CREȘTEREA ȘI DEZVOLTAREA. De la apariția organismelor multicelulare în cursul evoluției, transformarea unui ovul fertilizat într-un adult are loc în fiecare generație în procesul de creștere și dezvoltare. Creștere, i. creșterea dimensiunii, este obținută prin creșterea numărului de subunități, cum ar fi moleculele și celulele. Dezvoltare, i. schimbarea calitativă este asigurată prin sinteza unor noi compuși și formarea de celule de diferite tipuri ca urmare a diferențierii.
Procesele de creștere și dezvoltare au anumite limitări fizice care mențin dimensiunile și modificările de formă în anumite limite. Cu o creștere a dimensiunilor liniare, suprafața crește cu un factor de patru și volumul cu un factor de 8. Acest lucru este de o importanță capitală pentru parametrii cum ar fi reglarea temperaturii și rezistența structurii necesare pentru menținerea unei greutăți corporale în creștere. Deși celulele vin în toate dimensiunile - de la mici la mari ouă de struț sperma - dimensiunile lor sunt totuși limitate la acele distanțe, care pot depăși rapid substanțele nutritive și produsele de descompunere difuzează în citoplasmă. Unele dintre cele mai mari celule ale corpului nostru - celulele nervoase și musculare - fac față acestor limitări, combinând o creștere a lungimii cu o reducere puternică a diametrului. Pe de altă parte, o scădere a dimensiunii celulei, de asemenea, nu poate fi nelimitat: necesită o sumă minimă, care ar putea găzdui toate diferitele structuri intracelulare.
Creșterea și dezvoltarea sunt în mod tradițional percepute ca procese care cresc progresiv (cu un semn plus); de fapt pot merge și cu un semn minus. Prin urmare, în termeni generali, creșterea este o schimbare, nu o "creștere". Proprietatea fundamentală a creșterii este reînnoirea; pierderea părților individuale și adăugarea de noi. Cu o creștere cu un semn pozitiv, procesele de sinteză sunt mai active decât procesele de dezintegrare. Odată cu îmbătrânirea, prevalează relația opusă. De-a lungul majorității vieții unui corp adult, sinteza și dezintegrarea sunt echilibrate. Putem spune că într-o stare de echilibru, corpul la un moment dat moare puțin și este ușor renăscut. Timpul de înjumătățire al substanțelor conținute în organism este măsurat în perioade de câteva minute până la câteva luni. Într-o stare de reînnoire constantă sunt toate celulele organelle. Durata de viață a multor tipuri de celule este limitată, ceea ce înseamnă că numărul acestora rămâne constant numai pentru că se formează celule noi de acest tip. Renovarea este posibilă chiar și la nivelul țesutului - de exemplu, în ovare, foliculii noi se maturizează pentru a înlocui pierdut în ciclul menstrual anterior.
Toate lucrurile vii sunt compuse din celule. Deoarece celulele nu pot fi mai mari decât unele dimensiuni maxime, creșterea organismului este posibilă numai datorită creșterii numărului de celule. Aceasta din urmă este realizată cu ajutorul diviziunii mitozei-celule, în care nucleul este mai întâi împărțit în două părți, apoi citoplasma.
Fiecare din cele două celule formate ca rezultat al mitozei este jumătate din original. Prin urmare, înainte de a trece la următoarea diviziune, celulele trebuie să treacă printr-o perioadă de creștere, în timpul căreia se dublează numărul de organele și se completează cantitatea de citoplasmă. Numai după restaurarea celulelor normale, celulele sunt pregătite pentru următoarea diviziune. Consultați și CAGE.
În semințele de plante, există endospermă, care furnizează embrionului cu substanțe nutritive similare cu modul în care gălbenușul oferă nutriție embrionului în dezvoltare al animalelor. Semințele de plante vasculare în timpul germinării formează rădăcini și lăstari.
În ciuda diferențelor semnificative dintre rădăcini și lăstari, au multe în comun. Ambele sunt ramificate în mod repetat, iar vârfurile lor crescătoare, constând din celule nediferențiate, formează conuri de creștere (meristeme apice). Mai multe diviziuni mitotice în conul de creștere furnizează în mod constant noi celule care asigură o creștere în lungime. Dincolo de această zonă de proliferare există zone de diferențiere și extindere; aici celulele nou formate sunt transformate în celule specializate de xilem și phloem - țesuturile conducătoare ale plantei. În procesul de diferențiere, aceste celule se întind foarte mult în lungime, ceea ce asigură o creștere foarte rapidă a lăstarilor (de exemplu, în bambus). Între xilem și phloem este un strat de celule cambiale, datorită căruia tulpinile și rădăcinile se îngroașă.
