухаживание, территориальную защиту и гнездовое поведение в течение репродуктивного сезона.

- Рептилии

Рептилии - чрезвычайно разнообразная группа животных. Подавляющее большинство из них яйцекладущие; У всех черепах, например, вылупляются от нескольких до сотен яиц, которые матери закапывают под землю, но матери не заботятся об этих яйцах после их откладывания.

Молодой крокодил после вылупления из яйца (Источник: Изображение skeeze на pixabay.com)

Ящерицы и ящерицы также, как правило, яйцекладущие, хотя бывают яйцеживородящие и живородящие. Яйцекладущие - змеи, хотя в некоторых случаях змеи «рожают» живых детенышей вместо того, чтобы откладывать яйца.

Крокодилы и аллигаторы являются яйцекладущими, но они отличаются от черепах, например, тем, что они ревниво охраняют свои яйца и вылупившихся из них птенцов, поэтому говорят, что у них есть «гнездовое» поведение и определенная «забота». родительский ».

Ссылки

1. Бруска, Р.С., и Бруска, Г.Дж. (2003). Беспозвоночные (№ QL 362. B78 2003). Бейзингстоук.
2. Хикман, С.П., Робертс, Л.С., Ларсон, А., Обер, В.К., и Гаррисон, К. (2001). Интегрированные принципы зоологии (Том 15). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
3. Кардонг, К.В. (2002). Позвоночные: сравнительная анатомия, функции, эволюция (№ QL805 K35 2006). Нью-Йорк: Макгроу-Хилл.
4. Лоде, Т. (2012). Яйцеводство или рождение ребенка? Вот в чем вопрос…. Репродуктивная биология, 12 (3), 259-264.
5. Соломон, Е.П., Берг, Л.Р., и Мартин, Д.В. (2011). Биология (9-е изд.). Брукс / Коул, Cengage Learning: США.
6. Тремблей, Э. (1997). Эмбриональное развитие; яйцеклады и живорождения, (стр. 257-260). Бен-Дов Ю., Ходжсон Ч. Дж. (Редакторы). Мягкие щитовки - их биология, естественные враги и контроль. Амстердам, Нью-Йорк.