1. Общие закономерности преобразования функций органов в филогенезе усиление (активация), интенсификация, расширение числа выполняемых, ослабление, разделение, смена. Примеры изменений функций органов у позвоночных и человека
 Скачать 66.7 Kb.
|
|
1. Общие закономерности преобразования функций органов в филогенезе: усиление (активация), интенсификация, расширение числа выполняемых, ослабление, разделение, смена. Примеры изменений функций органов у позвоночных и человека. 2. Структурные преобразования в органах и системах органов, приводящие к изменению его функций: полимеризация, олигомеризация, редукция, дифференцировка, возникновение нового органа или дополнительной структуры, субституция, гетерохрония, гетеротопия, гетеробатмия. Примеры перестроек у позвоночных и человека. 3. Взаимосвязанные изменения органов и систем органов в онто- и филогенезе. Представление об онтогенетических корреляциях и филогенетических координациях, их видах и значении в эволюции органов и систем органов. Типы онтогенетических корреляций: 1. Геномные – обусловливают целостность генотипа. Достигаются с помощью диплоидности, доминирования, плейотропного действия генов и наличия полигенных систем с участием генов-модификаторов. Известны гены, прямо отвечающие за гистогенез и морфогенез. 2. Морфогенетические – обусловлены эмбриональной индукцией и нейро-гуморальной регуляцией целостности организма. 3. Эргонтические – фенотипические корреляции, обусловленные модифицирующим влиянием среды. В ходе эволюции происходит изменение корреляций таким образом, что формируются новые координации – согласованные изменения между частями организма с точки зрения филогенеза. Координации обеспечивают формирование адаптивных комплексов. Типы филогенетических координаций: 1. Биологические координации – адаптивный ответ на изменения среды. Биологические координации устанавливаются через функциональную деятельность организма. Примеры: удлинение тела и редукция конечностей у змей, змееобразных ящериц и амфибий. Биологические координации ведут к прогрессирующей специализации, но они могут быть разорваны с приобретением принципиально нового признака. Например, появление плавательного пузыря разрывает координацию между формой тела, формой хвоста и удельным весом тела хрящевых рыб. 2. Динамические координации – координации между взаимосвязанными органами. Например, у млекопитающих хорошо развиты и орган обоняния, и обонятельные доли переднего мозга. Динамические координации повышают степень канализации онтогенеза и филогенеза и выражают функциональную обусловленность (коадаптацию) органов и систем органов. 3. Топографические координации – выражаются в закономерных изменениях пространственных соотношений между органами, не связанными непосредственной функциональной зависимостью. Пример крупной топографической координации: взаимное расположение нервной трубки, осевого скелета, пищеварительной трубки и сердца у хордовых. Топографические координации определяют общий план строения группы организмов. Таким образом, автономизация онтогенеза тесно связана с повышением уровня организации группы организмов, а корреляции между органами в онтогенезе тесно связаны с координациями между органами в филогенезе. 4. Связь онто- и филогенеза. Биогенетический закон. Рекапитуляции, палингенезы, ценогенезы. Учение А.Н. Северцова о филэмбриогенезах. Анаболии, девиации, архаллаксисы. Филогенез – это историческое развитиевиде или другой биологической системы. К.Бэр в 1828 г сформулировал 3 закона связи онто- и филогенеза:
Ч.Дарвин подтвердил связь между онто- и филогенезом и создал учение о рекапитуляциях – повторение у зародышей в процессе онтогенеза признаков их предков по филогенезу. Рекапитулируют не только морфологические признаки(хорда, жаберные щели), но и особенности биохимической организации и физиологии (выделение ранними зародышами человека аммиака, позже – мочевины, затем аллантоина, а на заключительных этапах эмбриогенеза – мочевой кислоты). В 1866г Э.