биология. Вопрос 1. Общая харка живого. Фундаментальные свойства и уровни организации жизни. Биосоциальная
 Скачать 1.33 Mb.
|
|
Homo sapiens sapiens (человек разумный). Объем мозга в среднем 1300 куб.см. Высокий, почти вертикальный лоб. В Европе впервые были обнаружены во Франции в местечке Кро-Маньон, в связи с чем получили свое название кроманьонцы. Согласно одной из гипотез, расовые различия современных людей унаследованы от H. Erectus : человек современного типа независимо развился в нескольких районах из местных популяций H. Erectus. Согласно другой гипотезе, современный человек появился лишь в одном небольшом районе Африки, откуда расселился по всему Старому Свету, вытеснив питекантропов и неандертальцев. ВОПРОС 73 73. Законы К.Бэра и Э.Геккеля. Общие закономерности филогенеза. Закон зародышевого сходства К.Бэра: 1. Эмбрионы одного типа на разных стадиях развития сходны. 2. Развитие происходит последовательно от общих признаков типа к более частным. Последними развиваются признаки, указывающие на принадлежность эмбриона к определенному роду, виду, и, наконец, индивидуальные черты. 3. Эмбрионы разных представителей одного типа постепенно обособляются друг от друга. Основной биогенетический закон Э.Геккеля: онтогенез представляет собой краткое и быстрое повторение филогенеза. Повторение в эмбриогенезе потомков структур характерных для предков называется рекапитуляцией. Невозможно объяснить процесс эволюции только биогенетическим законом, так как эволюция протекает благодаря изменениям отклоняющихся от пути проложенного предками, и приобретающих новые черты. К таким отклонениям относятся: 1. ценогенезы – приспособления, возникающие у зародышей или личинок и адаптирующие их к особенностям среды обитания. Они не изменяют типа организации взрослого организма, но обеспечивают более высокую вероятность выживания потомства. 2. филэмбриогенезы – это проявляющиеся в эмбриогенезе отклонения от онтогенеза, характерного для предков, имеющие адаптивное значение у взрослых форм (закладка волосяного покрова у млекопитающих). Филэмбриогенезы подразделяются на 3 типа: а) анаболии выражаются в добавлении дополнительных стадий, изменяющих конечный результат (приобретение специфической формы тела камбалой после вылупления мальков неотличимых от других рыб). б) девиации – уклонения, возникающие в процессе морфогенеза органа (развитие сердца у млекопитающих повторяет стадии трубки, двухкамерное и трехкамерное строение, но втесняет развитие перегородки характерной для пресмыкающих, перегородкой характерной для млекопитающего). в) архаллаксисы – изменения, выражающиеся нарушением расчленения зачатков, их ранних дифференцировок или появления принципиально новых закладок (закладка развития волос млекопитающих на ранних стадиях и отличие их от закладок других придатков кожи). В зависимости от места и времени закладки органа выделяют: - гетерохронии – отклонения времени закладки органов - гетеротопии – отклонения места развития органов Эти отклонения приводят к изменению взаимосоответствия развивающихся структур, и, проходя жесткий контроль естественного отбора, остаются лишь полезные. Принципы эволюции органических структур: 1. Принцип дифференциации. Представляет собой разделение однородной структуры на обособленные части, приобретающие специфическое строение. (Пример: эволюция кровеносной системы в типе хордовых). Функциональное соподчинение обособленных частей системы другим частям данной структуры в целостном организме называется интеграцией. 2. Принцип расширения и смены функций – расширение функций сопровождает прогрессивное развитие органа, который по мере дифференциации выполняет все новые и новые функции. 3. Принцип активации функций проявляется тогда, когда малоактивный орган начинает активно выполнять определенные функции, при этом существенно преобразуясь. 