21.1. Измерение роста

Рост происходит на многих уровнях биологической организации - от уровня сообщества до молекулярного уровня. Во всех случаях график зависимости измеряемого параметра от времени представляет собой S-образную кривую роста. На рис. 21.1 приведено несколько кривых роста, полученных путем откладывания по оси ординат различных параметров (длина, высота, масса, площадь поверхности, объем, численность), а по оси абсцисс - времени. Такие кривые называют сигмоидными или S-образными.

Рис. 21.1. Кривые роста четырех разных организмов; основанные на шести различных параметрах. Во всех случаях кривые имеют S-образную форму. (Б - по Kreusler; В - по Tischendorf; Г - по Knopf.)

S-образную кривую можно разделить на четыре участка (рис. 21.2). Начальная фаза, или лаг-фаза, характеризуется незначительным ростом. Она переходит во вторую, логарифмическую, фазу интенсивного роста, в которой рост происходит по экспоненте. Во время этой фазы скорость роста достигает максимума и в любой момент пропорциональна количеству материала или числу уже имеющихся клеток или организмов.

Рис. 21.2. Типичная S-образная кривая роста, на которой видны четыре характерные фазы роста и точка перегиба, а - лаг-фаза; б - логарифмическая фаза; в - точка перегиба; г - фаза замедления; д - плато, или стационарная фаза

Во всех случаях экспоненциальный прирост наконец убывает, и скорость роста начинает снижаться. Точку, в которой это происходит, называют точкой перегиба. Третья фаза - это фаза замедления (самозамедления), во время которой рост ограничивается в результате влияния какого-либо внутреннего или внешнего фактора или взаимодействия того и другого. Конечная фаза-фаза плато, или стационарная фаза. В этот период общий рост уже прекратился и рассматриваемый параметр остается постоянным. Характер кривой в этой фазе может несколько варьировать в зависимости от природы данного параметра, вида организма и внутренних факторов. В некоторых случаях может продолжаться незначительное восхождение кривой, до тех пор пока организм не погибнет; это наблюдается у листьев однодольных, у некоторых беспозвоночных, у рыб и у ряда рептилий и свидетельствует о положительном росте. У некоторых кишечнополостных кривая роста уплощается, что отражает отсутствие изменений в скорости роста, тогда как у других организмов кривые роста отклоняются вниз, что указывает на отрицательный рост. Последнее характерно для многих млекопитающих, в том числе для человека, и служит признаком физического старения.