Филогенез животных Биогенетический закон Гегеля Мюллера

Филогенез животных

Биогенетический закон Гегеля Мюллера • онтогенез есть краткое и быстрое повторение филогенеза.

• 1. Ценогенезы – приспособление зародышей к среде обитания, которое утрачивается у взрослых особей. • 2. Филэмбриогенез – изменение развития, имеющее адаптивное направление. • 3. Атавизмы – при нарушении эмбриогенеза взрослых особей могут появляться признаки встречающиеся у далеких предков.

Филогенез наружных покровов: • Основные функции покровов: ограничение и защита многоклеточного организма. Направление эволюции: • Однослойный эпидермис становится многослойным, у позвоночных 5 + 2 слоя, они дифференцируются и ороговевают наружу. • Появляются производные эпидермиса • Тонкая студенистая дерма утолщается и приобретает прочность за счет волокон эпидермиса.

Нарушение онтогенеза покровов: * Альбинизм – полное отсутствии пигмента покровов * Витилиго – пигмент отсутствует участками * Гипертрихоз – избыток роста волос * Алопеция – отсутствие волос * Гиперкератоз – утолщение ногтей * Пахионексия – утолщение волос * Полимастия – увеличение числа молочных желез * Полителия – увеличение чиста сосков

Филогенез скелета. • Основные функции скелета: опора и основание для прикрепления поперечно-полосатых мышц.

• * В центре осевого скелета лежит хорда. * В процессе эволюции возникли и сформировались позвонки, которые дифференцировались и увеличилось число отделов позвоночника. * У человека в связи и прямохождением сформировались изгибы позвоночника – 2 лордоза (шейный и поясничный) и 2 кифоза (грудной и крестцовый). * Остатки хорды у высших позвоночных сохранились в виде межпозвоночных дисков. * У рыб есть 2 отдела позвоночника: туловищный и хвостовой. * У амфибий кроме туловищного и хвостового отдела появляется по одному шейному и крестцовому позвонку. * У рептилий шейный отдел имеет 8 позвонков (I атлант, II осевой), с возможностью поворачивать голову, грудной отдел позвоночника сзади соединен с ребрами, поясничный и крестцовый отдел имеют большое количество позвонков + хвостовой отдел позвоночника. * У птиц шейный отдел позвоночника имеет до 25 позвонков, поясничный, крестцовый и хвостовой отдел позвоночника срастаться в один мощный крестец. * У млекопитающих в шейном отделе 7 позвонков, но может быть 6 и 8 позвонков, в грудном отделе 9 -24 позвонка, в поясничном 3 -9 позвонков, крестцовый – число варьирует, у человека срастается в единую кость с тазом, хвостовой отдел – длинный хвост или копчиковая кость.

Нарушение онтогенеза скелета: • * У человека есть разные дефекты формирования позвоночного канала, через которые могут выходить спинномозговые грыжи. * Могут быть патологические изгибы позвоночника – сколиоз. * Может сохраняться хвост (атавизм).

Скелет головы. • * уменьшение частей мозгового черепа * замена хрящей на кости * сокращение подвижных элементов. * число висцеральных дуг сократилось * I и II висцеральные дуги видоизменились и дали начало челюстям, костям лицевого черепа, слуховым костям и хрящам гортани * У рыб первая челюстная дуга состоит из верхнего небноквадратного и нижнего меккелевого хряща, эта дуга соединяется со второй висцеральной дугой состоящей из гиомандибулярного хряща, в результате чего получается гиостильное соединение мозгового и висцерального черепа. * Начиная с земноводных I дуга соединяется с черепом сворим небным хрящом – это аутостильное соединение. Из гиомандибулярного хряща формируются слуховые кости. При нарушении онтогенеза у амфибий и рептилий вместо 3 -х слуховых костей развивается только одна.

Строение органа слуха у разных классов: • * У рыб: имеется только внутренне ухо + перепончатый лабиринт с сатонитами, полулунный канал и зачаток улитки. * У амфибий: внутреннее ухо имеет строение как у рыб, но имеется еще среднее ухо с одной слуховой остью и барабанной перепонкой. * У рептилий: во внутреннем ухе улитка и полулунные каналы хорошо развиты, среднее ухо с малой полостью и имеется зачаток наружного уха. * У птиц: хорошо сформировался наружный слуховой проход, в среднем ухе одна слуховая кость. * У млекопитающих: внутренне ухо имеет улитку с 2, 5 оборотами, полулунные каналы, мешочек и маточка. В среднем ухе 3 слуховых кости и барабанная перепонка. Наружное ухо состоит из слухового похода и ушной раковины.

Конечности: • * В скелете конечностей сформировались пояса конечностей * Появилась пятипалая конечность * Уменьшилось число костей в дистальных отделах * Удлинились икроножные и укоротились дистальные отделы конечности

Пороки развития: • * Полидактилия – увеличение числа пальцев * Полифалангия – увеличение числа фаланг * Болезнь Шпренгеля – перемещение пояса конечностей на 1 -2 позвонка вниз. * Деформация грудной клетки (воронкообразная и килевидная).

