发展类型
在整个生物领域中,发现了许多不同的发展模式,其中最重要的类别可以作为成对的对比类型来讨论。
数量和质量的发展
在一个本质上保持不变的系统中,发展可能只是数量上的变化(通常是增加)。质的发展包括变更在系统的本质中。纯粹的第一种类型的例子很难找到。当动物或植物达到了具有完整器官的结构时,就会出现与之近似的情况;然后,它似乎只是在规模上增加,也就是说,在数量上增加。这将是一个简单的时期增长.然而,仔细研究几乎总是会发现,该体系也正在经历一些质变。例如,一个人类婴儿在出生时,已经有了完整的器官,但随后的发育时期直到成年不仅包括成长,还包括成熟的过程,包括质量和数量的变化。也许数量发展最简单的例子发生在某些简单的植物和动物身上。扁虫例如,老鼠在饥饿时可能变小,但在提供适当的营养后又会变大;因此,它们经历了数量上的变化。然而,即使在这些情况下,也会发现组成器官并不总是体积缩小,实际上还可能丧失某些部位。
进步和倒退的发展
大多数植物和动物的正常发育过程可以被认为是渐进的,因为它们导致体积和复杂性的增加,并导致系统中新元素的添加。如前所述,一些生物,当放置在不利的条件下,可能会发生倒退变化,无论是大小和复杂性。这种退化的变化是某些有机体正常生活史的一部分。这些物种的特点是,其有机体在早期阶段发展出相对复杂的结构,使其能够运动,后来采用了一种不再需要运动的生命形式。一个很好的例子是藤壶这是一群海洋甲壳类动物,它们的卵最初会发育成可活动的幼虫,很快就会安定下来,并牢固地附着在水下的固体表面上。然后藤壶失去了许多器官特征并发展成我们熟悉的静止状态。
还有很多其他的例子,特别是在成年人采用a的群体中寄生动物:一种生命形式,尤指在宿主动物的消化系统或其他组织中,它们只需从中吸收营养,而不需要移动或拥有合适的器官来捕捉猎物在这种情况下,早期发育的特点是向更复杂的形式发展,随后是一段退行期,其中许多器官可能丢失。在此退化期间,机体的某些成分(也就是说,那些与固着或寄生形式有关的功能)可能在其他器官退化的同时经历渐进发育。
单相和多期开发
我们最熟悉的生物,包括人类,都经历了一个单一阶段的发展;早期出现的器官坚持贯穿整个生命。有许多种动物都有一个或多个幼虫阶段,以适应不同于成虫的生活。其中最著名的可能是普通的青蛙.卵首先发育成卵蝌蚪它有一条肌肉发达的大尾巴,用来游泳。蝌蚪最终会经历形态的变化,或者蜕变.这包括尾巴的后退和吸收以及四肢的生长。在这段时间里,蝌蚪身体的其他部分经历了不太深刻的变化;器官持续存在,但经历相对深远的进行性变化。在其他动物中,幼体和成体之间的变化可能要剧烈得多。一只蛋海胆例如,最初发育成一个小幼虫(虫)长腕幼虫),这与成人完全不同。在蜕变几乎所有的赘肉结构都消失了;五射线成虫由幼虫中很小的雏形发育而来。在海洋无脊椎动物的其他类群中,在成体出现之前可能有连续的幼虫阶段。
植物总的来说,似乎表现出一种与刚才在动物中讨论的多阶段发展一般有关的发展类型,尽管在本质上与它有很大的不同。这叫做"世代交替大多数高等植物都有两套相似的基因。染色体也就是说,在他们的每个细胞里二倍体(2n),大多数高等动物也是如此。但在有性生殖,二倍体细胞经历一个减数分裂从而形成前体的性细胞,是单倍体-也就是说,它们只包含一组染色体。在动物体内,这些细胞直接发育成生殖细胞——卵子和精子——在受精过程中结合。在植物中,单倍体细胞在产生有功能的生殖细胞之前要经历一些发育过程。这种发展的产物被称为“单倍体一代”。在大多数高等植物中,单倍体的发育是相当少的,因此单倍体个体只包含几个核——在雄性一侧与花粉管有关的核和在雌性一侧与卵有关的核。然而,在一些低等植物中,如苔藓和蕨类植物,单倍体的发育可能要多得多广泛的并产生相当大的独立植物。在这种情况下,一个物种包含两种个体,由不同类型的发育过程产生,但由相同的基因型控制。这可以与动物幼虫形态的多期发育相比较。然而,在植物中,这种情况的特点是生物体的两种形式具有不同的染色体构成——单倍体和二倍体——而一个动物物种的幼虫形式和成体具有相同的染色体构成。