4. Принцип интенсификации функций заключается: а) в полимеризации одноименных структур(орган, увеличиваясь в размере, претерпевает внутреннюю дифференцировку путем усложнения строения легки у наземных позвоночных за счет ветвления бронхов) б) в олигомеризации структур (уменьшение количества одинаковых органов, выполняющих одну и ту же функцию, пример: эволюция артериальных жаберных дуг) в) в тканевой субституции органа (замещение тканей и органов, пример: замена хрящевого скелета на костный у рыб). Различают 2 субституции: - гомотопная – когда новый орган возникает на месте старого - гетеротопная – замещающий орган находится на новом месте 5. Принцип ослабления функций в филогенезе ведет к упрощению строения органа, иногда вплоть до его исчезновения. Соотносительные преобразования органов. Устойчивые взаимозависимости органов и систем, проявляющиеся в филогенезе, называют координациями (филогенетические корреляции) Механизмы соотносительных преобразований биологических структур: 1. биологические координации наблюдаются между структурами, не связанными между собой ни функциями, ни местом положения. Основным связующим звеном являются адаптации к определенным условиям обитания. (Млекопитающие, обитающие на деревьях, обычно имеют стереоскопическое зрение и сильно развитый мозжечок). 2. динамические координации выражаются во взаимном соответствии структур, связвнных функционально. (Животные, дышащие легкими, имеют трех- или четырехкамерное сердце и 2 круга кровообращения) 3. топографические координации проявляются между структурами, связанными друг с другом пространственно. (У всех представителей типа хордовых на спинной стороне тела расположена нервная трубка, под ней хорда, пищеварительная трубка и брюшной кровеносный сосуд, а по бокам – производные мезодермы). Виды онтогенетических корреляций: 1. геномные корреляции обеспечиваются целостностью генетической конструкции развивающегося организма. Развитие различных признаков определяется действием генов, а основным механизмом является плейотропия. (Пример: короткошерстность и безрогость у коз) 2. морфогенетические корреляции являются важным фактором формообразования органов в эмбриогенезе на дофункциональных стадиях его развития. При этом нарушение положения одного элемента корреляционной системы меняет положение или ход развития другого элемента. 3. эргонтические корреляции сменяют морфогенетические на тех стадиях развития, когда органы уже осуществляют свои специфические функции, проявляются на более поздних стадиях онтогенеза в растущем или взрослом организме. ВОПРОС 74 74. Эволюционные преобразования центральной нервной системы у представителей типа «Хордовые». Пороки развития ЦНС. Эволюция головного мозга идет в направлении развития крыши (мантии) переднего отдела и, соответственно, перемещения высших интегративных центров в кору больших полушарий. У всех классов позвоночных закладка нервной системы проходит стадии нервной пластинки, нервного желобка и нервной трубки с полостью – невроцелем. Затем начинается период дифференцировки нервной трубки на головной и спиной мозг. Формирование головного мозга начинается с образования на апикальном конце трубки трех вздутий (мозговых пузырей). Первый носит название переднего (prosencephalon), второй – среднего (mesencephalon) и третий – заднего мозгового пузыря (rhombencephalon). Далее следует стадия пяти мозговых пузырей. Они дают начало дефинитивным отделам мозгам. Передний головной пузырь делится поперечной перетяжкой на два отдела. Передний отдел образует передний отдел головного мозга (telencephalon), который у большинства позвоночных образует полушария большого мозга. Из заднего отдела переднего мозгового пузыря развивается промежуточный мозг (diencephalon). Средний мозговой пузырь не делится и целиком преобразуется в средний мозг (mesencephalon). Задний мозговой пузырь подразделяется на 2 отдела: в передней части он образует задний мозг, или мозжечок (metencephalon), а из заднего отдела формируется продолговатый мозг (medulla oblongata), который без резкой границы переходит в спинной мозг. В каждом отделе мозга различают крышу, или мантию (pallium), и дно, или основание. Крышу составляют части мозга, лежащие над желудочками, основание – под желудочками. Вещество мозга неоднородно. Скопление нервных клеток имеют более темную окраску – серое вещество, скопление отростков нервных клеток более светлую – белое вещество. Слой серого вещества (нервных клеток) на поверхности крыши любого отдела мозга носит название коры (cortex). Эволюционная история мозга млекопитающих – это усложнение новой коры. Полушария большого мозга достигают такой величины, что их объём становится больше, чем объём всех прочих частей мозга. При разрастании новой коры, старая погружается в медиальную часть полушария, помещаясь в глубине складки в виде гиппокампа. Обонятельная доля, в состав которой входит древняя кора, образует маленький участок на вентральной поверхности полушария (дно переднего мозга). По мере своего развития в процессе эволюции млекопитающих новая кора берет на себя функции центра вновь возникающих высших типов нервной