ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Как бы сложны и многообразны ни были проявления жизни на Земле, все формы жизни связаны между собой через круговорот вещества и энергии. Несмотря на большое разнообразие форм, образа жизни, размеров, все животные имеют общее происхождение, развиваясь от простых форм к сложным, от низших к высшим по организации. Всему живому свойственно развитие, т. е. рост и дифференцировка. Если под ростом подразумевают количественные изменения, то под дифференцировкой понимают больше качественные изменения. Происходит процесс становления органических форм, при котором идет их преобразование с новыми соотношениями и выделением новых форм, частей.

Выше вкратце описан филогенез — «родословная» млекопитающих и птиц. Возникает вопрос: подчинено ли развитие организмов определенным законам, и если этот процесс закономерен, то каковы эти законы? Советский ученый И. И. Шмальгаузен назвал эти законы принципами филогенеза.

Первый принцип — основной принцип дифференциации: в процессе развития организма, органа, ткани или клетки однородные структуры разделяются на обособленные, отличающиеся друг от друга части, благодаря чему меняются формы, функции, положение, связи; организмы или органы приобретают уже' иное строение. Одновременно с дифференциацией идет их интеграция (соподчинение частей целому организму). При развитии любого организма вместе со структурно-функциональным усложнением организма — дифференциацией его систем, органов, тканей и клеток неизбежно идет процесс соподчинения частей целому — интеграция, т. е. процесс укрепления взаимосвязей и взаимозависимостей этих частей, которые и обеспечивают организму его целостность. Процессы интеграции органически связаны с процессами дифференциации и являются основным принципом развития.

Второй принцип филогенеза, отражающий закономерности развития, свидетельствует о том, что каждый орган кроме основной функции обязательно несет целый ряд второстепенных, как бы запасных функций, благодаря которым он имеет возможность преобразования при создавшихся новых условиях (Ч. Дарвин). В изменяющихся условиях жизни преобразования возможны только в том случае, если среди второстепенных структур и функций имеется такая, которая может стать основной, и за счет нее организм может приспособиться и выжить в новых условиях.

Третий принцип: при изменении условий жизни организмов основная функция органа может терять свое главенствующее значение, и наоборот, какая-либо второстепенная функция может оказаться главной. В период адаптации к изменяющимся условиям среды может происходить смена функций, а в связи с этим и смена строения (принцип смены функций А. Дорна).

Четвертый принцип: развитие органов в организме может быть прогрессивным, при котором они совершенствуются и достигают высокой степени совершенства, и регрессивным (обратным), при котором органы, меняя свои функции или снижая свою активность, подвергаются обратному развитию (инволюции), вплоть до полного исчезновения органа. Орган подвергается регрессу (редукции), теряя свои структуры и функции, может оказаться ненужным и, подвергаясь обратному развитию (редукции), исчезает (редуцируется). В случае сохранения какой-либо второстепенной функции при их смене орган может, изменив свое строение, сохраниться в виде остатка — рудимента. Так, в процессе развития одни органы в условиях новой среды приобретают большее значение — прогрессируют, а другие, теряя главные функции, регрессируют (подвергаются обратному развитию — редукции, при смене своей функции могут стать рудиментами). Однако установлено, что орган, редуцированный в течение филогенеза, никогда вновь не достигает своего прежнего состояния (необратимость эволюции). Это является одним из лучших доказательств того, что направление эволюционного процесса определяется не только средой, но и унаследованной внутренней структурой самого организма.

Пятый принцип: в организме все части взаимосвязаны, и в его филогенезе не только изменяются соотношения между ними, но и происходят соотносительные изменения. Нарушение соотношений, обеспечивающих нормальное развитие органов, приводит к нарушению их развития и даже к регрессу на определенной фазе эмбрионального развития, вплоть до полного исчезновения его закладки. Как организм непрерывно приспосабливается (адаптируется) к меняющейся среде, так и внутри него идет взаимное приспособление органов друг к другу (коадаптация).

Изменения одной части тела обязательно приводят к изменениям других его частей, и в первую очередь тех, которые функционально ближе всего с ней связаны. Это принцип корреляции, или принцип соотношения частей. Наличие в организме корреляций — одно из проявлений целостности организма, благодаря которой в процессе филогенеза изменяются не только части организма, но и весь организм в целом. Об этом в первую очередь должны помнить врач и зооинженер, оказывая направленное воздействие на какой-либо орган. Нельзя забывать о его коррелятивных связях с другими органами, которые тоже обязательно отреагируют на оказанное воздействие.

