Организм как единое целое в индивидуальном и историческом

Организм как единое целое в индивидуальном и историческом развитии

План лекции 1. Учение Северцова о филэмбриогенезах. а) онтогенез как основа филогенеза; б) ценогенезы и филэмбриогенезы. 2. Общие закономерности эволюции органов и их систем. 3. Филогенез систем органов позвоночных. Онтофилогенетические аномалии и пороки развития.

1. Учение Северцова о филэмбриогенезах.

Закон зародышевого сходства Карла Бэра Сходство зародышей разных классов позвоночных на разных этапах онтогенеза http: //userdocs. ru/biolog/1001 3/index. html? page=14

Основной биогенетический закон или закон Мюллера-Геккеля В процессе индивидуального развития эмбрионы последовательно повторяют черты строения предковых форм Онтогенез есть краткое повторение филогенеза

Ценогенезы Эрнст Геккель school-collection. edu. ru Это приспособления, возникающие у зародышей или личинок и адаптирующие их к особенностям среды обитания. Не изменяют типа организации взрослого организма, но обеспечивают более высокую вероятность выживания потомства. У взрослых организмов ценогенезы не сохраняются.

Ценогенезы zoometod. com - http: //www. zoovet. ru/slovo. php? slovoid=3084

Филэмбриогенезы это отклонения от А. Н. Северцов 900 igr. net онтогенеза, характерного для предков, проявляющиеся в эмбриогенезе, но имеющие адаптивное значение у взрослых форм.

Филэмбриогенезы В зависимости от того, на каких этапах эмбриогенеза (ранних, средних, поздних) и морфогенеза конкретных структур возникают изменения развития различают 3 их типа: 1. Анаболии 2. Девиации 3. Архаллаксисы

или надставки, Анаболии возникают на поздних стадиях, после того, как орган практически завершил свое развитие, и выражаются в добавлении дополнительных стадий, изменяющих конечный результат. http: //trendymen. ru/guide/37844/ museumimb. ru

Девиации уклонения, возникающие на средних стадиях развития в процессе морфогенеза органа http: //www. cardiogenes. dp. ua/zhedenov/2. php http: //elementy. ru/news/432030

Архаллаксисы — изменения, обнаруживающиеся на очень ранних стадиях на уровне зачатков органов и выражающиеся в нарушении их расчленения, ранних дифференцировок или в появлении новых закладок. Схема развития костных (I) и роговых (II) чешуи, перьев (III) и волос (IV) позвоночных. С наиболее ранних стадиев направление развития волоса уклоняется от направлений развития прочих кояшых образований; повторения нет, наблюдается архаллаксис

Гетерохронии - отклонения времени закладки органов Развитие головного мозга (схема). а - пять мозговых пузырей: 1 - первый пузырь (telencephalon - конечный мозг); 2 второй пузырь (diencephalon - промежуточный мозг); 3 - третий пузырь (mesencephalon - средний мозг); 4 - четвертый пузырь (metencephalon - собственно задний мозг как часть ромбовидного мозга); 5 - пятый пузырь (myelencephalon продолговатый мозг); между третьим и четвертым пузырем - перешеек (isthmus), б - развитие головного мозга http: //anfiz. ru/books/item/f 00/s 00/z 0000017/st 077. shtml

Гетеротопии приводят к формированию новых пространственных и функциональных связей между органами, обеспечивая в дальнейшем их совместную эволюцию http: //fishingaltai. ru/book/fish/biologiyairib / http: //900 igr. net/prezentatsii/biologija/Krugi-krovoobraschenija/002 Raspolozhenie-serdtsa-v-tele-cheloveka. html

2. Общие закономерности эволюции органов и их систем.

Гомологичные органы построены по единому плану, расположены в одинаковом месте и развиваются сходным образом из одинаковых эмбриональных зачатков Гомологичные кости (показаны цветом) передних конечностей человека, собаки, птицы и кита. http: //www. ebio. ru/evo 02. html

Аналогичные органы возникают при обитании неродственных организмов в одинаковых средах; выполняют одинаковые функции, строение же их, местоположение и развитие резко различны www. biorepet-ufa. ru Аналогичные (конечности крота и медведки) органы http: //bioslogos. ru/25 -sravnitelno-anatomicheskiedokazatelstva-evolyucii-gomologichnye-i-analogichnyeorgany. html

Аналогичные органы www. mosecos. ru zooclub. by

Принципы эволюции органов v. Дифференциации v. Интеграции v. Расширения и смены функций v. Активации v. Интенсификация v. Олигомеризации v. Возникновение и исчезновение биологических структур в филогенезе

Принцип дифференциации v Дифференциация в эволюции органов – это разделение однородной структуры на обособленные части, которые из-за различных функций, положения и связей с другими органами приобретают специфическое строение v Принцип дифференциации объясняет поступательный характер эволюции от простого к сложному

