***** 1 - Кафедра медицинской биологии
advertisement
Седловидная матка Двурогая матка Двойная матка Однорогая матка ГОУВПО САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМ. И.И. МЕЧНИКОВА ка ф ед р а м е д и ц и н с ко й б и о л о г и и Принципы преобразования органов хордовых. Сравнительный обзор систем органов позвоночных доц. Роман Васильевич Драй СА Н К Т - П Е Т Е Р БУ Р Г 2011 План Эволюционная морфология • Задачи и методы эволюционной морфологии • Характеристика типа хордовые, подтипа позвоночные • Принципы эволюции органов и систем • Филэмбриогенез Сравнительный обзор систем органов позвоночных • Эволюция дыхательной системы хордовых • Эволюция кровеносной системы хордовых • Эволюция нервной системы хордовых • Эволюция выделительной системы хордовых План • Характеристика типа хордовые, подтипа позвоночные Эволюционная морфология Сравнительный обзор систем органов позвоночных • Задачи и методы эволюционной морфологии • Принципы эволюции органов и систем • Филэмбриогенез • Эволюция дыхательной системы хордовых • Эволюция кровеносной системы хордовых • Эволюция нервной системы хордовых • Эволюция выделительной системы хордовых Хордовые Головохор довые Оболочни ки Позвоночные (черепные) Бесчелюс тные Круглорот ые Челюстноротые Хрящевы е рыбы Костные рыбы Земновод ные Пресмыка ющиеся Птицы Млекопит ающие Хордовые Головохор довые Оболочни ки Позвоночные (черепные) Бесчелюс тные Круглорот ые Челюстноротые Хрящевы е рыбы Костные рыбы Земновод ные Пресмыка ющиеся Птицы Млекопит ающие Хордовые Головохор довые Оболочни ки Позвоночные (черепные) Бесчелюс тные Круглорот ые Челюстноротые Хрящевы е рыбы Костные рыбы Земновод ные Пресмыка ющиеся Птицы Млекопит ающие Круглоротые Анамнии Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные (амфибии) Пресмыкающиеся (рептилии) Амниоты Птицы Млекопитающие Хордовые 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Формирование внутреннего скелета Появление нервной трубки Ароморфозы Развитие органов дыхания внутри тела Трехслойность зародыша Билатеральная симметрия Вторичноротость Вторичнополостность Раздельнополость Формирование в эмбриогенезе осевого комплекса (нервная трубка, хорда, кишечник) 10. Кровеносная система замкнута Хордовые Позвоночные (черепные) 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Формирование позвоночного столба Развитие черепа Ароморфозы Формирование головного мозга Появление мускульного сердца Появление двух пар конечностей Прогрессивное развитие всех систем органов Формирование эндокринной системы Развитие системы органов чувств Хордовые Головохор довые Оболочни ки Позвоночные (черепные) Бесчелюс тные Круглорот ые Челюстноротые Хрящевы е рыбы Костные рыбы Земновод ные Пресмыка ющиеся Птицы Млекопит ающие Круглоротые Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные Пресмыкающ иеся Птицы Млекопитаю щие Круглоротые Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные Пресмыкающ иеся Птицы Млекопитаю щие Ланцетник Головохордовые Круглоротые Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные Пресмыкающ иеся Птицы Млекопитаю щие Круглоротые Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные Пресмыкающ иеся Птицы Млекопитаю щие Круглоротые Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные Пресмыкающ иеся Птицы Млекопитаю щие Круглоротые Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные Пресмыкающ иеся Птицы Млекопитаю щие Круглоротые Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные Пресмыкающ иеся Птицы Млекопитаю щие Круглоротые Анамнии Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные (амфибии) Пресмыкающиеся (рептилии) Амниоты Птицы Млекопитающие Круглоротые Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные Пресмыкающ иеся Птицы Млекопитаю щие Круглоротые Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные Пресмыкающ иеся Птицы Млекопитаю щие Круглоротые Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные Пресмыкающ иеся Птицы Млекопитаю щие Гомойотермия (эндотермия, теплокровность) – способность организма поддерживать постоянной температуру внутренней среды Круглоротые Хрящевые рыбы Костные рыбы Земноводные Пресмыкающ иеся Птицы Млекопитаю щие Эволюционная морфология синтетическая дисциплина, изучающая закономерности эволюционных изменений организмов 1. выявление родственных связей между организмами, 2. выявление направлений и способов филогенетических изменений в строении организмов, 3. выявление взаимосвязи между характером изменений организмов и изменением условии окружающей среды Эволюционная морфология 1. 2. 3. 4. 5. 