Descrierea de mai sus se referă în principal la arbori și arbuști. Spre deosebire de acestea, în multe plante erbacee, zona de creștere a frunzelor se află la baza și nu la vârf. Frunzele cresc în fundul lor și de aceea gazonul trebuie tăiat în mod repetat. Copacii și gardurile vii sunt, de asemenea, tăiați pentru a le da o anumită formă, dar zonele lor de creștere sunt întrerupte. Ca rezultat, după tăierea arbuști și copaci cresc groase, pentru că atunci când deteriorat în partea de sus a meristemul trage, la distanță de vârful, preluând funcțiile părții pierdute. Înainte de îndepărtarea meristemului apical, care avea un efect de întârziere asupra lor, aceste meristemuri laterale erau într-o stare latentă; eliberați de inhibare, dau naștere la ramurile laterale.
Acest fenomen ilustrează mecanismul care reglează creșterea plantelor. Meristemul apical dezvoltă substanțe hormonale (auxine), care, deplasându-se pe tulpină, inhibă creșterea altor meristemuri. Auxinii definesc, de asemenea, tropismele plantelor, de exemplu, tendința de a crește spre sursa de lumină. Prin inactivarea pe partea iluminată a tijei, ele stimulează alungirea tijei pe partea umbroasă, determinând-o să se încline spre sursa de lumină.
Termenii vegetației depind, de asemenea, de lumină: fiecare specie de plante începe și se termină cu creșterea, cu flori și produce semințe la un anumit moment al anului. În latitudinile temperate, ciclurile de viață ale plantelor sunt adaptate la fluctuațiile de temperatură și la prelungirea sau scurtarea unei zile ușoare. Unele specii de înflorire au nevoie de o lungă perioadă, iar altele de o zi scurtă. În cazul în care fluctuațiile temperaturii și lungimii zilei luminoase sunt minime, în special în zonele tropicale, alternanța perioadelor de ploi și secetă poate participa la coordonarea ciclurilor de viață ale plantelor.
Anualii sunt programați să se oprească din viață și să moară în primul (și singurul) an de viață, iar menținerea existenței speciilor este asigurată de semințe. În schimb, plantele perene, în special copacii, au capacitatea de creștere potențială nelimitată. Datorită meristemelor apice ale tuturor lăstarilor, volumul țesuturilor crește anual, iar datorită cambiei, trunchiul crește în grosime, iar puterea crește. Capacitatea copacilor de a-și crește atât timp cât trăiesc și de a trăi atâta timp cât cresc, demonstrează un exemplu de sequoia cu dimensiunile sale gigantice și potențiala nemurire.
Viața plantelor perene poate fi prelungită cu ajutorul reproducerii vegetative. Laptele pot provoca formarea rădăcinilor (uneori cu ajutorul hormonilor) și pot crește de la acestea plante noi care au aceleași trăsături genetice ca și planta mamă. A se vedea, de asemenea, hormonii de plante.
Spre deosebire de plantele, a căror creștere se produce prin prelungirea și răspândirea în părțile laterale, majoritatea animalelor în curs de dezvoltare cresc prin creșterea dimensiunii fiecărui organ sau țesut. Creierul creste rapid la inceput, dar pe masura ce celulele sale se opresc divizand si cresc doar in marime, cresterea lui incetineste. Creșterea și dezvoltarea genitalei apar mai ales în timpul pubertății. Deși fiecare organism își urmează propriul "orar", există și un mecanism general de control care reglementează dimensiunile finale ale corpului animalului. La vertebrate, acest rol este jucat în principal de hormonul de creștere produs de glanda pituitară. Sub influența hormonului de creștere, în primul rând, are loc o prelungire a oaselor, fiecare dintre ele oprind creșterea în lungime la o anumită etapă de dezvoltare. Țesuturile legate de țesuturi (mușchii, nervii, vasele de sânge, pielea) încetează să crească atunci când curba de creștere a animalului atinge un platou.