Геккель сформулировал биологический закон онтогенез – есть краткое и быстрое повторение филогенеза, обусловленное свойствами наследственности и приспособляемости. Закон вошел в биологию как закон Геккеля-Мюллера, так как Мюллер дал формулировку закона, однако очень сложную. Мюллер также как Геккель обратил внимание, что в процессе развития могут быть рекапитуляции, а могут отсутствовать. Геккель в связи с разными типами развития выделил тип с палингенезами и ценогензами. Палингенезы – это повторение у зародышей признаков их предков по филогенезу (закладка жаберных щелей, хорды, первичного хрящевого черепа, двухкамерного сердца у наземных позвоночных). Ценогенезы – приспособительные признаки, которые возникают у зародышей и не сохраняются у взрослых организмов. Они нарушают ход исторического развития, по ним нельзя восстановить картину развития вида (развитие в эмбриогенезе у высших позвоночных амниона, хориона, аллантоиса). Дальнейшие эмбриологические исследования Северцова и Шмальгаузена показали, что биологический закон верен лишь в общих чертах:
Основное значение для объяснения связи онто- и филогенеза имеет учение А.Н.Северцова о филэмбриогензах. Он рассматривал явление рекапитуляции с точки зрения эволюции онтогенезов. Филэмбриогенезы – это эмбриональные перестройки, которые сохраняются у взрослых форм и имеют адаптивное значение. А.Н. Северцов выделил 3 типа филэмбриогенезов:
5. Филогенетическое родство и эволюционное происхождение органов. Понятие об аналогичных и гомологичных органах, их примеры у позвоночных и человека. Атавизмы и рудименты. Онто-филогенетически обусловленные (анцестральные, атавистические) врожденные пороки развития органов у человека. Рудименты встречаются практически у всех людей, этим термином называют органы, которые утратили свое значение в процессе эволюции. «Позиция о ненужности некоторых органов долго сохранялась, но оказалось, что они нужны, хотя их потеря и не несет фатальных последствий», — говорит Константин Пучков, доктор медицинских наук. Атавизмы — это структуры, которые образовались у отдельных людей и напоминают, что мы произошли от различных животных. «Эти структуры не осуществляют никакой функции для человека и доставляют только неудобства», — говорит Константин Пучков. От некоторых атавизмов можно избавиться с помощью пластической хирургии (хвост, многососковость, выраженный волосяной покров, мигательная перепонка, заячья губа), другие же смертельны (бывает, что люди рождаются не с четырехкамерным сердцем, а с двухкамерным, как у животных). 6. Питание, сущность процесса, этапы, различные организмы по характеру, способу питания и типу ассимиляции.Питание - это совокупность процессов, связанных у животных с поступлением в организм пищи, ее перевариванием иусвоением, яв ляется составной частью обмена веществ. По типу питания различают автотрофные, гетеротрофные и миксотрофные организмы. По способу поступления пищи гетеротрофы делятся на осмо-трофных и голозойных. У осмотрофных организмов питательные ве щества поступают через всю поверхность тела, а у голозойных - че рез специальные отверстия. В зависимости от вида потребления пищи различают: 1. фитофагов (растительноядные организмы) 2. зоофагов (плотоядные организмы и хищные животные) 3. сапрофагов (некрофаги, детритофаги, копрофаги). Первыми организмами на Земле были первичные гетеротрофы, использующие простые органические вещества абиогенного происхождения. Возникшие позже автотрофы, особенно фотосинтезирующие, увеличили массу сложных органических соединений, что обес- печило возможность появления вторичных гетеротрофов. Они стали использовать в качестве пищи сложные органические вещества биогенного происхождения, требующие ферментативного воздействия для их расщепления, в связи с чем возникло пищеварение. Пищеварение - это совокупность процессов механической, физической и химической (ферментативной) обработки пищи, конечным этапом которой является образование неспецифических мономеров, которые используются для ассимиляции - синтеза веществ, специфи ческих данному организму. Преобладание тех или иных пищеварительных ферментов опре деляется характером пищи (у фитофагов - амилаза, карбоксилаза, а у зоо- и сапрофзгов - протеазы). В результате эволюции сформировались три типа пищеварения: неклеточное, внутриклеточное и мембранное. Определенной фило генетической последовательности между ними не установлено, но из вестно, что мембранное пищеварение прослеживается на всех уров нях организации. 7. Транспорт веществ в клетку. Пассивный транспорт, виды, значение. Представление о гипо-, гипер- и изотонических растворах. Их использование в медицинской практике. 8. Активный транспорт, виды, значение, примеры. 