Vážka ve své konečné podobě, která prochází proměnou ze své nymfy na dospělce.
Metamorfóza je biologický proces, při kterém se zvíře po narození nebo vylíhnutí fyzicky vyvíjí, což zahrnuje nápadnou a relativně náhlou změnu struktury těla zvířete prostřednictvím růstu a diferenciace buněk. U některých druhů hmyzu, obojživelníků, měkkýšů, korýšů, Cnidarianů, ostnokožců a pláštěnců dochází k metamorfóze, která je obvykle doprovázena změnou prostředí nebo chování.
Slovo „metamorfóza“ pochází z řeckého μεταμόρφωσις, „transformace, transformace“, z μετα- (meta-), „změna“ + μορφή (morphe), „forma“.
Všechen hmyz v Pterygotě prochází výraznou změnou formy, struktury a fyzického vzhledu nebo metamorfózou, z nezralého na dospělý. Tento hmyz má buď hemimetaboloidní vývoj a prochází neúplnou nebo částečnou metamorfózou, nebo holometabolickým vývojem, který prochází úplnou metamorfózou, včetně pupálního nebo klidového stadia mezi larvální a dospělou formou.
Neúplná metamorfóza kobylky s různými instarskými nymfami
U hmyzu hemimetabolous se nezralá stádia nazývají nymfy. Vývoj probíhá v opakovaných stádiích růstu a ekdyse (pelichání); tato stádia se nazývají instary. Mladé formy se velmi podobají dospělým, ale jsou menší a postrádají dospělé rysy, jako jsou křídla a genitálie. Tento proces je znám jako „částečná“ nebo „neúplná“ metamorfóza. Rozdíly mezi nymfami v různých instarech jsou malé, často jen rozdíly v tělesných proporcích a počtu segmentů, i když vnější pupeny křídel se vytvoří v pozdějších instarech.
U holometabolického hmyzu se nezralá stádia nazývají larvy a výrazně se liší od dospělých. Hmyz, který prochází holometabolismem, projde larválním stádiem, poté vstoupí do neaktivního stavu zvaného kukla nebo kukla a nakonec se objeví jako dospělí. Tento proces se nazývá „úplná“ metamorfóza. Teoreticky se předpokládá, že stádium kukly je evoluční zhutnění všech nymfálních stádií jejich hemimetaboloidních předků, zatímco stádium larvy je rozšířená, mobilní forma vyvíjejícího se embrya.
Podle posledních výzkumů je dospělý Manduca sexta schopen udržet si chování naučené jako housenka.
Mnohá pozorování naznačila, že programovaná buněčná smrt hraje značnou roli během fyziologických procesů vícebuněčných organismů, zejména během embryogeneze a metamorfózy.
Růst hmyzu a metamorfóza jsou řízeny hormony syntetizované endokrinními žlázami v blízkosti přední části těla.
Neurosekretorické buňky v mozku hmyzu vylučují hormon, prothoracikotropní hormon (PTTH), který aktivuje prothoracické žlázy, které vylučují druhý hormon, obvykle Ecdysone (ekdysteroid), který vyvolává ekdysis.
PTTH také stimuluje corpora allata, což je retrocerebrální orgán, k produkci juvenilního hormonu (JH), který zabraňuje rozvoji dospělých charakteristik během ekdyse. U holometabolického hmyzu mají plísně mezi larválními instary vysokou úroveň JH, plísně do pupálního stádia mají nízkou úroveň JH a konečná, neboli imaginární plíseň nemá vůbec žádnou přítomnost JH.
Těsně před metamorfózou je k dosažení stadia na dalším obrázku potřeba pouze 24 hodin
Téměř funkční žába obecná s některými zbytky žaberního vaku a ne zcela vyvinutou čelistí
V typickém vývoji obojživelníků jsou vajíčka nakladena do vody a larvy jsou přizpůsobeny vodnímu životnímu stylu. Žáby, ropuchy a čolci se líhnou z vajíčka jako larvy s vnějšími žábrami, ale nějakou dobu by trvalo, než by obojživelníci reagovali venku s plicním dýcháním. Poté larvy čolků zahájí dravý životní styl, zatímco pulci většinou seškrabují potravu z povrchu svými rohovitými zubními hřebeny.
