Метаморфоза — превращение живых организмов¶
Метаморфоза (от др.-греч. μεταμόρφωσις — «превращение») — процесс кардинального изменения строения и образа жизни организма в ходе его индивидуального развития (онтогенеза), сопровождающийся сменой среды обитания, способа питания и внешнего вида. Явление распространено среди членистоногих, земноводных, моллюсков и некоторых других групп животных; в ботанике термин употребляется в ином значении — как синоним метаморфизма горных пород.
¶Биологическое значение
Метаморфоза — одна из ключевых адаптаций, позволивших ряду групп животных расселиться в разнообразных экологических нишах. Смена форм существования позволяет разгрузить конкуренцию между взрослыми особями и личинками: они питаются разным кормом, живут в разных местах обитания и ведут разный образ жизни. У насекомых и земноводных личиночная стадия часто служит фазой активного роста и накопления питательных веществ, а взрослая — фазой размножения и расселения.
¶Метаморфоз у насекомых
У насекомых различают три основных типа постэмбрионального развития:
| Тип развития | Характеристика | Примеры |
|---|---|---|
| Полный (голоболезнь) | Смена четырёх стадий: яйцо → личинка → куколка → имаго | Бабочки, жуки, мухи, пчёлы |
| Неполный (гемиметаболизм) | Стадия куколки отсутствует; личинка (нимфа) внешне схожа со взрослой особью | Саранча, тараканы, стрекозы, клопы |
| Без превращения (аметаболия) | Молодые особи похожи на взрослых и линяют в течение всей жизни | Ногохвостки, бесхвостки |
При полном метаморфозе личинка и имаго резко различаются по морфологии, экологии и поведению. Куколка — неподвижная стадия, в которой происходит сложная перестройка тканей: личиночные органы разрушаются, а из имагинальных дисков формируются взрослые структуры — крылья, сложные глаза, репродуктивные органы. У бабочек (отряд чешуекрылых) куколка заключена в кокон или хитинизированную капсулу (крестец), у жуков — в ложную куколку, у мух — в пупарий.
У перепончатокрылых (пчёлы, осы) метаморфоз сопровождается сложным поведением: личинки пчелиной семьи получают разное питание в зависимости от будущей роли — маточное молочко для матки, перга для рабочих особей.
¶Метаморфоз земноводных
У большинства земноводных (лягушки, жабы, саламандры, тритоны) метаморфоз происходит в водной среде. Головастики вылупляются из икринок, дышат жабрами, питаются водорослями и детритом, имеют хвост и боковую линию. Под действием тиреоидных гормонов (в первую очередь тироксина) происходит редукция хвоста и жабр, развитие лёгких и конечностей, перестройка пищеварительной системы от растительноядной к хищнической.
У ряда земноводных метаморфоз происходит без водной стадии (прямое развитие) — например, у некоторых саламандр рода Plethodon и африканской шпорцевой лягушки Xenopus. У безлегочных саламандр семейства Proteida (например, амбистомы) сохраняется неотения — половозрелость наступает в личиночной форме.
¶Метаморфоз у других животных
У моллюсков метаморфоз проявляется в смене трохофорной личинки на веллигерную, а затем на взрослую форму. У иглокожих (морские ежи, звёзды) личинка аурикулярия превращается во взрослую особь. У круглых червей и некоторых паразитических плоских червей метаморфоз связан со сменой хозяев.
¶Метаморфизм горных пород
В геологии и минералогии метаморфизм — совокупность процессов изменения минерального состава и структуры горных пород под действием высоких температур, давления и химически активных жидкостей без полного плавления. Различают региональный метаморфизм (при горообразовании) и контактный (при внедрении магмы). Продуктами метаморфизма являются мрамор, сланцы, гнейсы, кварциты. Термин «метаморфоза» в этом значении употребляется реже, чем «метаморфизм».
¶Метаморфоз в культуре
Образ метаморфозы пронизывает мировую литературу и искусство. Наиболее известный пример — «Метаморфоза» Франца Кафки (1915), где главный герой Грегор Замза внезапно превращается в насекомое. В древнегреческой мифологии превращения описаны в «Метаморфозах» Овидия (8 г. н. э.) — поэме из 15 книг, где собраны мифы о превращениях богов и людей. В русской литературе тема метаморфозы присутствует в сказках, фольклоре (оборотень, лебедь) и произведениях Н. В. Гоголя.
¶Применение в науке и практике
Знание метаморфоза используется в сельском хозяйстве (борьба с вредителями на личиночных стадиях), аквариумистике (разведение земноводных), фармакологии (получение гормональных препаратов, например тироксина) и экологии (биоиндикация состояния водоёмов по составу личинок).
Источники:
- Биологический энциклопедический словарь / гл. ред. М. С. Гиляров. — М.: Советская энциклопедия, 1986.
- Рупперт Э., Фокс Р. Зоология беспозвоночных: в 2 т. — М.: Товарищество научных изданий КМК, 2008.
- Савельев В. В. Курс общей палеонтологии. — М.: Издательство МГУ, 2005.
- Овидий Насон. Метаморфозы / пер. С. Л. Шейнина. — М.: Наука, 1994.
- Биггс Х. Г., Смит Р. Л. Биология животных. — М.: Академия, 2006.