Поняття про індивідуальний розвиток як процес онтогенетичного формоутворення

Живий і неживий світи планети Земля єдині за своєю матеріальністю. Матерія існує у вигляді різних конкретних систем, що перебувають у постійному розвитку. Органічний світ є однією з таких систем, яка зародилася в надрах геологічної системи і яку певною мірою вважають продуктом розвитку її. Тому органічний світ не може розвиватися без постійного зв’язку з матеріальними системами неживої природи, що оточують його. Розвиток органічного світу — це розгортання системи у просторі з послідовною зміною в часі якісних особливостей.

Система органічного світу у просторі обмежена зовніш­ньою природою, зовнішнім середовищем і зовнішніми умовами. Зовнішня природа — все те, що оточує органічний світ в цілому. Вона існує самостійно, незалежно від нього і розвивається своїм шляхом. Зовнішнє середовище — матеріальні системи, що впливають на органічний світ або змінюються під його дією. Зовнішні умови — елементи навколишнього середовища, які входять до складу органічної системи і забезпечують існування і розвиток її. Таке обмеження забезпечує органічному світові під час розвитку його вибіркове ставлення до елементів зовнішнього середовища, його аналітичну діяльність, зумовлену спадковістю, згідно з чим здійснюється специфічний обмін речовин. Загальний обмін речовин відрізняється від біологічного тим, що він здійснюється незалежно від життєвих потреб організмів і нерідко призводить до руйнування їх.

Еволюція — природно-історичний процес, ніякого плану, умисності, свідомості у нього ніколи не було і немає. Виникнення будь-яких нових структур і функцій, посилення і послаблення тих, що вже є, – все здійснюється в постійній взаємодії оранізмів із зовнішнім середовищем і між са­мими організмами.

Кожна рослина і тварина в будь яких відношеннях є досить недосконалим організмом і протягом свого життя зазнає якісних змін, характерних для окремих етапів життєвого циклу, або індивідуального розвитку (онтогенезу). Зміна якісних особливостей організму — процес, в якому запліднена яйцеклітина або вегетативний зародок внаслідок поділу клітин набуває форми, характерної для дорослого організму. Онтогенез організмів характеризується: морфологічними змінами, внаслідок яких утворюються тканини, органи і весь організм в цілому; фізіолого-біохімічними процесами, що відбуваються в клітинах, тканинах і органах організму; реалізацією генетичної інформації, закладеної в будові молекул ДНК; екологічною пристосованістю до умов зовнішнього середовища і еволюційною мін­ливістю, яка відбувається при переході від предків до по­темків на різних етапах філогенезу.

У рослин розрізняють вегетативний розвиток — процес формування вегетативних органів і генеративний розвиток— перехід до цвітіння і наступного плодоношення. Більшості видів вищих рослин властиве статеве розмноження — а нижчим — безстатеве. У деяких груп рослин статевого процесу зовсім не буває. При безстатевому і вегетативному розмноженні успадковуються властивості тільки одного організму, що характеризуються віковим станом. Статеве роз­множення має переваги щодо збереження виду: по-перше, поєднання спадкових властивостей материнського і батьківського організмів приводить до утворення нових ознак; по- друге, зростає пристосовуваність потомства до умов існування, збільшуються адаптивні властивості організму; по-третє, утворюється численне потомство; по-четверте, створюється можливість заселення потомством великої території і потрапляння насіння в нові умови, які сприяють збільшенню мінливості.

Хоч зовнішні середовище і умови впливають на індивідуальний розвиток організмів, організми розвиваються в основному за певною успадкованою програмою, закладеною в ядрі клітини, а точніш у молекулах ДНК, що містяться у хромосомах. Молекули ДНК як початкова ланка у біосинтезі білка визначають кількісну і якісну сторони його, а отже, й процеси формування органів і властивостей організмів. Тому онтогенез визначається послідовним утворен­ням у різних частинах організму конституційних і ферментних білків, специфічних для цих органів, — морфоструктур. Виникнення морфоструктур залежить від взаємодії ядра і цитоплазми, пов’язаної з іншими клітинами організму, що розвивається, і умовами зовнішнього середовища. Цей фактор послаблює або посилює взаємозв’язок між білками, гістонами і ДНК. Гістони, з’єднані з фосфатними групами ДІІК з обох боків спіралі, блокують певні ділянки молекули ДНК, тримаючи їх у недіяльному стані. В певний період розвитку організму взаємодія ядра і цитоплазми знімає гіс- тонну блокаду з ДНК, і, згідно з спадковою інформацією, організм від вегетативного розвитку переходить до генеративного з утворенням нової морфоструктури — квітки. Далі в онтогенезі організму з’являються і зникають інші морфоструктури, характерні для цього виду.

Онтогенез в еволюційному розвитку постійно змінюється, що можна простежити на прикладах онтогенезів нижчих і вищих рослин.

У одноклітинних, колоніальних та інших примітивних водоростей, грибів і подібних до них організмів онтогенез постає у вигляді різних морфоструктур — біонтів, які можуть існувати самостійно. Протягом року розвиток нижчих організмів обмежений періодом від проростання спори до утворення спори. Навесні, коли грунт вологий, спора проростає в слань, найбільш пристосовану для життя в цих умовах. Як тільки на грунті нагромаджується вода, в слані утворюються зооспори, які виходять з неї і ведуть незалежний спосіб життя. При підсиханні грунту зооспори пророс­тають, утворюючи нову слань.

Під час літньої засухи слань перетворюється на цисту, здатну вигримувати будь-яке зневоднення. Такі взаємоперетворення біонтів у нижчих спостерігають до осені, і всі вони відбивають пристосовуваність організму до зовнішнього середовища. Паралельно з утворенням біонтів нижчі ор­ганізми розвиваються і врешті-решт набувають здатності утворювати нові спори, тобто розмножуватися. З настанням осені у водоростей і грибів утворюються статеві органи — гаметангії з гаметами, що дають спочиваючі зиготи, пристосовані до зимових умов. Отже, у процесі індивідуально­го розвитку нижчого організму немає внутрішньо закріпле­ного, послідовно змінюваного порядку якісних змін.

У високоорганізованих водоростей (харових, бурих, червоних) і вищих рослин за умови правильного чергування безстатевого і статевого поколінь сформувався єдиний цикл онтогенезу. В еволюційному розвитку у цих організмів один з біонтів поступово домінував щодо інших морфоструктур.

Ця домінантність біонта збіглася з тривалістю періоду сприятливих умов для організму. У такого біонта утворю­вані морфоструктури не відокремлювались, а допомагали йому пережити несприятливі умови. Так, з часом у одного біонта утворились органи, що зумовили краще пристосу­вання до зовнішніх умов і певний порядок якісних змін ор­ганізму. Отже, еволюція онтогенезу відбувалася від водорості— до псилотових і папоротей — з трьома і врешті до насіннєвих рослин з одним біонтом. Проте еволюція онтогенезу триває. Вивчення С.С. Хохловим численних форм апоміксису стало основою для теорії появи нового еволю­ційно більш досконалого типу безстатевонасіинєвих рослин. Перехід до цього типу здійснюється через редукцію стате­вих органів.