9. Пищеварение, типы пищеварения. Особенности пищеварения у человека. Нарушение разных типов пищеварения: гипофункции пищеварительных желёз, ферментопатии, дисбактериоз. Пищеварение - это совокупность процессов механической, физической и химической (ферментативной) обработки пищи, конечным этапом которой является образование неспецифических мономеров, которые используются для ассимиляции - синтеза веществ, специфи ческих данному организму. Преобладание тех или иных пищеварительных ферментов опре деляется характером пищи (у фитофагов - амилаза, карбоксилаза, а у зоо- и сапрофзгов - протеазы). В результате эволюции сформировались три типа пищеварения: неклеточное, внутриклеточное и мембранное. Определенной фило генетической последовательности между ними не установлено, но из вестно, что мембранное пищеварение прослеживается на всех уров нях организации. Гипофункция - недостаточная интенсивность деятельности (функции) какого-либо органа, ткани, системы, что может вести и к нарушению жизнедеятельности организма (например, Гипофункция щитовидной железы - уменьшение выработки гормона тироксина - ведёт к понижению обмена веществ и микседеме). Ферментопатия— общее название болезней или патологических состояний, развивающихся вследствие отсутствия или нарушения активности каких-либо ферментов.Среди врожденных ферментопатий наиболее часто встречается недостаточность дисахаридаз , пептидаз, энтерокиназы. Приобретенные ферментопатий наблюдаются при заболеваниях и резекции тонкой кишки, заболеваниях других органов пищеварения и органов эндокринной системы, а также при приеме некоторых лекарственных препаратов и облучении. Дисбактериоз — качественное изменение нормального видового состава бактерий (микробиоты) кишечника, или кожи. Существует мнение, что дисбактериоз возникает в результате нарушения равновесия кишечной микрофлоры из-за различных причин: применения антибактериальных веществ, неправильного питания, нарушения функции иммунитета и т. п. 10. Эволюция пищеварительной системы у позвоночных. Основные эволюционные преобразования. 1. Усиление главной функции: а) удлинение и дифференцировка кишечной трубки на отделы; б)развитие в переднем отделе органов захвата и механической обработки пищи: челюстей, зубов, языка; в) развитие пищеварительных желез; г)развитие структур, обеспечивающих наиболее интенсивное всасывание питательных веществ (продольные и поперечные складки, ворсинки, микроворсинки тонкого кишечника). 2. Разделение органов и функций (разделение ротовой полости на дыхательный и пищеварительный отделы). 3.Расширение числа выполняемых функций (пищеварительной, защитной, гормональной, синтеза витаминов, терморегулятор-ной). 11. Пищеварительные железы, роль в пищеварении. Эволюционное происхождение и преобразование в процессе филогенеза у позвоночных. На ранних этапах эволюции позвоночных животных их пищеварительная система постепенно усложнялась, в ней появлялись новые органы. У всех современных животных - от рыб до человека - эта система построена по единому плану: за желудком следует тонкая кишка, в которой переваривается большинство видов пищи, там же происходит и всасывание, за тонкой кишкой следует толстая кишка, где процессы переваривания и всасывания завершаются. У позвоночных - более совершенные пищеварительные железы - печень и поджелудочная железа (пищеварительные железы есть у моллюсков, часто пищеварительная железа несет функции печени и поджелудочной железы одновременно). Пищеварительные железы являются выростами пищеварительного тракта, в процессе онтогенеза превращаются в самостоятельные органы. Связь с тонкой кишкой они сохраняют с помощью протоков, открывающихся в кишку. У позвоночных животных в связи с их приспособленностью к обитанию в различных экологических условиях и использованием разнообразной пищи выработались свои характерные особенности: усложняется строение зубов, появляется многокамерный желудок (например у жвачных), удлиняется кишечный тракт (у растительноядных) и др. Тем не менее, у всех животных, от самых низших до наиболее организованных, химия пищеварения и участвующих в нем ферментов очень сходны. Таким образом, в ходе эволюции пищеварительная система постепенно усложнялась, добавлялись новые органы и, наконец, выработался сложный механизм, который достиг наибольшей сложности у человека. 