деятельности в области корреляции и ассоциации. У мелких и примитивных млекопитающих поверхность новой коры часто гладкая; у крупных и более продвинутых форм (человека) она покрыта многочисленными складками. Аномалии развития ЦНС человека: 1. рахисхиз – незамыкание нервной трубки 2. прозэнцефалия – неразделение больших полушарий с недоразвитием коры 3. агирия – отсутствие извилин в коре больших полушарий 4. олигогирия с пахигирией – малое количество утолщенных извилин с упрощением гистологической картины коры (одна из причин олигофрении) ВОРПРОС 75 75. Эволюция выделительной системы. Пороки развития мочеполовой системы. Эволюция выделительной системы идет в направлении усложнения строения и увеличения длины нефрона, редукции воронки, усиления связи между выделительной и кровеносной системами. Эволюционную историю выделительной системы можно описывать с гипотетической почки простейших Хордовых, которая напоминает строение почки личинок миксин. Выделительная система личинок миксин представлена голонефросом – примитивной почкой, состоящей из метамерно расположенных нефронов, протоки которых открываются в единый архинефрический канал. Нефрон предпочки состоит из: 1) воронки – нефростома, которая выстлана ресничками и открывается в целом. 2) короткого, прямого выделительного канальца. Следующей эволюционной ступенью выделительной системы является образование мезонефроса (первичной почки, туловищной почки). В эмбриогенезе такой тип почек заменяет головную почку у представителей всех классов Хордовых и во взрослом состоянии функционирует у рыб и амфибий (анамний). У мезонефроса выделительные канальцы головной части утрачивают свою функциональную роль, тогда как нефроны средней и нижней части тела сохраняют функциональную активность. Кроме того, архинефрический канал подвергается расщеплению на две структуры – вольфов канал и мюллеров канал, судьба которых у самцов и самок различна. У самок вольфов канал выполняет роль мочеточника, а мюллеров канал служит для отведения половых продуктов. У самцов мюллеров канал редуцируется, а вольфов служит для выведения половых продуктов и продуктов метаболизма. Нефрон первичной почки состоит из: 1) воронки – нефростома, которая выстлана ресничками и открывается в целом. 2) почечного тельца, которое состоит из двустенной капсулы Боумена – Шумлянского и клубочка капилляров (мальпигиево тельце) 3) извитого выделительного канальца. Дальнейшая эволюция выделительной системы сопровождается появлением метанефроса (вторичная почка, тазовая почка). Вторичная почка функционирует во взрослом состоянии у рептилий и млекопитающих. Принципиальное отличие метанефроса от мезонефроса состоит в редукции всех нефронов первичной почки и образовании почки, лежащей каудальнее первичной, причем открывающейся самостоятельным протоком для выведения продуктов распада. Этот проток называется истинным мочеточником. Судьба вольфова и мюллерова каналов у самцов и самок также различна. У самок вольфов канал редуцируется как и у анамний, а мюллеров канал дифференцируется в яйцевод. У самцов редукции подвергается мюллеров канал, тогда как вольфов канал специализируется для выведения исключительно половых продуктов. Нефрон вторичной почки состоит из: 1) почечного тельца (капсулы Боумена – Шумлянского и клубочка капилляров) 2) извитого выделительного канальца, состоящего из проксимального, дистального участков и петли Генле. Аномалии развития выделительной системы человека: 1) тазовая эктопия почки 2) сегментированная почка ВОПРОС 76 76. Эволюция кровеносной системы хордовых. Филогенез артериальных жаберных дуг и пороки развития . Эволюция кровеносной системы Хордовых идет по пути разделения потоков артериальной и венозной крови, где сосудистое русло дифференцируется на 2 круга кровообращения (большой и малый), а сердце модифицируется в четырехкамерное. Ланцетник: Кровеносная система представлена одним кругом кровообращения. Роль сердца выполняет пульсирующий сосуд – брюшная аорта, от которой венозная кровь по приносящим жаберным артериям направляется в жабры и окисляется. По выносящим жаберным артериям артериальная кровь поступает в парные корни спинной аорты, которые соединяются в один крупный сосуд – спинную аорту. Последняя ветвится и снабжает кислородом внутренние органы. Венозная кровь от передней части тела поступает в парные передние кардинальные вены, а от задней части тела – в задние кардинальные вены. Передняя и задняя кардинальные вены соединяются на уровне заднего конца глотки кювьеровым протоком, впадающим в брюшную аорту. Рыбы: Кровеносная система имеет общий план строения с ланцетником, но приобретает следующие прогрессивные изменения: 1) Часть брюшной аорты преобразуется в двухкамерное сердце (предсердие и желудочек). У низших рыб от желудочка начинается артериальный конус, внутри которого имеется ряд клапанов. У высших рыб артериальный конус рудиментарен. От артериального конуса отходит брюшная аорта, которая в начальном отделе образует эластичное вздутие – луковицу аорты. В сердце рыб содержится только венозная кровь. 