生物的個體發育是指多細胞生物體從受精卵開始,經過細胞分裂、組織分化、器官形成,直到性成熟等過程。
對於進行有性生殖的生物來說,個體發育的起點是受精卵。那麼,一個小小的受精卵是怎樣發育成為一個性成熟個體的呢?
原來,從受精卵形成胚胎,然後胚胎再逐漸生長發育成為個體,這一過程稱為個體發育。個體發育從生長、發育、成熟到形成下代的卵細胞或精子,直至個體逐漸衰老死亡,而構成個體發育史。從形態上看,個體發育過程要依次經曆生長、分化和形態發生。
1.被子植物的個體發育
被子植物的個體發育過程可以大致分為種子的形成和萌發、植株的生長和發育等階段。
種子的形成和萌發是在被子植物的雙受精完成以後,一般說來,花被和雄蕊首先凋謝,柱頭和花柱也隨之萎縮,隻有子房還在繼續生長發育著。在子房的胚珠裏麵,受精卵逐漸發育成胚,而受精的極核逐漸發育成胚乳。
對於不同的被子植物而言,其胚的發育也不同,但發育的過程大體相同,下麵以薺菜為例來說明。薺菜的受精卵經過短暫的休眠以後,便開始進行有絲分裂。在第一次分裂形成的兩個細胞中,靠近珠孔的一個叫做基細胞,另一個叫做頂細胞。頂細胞經過多次分裂,形成球狀胚體。基細胞經過幾次分裂,形成一列細胞,構成胚柄。胚柄能夠從周圍組織中吸收並運送營養物質,供球狀胚體發育。研究還表明,胚柄能產生一些激素類的物質,有利於胚體的發育。在胚體發育完成後,胚柄也就退化消失了。
球狀胚體頂端兩側的細胞分裂速度比較快,因此便形成了兩個突起,這兩個突起逐漸發育成兩片子葉。兩片子葉之間的一些細胞發育成胚芽,胚體基部的一些細胞發育成胚根,而胚芽與胚根之間的細胞則形成胚軸。在這樣的情況下,子葉、胚芽、胚軸和胚根就構成了薺菜的胚。
胚乳的發育是指受精的極核不經過休眠,就開始進行有絲分裂,經過多次分裂形成大量的胚乳細胞。這些胚乳細胞構成了胚乳。
多數雙子葉植物在胚和胚乳發育的過程中,胚乳逐漸被胚吸收,營養物質儲存在子葉裏,這樣就形成了無胚乳種子,如大豆、花生和黃瓜等。多數單子葉植物在胚和胚乳發育的過程中,胚乳不被胚吸收,這樣就形成了有胚乳的種子,如小麥和玉米等。
在胚和胚乳發育的同時,珠被發育成種皮。這樣一來,整個胚珠就發育成種子。與此同時,子房壁發育成果皮,整個子房就發育成果實。果實和種子成熟以後,便從母體上脫落下來。如果遇到合適的環境條件,種子就會萌發並長成幼苗(有些植物的種子需要經過一段時間的休眠才能萌發)。
植株的生長和發育是指幼苗經過一段時間的生長,成為一株具有根、莖、葉三種營養器官的植株。植株生長發育到一定階段,就開始形成花芽,接下來便是開花、結果。花芽的形成,標誌著生殖生長的開始。對於一年生植物和二年生植物來說,在植株長出生殖器官以後,營養生長就逐漸減慢甚至停止。對於多年生植物來說,當它們達到開花年齡以後,每年營養器官和生殖器官仍然生長發育。其中營養器官的生長發育包括:根和莖頂端分生組織的活動,使莖不斷長高,根不斷伸長。與此同時,由於莖和根的形成層的活動,使莖和根不斷長粗。這多年生植物就逐年長大。
2.高等動物的個體發育
高等動物的個體發育可以分為胚胎發育和胚後發育兩個階段。胚胎發育是指受精卵發育成為幼體。胚後發育是指幼體從卵膜孵化出來或從母體內生出來以後,發育成為性成熟的個體。蛙是大家都熟悉的一種卵生動物,下麵以蛙為例來講述高等動物的個體發育。
蛙的胚胎發育一般是在春季,因為在溫度適宜時,雌蛙和雄蛙抱對,將卵細胞和精子排在水中,並且在水中完成受精。受精卵的上端是動物極,下端是植物極。靠近動物極的半球叫做動物半球,顏色較深(含色素顆粒),裏麵含卵黃少,比較輕些。靠近植物極的半球叫做植物半球,顏色較淺,裏麵含有豐富的卵黃,比較重些。這樣一些特點,使受精卵的動物半球朝上,可以吸收大量的太陽輻射能,從而保證受精卵發育所需的溫度條件。