Мускулатура. * Соматическая – поперечнополосатая мускулатура – развивается из миотомов сомита и иннервируется спинномозговыми нервами. * Висцеральная мышечная ткань – развивается из других участков мезодермы и иннервируется вегетативными нервами и может быть как гладкой, так и поперечнополосатой

Филогенез пищеварительной системы. • Для хордовых характерна филогенетическая эмбриональная и функциональная связь пищеварительный и дыхательной систем.

• * Передняя часть – stomatodeus – у рыб и амфибий служит основанием черепа. У млекопитающих объем ротовой полости увеличивается за счет складок верхней челюсти и небной кости. * Правая и левая складки срастаются и образуют вторичное твердое небо, которое разделяет ротовую и носовую полости. Если это срастание нарушается у человека, то возникает порок развития – волчья пасть (порог имеет генетический механизм и может наследоваться)ть. стание нарушается у человека, то вознакает порок развитя — в и яхь пищеварительный и вхательной системы. ).

Зубы • Зубы позвоночных развиваются из плакоидной чешуи рыб, у низших позвоночных в несколько рядов.

• * У рептилий все зубы одинаковые и расположены в один ряд и могут меняться несколько раз в течение жизни – это гомодонтная зубная система. * У млекопитающих зубы дифференцируются и выполняют определенные функции (резцы, клыки, малые и большие коренные зубы), расположены в альвеолярных ячейках челюстей и меняются всего один раз – молочные зубы на постоянные – это гетеродонтная зубная система. * У человека может встречаться редкая аномалия – гомодонтные зубы (все одинаковые). * На дне ротовой полости имеется язык. У рыб язык лишен мышц. У наземных позвоночных язык подвижный и развивается их трех зачатков (один парный и один непарный), если они не срастаются, то это приводит к аномалии – раздвоенный язык.

Глотка • Глотка – выполняет дыхательную и пищеварительную функцию.

• * У рыб глотка имеет 5 -7 жаберных щелей, они закладываются как непарные слепые выросты глотки – жаберные мешки, им навстречу выпячиваются наружные покровы – жаберные карманы, между ними есть щели, которые закладываются и у наземных хордовых, но прорываются они только у личинок амфибий. * У млекопитающих и пресмыкающихся щели прорываются только при нарушении эмбриогенеза с формированием латеральных свищей и кист шеи, которые малигнизируются. * Первая жаберная щель у наземных хордовых превращается в евстахиеву трубу, барабанную полость и наружный слуховой проход.

Кишечная трубка: • * Кишечная трубка в процессе филогенеза удлиняется и дифференцируется на отделы, увеличивается количество одноклеточных желез и появляются трубные многоклеточные железы (печень, поджелудочная железа, слюнные железы). * У ланцетника длинна пищеварительной системы составляет ⅓ длинны тела, а у человека длина пищеварительной системы в 10 раз больше длинные тела. * Начиная с рептилий, появляется слепая кишка с симбиотическими бактериями и простейшими, что позволяет расширить рацион питания.

Пороки развития: • * Укорочение и недоразвитие любого отдела кишечника * Недоразвитие печени и поджелудочной железы * Свищи между трахеей и пищеводом * Персистирование клоаки (объединение прямой кишки и мочевых путей). * Гетеротопия – изменение места закладки – при замедленном перемещении зачатков поджелудочной железы с желудочным или кишечным положением.

Филогенез органов дыхания • Наиболее ранними органами дыхания хордовых стали жабры. У наземных хордовых они функционируют только у личинок амфибий. Эволюция органов дыхания шла по пути увеличения дыхательной поверхности жабер.

• * У ланцетника есть только жаберные щели. * У круглоротых формируются жаберные мешки * У рыб на стенка жаберных щелей появляются жаберные лепестки с большим количеством капилляров. Позади жаберных дуг у кистеперых рыб формируется парный плавательный пузырь, выполняющий гидростатическую функция и газообменную функцию между кровью и воздухом, так как плавательный пузырь сообщается с глоткой. * Из кистеперых рыб произошли первые амфибии, у которых из плавательного пузыря образовались крупноячеистые легкие, их дыхательная поверхность небольшая и газообмен осуществляется чрез кожный покров. В ходе филогенеза из жаберных дуг формируются дыхательные пути: гортань, трахея, бронхи, они постепенно удлиняются, и в них происходит согревание и увлажнение воздуха. * У рептилий легкие становятся мелкоячеистыми, появляются межреберные мышцы, диафрагма приобретает мышечные мучки и постепенно становится дыхательной мышцей. * У человека поверхность легких составляет 90 м 2, диафрагма – главная дыхательная мышца.