2) Жаберные артерии распадаются на капилляры, увеличивающие дыхательную поверхность. Земноводные: В связи с выходом на сушу появляется второй круг кровообращения и трехкамерное сердце (левое и правое предсердия, желудочек). Левое предсердие содержит артериальную кровь, поступающую из легких, правое предсердие – венозную, идущую от органов большого круга кровообращения. Желудочек содержит 3 вида крови: слева – артериальную, в середине – смешанную, справа – венозную. Из желудочка выходит один сосуд – артериальный конус, разветвляющийся на 3 пары сосудов: кожно- легочные артерии (выносят венозную кровь в легкие), левая и правая дуги аорты (выносят смешанную кровь к органам) и сонные артерии (выносят артериальную кровь к головному мозгу). Дуги аорты огибают сердце слева и справа, после чего соединяются в непарную спинную аорту. Вместо кардинальных вен появляются полые вены. Венозная кровь от задней половины тела собирается в две парные подвздошные вены, которые соединяются в непарную заднюю полую вену, впадающую в правое предсердие. Венозная кровь от передней части тела выносится по двум передним полым венам, которые также впадают в правое предсердие. Малый круг кровообращения представлен кожно-легочными артериями и легочными венами, которые впадают в левое предсердие. Большой круг кровообращения начинается дугами аорты, впадающими в спинную аорту (несут смешанную кровь), и сонными артериями (несут артериальную кровь). Венозная кровь от органов поступает в парные передние полые вены и непарную заднюю полую вену. Все они впадают в правое предсердие. Рептилии: Происходит дальнейшее разделение артериальной и венозной крови. Изменения касаются как строения сердца, так и дифференцировки сосудов. Сердце рептилий (за исключением крокодилов) трехкамерное – два предсердия и не до конца разделенный перегородкой желудочек. В момент сокращения перегородка полностью разделяет желудочек на 2 половины – правую и левую. Из левой половины желудочка отходит правая дуга аорты, несущая артериальную кровь. От правой дуги отходят сонные артерии и сосуды, питающие челюстную мускулатуру и передние конечности животных. Из середины желудочка идет левая дуга аорты, несущая смешанную кровь. Из правой половины желудочка выходит легочная артерия, несущая венозную кровь. Правая и левая дуги аорты соединяются позади сердца, образуя спинную аорту. Таким образом, в спинной аорте рептилий кровь смешанная, но с более высоким содержанием кислорода, по сравнению с млекопитающими. Венозная кровь от органов собирается в правом предсердии по непарной нижней полой вене и парным верхним полым венам. Млекопитающие: Прогрессивные изменения кровеносной системы заключаются в появлении полной перегородки в желудочке, благодаря чему сердце становится четырехкамерным. Это приводит к полному разделению большого и малого кругов кровообращения. Из желудочка выходят только 2 сосуда: из правого – легочная артерия, из левого – левая дуга аорты, которая огибает сердце с левой стороны и переходит в спинную аорту, несущую артериальную кровь. Филэмбриогенезы в ходе эволюции кровеносной системы могут быть рассмотрены на примере преобразования артериальных жаберных дуг. В эмбриональном периоде у всех классов позвоночных кровеносные сосуды в области глотки закладываются по единой схеме: от сердца вперед отходит непарный сосуд – брюшная аорта, а от нее к жаберным перегородкам отходят 6 пар крупных сосудов, охватывающих глотку и соединяющихся в два корня спинной аорты. Эти сосуды получили название артериальных, или жаберных дуг. Судьба артериальных жаберных дуг в онтогенезах млекопитающих и человека повторяет основные этапы их эволюции. Первая и вторая артериальные дуги редуцируются. Третья пара дает начало сонным артериям. Правая дуга четвертой пары редуцируется, а левая – дает начало левой дуге аорты. Пятая пара редуцируется. Шестая пара жаберных артерий превращается в легочные артерии. |