Mecanismul de creștere descris este caracteristic animalelor cu creștere deterministică sau limitată, mai întâi de toate: animalele terestre: dimensiunea lor nu poate depăși o anumită limită, după care se pierde capacitatea de a menține greutatea corporală. În multe animale acvatice, dimpotrivă, creșterea continuă pe termen nelimitat, chiar după pubertate, și acestea ajung la dimensiuni foarte mari. Acest lucru se explică prin faptul că, într-un mediu acvatic, animalele sunt ca și cum ar fi într-o stare de greutate și nu trebuie să-și mențină corpul și, prin urmare, în procesul de evoluție nu au avut un mecanism de limitare a creșterii. În acest sens, creșterea peștilor este similară cu creșterea plantelor perene.
Creșterea peștilor pe toată durata vieții se datorează creșterii numărului de unități funcționale din organele și țesuturile lor, adică în structuri, ale căror celule din animale mai bine organizate încetează să mai fie împărțite într-un stadiu relativ timpuriu al vieții. Deci, în pește, pe măsură ce creste creșterea, se adaugă celule noi din creier și bastoane noi și conuri în retina ochilor; este de asemenea posibil să se diferențieze fibrele musculare suplimentare în mușchii cardiace și scheletici. Oasele din pește cresc datorită depunerii de noi materiale pe suprafața lor. Odata cu cresterea maxilarului, dintii absolut noi, precum si inlocuirea dintilor pierduti cresc pe ei. Cântăriile cresc ca urmare a adăugării de inele noi, iar aripioarele sunt prelungite prin formarea de segmente suplimentare la vârfurile razei lor osoase.
Multe animale suferă metamorfoză în timpul dezvoltării. În același timp, aceștia beneficiază de posibilitatea de a utiliza diferite habitate și diferite alimente în diferite stadii ale vieții. De exemplu, în Lepidoptera, stadiul larvelor este reprezentat de omizi de frunze, iar etapa adultă de fluturi care se hrănesc cu nectar, zboară de la floare la floare. La stadiul de pupa, țesuturile larvare sunt distruse treptat, iar din acumulările de celule nediferențiate - așa-numitele. Imaginare discuri - aripi și picioare dezvolta. Broaștele de broască eclipsate cu mormoloci erbivore, care locuiesc mai întâi în apă și apoi se transformă în carnivore terestre care respirau aerul. Cozi și ghirlande de mormoloci sunt resorbite, iar în schimb, se dezvoltă picioarele și plămânii.
La unele animale, capacitatea inerentă de a se dezvolta rămâne în starea adultă, asigurând regenerarea părților pierdute ale corpului.
PROCESUL DE CREȘTERE UMANĂ
Înălțimea în înălțime a fiecărei persoane este predeterminată de genele sale, după cum rezultă din diferențele rasiale, de exemplu între pygme și Burundi. La părinții înalți, copiii sunt, de obicei, prea mari, iar copiii părinților obezi sunt predispuși la plenitudine. Cu toate acestea, natura constituției depinde, de asemenea, de nutriție și efectele hormonale. Omul modern este ceva mai înalt decât strămoșii săi, care au trăit cu secole în urmă; acest lucru poate fi explicat în parte prin îmbunătățirea nutriției și a îngrijirii sănătății și, parțial, prin manifestarea "capacității hibride" create ca urmare a amestecării grupurilor genetice în căsătorii între persoane de diferite naționalități sau rase.
Hormonul de creștere promovează creșterea în copilărie și adolescență, dar cu debutul maturității, efectul său este slăbit. Excesul de hormon de creștere duce la gigantism, iar insuficiența acestuia - la nurism.
Nu este surprinzător faptul că hrana are un efect profund asupra creșterii, mai ales la o vârstă fragedă. Alimentația slabă în timpul dezvoltării fătului poate provoca încălcări ale proliferării celulare în creierul în curs de dezvoltare și poate duce la întârzieri mintale. Copiii care suferă de malnutriție cresc mai încet decât cei care mănâncă în mod normal, dar dacă sunt transformați în alimentație adecvată în timp, ei ajung din urmă cu copiii lor de un an și, devenind adulți, au o diferență mică sau înaltă de înălțime față de ceilalți oameni.
Creșterea uterului este, de asemenea, influențată de condițiile din uter, iar spațiul limitat nu are o importanță prea mică. La gemeni, masa la naștere este, de obicei, mai mică decât cea a unui copil născut ca urmare a unei singure sarcini și în troienă - mai puțin decât la gemeni. În astfel de cazuri, creșterea ulterioară accelerată poate, în final, să ușureze decalajul anterior.
Vezi și CELL; EMBRIOLOGIE; REGENERAREA.