Для того чтобы понять и представить себе всю сложность взаимоотношений организма с окружающей его средой, необходимо хорошо знать суть процессов, протекающих в этих взаимоотношениях. Вот почему очень важно, начиная изучение анатомии домашних животных, понимать и твердо знать общие биологические законы, по которым живет и развивается организм высших позвоночных — млекопитающих и птиц.

Как известно, один из признаков живого — обмен веществ, который может осуществляться только при помощи определенной энергии. Живые системы — открытые системы, они постоянно обмениваются веществами и энергией со средой.

Необходимые для жизни белки, жиры, углеводы, витамины, ферменты, минеральные соли, воду, кислород и другие газы организм черпает из окружающей среды главным образом с пищей и воздухом. Вода составляет больше половины массы тела (у молодых животных до 70%) и находится в связанном с коллоидами состоянии, то освобождаясь, то связываясь вновь.

Для осуществления процессов обмена веществ, роста и развития во всей массе клеток и тканей организма требуется огромное количество энергии. Источником ее, с одной стороны, являются процессы, происходящие в органических веществах (метаболическая энергия). Освобождение скрытой энергии, поступающей в организм с пищей, осуществляется расщеплением органических веществ путем их окисления (горения) кислородом. Остатки сгорания — результаты обмена — удаляются из организма вновь во внешнюю среду. С другой стороны, в организм поступает из окружающей среды энергия Солнца, магнитного поля Земли, космическая энергия, энергия, вырабатываемая движением животного в условиях гравитационного поля (неметаболическая энергия). Поэтому, говоря о неразрывной связи организма с внешней средой, нужно обязательно представить себе эту связь в виде сложнейших процессов обмена не только веществ, но и энергии. Без должного поступления в организм из окружающей среды определенных доз всех видов энергии обмен веществ, рост и развитие нормально происходить не могут. С самого начала жизни на Земле определялось единство организма и среды. И для того чтобы организм жил, из внешней среды должна поступать энергия не только с пищей (метаболическая), но и неметаболическая энергия внешней среды, необходимая для его роста, дифференцировки и осуществления функций, свойственных каждому организму.

Внешняя среда складывается из множества самых различных факторов. Это и температура окружающей среды, ее влажность, газовый состав, атмосферное давление, свет, солнечная энергия, магнитное, гравитационное поле Земли. Все эти экологические факторы, количественное и качественное значение которых весьма разнообразно в зависимости от времени суточных биоритмов, сезона года и места на нашей планете, создают те конкретные комплексы условий внешней среды, в которых живут и развиваются животные.

В истории нашей Земли происходили изменения не всей совокупности условий внешней среды, а отдельных факторов, вызывающих в организме изменения, и в первую очередь в тех его участках, которые появились и функционировали в связи с действием этого фактора. Так, густота волосяного покрова имеет сезонные колебания, зависящие от температуры внешней среды; переход из водной среды на сушу привел к изменению жаберного типа дыхания на легочный и т. д.

При изменениях внешних условий организм приспосабливается к новым факторам. Если он не может к ним адаптироваться, то погибает. Так, наземное животное погибает, оказавшись без атмосферного воздуха в водной среде, в условиях слишком высокой или слишком низкой температуры; при длительном пребывании в условиях невесомости,- без должной физической нагрузки, связанной с гравитационным полем; оказавшись в условиях пониженного атмосферного давления или в экранированных помещениях или в условиях, лишающих животное привычного действия механической энергии упругих деформаций органов, возникающих при его двигательной активности.

Вот почему при индустриальном ведении животноводства ветеринарный врач и зооинженер должны особое внимание уделять условиям жизни домашних животных, анализировать действие всех факторов, в том числе и новых, появившихся в связи с созданными искусственными условиями технологии их содержания, и, главное, знать, как отражается действие того или иного фактора на организме в целом и на отдельных его органах.

Согласно законам биологических адаптаций А. Н. Северцова биологический прогресс у животных характеризуется увеличением числа особей, расширением ареала (интенсивным размножением и расселением вида), распаданием на подчиненные систематические группы, что достигается прежде всего путем морфофизиологического прогресса (ароморфоз).

Такой вид биологической адаптации происходит тогда, когда выражены полезные изменения в строении и функциях животных, соответствующие определенным изменениям внешней среды и сопровождающиеся совершенствованием структур и функций животных, в результате чего происходит общий подъем энергии жизнедеятельности.

