Biến thái ở sinh vật

* Khái niệm
- Biến thái là sự thay đổi đột ngột về hình thái, cấu tạo và sinh lí của sinh vật sau khi
sinh ra đến khi trưởng thành.
* Sự biến thái của động vật
Dựa vào đặc điểm sinh trưởng và phát triển ở động vật người ta chia thành các kiểu
phát triển ở động vật:
+ Phát triển không qua biến thái: kiểu phát triển mà con non có các đặc điểm hình
thái, cấu tạo và sinh lí tương tự con trưởng thành. Đa số động vật có xương sống (bị sát,
chim, thú) và rất nhiều lồi động vật khơng xương sống phát triển không qua biến thái.
+ Phát triển qua biến thái: kiểu phát triển mà con non (ấu trùng) có các đặc điểm hình
thái, cấu tạo và sinh lí khác nhau giữa các giai đoạn và khác với con trưởng thành.
 Phát triển qua biến thái hoàn toàn: kiểu phát triển mà ấu trùng có hình
dạng, cấu tạo và sinh lí rất khác với con trưởng thành, trải qua giai đoạn
trung gian, ấu trùng biến đổi thành con trưởng thành.
Có ở đa số lồi cơn trùng (bướm, ruồi, ong…) và lưỡng cư…
 Phát triển qua biến thái không hoàn toàn: kiểu phát triển mà ấu trùng phát
triển chưa hoàn thiện (gần giống với con trưởng thành), trải qua nhiều lần
lột xác ấu trùng biến đổi thành con trưởng thành
Gặp ở một số lồi cơn trùng như: châu chấu, cào cào, gián…
1. Biến thái ở côn trùng
- Côn trùng là nhóm biến thái phổ biến nhất để giải thích sự biến thái ở động vật.
Ngoại trừ một số trường hợp đặc biệt, tất cả côn trùng đều bắt đầu cuộc sống mình trong
một quả trứng. Sau khi rời khỏi trứng, cơn trùng lớn lên và biến đổi hình thái cho đến
khi trưởng thành. Chỉ có cơn trùng trưởng thành mới có thể giao phối và sinh sản. Việc
chuyển đổi cơ thể của một con côn trùng từ một giai đoạn sang giai đoạn khác của vòng
đời được gọi là biến thái.
- Ở một số lồi cơn trùng, có thể khơng có sự biến đổi thực sự nào cả. Đối với sự biến
thái, các nhà côn trùng học phân chia thành 3 kiểu biến thái gồm: ametabolous (không


biến thái), hemimetabolous (biến thái khơng hồn tồn) và holometabolous (biến thái

hồn tồn).
a. Kiểu biến thái ít hoặc khơng có biến thái (ametabolous)
Các lồi cơn trùng cổ nhất chẳng hạn như bọ đi bật (springtails), nó trải qua rất ít
hoặc khơng có biến thái thực sự trong vịng đời cuộc đời. Các nhà côn trùng học xếp
những con côn trùng này thuộc nhóm ametabolous, tiếng Hy Lạp có nghĩa là “khơng có
biến thái”.
Ở những con cơn trùng khơng biến thái, những con non là một phiên bản nhỏ của
con trưởng thành từ khi nó mới chui ra khỏi vỏ trứng.
Con non sẽ lớn dần cho đến khi đạt đến điều kiện trưởng thành. Côn trùng này bao
gồm bọ bạc, và bọ đi bật.
b. Biến thái khơng hồn tồn
Trong q trình biến thái khơng hồn tồn, có ba giai đoạn xảy ra trong chu kỳ bao
gồm trứng, ấu trùng và trưởng thành. Cơn trùng biến thái khơng hồn tồn được gọi là
hemimetabolous (hemi nghĩa là một phần). Một số nhà côn trùng học xem loại biến thái
này là biến thái không đầy đủ.

Sự phát triển xảy ra trong giai đoạn ấu trùng. Ấu trùng có nhiều đặc điểm tương tự của
giai đoạn trưởng thành. Thông thường, ấu trùng cũng sống trong môi trường sống và ăn
nguồn thức ăn tương tự với người trưởng thành và có một vài hành vi tương tự. Đối với
cơn trùng có cánh, ấu trùng mọc cánh thông qua những lần lột da và cánh được phát


triển ra từ từ. Khi những chức năng trong cơ thể và đơi cánh phát triển hồn thiện thì
chúng được xem như đã trưởng thành.
Một số côn trùng biến thái khơng hồn tồn: châu chấu, bọ ngựa, gián, mối, chuồn
chuồn và những lồi cơn trùng thực khác.

c. Biến thái hồn tồn
Hầu hết các cơn trùng trải qua sự biến đổi hồn tồn với 4 giai đoạn trong vịng đời:
trứng, ấu trùng, nhộng và trưởng thành – khác biệt với những kiểu biến thái trên. Các

nhà côn trùng học gọi những lồi cơn trùng này là holometabolous (holo nghĩa là hồn
tồn).


