Підручник з Біології і екології (профільний рівень). 11 клас. Задорожний - Нова програма

§ 43. Регенерація

Поміркуйте

  • Ящірка в процесі регенерації відновлює втрачений хвіст. Чи властива регенерація людині?

Згадайте

  • Твірна тканина рослин (меристема)
  • Стовбурові клітини

Автотомія

Оригінальним захисним прийомом у тварин є автотомія — здатність відкидати певну частину тіла в разі нервового подразнення. Така реакція характерна, наприклад, для багатьох ящірок. Коли нападник хапає ящірку за хвоста, вона залишає його ворогу, а сама тікає. Така реакція відбувається рефлекторно, під впливом нервового подразнення. Певні м'язи різко скорочуються, і хвіст відкидається. Ще якийсь час хвіст продовжує ворушитися, привертаючи увагу нападника.

Подібне явище відбувається і в інших тварин. Восьминоги відкидають щупальці, паличники, раки й краби — кінцівки. У багатьох тварин після автотомії відбувається регенерація втраченого органа (мал. 43.1).

Регенерація

Регенерація (від латин. regeneratio — відродження) — процес відновлення організмом утрачених або пошкоджених структур. Розрізняють два види регенерації: фізіологічну й репаративну.

Мал. 43.1. Репаративна регенерація хвоста в ящірки

Дізнайтеся більше

У молодих личинок аксолотлів кінцівка може регенерувати за три тижні, у дорослих тритонів і аксолотлів — за один-два місяці, а наземним амбістомам для цього потрібно близько року.

Фізіологічна регенерація — це відновлення структур, утрачених у процесі життєдіяльності організму.

Репаративна регенерація — це відновлення структур після травми або інших пошкоджуючих факторів (мал. 43.2).

Під час регенерації відбуваються процеси, які властиві ембріональному розвитку: клітинний поділ, диференціювання, інтеграція в тканині.

Фізіологічна регенерація

Фізіологічна регенерація є нормальним процесом відновлення функціонуючих структур організму. Вона не пов'язана з пошкодженнями або втратами.

Фізіологічна регенерація на внутрішньоклітинному рівні є відновленням субклітинних структур — ядра, мітохондрій, хлоропластів, рибосом, ендоплазматичної сітки та ін. Значення такої регенерації особливо велике для тканин, дорослі клітини яких не діляться, зокрема нервової.

Для клітинної і тканинної форм регенерації характерне інтенсивне розмноження клітин. Прикладами фізіологічної регенерації на клітинному рівні є відновлення епідермісу шкіри, кишкового епітелію, клітин крові. Завдяки фізіологічній регенерації птахи періодично відрощують нове пір'я, ссавці змінюють шерсть. У рослин відбувається постійне заповнення клітин кореневого чохлика, що злущуються. У листопадних дерев листя щороку опадають і замінюються новими.

Мал. 43.2. Регенерація морської зірки з одного променя

Мал. 43.3. Вегетативне розмноження полуниці вусами

У багатьох тканинах існують спеціальні клітини, які забезпечують таке відновлення. Це, наприклад, стовбурові клітини кісткового мозку, що дають початок форменим елементам крові, проліферативні зони в епітелії шкіри і тонкої кишки, твірні тканини рослин (меристеми). Інтенсивність клітинного оновлення в цих тканинах дуже велика. Наприклад, у людини епітелій тонкої кишки повністю змінюється за дві доби, усі еритроцити — за два-чотири місяці.

Репаративна регенерація

Репаративна регенерація настає після пошкодження тканини або органа. Вона дуже різноманітна за факторами. Чинниками можуть бути: механічна травма, опік, обмороження, паразити.

Об'єм пошкодження й подальше відновлення бувають досить різними. Крайнім варіантом є відновлення цілого організму з малої його частини. Серед тварин таке відновлення можливе в багатьох безхребетних — губок, кишковопорожнинних, деяких червів, голкошкірих (мал. 43.2). Серед рослин значно поширене розмноження рослин відрізками кореня, кореневища, слані, стебловими й листковими живцями (мал. 43.3). Можливий розвиток цілої нової рослини навіть з однієї соматичної клітини. Ця здатність використовується для мікроклонального розмноження рослин у культурі (мал. 43.4).

Мал. 43.4. Мікроклональне розмноження рослин у культурі

У високоорганізованих тварин регенерують лише окремі органи або їхні частини, наприклад кінцівки в тритона, хвоста в ящірки, ока у членистоногих. Високу здатність до регенерації має печінка, яка після пошкодження може відновлювати первісний розмір. У рослин здатність до відновлення виявлена майже для всіх органів: стовбура, кореня, листків, квіток.

До репаративної регенерації також належить загоєння ран (пошкоджень зовнішніх покривів, пошкоджень кісток тощо). У тварин загоєння глибоких ран закінчується формуванням сполучної (рубцевої) тканини. У рослин у разі пошкодження тканин і органів утворюються ранові меристеми, рани на стовбурі або гілці зарубцьовуються спеціальною тканиною (докладніше див. §36).

Ключова ідея

Регенерація — процес відновлення втрачених або пошкоджених структур організму (репаративна регенерація), оновлення відпрацьованих субклітинних структур, клітин і тканин (фізіологічна регенерація).

Запитання та завдання

1. Наведіть приклади регенерації в людини. 2. Навіщо рослини розмножують мікроклонально? 3. Порівняйте здатність до регенерації безхребетних і хребетних тварин; тварин і рослин.