Metamorfóza u obojživelníků je regulována koncentrací thyroxinu v krvi, která stimuluje metamorfózu, a prolaktinem, který působí proti jejímu účinku. Konkrétní události jsou závislé na prahových hodnotách pro různé tkáně. Protože většina embryonálního vývoje je mimo rodičovský organismus, podléhá vývoj mnoha adaptacím v důsledku specifických ekologických okolností. Z tohoto důvodu mohou mít pulci rohovité hrbolky místo zubů, vousů a ploutví. Využívají také laterální liniový orgán. Po metamorfóze se tyto orgány stanou nadbytečnými a budou resorbovány řízenou buněčnou smrtí, tzv. apoptózou. Množství adaptací na specifické ekologické okolnosti je pozoruhodné, mnoho objevů bylo dosud učiněno.
U žab a ropuch jsou vnější žábry čerstvě vylíhnutého pulce po několika dnech pokryty žaberním váčkem a rychle se tvoří plíce. Přední nohy se tvoří pod žaberním váčkem a zadní nohy jsou viditelné o několik dní později. Následuje obvykle delší fáze, během které pulec žije z vegetariánské stravy. Tadpoles používají k trávení této stravy relativně dlouhé, spirálovitě tvarované střevo.
Rychlé změny v těle pak mohou být pozorovány, jak se životní styl žáby zcela mění. Spirálovitě tvarovaná tlama s rohovitými zubními hřebeny je resorbována společně se spirálovitým střevem. Zvířeti se vyvine velká čelist a žábry zmizí spolu se žaberním vakem. Oči a nohy rychle rostou, tvoří se jazyk a to vše je doprovázeno souvisejícími změnami v nervových sítích (rozvoj stereoskopického vidění, ztráta systému laterálního vedení, atd.) To vše se může stát přibližně za den, takže je to skutečně metamorfóza. Až o několik dní později je ocas reabsorbován, vzhledem k vyšším koncentracím thyroxinu potřebným pro resorpci ocasu.
Velké vnější žábry čolka chocholatého
U čolků nedochází ke skutečné metamorfóze, protože larvy čolků se již živí jako predátoři a pokračují v tom i jako dospělí. Žábry čolků nejsou nikdy zakryty žaberním vakem a budou uchváceny až těsně před tím, než zvíře opustí vodu. Stejně jako u pulců jsou jejich plíce funkční brzy, ale čolci je nevyužívají tolik jako pulci. Čolci mají často vodní fázi na jaře a v létě a suchozemskou fázi v zimě. Pro adaptaci na vodní fázi je prolaktin požadovaným hormonem a pro adaptaci na suchozemskou fázi tyroxinem. Vnější žábry se v následujících vodních fázích nevracejí, protože jsou zcela absorbovány při prvním opuštění vody.
Některé ryby, jak kostnaté ryby (Osteichyes), tak i bezkostnaté ryby (Agnatha), procházejí metamorfózou. Rybí metamorfóza je typicky pod silnou kontrolou hormonu štítné žlázy[nutná citace].
Mezi nevykostěné ryby patří například mihule. Mezi kostnatými rybami jsou různé mechanizmy.
Losos je diadromní, což znamená, že se mění ze sladkovodního na slaný životní styl.
Mnoho druhů platýzovitých začíná svůj život bilaterálně symetricky, s okem na obou stranách těla; ale jedno oko se pohybuje, aby se spojilo s druhou stranou ryby – která se stává horní stranou – v dospělé podobě.
Úhoř říční má řadu metamorfóz, od larválního stádia až po stádium leptocephalus, pak rychlou metamorfózu od leptocephalus až po úhoře skleněného na okraji kontinentálního šelfu (8 dní u úhoře japonského), dva měsíce na hranici sladké a slané vody, kde úhoř skleněný prochází rychlou metamorfózou na elvera, pak dlouhou fází růstu následovanou pozvolnější metamorfózou až k migrační fázi. Ve fázi sladké vody před dospělostí má úhoř také fenotypovou plasticitu, protože úhoři požírající ryby mají velmi široká kusadla, takže hlava vypadá tupě. Leptocephali jsou běžní, vyskytují se ve všech Elopomorpha (rybách podobných Tarponu a úhoři).
Většina kostnatých ryb prochází po vstřebání žloutkového vaku metamorfózou, protože po této fázi musí být schopny se živit samy.