Ở kiểu biến thái này, ấu trùng khơng có đặc điểm giống với những người trưởng
thành. Chúng lột xác và phát triển thường nhiều lần trước khi tiến hóa thánh nhộng.
Ở một số họ cơn trùng, có nhiều cách gọi khác nhau cho ấu trùng của chúng. Ví dụ ấu
trùng của bướm và bướm đêm được gọi là sâu bướm, ấu trùng của ruồi là dòi, ấu trùng
của bọ cánh cứng được gọi là grubs.
Khi ấu trùng lột xác lần cuối cùng, nó biến thái thành một con nhộng. Giai đoạn này
thường được coi là giai đoạn nghỉ ngơi, mặc dù nhiều hoạt động xảy ra bên trong mà
chúng ta khơng thể nhìn thấy. Các mơ ấu trùng và các cơ quan phân hủy hồn tồn, sau
đó tổ chức lại thành dạng người trưởng thành. Sau khi những giai đoạn biến đổi bên
trong nhộng hoàn tất, con nhộng lột xác lần cuối và lộ ra hình dạng người trưởng thành
với đơi cánh và đầy đủ chức năng.
Hầu hết các lồi cơn trùng trên thế giới đều có kiểu biến thái hoàn toàn, bao gồm:
bướm và bướm đêm, ruồi, kiến, ong và bọ cánh cứng.


2. Biến thái ở lưỡng cư
Động vật lưỡng cư cũng cho thấy sự biến thái, trong một số trường hợp tinh tế hơn so
với những con khác. Lý do chính cho sự biến thái của động vật lưỡng cư là để loại bỏ
mang và làm phát sinh phổi.
Từ trứng xuất hiện một ấu trùng nhỏ có thể rất giống với con trưởng thành, như
trường hợp của kỳ nhông, hoặc rất khác nhau, như ở ếch hoặc cóc. Trên thực tế, ếch là
một ví dụ rất phổ biến để giải thích sự biến thái ở động vật lưỡng cư.
Ở Kỳ nhông (Salamander), khi sinh ra, đã có chân và đi như bố mẹ, nhưng chúng
có mang. Sau khi biến thái, mang sẽ biến mất và phổi phát triển.
Ở động vật lưỡng cư khơng có đi như ếch và cóc, biến thái phức tạp hơn nhiều. Khi
trứng nở, ấu trùng nhỏ có mang và đi ra ngồi, khơng có chân và miệng đã phát triển

một nửa. Sau một thời gian, một lớp da bắt đầu mọc lên trên mang và những chiếc răng
nhỏ xuất hiện trong miệng.


Sau đó, chân sau phát triển và, nơi chân trước xuất hiện, chúng ta tìm thấy hai cục mà
cuối cùng sẽ phát triển thành tứ chi. Ở trạng thái này, nịng nọc vẫn sẽ có đi, nhưng
nó có thể hít thở khơng khí. Đi sẽ từ từ giảm dần cho đến khi nó biến mất hồn tồn,
tạo ra con ếch trưởng thành .

* Sự biến thái của thực vật
Trong rừng rậm bang Maine và Florida của Mỹ có một giống cây aracea Ấn Độ cả bốn
mùa đều xanh tươi, trong 15-20 năm sinh trưởng ln ln thay đổi giới tính, từ cây đực
thành cây cái, rồi lại từ cây cái chuyển thành cây đực. Trong rừng rậm bang Maine và
Florida của Mỹ có một giống cây aracea Ấn Độ cả bốn mùa đều xanh tươi, trong 15-20


năm sinh trưởng ln

ln thay đổi giới tính, từ cây đực

thành cây cái, rồi lại từ

cây cái chuyển thành cây đực.

Gần đây, một số nhà thực vật học người Mỹ thấy rằng, cây aracea Ấn Độ lớn vừa phải
chỉ có 1 lá, nở hoa đực. Lớn hơn một chút có 2 lá, nở hoa cái. Lúc cịn nhỏ, khơng có
hoa, trung tính, về sau có thể chuyển hóa thành cây đực, hay cây cái. Quan sát thêm lại
thấy rằng, khi nó phát triển tốt thường biến thành cây cái, ngược lại cây gày gị yếu đuối
lại thành cây đực. Vì vậy, các nhà sinh vật học cho rằng đó là cách tiết kiệm năng lượng,
tự điều hòa sinh lý của cơ thể. Cây cũng như động vật, cây cái cần nhiều năng lượng để

sinh sôi nảy nở. Hạt giống của aracea rất to, cây đực cái cho hạt gống bao giờ cũng tiêu
hao nhiều năng lượng so với những cây đực. Nếu năm nào cũng cho hạt, dinh dưỡng sẽ
không đủ bù đắp, càng ngày càng yếu đi, thậm chí có thể chết nếu bị thiếu dinh dưỡng.
Do đó, phải tích lũy dinh dưỡng cho cây khỏe mới biến thành cây cái để sinh nở. Sau
khi cho hạt, cây gày yếu đi trở thành cây đực để tiết kiệm năng lượng và dinh dưỡng.
Nghỉ một năm tĩnh dưỡng tẩm bổ, khi đã khơi phục ngun khí, nó lại thành cây cái để
ra hoa kết quả.
Điều đáng chú ý là, aracea Ấn Độ không những chỉ dựa vào biến thái để truyền đời,
mà cịn nhờ biến thái để thích nghi với môi trường xấu. Khi cây racea Ấn Độ bị động


vật ăn mất lá hoặc bị cây to che hất nắng, nó cũng biến thành cây đực. Đến khi nào có
điều kiện thuận lợi mới lại biến thành cây cái để truyền đời.