Понятие адаптации. Принцип Ле-Шателье. Понятие гомеостаза.

Адаптация (от позднелат. adaptatio — приспособление), процесс приспособления организма (адеквация), популяции или сообщества к определенным условиям внешней среды; соответствие между условиями окружающей среды и способностью организмов процветать в ней. Формы адаптации: хомотопия, миметизм, акклиматизация, аккомодация. Растения и животные адаптируются к условиям обитания с помощью генетических механизмов, а также посредством более гибких физиология, поведенческих и эмбриональных механизмов. При адаптации организмы регулируют свою жизнедеятельность в соответствии с происходящими вариациями параметров внешнего окружения. Адаптация позволяет организмам выживать и размножаться. При адаптации происходят, как правило, не качественные, а количественные изменения в проявлении фенотипических особенностей организма. Адаптивные признаки организма, в отличие от конститутивных, выявляются только в присутствии индуктивного экологического фактора. Их проявление (в количественном отношении) называется адаптивным откликом. Адаптивная способность организмов обусловлена генетически. У высших организмов, особенно у человека, адаптивные реакции регулируются неирогуморально, т. е. центральной нервной и эндокринной системами, а у низших организмов преобладают физико-химические механизмы регуляций. Количественная изменчивость признаков организма при адаптация обратима.

Принцип Ле-Шателье. Принцип Ле-Шателье формулируется следующим образом: внешнее воздействие, выводящее систему из равновесия, стимулирует в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия. В разных дисциплинах существуют различные трактовки этого принципа. В статистической физике принцип рассматривается для термодинамически замкнутой системы, находящейся в равновесии, в которой соблюдается правило максимума энтропии. Выполнение принципа Ле-Шателье в данном случае является следствием указанных условий.

Гомеостаз – это относительное постоянство внутренней среды организмов и других биосистем в процессе их функционирования и при наличии внешних или внутренних возмущений

Это свойство очень важно, т.к. биологические системы являются открытыми, постоянно ощущают воздействия внешней среды, изменяются, и для поддержания жизни вынуждены постоянно реагировать на разнообразные воздействия. Вспомним уровни организации живого: молекулярный, субклеточный и клеточный, тканевой, органный, организменный, популяционно-видовой, биоценоз, биосфера.

На каждом уровне используются свои механизмы поддержания гомеостаза.

НО! Для каждого нижележащего уровня вышележащий уровень является внешней средой (примеры – митохондрия (матрикс и цитоплазма), клетка (цитоплазма и тканевая жидкость).

44Эволюционное учение. Происхождение видов. Работы Дарвина, Ламарка, Северцова

Эволюционное учение – комплекс знаний об историческом развитии (эволюции) живой природы. Эволюционное учение занимается анализом становления адаптации (приспособлений), эволюции индивидуального развития организмов (Онтогенеза), факторов, направляющих эволюцию, и конкретных путей исторического развития (Филогенеза) отдельных групп организмов и органического мира в целом. Эволюционное учение призвано выявить общие закономерности и движущие силы исторического развития жизни.

Происхождение видов - труд английского естествоиспытателя Чарльза Дарвина, опубликованный 24 ноября 1859 года, являющийся одним из наиболее знаменитых трудов в истории науки и основополагающим в сфере эволюционного учения.

В этом научном труде Дарвин представляет длинную цепочку аргументов в пользу своей теории. Согласно ей, группы организмов (называющиеся сегодня популяциями) постепенно развиваются благодаря естественному отбору. Впоследствии совокупность принципов, изложенных Дарвином, стали называть дарвинизмом.

Происхождение видов занимает центральное место в современной биологии, являясь ее методологической основой. Основой дарвинизма считается теория биологической эволюции. Биологическая эволюция – необратимое историческое развитие живого.

Главнейшая заслуга Ч.Дарвина состоит в том, что он объяснил процесс развития и становления видов путем естественного отбора, т.е. вскрыл механизмы эволюции (одновременно с Альфредом Уоллесом).