12. Ротовая полость, первичная и вторичная (собственно ротовая полость), выполняемые функции, эволюционные преобразования у позвоночных. Рассмотрим вначале эволюцию ротовой полости и ее производных. Ротовая полость у животных развивается целиком или частично из впячивания эктодермы - из передней кишки. Ротовое отверстие позвоночных окружено кожными складками-губами. У рыб и наземных позвоночных спереди и с боков ротовая полость ограничена челюстями (и зубами), снизу - мышечным дном, в толще которого залегает подъязычная дуга, у большинства животных несущая язык. Крыша ротовой лости рыб и земноводных укреплена костями основания черепа, образующими так называемое первичное нёбо и хоаны, открывающиеся непосредственно в Ротовую полость .У млекопитающих ротовая полость разделяется на верхний (дыхательный) и нижний (вторичная ротовая полость) отделы, посредством развития твёрдого нёба. От его заднего края у млекопитающих отходит мягкое нёбо, отделяющее ротовая полость от глотки. 13. Онто- и филогенетически обусловленные врождённые пороки развития разных отделов пищеварительной системы у человека. 1. Односторонняя или двусторонняя расщелина верхней губы, верхней челюсти. 2. Незаращение твердого неба. 3. Наличие дополнительных зубов, трем, диастем, конических зубов, сильно развитых клыков, нарушение прикуса, 4. Отсутствие, недоразвитие барабанной полости, слуховых косточек, низкое расположение слуховых проходов. 5. Латеральные кисты шеи. 6. Эзофаготрахеальные свищи. Пороки среднего и заднего отделов пищеварительной трубки. 1. Гипоплазия - недоразвитие различных отделов пищеварительной системы: - укорочение пищевода, тонкого и толстого кишечника; - недоразвитие или полное отсутствие слепой кишки с аппендиксом; - недоразвитие печени и поджелудочной железы. 2. Наличие Меккелева дивертикула. 3. Неполное разделение клоаки на прямую кишку и мочеполовые протоки. 4. Наличие фрагментов тканей поджелудочной железы в стенке желудочно-кишечного тракта, в печени, желчном пузыре и его протоке, как следствие гетеротопии. 14. Дыхание, значение для организма. Анаэробные и аэробные организмы, этапы энергетического обмена у разных организмов.Дыхание - основная жизненная функция организма, включающая поступление в организм кислорода, использование его для окисления органических веществ с выделением энергии и удаление из организма углекислого газа. Функции дыхат.системы: 1.Газообмен между организмом и окружающей средой. 2.Экскреторная функция – выведение из организма продуктов диссимиляции СО2 и Н2О 3.Очищение, согревание, увлажнение воздуха в верхних отделах дыхательных путей у млекопитающих. 4.Участие в звукообразовании у позвоночных. 5.Участие в обонятельной рецепции у позвоночных. Анаэробные организмы - живые организмы, способные жить и размножаться при отсутствии кислорода в атмосфере. На Земле среди анаэробов известны лишь некоторые виды бактерий, дрожжей, простейших и червей, живущих, как правило, в почве, иле, воде и других организмах. Энергию для поддержания жизнедеятельности анаэробы получают путем, отличным от окисления в атмосферном кислороде, например эти организмы используют для окисления органических (реже - неорганических) веществ энергию света (как пурпурные бактерии) или иные от свободного кислорода окислители. Аэробные организмы - организмы, которые для процессов синтеза энергии нуждаются, в отличие от анаэробов, в свободном молекулярном кислороде. К аэробам относятся: подавляющее большинство животных, все растения, а также значительная часть микроорганизмов. По отношению к молекулярному кислороду выделяют:
Этапы метаболизма Условно процесс обмена веществ можно разделить на три этапа: Первый этап — ферментативное расщепление белков, жиров и углеводов до растворимых в воде аминокислот, моно- и дисахаридов, глицерина, жирных кислот и других соединений, происходящее в различных отделах желудочно-кишечного тракта, и всасывание их в кровь и лимфу. Второй этап — транспорт питательных веществ кровью к тканям и клеточный метаболизм, результатом которого является их ферментативное расщепление до конечных продуктов. Часть этих продуктов используется для построения составных частей мембран, цитоплазмы, для синтеза биологически активных веществ и воспроизведения клеток и тканей. Расщепление веществ сопровождается выделением энергии, которая используется для процесса синтеза и обеспечения работы каждого органа и организма в целом. Третий этап — выведение конечных продуктов метаболизма в составе мочи, кала, пота, через легкие в виде CO2 и т. д. |