Эволюция кровеносной системы Схема строения сердца и артериальных дуг в разных классах позвоночных: А - рыбы; Б - личинки земноводных; В - хвостатые земноводные после метаморфоза; Г - пресмыкающиеся; Д - птицы; Е - млекопитающие. Венозная кровь показана синим цветом. Парные структуры обозначены соответственно п (правая) и л (левая). 1 - сонные артерии; 2 - жаберные капилляры; 3 - желудочки сердца; 4 - предсердия; 5 - корни спинной аорты; 6 - венозный синус; 7 - спинная аорта; 8 - легочные артерии; 9 - боталлов проток; 10 - легочные капилляры; 11 -вены тела; 12 - легочные вены. III, IV, V, VI - артериальные дуги (нумерация с учетом передних пар, редуцировавшихся в ходе эволюции). На рис. А в венозный синус впадают кювьеровы протоки, возникающие при слиянии кардинальных вен; на рис. Д и Е пунктиром показаны редуцированные (соответственно левая и правая) дуги аорты http: //zoo. kspu. ru/uch/1/Zoo/table/ris 29. html

Принцип интеграции v Интеграция в эволюции органов – это функциональное соподчинение компонентов системы в целостном организме, то есть раннее однородная структура подразделяется на части, которые сами по себе не функционируют, а могут функционировать только в случае слаженного действия, сама же система становится все более зависимой от других систем организма.

Принцип интеграции v Примером интеграции может служить четырехкамерное сердце млекопитающих: каждый отдел выполняет свою специфическую функцию, в тоже время все отделы взаимосвязаны и не могут функционировать разобщено. www. zdorovieinfo. ru

Принцип расширения и смены v Расширение функций сопровождает обычно прогрессивное развитие органа, который по мере дифференциации выполняет все новые функции. v Парные плавники рыб у придонных рыб обеспечивают также их передвижение по дну. С выходом позвоночных на сушу к перечисленным функциям конечностей добавились хождение по Земле, лазание, бегание и др. http: //dic. academic. ru/dic. nsf/dic_biology/285 http: //www. kartinki 24. ru/kartinki/ monkeys/4083. html http: //www. zoo-news. ru/2008/05/28/

Принцип активации v Активация функции органа в прогрессивной эволюции – это этап эволюции, характеризующийся активным выполнением функции ранее малоактивного органа, при котором этот орган существенно преобразовывается. v Например, малоподвижные плавники хрящевых рыб впоследствии активации становятся активными органами движения у костистых. http: //aqualog. ru/blog/fish/399. html http: //bigpicture. ru/? p=103997 ryba. fatal. ru

Принцип интенсификации v интенсификация функции – орган обычно увеличивается в размерах, претерпевает внутреннюю дифференцировку, гистологическое строение его усложняется, нередко наблюдается полимеризация структуры (многократное повторение одноименных структурных элементов) http: //www. dpg. k z/node/275

Полимеризация Это многократное повторение одноименных структурных элементов Пример: усложнение структуры легких в ряду наземных позвоночных за счет ветвления бронхов, появления ацинусов и альвеол на фоне постоянной интенсификации его функций http: //anfiz. ru/books/item/f 00/s 00/z 0000013/st 089. shtml

Принцип интенсификации v Иногда в процессе интенсификации функций наблюдается тканевая субституция органа – замещение органа одной такни другой, более соответствующей выполнению данной функции v Примером тканевой субституцией является замещение хрящевого скелета хрящевых рыб на костный у более высокоорганизованных классов позвоночных forum. zoologist. ru www. infoniac. ru

Олигомеризация v Олигомеризация – это явление уменьшения числа одинаковых органов, выполняющих одну и ту же функцию v Эволюция артериальных жаберных дуг служит примером олигомеризации: у олигомеризации: хрящевых рыб их 6 -7 пар, у костных – 4 пары, а у млекопитающих сохраняются в дефинитивном состоянии только части 3, 4 и 6 -й пар Схема преобразования жаберных артерий у рыб (А), амфибий (Б), рептилий (В) и млекопитающих (Г): I–VI – дуги жаберных артерий; 1 – брюшная и 2 – спинная аорты; 3 – внутренняя и 4 – наружная сонные артерии; 5 – правая и 6 – левая дуги аорты; 7 – подключичная артерия; 8 – легочная артерия; 9 – артериальная связка http: //www. lormed. ru/index. php? option=com_conte nt&view=article&id=1355: 2011 -03 -13 -16 -4439&catid=94: 2011 -03 -07 -08 -30 -07&Itemid=100111

Возникновение и исчезновение биологических структур v В процессе эволюции закономерным является как возникновение биологических структур, так и их структур исчезновение. v В основе лежит принцип дифференциации, проявляющийся на фоне первичной полифункциональности органа и способности функций изменятся количественно. v Любая структура возникает на основе предшествующих, вне зависимости от того, на каком уровне организации живого осуществляется филогенез

Возникновение органов v Примером возникновения органов служит органов происхождение матки плацентарных млекопитающих от парных яйцеводов. v Вследствие удлинения эмбрионального развития млекопитающих появляется необходимость более длительной задержки зародыша в организме матери для обеспечения зародышу оптимальных условий внутриутробного развития, требуемых естественным отбором. Аномалии матки и полового члена у человека: а-г - различные формы удвоения матки и влагалища http: //vmede. org/sait/? page=5&id=Biologiya_yarigin_t 2_20 11&menu=Biologiya_yarigin_t 2_2011

