Основные законы построения и развития животного организма

Каждый организм, несмотря на многообразие и разнообразие своих форм, адаптирован- ных к условиям существования и функционирования, в строении и развитии подчинен строго определенным биологическим законам. Важнейшими из них следует признать следующие.

ЗАКОН ИСТОРИЧЕСКОГО РАЗВИТИЯ. Все ныне живущие растительные и животные организмы, независимо от уровня их организации и места обитания, прошли длительный путь своего исторического развития. Этот закон, впервые подмеченный М.В. Ломоносовым (1747) и сформулированный Ч. Дарвином (1859), нашел дальнейшее развитие в трудах многих естествоиспытателей и особенно в работах А.Н. Северцова (1912 – 1939) и И.И. Шмальгаузена (1934 – 1964), обосновавших монофилетическую теорию происхождения наземных позвоноч- ных.

И.И. Шмальгаузен, рассматривая пути и закономерности эволюционного процесса, от- мечал, что «...координированное изменение органов в процессе эволюции покоится на есте- ственном отборе отклонений, согласованных с внешней средой, а также между различными частями организма даже тогда, когда эти части связаны относительно прочными корреляция- ми» (1940). Изучение коррелятивных изменений в органах различных видов животных позво- ляет вскрыть последовательность основных преобразований, происходящих в них в процессе исторического развития от низших форм к высшим.

ЗАКОН ЕДИНСТВА ОРГАНИЗМА И СРЕДы. Этот закон впервые более четко был обо- снован И.М. Сеченовым в 1861 году. Он гласит о том, что «организм без внешней среды, под- держивающей его существование, невозможен, поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него».

Все многообразие животных и растительных форм и различий их строения обусловлено особенностями адаптации организмов к определенным условиям существования и функцио- нирования. Этот закон убедительно был продемонстрирован основоположником эволюцион- ной палеонтологии В.О. Ковалевским (1842 – 1883) на примере эволюции лошади.

Единство организма и среды составляет основу эволюции органических форм, которое обеспечивается нервной системой. Ведущая роль нервной системы в этом процессе высту- пает как «...тончайший инструмент, уравновешивающий организм с окружающей средой» (И.П. Павлов, 1927).

ЗАКОН цЕЛОСТНОСТИ И НЕДЕЛИМОСТИ ОРГАНИЗМА. Каждый организм, неза- висимо от степени сложности его строения, является единым, целостным и неделимым, т.к. все его части, органы и системы находятся в тесной генетической, морфологической и функ- циональной взаимосвязи, взаимозависимости и взаимообусловленности. Впервые высказан- ный классиками естествознания еще во второй половине XVIII столетия, этот закон нашел убедительное обоснование в трудах И.М. Сеченова и особенно И.П. Павлова, их многочислен- ных учеников и последователей.

ЗАКОН ЕДИНСТВА ФОРМы И ФУНКцИИ. В основе жизнедеятельности каждого ор- ганизма лежат физиологические и адекватные им морфологические изменения, которые под воздействием факторов внешней среды и целенаправленного воздействия человека приводят к адаптивным преобразованиям не только отдельных органов и систем, но и всего организма в целом.

Антон Дорн, сыгравший большую роль в развитии зоологии и сравнительной анатомии на принципах дарвинизма, разработал учение о смене функций (1875). Он первый указал пути к исследованию эволюции животных с учетом их жизненных отправлений. В дальнейшем уче- ние А.Дорна нашло широкое развитие в трудах Н. Клейнберга (1886), Л. Плате (1913), А.Н. Се- верцова (1912 – 1939), И.И. Шмальгаузена (1934 – 1964), которыми указывалось, что каждая часть и каждый орган у животных обладает несколькими функциями, из которых одни в про- цессе исторического развития могут получать преобладающее значение, а другие, наоборот, могут или исчезнуть, или измениться. При всех этих преобразованиях в одинаковой степени участвуют и структура органа, и его функциональные отправления, одно всегда определяет другое, т.е. форма и функция образуют неразрывное целое. Этот закон получил дальнейшую научную разработку в трудах П.Ф. Лесгафта, В.П. Воробьева, В.Н. Тонкова, М.Ф. Иваницкого, Л.А. Третьякова, А.Ф. Климова, Н.А. Васнецова, В.Г. Касьяненко и мн. др.

