Глава 21. Рост и развитие

Способность к росту - одна из главных особенностей всех живых организмов. Нередко рост представляют себе просто как увеличение в размерах; однако, внимательно рассмотрев такое определение, приходится признать его неверным. Так, например, размеры растительной клетки могут увеличиться за счет осмотического поглощения воды, но этот процесс иногда бывает обратимым и, следовательно, его нельзя считать истинным ростом. Во время дробления зиготы и на ранних стадиях развития зародыша происходит увеличение числа клеток без увеличения общих размеров (объема или массы). Это результат клеточных делений без последующего роста дочерних клеток. Процесс этот представляет собой морфогенетическое событие, и поэтому его, возможно, следует считать ростом, хотя увеличения размеров при этом не происходит^*.

^* (Обычно все же ростом называют увеличение размеров (клетки, органа, организма) за счет процессов биосинтеза. Прим. ред.)

Развитие так тесно связано с ростом, что для описания процессов, которые обычно считают ростом, часто пользуются выражением "рост и развитие". Рост многоклеточного организма, начинающийся с одной клетки, можно разделить на три стадии:

1) деление клеток (гиперплазия) - увеличение числа клеток в результате митозов;

2) рост клеток (гипертрофия) - необратимое увеличение размеров клеток в результате поглощения воды или синтеза протоплазмы;

3) дифференцировка клеток - их специализация (рост в широком смысле включает также и эту стадию развития клетки).

Каждый из этих процессов может, однако, быть отделен от других во времени. Мы уже приводили пример с дроблением. Возможно также увеличение объема клеток без изменения их числа, как, например, в зоне растяжения клеток позади кончиков корня и побегов у высших растений. У одноклеточных организмов, таких как бактерии, клеточное деление приводит к репродукции (но не к росту) данной особи и к росту популяции.

Все стадии роста сопряжены с биохимической активностью. Особенно важная роль принадлежит белковому синтезу, так как в результате этого процесса заключенная в ДНК информация реализуется в форме синтезируемых клеткой ферментов. Ферменты регулируют функциональную активность клетки. Изменения, происходящие на клеточном уровне, приводят к изменению общей формы и структуры как отдельных органов, так и организма в целом - процесс, называемый морфогенезом.

Определение понятия "рост" должно удовлетворять критерию увеличения размеров, которое происходит у всех организмов - от одноклеточных до самых высокоорганизованных растений и животных, а также учитывать связанную с ростом метаболическую активность. Поэтому рост можно определить как необратимое увеличение сухой массы протоплазмы. Это в свою очередь отражает увеличение количества синтезированного белка и тот факт, что процесс белкового синтеза составляет основу роста.

Рост может быть положительным или отрицательным. Положительным рост бывает тогда, когда анаболизм преобладает над катаболизмом, а отрицательным - когда катаболизм преобладает над анаболизмом (см. гл. 11). Например, в процессе прорастания семени и образования проростка многие физические параметры - число клеток, их размеры, сырая масса, длина, объем, сложность формы - возрастают, а другие, такие как сухая масса, уменьшаются. Согласно определению, прорастание в этом случае представляет собой, строго говоря, период отрицательного роста.