Исчезновение органов (редукция) v Редукция (исчезновение) органа в Редукция (исчезновение) органа филогенезе может быть связана с разными причинами и механизмами. v Можно выделить 3 основные причины редукции органов: 1. Естественный отбор 2. Тканевая субституция 3. Ослабление функций

Рудиментарные органы v Рудиментарные органы (рудименты) – Рудиментарные органы (рудименты) недоразвившиеся органы, которые утратили своё основное значение в процессе эволюционного развития организма

Рудиментарные органы человека v У человека 90 рудиментов: 1. Структуры, потерявшие свои функции в постнатальном онтогенезе, но сохраняющиеся и после рождения (волосяной покров, копчик, аппендикс и др. ) 2. Структуры, сохраняющиеся только в эмбриональном периоде онтогенеза (хорда, хрящевые жаберные дуги, правая дуга аорты, шейные ребра) http: //lekar-n. com/wpcontent/uploads/2012/10/rudi ment. jpg http: //meduniver. com/Medical/Akushers tvo/933. html

Атавизмы v Атавизмы – признаки высокоорганизованных Атавизмы организмов, которые не встречаются у них при нормальных условиях, но присутствуют у более или менее отдаленных предков v Если атавизмы снижают жизнеспособность и проявляются как морфологические аномалии, то их называют атавистическими или анцестральными пороками развития анцестральными

Атавизмы у человека http: //dermalatlas. ru/opuxolikozhi/nalichie-dopolnitelnyxsoskov-politeliya/ www. infoniac. ru http: //chernobyl-as. ru/? p=111 http: //nnm. me/blogs/Romashov/atavizm _zlaya_shutka_prirody/ http: //www. macroevolution. net/hy brid-hypothesis-section-4. html

Анцестральные пороки развития Прорезывание сверхкомплектных зубов при клейдокраниальной дисплазии http: //vmede. org/sait/? page=5&id=Biologiy a_yarigin_t 2_2011&menu=Biologiya_yarig in_t 2_2011

Анцестральные пороки развития www. biokrasota. ru v Волчья пасть – порок пасть развития, заключающийся в не заращении верхней челюсти и твёрдого нёба, в результате чего получается расщелина, соединяющая полости рта и носа. Причиной является задержка срастания верхнечелюстных отростков с сошником.

Соотносительные преобразования органов Подразделяются на: 1. филогенетические координации (устойчивые взаимозависимости органов и систем, проявляющиеся в филогенезе) 2. онтогенетические корреляции (соответствие структур развивающегося организма в онтогенезе).

филогенетические координации: биологические Наблюдаются между структурами, непосредственно не связанными ни по функциям, ни по месту положения. Основным связующим звеном между ними являются адаптации к определенным условиям обитания. Например, у эндопаразитов сильно развиты половая система и органы прикрепления к телу хозяина, но при этом недоразвиты органы чувств и опорнодвигательный аппарат. http: //es. wikipedia. org/wiki/Taenia_solium

филогенетические координации: динамические Выражаются во взаимном соответствии структур, связанных функционально. Тесные динамические координации имеются, например, между органами кровеносной и дыхательной систем. Животные, дышащие легкими, имеют трехили четырехкамерное сердце my-edu. ru kurs. znate. ru

филогенетические координации: топографические проявляются между структурами, связанными друг с другом пространственно. Для каждого типа животного царства характерен своеобразный общий план строения, выражающийся в определенном взаимном расположении основных органов и систем. http: //biolicey 2 vrn. ucoz. ru/index/mesto_cheloveka _v_sisteme_organicheskogo_mira/0 -535 http: //do. gendocs. ru/docs/index-234943. html

онтогенетические корреляции: Обеспечиваются целостностью генетической конституции развивающегося организма. Ведущими механизмами геномных корреляций являются генный баланс генотипа, сцепленное наследование генов, различные формы взаимодействия генов, а также плейотропность геномные http: //zoroastrian. ru/node/1203 http: //zateevo. ru/? section=page& ias=zahiraf_main

онтогенетические корреляции: обусловлены функциональной взаимозависимостью органов и частей организма Проявляются в соответствии между степенью развитости мышцы, костных выступов, к которым она прикрепляется, и интенсивностью ее кровоснабжения эргонтические . http: //anfiz. ru/books/item/f 00/s 00/z 0000014/st 020. shtml http: //fitnessplus. ru/blog/obmanut-starost http: //kulturizm. info/? p=8152&lang=ru

онтогенетические корреляции: морфогенетические возникают между органами, пространственно связанными между собой. Они основаны либо на феномене эмбриональной индукции, либо на общности эмбриональных закладок органов зачаток хорды обусловливает развитие нервной трубки на спинной стороне зародыша и дифференцировку скелетогенной ткани http: //vmede. org/sait/? page=11&id=Biologiya_ya rigin_t 1_2011&menu=Biologiya_yarigin_t 1_2011