ЗАКОН НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И ИЗМЕНЧИВОСТИ. Наследственность – это исто- рически сложившееся в процессе смены поколений свойство организмов требовать опреде- ленных условий для своего развития, роста и жизнедеятельности.

Наследственной основой, или генотипом организма служат гены (гр. genos – род, проис- хождение), обладающие большой устойчивостью и обеспечивающие относительное постоян- ство (консерватизм) видовых признаков, т.е. обусловливающие фенотип¹ животного.

Фенотип – это совокупность внешних и внутренних признаков организма, обусловлен- ных взаимодействием наследственной основы организма с условиями внешней среды. Управ- ляя законами изменчивости (модификационной, мутационной, цитоплазматической), можно изменять не только фенотип организма, но и его генотип, что широко используется в селекци- онной работе. Знание законов передачи наследственных признаков и качеств животного орга- низма имеет большое значение в ветеринарной и зоотехнической практике (предупреждение наследственных заболеваний).

ЗАКОН ГОМОЛОГИЧНых РЯДОВ. Согласно этому закону «...чем ближе гомологически находятся виды друг к другу, тем резче и точнее проявляется сходство рядов морфологических и физиологических признаков». Этот закон был подготовлен значительным числом исследо- вателей, придававших большое значение изучению гомологичных (сходных по развитию) ор- ганов (И. Гете, Ж. Кювье, Вик д’Азир, Э. Геккель, Р. Оуэн, К. Гегенбаур), но он нашел свое окончательное оформление в трудах Н.И. Вавилова (1920 – 1922).

¹ Термины «генотип» и «фенотип» предложены в 1909 году В. Иогансеном.

Учение о гомологии¹ является основой сравнительной анатомии и сравнительной эм- бриологии, позволяющей установить сходство между органами различных видов животных и проследить постепенное их преобразование в процессе исторического и индивидуального раз- вития.

Для всех позвоночных характерны и общие принципы построения тела животных, и их гомологичных органов, а именно:

ОДНООСНОСТЬ, или БИПОЛЯРНОСТЬ (лат. bi – два + polus – полюс), выражающая- ся в наличии двух противоположных полюсов тела – головного (краниального) и хвостового (каудального);

СЕГМЕНТАРНОСТЬ, или МЕТАМЕРИЯ (гр. meta – за, после + meros – часть), – расчле- нение тела животного на отдельные отрезки, сегменты, или метамеры, которые закономерно повторяются по продольной оси тела (склеротомы, миотомы, дерматомы, спланхнотомы, ан- гиотомы, невротомы). Метамерия наиболее четко проявляется на ранних стадиях эмбриональ- ного развития или у низших хордовых;

АНТИМЕРИЯ (гр. anti – против + meros), т.е. двусторонняя, или билатеральная (лат. bi – два, двойной + latus – бок), симметрия, для которой характерно зеркальное сходство правой и левой половин тела животного. Билатеральная симметрия, как и биполярность, есть отраже- ние развития и совершенствования прямолинейного поступательного движения, свойствен- ного большинству высших беспозвоночных и хордовых;

ЗАКОН ТРУБКООБРАЗНОГО ПОСТРОЕНИЯ. Все системы и аппараты животных разви- ваются как трубчатые образования. Для большинства трубчатых органов присущ принцип трех- слойности. Трубчатые структуры есть результат отражения закона экономии материала и места; ЗАКОН ЭКОНОМИИ МАТЕРИАЛА И МЕСТА. В каждом организме его органы и си- стемы построены так, что при минимальной затрате строительного материала они способны выполнять максимальную работу (П.Ф. Лесгафт, 1895). Подтверждение этого закона можно видеть при анализе строения каждого органа, но особенно он ярко проявляется в строении центральной нервной системы, сердца, почек, печени, которые обладают исключительно вы-

сокими потенциальными возможностями при выполнении своих функций.