Почему происходит рост живых организмов?

Рост — это результат преобладания процессов построения (анаболизма) над процессами распада (катаболизма) плюс деления и увеличения клеток. Если разложить «почему растут» на уровни, получается так:

1. Генетическая программа
   У каждого организма в ДНК «записано», когда, где и как быстро делиться клеткам, какие ткани формировать и когда остановиться. Эта программа включает гены циклов деления, синтеза белков, работы транспортеров и т.д. Пока сигналы говорят «строим», рост идёт; когда переключаются на «поддерживаем» — рост замедляется или прекращается.

2. Источники вещества и энергии
   Рост невозможен без «кирпичиков» (аминокислот, сахаров, липидов, минералов) и топлива (АТФ). Животные получают всё это с пищей, растения — из воды, минеральных солей и CO₂ (энергию — от света). При достатке ресурсов организм наращивает биомассу; при дефиците — рост тормозится.

3. Клеточные механизмы
   — Гиперплазия: увеличение числа клеток за счёт митоза.
   — Гипертрофия: увеличение размеров уже существующих клеток (напр., мышечные волокна после тренировки).
   В реальности оба механизма часто идут вместе. Балансом управляют сигнальные пути (например, mTOR, MAPK), которые «считывают» наличие нутриентов, кислорода, факторов роста и стресс.

4. Гормональная и сигнальная регуляция
   У животных: гормон роста (GH) и IGF-1 стимулируют деление и синтез белка; инсулин помогает утилизировать питательные вещества; гормоны щитовидной железы ускоряют обмен; половые стероиды сначала ускоряют, а затем (через «закрытие» зон роста костей) останавливают линейный рост.
   У растений: ауксины растягивают клетки и задают полярность роста; цитокинины стимулируют деление; гиббереллины вытягивают побеги; абсцизовая кислота и этилен чаще тормозят рост или перенастраивают его под стресс.

5. Осмотика и вода (особенно у растений)
   Большая часть увеличения размеров растительных клеток — это их «накачивание» водой при синтезе новых стенок и вакуолей. Поэтому полив, осмотический потенциал и целостность клеточной стенки критичны для роста побегов и листьев.

6. Специализированные зоны роста
   — У животных: зоны роста трубчатых костей (эпифизарные пластинки), «ниши» стволовых клеток в тканях (кожа, кишечник, кроветворение).
   — У растений: меристемы на вершинах побегов и корней, камбий, обеспечивающие непрерывное образование новых клеток.

7. Внешняя среда и ограничения
   Температура, свет/фотопериод, вода, кислород, наличие токсинов, механические нагрузки, конкуренция и инфекции — всё это ускоряет или тормозит рост. Генетические мутации, эпигенетика и ранние условия развития задают «потолок» роста. С возрастом накапливается повреждение, меняется гормональный фон, исчерпываются делящиеся резервы — рост замедляется и сменяется поддержанием и ремонтом.

8. Типы роста
   — Определённый (детерминированный): большинство животных и отдельные органы вырастают до вида-свойственного размера и останавливаются.
   — Неопределённый: многие растения и некоторые животные (некоторые рыбы, рептилии) растут всю жизнь.
   — Изометрический (пропорциональный) и аллометрический (разные части меняются с разной скоростью) — из-за чего, например, у детей голова относительно больше, а у взрослых сильнее развиты конечности.

Итог: рост происходит, когда генетически заданные и гормонально/сигнально поддержанные анаболические процессы при наличии ресурсов превышают распад и когда среда не ставит жёстких ограничений. На уровне клеток это совокупность деления и увеличения клеточного объёма; на уровне организма — координированная работа гормонов, стволовых клеток, сосудистого и питательного обеспечения, подстроенная под условия среды.