В 1859 году Дарвин опубликовал труд «Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», где показал изменчивость видов растений и животных, их естественное происхождение от более ранних видов.

В 1868 году Дарвин опубликовал свой второй труд на тему эволюции — «Изменение животных и растений в домашнем состоянии», в который вошло множество примеров эволюции организмов. В этой книге Дарвин выдвинул «временную теорию пангенезиса». Гипотеза предполагала передачу с помощью гипотетических частиц – «геммул» - благоприятных свойств от органов тела к половым клеткам.

В 1871 году, когда дарвинизм был уже принят в качестве естественнонаучной концепции, появился ещё один важный труд Дарвина — «Происхождение человека и половой отбор», в котором показано несомненное сходство и родство человека и приматов.

В 1872 г. вышла книга «Выражение эмоций у человека и животных», в которой на основе изучения лицевых мышц и средств выражения эмоций у человека и животных еще на одном примере доказывается их родство.

В 1881 г. Дарвин публикует большую работу, посвященную роли дождевых червей в почвообразовании.

Среди других известных поздних работ Дарвина — «Опыление у орхидных»;; «Действие перекрёстного опыления и самоопыления в растительном мире».

Ламарк Жан Батист (1744—1829), французский естествоиспытатель, предшественник Ч. Дарвина. Создал учение об эволюции живой природы (ламаркизм). Основоположник зоопсихологии. Ввёл (1802) термин «биология» (одновременно с немецким учёным Г. Р. Тревиранусом). Автор первой научной сводки по флоре Франции (т. 1—3, 1778).

Признание Ламарк получил благодаря своему первому печатному труду «Флора Франции» в 3-х томах, опубликованному в 1778г.

Ламарк первым пришел к представлениям о биосфере как о поверхностной оболочке Земли, «области жизни» (сам термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э. Зюсс в 1875).

Эволюционная теория изложена в книге «Философия зоологии» (1809г). В этом труде впервые были поставлены все основные проблемы эволюции: реальность видов и пределы их изменчивости, роль в эволюции внешних и внутренних факторов, направленность эволюции, причины развития у организмов адаптаций и так далее. Ламарк придал реальное содержание представлениям о иерархии организмов, их сродстве. В качестве доказательств Ламарк использовал географическую изменчивость и отсутствие твердых границ между видами и разновидностями.

В 1801 выходит его первая обширная сводка по беспозвоночным — «Система беспозвоночных животных», а в 1815—1822 семитомный труд «Естественная история беспозвоночных», содержащий описание всех известных в то время родов.

Важное значение имели специальные работы Ламарка по ископаемым моллюскам.

Северцов Алексей Николаевич (1866—1936), биолог, основоположник эволюционной морфологии животных. Теоретические работы по общим закономерностям эволюции животных. Создал отечественную школу морфологов-эволюционистов.

Главные направления эволюционного процесса

Исходя из дарвиновского положения о том, что эволюция есть исторический процесс возникновения и совершенствования адаптаций (адаптациогенез), Северцов выделил три главных его направления: прогресс (ароморфоз), специализацию (идиоадаптацию) и регресс (дегенерация). Исторической его заслугой было также разделение понятий морфофизиологического и биологического прогресса, что внесло ясность в понимание феномена прогресса в живой природе, позволило определить его критерии и решать вопрос о движущих силах этого ведущего направления эволюции.

В трактовке автора понятие ароморфоза означает подъем организации на новый уровень «энергии жизнедеятельности» благодаря приобретению адаптаций широкого значения (головной мозг высших позвоночных, четырехкамерное сердце). На общей магистрали эволюции происходила смена ароморфозов на идиоадаптации — приспособления к более узкой среде обитания. Не исключалась и возможность выхода специализированных форм на путь нового прогрессивного развития. Понятие биологического прогресса характеризует экологическое процветание видов через увеличение численности особей и их расселение в новые местообитания, что обуславливает процесс дальнейшего видообразования. Биологический прогресс может быть основан не только на ароморфозах, но и на регрессивном упрощении организации.