Филогенез органов кровообращения. • * У рыб формируется 2 -х камерное сердце и сохраняется один круг кровообращения. * У амфибий сердце 3 -х камерное (2 предсердия и желудочек), из желудочка выходит артериальный ходус, который делится на 3 пары сосудов: ножнолегочная артерия (венозная кровь), правая и левая дуга аорты (смешанная кровь) и сонная артерия (артериальная кровь). * У рептилий в сердце появляется неполная межжелудочковая перегородка, из желудочка отходит 3 непарных сосуда: правая дуга аорты (артериальная кровь), левая дуга аорты (смешанная кровь) и легочная вена (венозная кровь). * У млекопитающих идет полное разделение венозного кровотока от артериального, сердце становится 4 -х камерным (2 предсердия и 2 желудочка), правая дуга аорты редуцируется и остается только левая дуга аорты. * У человека сердце закладывается в области шеи, а затем перемещается в переднее средостение. У человека закладывается 6 пар жаберных артериальных дуг, но они не функционируют одновременно и от них сохраняются только левые части IV и VI дуги (аорта и легочная артерия).

Пороки развития: • * 2 -х камерное сердце * шейное положение сердца * дефект межжелудочковой перегородки * дефект межпредсердной перегородки * Самый часты порог развития это сохранение Боталового протока между аортой и легочным стволом, который приводит к смещению венозной и артериальной крови. * Через этот проток кровь в эмбриональном периоде поступает из малого круга кровообращения перемещается в большой руг кровообращения. * Редкий порог развития – отхождение от сердца легочного ствола

Филогенез мочеполовой системы. • Выделительная и половая система развиваются из одного источника – нефротома, который формируется в области ножки сомита и связан с вторичной полостью тела – целомом. Почки это орган выделения, проходящий в процессе филогенеза 3 этапа развития: * Пронефрос (предпочка) – головная почка – функционирует у личинок рыб и амфибий * Мезонефрос (первичная почка) – туловищная почка – функционирует у взрослых рыб и амфибий * Метонефрос (вторичная почка) – тазовая почка – функционирует у рептилий и млекопитающих

• От головного конца к клоаке тянется пронефритический канал, который расщепляется на 2: * вольфов канал соединенный с нефроном. * мюлеров канал образует яйцевод, передним концом открыть в целом. У самцов рептилий и млекопитающих мюлеров проток редуцируется, а у самок дает начало матке, влагалищу и придаткам матки. У низших млекопитающих (яйцекладущие и сумчатые) есть по 2 влагалища, 2 матки и 2 яйцевода. У высших млекопитающих матка и влагалище непарные, а придатки (яйцеводы и яичники) парные. Почки состоят из нефронов, которые фильтруют внутреннюю среду организма. Сохраняет связь с целомом. Метонефрос (вторичная почка млекопитающих) утрачивает эту связь. Для экономии жидкости в ходе филогенеза почечные канальцы удлиняются, и появляется петля Генле для реабсорбции. У млекопитающих почки переместились в забрюшинные пространство.

Порог развития мочеполовой системы: * Сегментирование почки * Удвоение почки * Удвоение мочеполовых органов * Опущение почки * Крипторхизм – не опущение яичка * Овотестис – гермафродитизм * 2 -х рогая матки * Удвоение полового члена

Филогенез нервной системы: • Существует две интегрирующие системы: нервная система и эндокринная система Эндокринная система это древняя система регуляции. У позвоночных большое значение имеет НС т. к. способная быстро регулировать процессы и механизмы. НС закладывается из эктодермы в виде пластинки, а затем трубки над хордой, передний конец которой расщепляется и формирует головной мозг с 5 отделами (передний, промежуточный, средний, задний и продолговатый).

• * У рыб и амфибий самый крупный отдел мозга это средний, который связан с центрами зрения, передний мозг на полушария не разделен, промежуточный мозг связан с эпифизом, гипофизом и в нем расположен гипоталамус – центральный орган эндокринной системы. Тип мозга ихтиопсидный – центр интеграции средний мозг. * У рептилий увеличивается передний мозг и разделен на полушария, крыша которого состоит из нервных клеток (зачатки древней коры – архикортекс), и в нем особенно развиты полосатые тела. Средний мозг имеет большие размеры. Интегрирующим центром являются полосатые тела переднего мозга и средний мозг – ихтиопсидный тип мозга. * У млекопитающих маммалийный тип мозга – сильное развитие переднего мозга и коры. Передний мозг разделен на полушария соединенные между собой комиссурами, покрыт с наружи корой (скопление тел нервных клеток, имеет сложное строение и называется неокортекс) в которой находятся высшие центры зрительного, слухового, осязательного и двигательного анализатора и центры высшей нервной деятельности. • Промежуточный мозг включает гипоталамус, эпифиз и гипофиз. • В среднем мозге располагаются четверохолмие с подкорковыми центрами. • Хорошо развит мозжечок, имеет свою кору и регулирует координацию движений и тонус мышц.

Пороки развития НС: • Многие пороки развития НС несовместимы с жизней. • * Рахизхиз (платиневрия) – не замыкание нервной трубки * Олигофрения с нарушением рефлексов * Микроцефалия и ацефалия * Прозенцефалия – недоразделение полушарий и недоразвитие коры