6. сравнительная анатомия, гистология, цитология, сравнительная эмбриология, палеонтология, молекулярная биология Эволюционная морфология врачебное мышление учебная программа общая эрудиция формирование понятия о врожденных пороках и аномалиях развития ФИЛОГЕНЕЗ И ЭМБРИОГЕНЕЗ Ч. Дарвин: закон зародышевого сходства • на ранних стадиях эмбриогенеза зародыши разных видов сходны между собой Ф. Мюллер: принцип рекапитуляции • признаки взрослых предков, так или иначе, повторяются в эмбриогенезе их потомков Э. Геккель: биогенетический закон • онтогенез есть быстрое и краткое повторение филогенеза Современная формулировка биогенетического закона • в онтогенезе возможна частичная репетиция отдельных признаков и процессов, существовавших в онтогенезе предковых форм Выделительная система элиминация (выведение) из организма продуктов отходов его жизнедеятельности (метаболитов) Выделительная система Схематическое строение нефрона Выделительная система Малое кол-во (10-12) СФЕ Связи с кровью нет ПМ выделяются в целом Из целома в воронку Из воронки в пронефр. канал Низкая эффективность Пронефрос Выделительная система Формирование капсулы Ш-Б. Связь с кровеносной с/с Обратная абсорбция Увеличение СФЕ Воронка не функционирует Мезонефрос Выделительная система Пронефритический канал Парамезонефральный (Мюллеров) Мезонефральный (Вольфов) Выделительная система Нефрон (до 1 млн) Капсула Ш-Б. Клубочек капилляров Длинные канальцы Связь с кровеносной с/с Метанефрос Выделительная система Выделительная система Схематическое строение нефрона Выделительная система Пронефритический канал Парамезонефральный (Мюллеров) Мезонефральный (Вольфов) Развитие матки из Мюллерова канала Мюллеров канал Развитие матки из Мюллерова канала Аномалии развития Двурогая матка Двойная матка Однорогая матка Вольфов канал Развитие эпидидимуса из Вольфова канала Пронефритический канал Пронефритический канал Парамезонефральный Мезонефральный (Мюллеров) (Вольфов) Низшие позвоночные ♀ ♂ яйцевод редуцируется мочеточник мочеточник, семяпровод Высшие позвоночные ♀ ♂ маточные трубы, матка редуцируется редуцируется семяпровод Выделительная система Направление эволюции: 1. Тесный контакт кровеносной и выделительной систем 2. Увеличение числа структурнофункциональных единиц 3. Избирательное удаление из организма ненужных веществ Мультифункциональность Полет Терморегуляция Осязание Синтез Vit D Улавливание добычи Выделение Регуляция АД Синтез БАВ и др… Детоксикация Синтез ферментов Синтез желчи Накопление гликогена Участие в лип. Обмене и др… Способы преобразования органов и функций Количественные • Расширение функций • Сужение функций • Интенсификация функций Качественные • Смена функций • Разделение функций • Фиксация функций Субституция • Субституция органов • Субституция функций Гетерохрония – это смещение времени закладки органа Гетеротопия – это смещение места закладки органа Гетеробатмия – неодновременная скорость преобразования различных систем Способы преобразования органов и функций Рудимент – это орган предковых форм, утративший свое функциональное значение, вследствие чего его развитие прекращается на определенной стадии онтогенеза Рудименты Способы преобразования органов и функций Рудимент – это орган предковых форм, утративший свое функциональное значение, вследствие чего его развитие прекращается на определенной стадии онтогенеза Атавизм – это полное развитие рудиментарного органа, не характерное для данного вида Атавизмы Филэмбриогенез Ч. Дарвин: закон зародышевого сходства • на ранних стадиях эмбриогенеза зародыши разных видов сходны между собой Ф. Мюллер: принцип рекапитуляции • признаки взрослых предков, так или иначе, повторяются в эмбриогенезе их потомков Э. Геккель: биогенетический закон • онтогенез есть быстрое и краткое повторение филогенеза Современная формулировка биогенетического закона • в онтогенезе возможна частичная репетиция отдельных признаков и процессов, существовавших в онтогенезе предковых форм Филэмбриогенез Филэмбриогенез – это эволюционные преобразования процессов онтогенеза [в эмбриогенезе], связанные с адаптациями взрослых [половозрелых] организмов Филэмбриогенез – это появление новых стадий в эмбриональном развитии, изменяющих направление филогенеза А.Н. Северцов «Модусы филэмбриогенеза» (1935) Филэмбриогенез эмбриогенез Архаллаксисы – это изменения на ранних стадиях эмбриогенеза • зародышевые листки, хорда, нервная трубка и головной мозг у позвоночных, шерстный покров у млекопитающих • изменение числа зубов, числа позвонков Девиации – изменения органов на средних этапах эмбриогенеза • возникновение среднего уха, сложных зубов у млекопитающих • редукция спинной мускулатуры у черепах • роговые щитки у большинства рептилий, перья у птиц Анаболии – изменения эмбриогенезана поздних стадиях развития • формирование четырехкамерного сердца у теплокровных позвоночных, редукция пальцев у копытных, редукция хвоста у головастиков Дыхательная система Круглоротые Хрящевые рыбы (жаберные щели) Плавательный пузырь Костные рыбы Дыхательная система Амфибии Дыхательная система Рептилии Дыхательная система Птицы Дыхательная система Млекопитающие Дыхательная система Направление эволюции: 1. Дифференцировка воздухопроводящих путей 2. Увеличение дыхательной поверхности 3. Достижение тесного контакта между респираторным эпителием и кровеносной системой Кровеносная система Направление эволюции: 1. Совершенствование строения сердца 2. Дифференцировка крупных сосудов 3. Полное разделение венозной и артериальной крови Нервная система Направление эволюции: 1. Образование относительно крупного головного мозга 2. Увеличение количества нервных клеток и их концентрации 3. Формирование коры больших полушарий и центров высшей нервной деятельности
