І. Мультифункциональність
ЛЕКЦІЯ 10: СПОСОБИ ФІЛОГЕНЕТИЧНИХ ЗМІН ОРГАНІВ
№№ 1, 3, 5, 6, 8, 10.
План лекції:
2. Функціональні модуси
3. Активація І Інактивація функцій.
1. В основі різних філогенетичних змін організмів лежить поширення мультифункциональності - багатофункціональності органів як вихідного моменту для дальших змін. Прикладом мультифункциональності може бути різноманітність функцій передньої кінцівки названих ссавців. Передня кінцівка вовка, наприклад, виконує функцію бігань копання землі, вичісування шерсті, притримування кістки під час її розгризання, плавання. Ми можемо констатувати, що функції ці нерівнозначні. Функція бігання-головна. Решта функцій, також далеко нерівноцінних, називаються побічними. Саме наявні і великої кількості функцій с вихідним моментом різноманітних філогенетичних змін орган".
2. Посилення (інтенсифікація) головної функції. Цей процес виникає, по-перше, шляхом зміни в будові клітини даної тканини і, по-друге, збільшенням кількості компонентів, з яких складається орган. Так, наприклад, функція м'язів комах посилилась (порівняно з формами, що стоять нижче) внаслідок перетворення гладеньких м'язів у поперечносмугасті. Цей факт зумовив здатність комах до польоту, що, у свою чергу, відіграло величезну роль у їхній еволюції.
Розширення кількості функцій. Цей процес можна пояснить
такими прикладами. У дрібних прісноводних ракоподібних дафній антени
крім прямої функції їх як органу чуттів у зв'язку з переходом цих
тварин до постійного життя у верхніх шарах води, набули ще й плавальної функції. В оси антени крім звичайних функцій. Якщо штовхнути підставку, на якій сидить оса, вона негайно опускає антени на поверхню підставки і спирається на них. В африканського слона велетенські вушні раковини є не тільки
резонаторами, а й регуляторами тепловіддачі, оскільки в них дуже багато кровоносних судин. У гарячі дні африканський слон користується
вушними раковинами як своєрідними опахалами, знижуючи перегрівання
тіла, віддаючи через вушні раковини надлишкове тепло.
Зменшення кількості функцій. Цей процес протилежний попередньому він являється втратою ряду функцій. Звичайно це відбувається під час проникнення організму в спеціалізоване середовище. Наприклад, у лінивців кінцівки зазнали процесу зменшення кількості функцій, оскільки ці тварини втратили здатність ходіння по землі.
Зміна функцій. У цьому випадку, як правило, основна функція послаблюється, а одна з побічних стає головною. Зрозуміло щодо за цих умов один і той самий орган у різних тварин або гомодинамічні органи однієї і тієї самої тварини можуть зазнати досить різноманітних змін. Так, у десятиногих раків ряди гомологічних кінцівок зазнають надзвичайно різноманітного перетворення (від антен до задніх плавальних ніж причому тільки чотири парк ніг зберегли головну функцію ходіння. У де яких комах яйцеклад набув нової функції, перетворившись у жало. У птах передня кінцівка зазнала процесів зміни функції ходіння) і стала органом польоту. У тюленів задні кінцівки перетворились у ласти, а їхня головна функція ходіння змінилась на функцію плавання.
Заміна (субституція) органів і функцій. При субституції органів функція, що виконувалась органом, який зник. починає виконуватися Іншим органом. Наприклад, хорда - замінюється хребтом. Іноді відбувається субстуція не органів, а функцій. У без легеневої саламандри пальці ніг і а розвинену мережу кровоносних судин, які відіграють роль повітряних зябер і функціонально замінюють легені.
З. При активації пасивне утворення стає активним у зв'язку з виникненням тієї або іншої пристосувальної функції. Наприклад у хижих нематод у ротовій порожнині є по одному нерухомому “зубу". У Нематода присмоктується до кутикули іншої нематоди, повертає "зуб" вістрям до кутикули іншої жертви і проколює її, висмоктуючи потім шкірно-м'язового мішка.
Під час інактивації втрачається або послаблюється попере дня функція органа. Наприклад, поперекові й крикові хребці у птахів втратили рухливість і зрослися. У даному випадку це мас пристосувальні значення опори і зумовлене посиленням літальної функції передніх кінцівок. Іншим прикладом можуть бути сцинкові ящірки, серед яких спостерігається редукція кінцівок, пов'язана з інактивацією їхньої функції і зумовлена д переходом до змієподібного пересування.
Філогенетичні зміни в органах рослин також досить різноманітні. Різних перетворень зазнають стебла, корені, листки і квіти рослин, до того ж завжди у зв'язку з конкретною пристосувальною функцією. Так стебла багатьох багаторічних трав'янистих рослин беруть на себе функцію кореневища (зміна функцій). Коренище часто стає місцем для відкладання запасних поживних речовин. Бульби картоплі-це не що інше, як видозмінене і спеціалізоване кореневище, а кінець кінцем, це стебло, функція якого змінена. Прикладом філогенетичної зміни у листках можуть бути цибулині лусочки. Одним найяскравіших прикладів філогенетичних змін стебла є перетворення його в кладодії, які функціонально замінюють листки, тому в даному випадку ми маємо справу із субституцією органів.
Філогенетичні зміни органів досить різноманітні і завад пов'язані із змінами функцій. Вивчаючи ці зміни, ми можемо констатує; що різні органи еволюціонують по-різному, незважаючи на те, що всі вони належать до системи одного і того самого цілісного організму. Це і дає нам право аналізувати філогенетичні, тобто еволюційні зміни органів, хоча фактично еволюціонують не органи, а цілісні організми. Аналізуючи філогенетичні зміни органів, ми маємо змогу простежувати шляхи і характер еволюції даної природної групи.
Література: