生长

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2017年5月4日 (四) 13:562017讨论 | 贡献的版本

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  生长(growth),生物的生长是生物体或其一部分的体积、干物重或细胞数目增长的过程。在许多情况下,这三者的增长是同时并进的,但增长速度并不完全一致。有时三者之中只有一项或两项增长,其余则停滞不动,甚至减少。例如植物茎或根尖的不同部分,生长活动的方式也颇不同。靠近顶端部分,细胞分裂旺盛,细胞数增加很快,体积增加却不多;向后的区域细胞分裂次数减少,细胞数增加不多,而体积却大幅度增加。

生物生长的特点

  1. 生物体在生长时,往往在似乎无序的基础上,长出高度有序的、具有每个种的固有特征的器官或个体来。
  2. 生物生长时,在重量、体积等数量增长的同时,还不断发生质的变化。如植物等自养生物,能将从外界摄取的无机化合物转化为组成其身体的各种复杂的有机化合物。动物和其他异养生物,吃进有机物以后,也要经过复杂的转化,形成自己所特有的成分。生物在生长过程中,在结构的各个水平上,也不断发生许多质的变化。
  3. 生物体在生长过程中,各生长部分的体积与重量增长几十倍以至千百万倍,但各部分却同时不断执行着其生理功能。例如人的心脏在从婴儿到成人的20年生长过程中,一刻也没有停止过跳动。
  4. 生物体有调节其各部分的生长速率的本领。如涡虫可以长出被割去的任何部分,但在不切割的正常情况下,这部分并不生长。也就是说,生物体的许多部分往往有比它所实现的生长速率大得多的生长潜力,但这种潜力不到一定时机不表现出来。生长是否进行 ,以什么速率进行 ,都是受到控制的。

不同门类生物生长方式的差别

  不同门类生物之间形态的差异反映了生长速率的差异。在这千差万别之中,单细胞生物与多细胞生物之间和动物与植物之间生长方式的差异是最显著的。

单细胞生物与多细胞生物生长方式的差别

  1. 单细胞生物。生长方式最为简单,按分裂→增大→分裂的顺序,循环不已。每个细胞即个体的大小平均有两倍的变化。有时随机因素可使细胞分裂提前或推迟,因而细胞大小变化的幅度可略大于两倍。
  2. 多细胞生物。随着身体结构的复杂化,生活方式也变得多样化。例如体积、干物重、细胞数这3项指标的增长速率常常表现不一致,甚至在时间和部位上完全分开,各自集中于生活史的某一阶段,或身体的某些部分上发生。如鸡蛋开始孵化之前、孵化过程之中与孵化之后,生长内容大不相同。

动物与植物生长方式的差别

  1. 动物的不同器官,在发育较早时期就完成了形态发生过程,以后主要是各个器官在体积与重量上增长,一般不再产生新的器官。植物则不然,往往在生活史的大部分时间内,不断长出新的器官。例如一株大树可以在几十年、几百年,以至几千年的时期内,不断地发生茎、叶、根、花、果实等新器官。也就是说,在其各个局部中陆续反复地进行形态发生过程。
  2. 动物体各器官的数目是固定的,除了性别差异以外,个体间差别极小。例如昆虫有6只脚,脚数完全固定,以致可以作为分类的依据。植物则不然。一棵植物生多少叶子,在树木全无定数,视生长条件和年数而定。这种类型称为无限生长型。即使有限生长型的植物,如稻、麦等,虽然生长发育的阶段在时间上很整齐,其分蘖的数目或每穗籽粒数在个体间也可以有颇大的差异。动物学中常把器官形成归于发育,而把器官的长大归于生长。植物学中,就整个个体而言,通常把根、茎、叶的发生算作生长的内容,虽然每个器官本身都有其发育过程。而说发育时,则着重指从生活史的一个阶段向另一个阶段的转化,特别是从营养生长向生殖器官或其他延存器官的发生和生长的过渡。
  3. 动物在胚胎期有典型的形态发生运动,即细胞成群地移动位置,形成不同的层和区,最后形成各种器官。植物几乎没有这种运动。
  4. 动物的生长是遍及全身的,不同器官之间只在生长速度上有差异。植物的生长则几乎总是局限于某些特定的区域,例如茎和根的生长都局限于顶部以后的一小段区域。

  与此相关,动物在长大过程中,虽然各器官的生长速率略有差异,但从整体来说,形态变化不大。因而随着身体的长大,面积(与长度的平方成正比)和体积(与长度的立方成正比)之间的比值越来越小。植物则三维的生长速率大不相同。如叶子的长宽增长多、厚度增长少;根系长度增长多,直径增长少。其结果是整体的面积与体积之比变化不大。

相关生长与异度生长

  生物生长时,常常由于身体各部分或各方向之间相对生长速度的差异,而发生有规律的形态变化。各部分和各方向之间,在生长速率上存在着一定关系的现象,称为相关生长;各部分或各方向按不同速率生长的现象,称为异度生长。人体从婴儿到老年的各个阶段中身体各部分的相对比例是变化的。由此可以看出,随着年龄的增长,头的长度在身长中的百分比逐渐下降,而腿所占的百分比则逐渐上升。人体的不同器官,相对生长速率也不相同。

生长与发育的关系

  在多数情况下,在发育的同时,生物的生长和发育两种过程,都是由其遗传信息控制的。生长的进程和其结果长成的生物体的形态——一样,可以作为表征一个生物种的特性。

环境条件对生长的影响

  营养物质供应不足,生长速度就会降低。温度对生长的影响特别大。因为生长的基本过程,其速度都随温度的上升而增长。鸟类和哺乳动物,因为有了体温调节的机能,所以受环境温度差异的影响较小。植物中生长受环境中某些信息的影响特别明显,如光形态发生效应。日照长短还会影响开花,因而间接影响营养生长。生物体各部分的生长速率之间成一定的数量关系。表明各部分间有相互制约的调节机理。

研究生长的意义

  在农业生产方面,生长的速率都是决定产品(包括畜产品、水产品)的数量的主要过程,如何改变生物的环境以加速生长,或选育生长速率高的品种,以获得较多的农产品,是农业、林业、畜牧业、水产业的中心课题之一。

  在医学上需要知道正常儿童的生长速率及其变化的范围,作为诊断营养不良和内分泌失调造成体重增长过慢或过快的指标。儿童身体随年龄增长的速度,对于制造儿童服装、鞋帽和儿童用具如教室桌椅等行业,也是不可少的数据。