Морфофизиологический прогресс домашних животных прежде всего должен проявляться повышением продуктивности, увеличением численности животных, рождением здорового потомства. Если организмы не могут скорость изменения органов привести в соответствие со скоростью изменения внешней среды, т. е. не могут быстро адаптироваться к быстро меняющимся условиям среды, в частности к тем, которые создает человек для домашних животных, то происходят снижение энергии жизнедеятельности, нарушение функций вос-производства, рождение слабого потомства, заболевания, что постепенно ведет к уменьшению числа особей, сужению ареала, уменьшению числа подчиненных систематических групп и вымиранию вида.

Все изменения организмов в связи с прямым или косвенным влиянием окружающей среды зависят от степени и высоты организации изменяющегося животного и степени интенсивности й скорости изменений в окружающей среде. Чем медленнее идет процесс изменений окружающей среды, тем надежнее адаптируются к ней организмы.

Пользуясь законами адаптации структур организмов, изменчивости и наследственности в онто- и филогенезе, человек может путем отбора и подбора, создания определенных условий обитания соответствующих внутренней организации животных, обеспечить их здоровье и процветание, что среди домашних животных проявляется повышением продуктивности, увеличением численности, сроков жизни и рождением здорового потомства.

С тех пор как человек стал приручать и подчинять себе животных, возникло учение об эволюции домашних животных. Процесс одомашнивания — доместикации сложен тем, что наряду с воздействием естественных факторов внешней среды доминирующим оказался особый фактор — воздействие человека на животных, оказавшихся в полной от него зависимости. Стремления человека были направлены прежде всего на скороспелость, увеличение продуктивности. В этом направлении, используя законы развития и строения организма, он проводил и проводит работу. Организм чрезвычайно сложен, так же как и сложны его взаимоотношения с факторами окружающей среды, об этом всегда надо помнить, не только изучая организм, но и при лечении, выведении новых пород, повышении продуктивности, доместикации новых видов животных. Помнить, что только при правильном, научно обоснованном и обязательном сочетании кормления и условий содержания животных можно добиться повышения продуктивности, продления сроков жизни и получения здорового потомства.

Сложный организм как единое целое приспособлен к определенным условиям жизни и способен к изменениям своей организации только в определенных пределах, о чем нельзя забывать тем, кто работает с домашними животными.

На протяжении миллиарда лет в борьбе за жизнь путем отбора, а затем и подбора у домашних животных совершенствовались структуры и функции организма. Эти изменения закреплялись в потомстве, органы приобретали большую надежность и экономичность построения.

Громадное многообразие форм живых организмов и тот факт, что каждый организм животного одного и того же вида, обладая большим сходством, обязательно имеет отличительные черты, заставили задуматься над таким понятием, как норма строения организма. Что принять за норму? Большинство исследователей пришли к мнению о том, что под анатомическим понятием нормы построения пигана подразумевается наиболее часто встречающийся вариант аюпмы и строения органа, свойственный каждому виду, породе, «по возрасту и полу здорового нормально функционирующего организма. Отклонения от установленной нормы достоверных средних величин, мест расположений органов, не сопровождающиеся нарушением функций, будет вариантом Если отклонения от нормы строения органа придают органу необычный вид, величину или расположение без проявления заболевания, такое явление называется аномалией. Явления атавизма (от лат. atavus - предок), т. е. появление регрессивного признака, свойственного предкам этого вида, например появление «лишнего» пальца.

Вопросы для самопроверки

1. Какие признаки характерны для живых систем, отличающих их от неживых систем.

2. Какие системы органов развились в процессе филогенеза позвоночных и с какими свойствами живых систем они связаны?

3. Когда и при каких условиях возникают в организме в процессе филогенеза

Новые онтогенеза происходят изменения в строении органов?

5 Назовите основные принципы филогенеза.

6. Какие классы животных стоят в филогенетическом ряду млекопитающих и птиц.

7. В чем заключаются целостность организма и его единство с окружающей среде.

8. При каком условии животное может выжить в случае изменения окружающей среде.

9. Может ли организм выжить, если скорость изменяющихся факторов среды превышает возможность организма с такой же скоростью перестроиться (приспособить).

10. Почему врач или зооинженер должен всегда учитывать целостность организма? И находить общие признаки в строении тела, присущие всем позвоночным.

12. Какие новые признаки строения позвоночных появились при выходе их из водной среды на сушу?

Статистика

Вверх

© Ветеринария 2021