Закономерности эволюционных преобразований мочеполовой системы Хордовых.

Основные принципы эволюционных преобразований обеих систем те же, что назывались при изучении филогенеза других систем.

Принципы преобразования выделительной системы:

- Дифференциация и интеграция канальца нефрона на отделы, в связи с чем процесс фильтрации мочи и последующей ее концентрации протекают наиболее совершенно.

- Мультифункциональность: главная функция выделительной системы – удаление из организма продуктов диссимиляции; другие функции – участие в поддержании гомеостаза (химического постоянства внутренней среды: водного баланса, ионного состава, осмотического равновесия); а у гомойотермных животных – участие в обеспечении постоянства температуры тела (вместе с др.системами).

- Полимеризация – увеличение количества нефронов в тазовой почке млекопитающих по сравнению с их количеством в тазовой почке рептилий.

- Гетеротропая субституция – смена предпочки на первичную и вторичную, каждая из которых закладывается на новом месте.

Принципы эволюционных преобразований половой системы:

- Расширение функций мюллерова канала у плацентарных млекопитающих вследствие его дифференцировки на яйцевод, матку и влагалище.

- Дифференциация пронефрического канала на вольфов и мюллеров каналы.

- Гетеротопия семенников через паховый канал в мошонку у человека.

1. Заполните столбец «Принципы…» в таблице10.

2. Сравнивая строение мочеполовой системы у хордовых животных, относящихся к разным классам, приведите и выпишите примеры гомологичных и аналогичных органов.

3. Проиллюстрируйте принципы дифференциации и интграции органов на примере эволюции выделительной и половой систем (письменно).

Соотношение онто- и филогенеза в развитии мочеполовой системы Хордовых.

Рассматривая филогенетические значимые изменения эмбриогенеза среди представителей хордовых, следует отметить следующее:

Анаболия - последовательная закладка в эмбриогенезе млекопитающих предпочки, первичной и вторичной почек. Другие примеры анаболии - перемещение у некоторых млекопитающих и человека семенников, закладывающихся как и у всех Хордовых в брюшной полости, через паховый канал в мошонку; - формирование вольфова и мюллерова каналов на основе пронефрического канала предпочки.

Примеры ценогенозов в эволюции мочеполовой системы: провизорные органы – амнион, сероза (хорион), аллантоис и желточный мешок; плацента с пуповиной у плацентарных млекопитающих и человека.

1. Рассмотрите рисунки пороков развития органов мочеполовой системы у человека (рис.7 и 8).

2. Заполните таблицу 11.

3. Выпишите примеры рудиментарных и атавистических структур, встречающихся в мочеполовой системе человека.

4. Выпишите примеры филэмбриогенезов, встречающихся в эволюции половой и выделительной систем.

Рис.7. Нарушения дифференцировки клоаки.

Рис. 8. Аномалия развития матки и влагалища

Таблица 11. Онтофилогенетические предпосылки пороков развития мочеполовой системы у человека

Порок развития	Филогенетическая предпосылка	Онтогенетическая предпосылка
1. Персистирование клоаки	Наличие клоаки у рептилий	Нарушение механизмов дифференцировки клоаки после 8-й недели эмбриогенеза
2. Тазовая эктопия почки
3. Сегментированная почка
4.Крипторхизм (неопущение яичек в мошонку)
5. Двойной половой член
6. Двурогая и двойная матка
7. Нарушение редукции вольфовых каналов (у плодов женского пола)

Контрольные вопросы:

1. Каковы этапы развития выделительной системы хордовых?

2. Перечислите функции выделительной системы.

3. В чем сходство и различия предпочки и нефридиев низших хордовых?

4. Какой принцип эволюционных преобразований лежит в основе эволюции нефрона?

5. С чем связана замена туловищной почки тазовой в филогенезе позвоночных? Какие изменения организации половой системы и биологии размножения сопровождают процесс смены почек?

6. Проиллюстрируйте процесс расширения и смены функций примерами из филогенеза мочеполовых протоков позвоночных.

7. Назовите анатомические особенности строения половых желез самцов и самок позвоночных.

8. Приведите пример ценогенозов в филогенезе мочеполовой системы хордовых.

9. Какие из изученных пороков развития мочеполовой системы у человека можно отнести к атавистическим?

10. Приведите примеры органов-рудиментов в половой системе человека.

11. Как объяснить наличие криптохорхизма у ребенка мужского пола?

Занятие. Соотносительные преобразования органов. Онтогенетически обусловленные множественные врожденные пороки развития человека.

Цель:

1. Осознать целостность организма как системы в процессе индивидуального и исторического развития.

2. Уметь выделять и иллюстрировать конкретными примерами филогенетические координации и онтогенетические корреляции.

3. На основе сопоставления изученных координаций и корреляций в развитии уметь объяснить возможные механизмы формирования множественных врожденных пороков развития у человека.

Филогенетические координации.

Соотносительные преобразования органов – согласованные преобразования органов и частей организма в процессе онто- и филогенеза, приводящие к образованию организмов, гармоничных в структурном и функциональном отношении.

Координациями называются проявляющиеся в филогенезе устойчивые взаимозависимости между системами, органами или частями организма.

Таблица 12. Филогенетические координации.

Название	Механизм связи	Примеры
1. Топографические	Сопряженное изменение органов, связанных пространственно	Соотносительное расположение осевых органов
2. Динамические	Взаимное соответствие структур, связанных функционально	Изменения дыхательной системы –замена жабр на легкие - сопровождается появлением второго круга кровообращения и трехкамерного сердца.
3. Биологические	Взаимосвязанное развитие органов определяется приспособлением к среде обитания и способом добывания пищи	Хорошо развитые клыки, короткий кишечник и когти на лапах у плотоядных животных

Ответьте на вопросы:

1. Сопоставьте строение хвостового отдела позвоночника и мышц, приводящих его в движение у рыб, ящериц и крыс (используйте для этого скелеты животных).

Ответьте на вопросы:

а) Как соотносятся размеры позвонков хвостового отдела позвоночного столба и мышц, его обслуживающих, у рыбы, ящерицы и крысы?

б) Как соответствуют друг другу копчик человека и Musculus coccigeus?

C чем это связано?

в) Какой тип координации иллюстрируют рассмотренные примеры?

2. Вспомните, как расположены по отношению к позвоночному столбу спинной мозг рыбы, ящерицы и крысы.

Ответьте на вопросы:

а) Какой тип координации иллюстрирует взаимное расположение позвоночника и спинного мозга позвоночных?

б) Почему у человека спинной мозг располагается позади позвоночного столба?

Онтогенетические корреляции и возникновение наследственных,

врожденных пороков развития.

Онтогенетические корреляции – взаимное соответствие структур развивающего организма, фактор онтогенеза, определяющий формообразование.

Онтогенетические корреляции могут носить частный и общий характер. Так как корреляции общего характера сохраняют свое полезное значение при широком круге условий, в том числе при глубоких перестройках организма (например, индуктивные отношения между хордой и нервной трубкой у всех хордовых), они сохраняются в процессе эволюции и обеспечивают преемственность формообразовательных процессов в ряду поколений организмов данного типа организации. Более частные корреляции (например, распределение позвонков по отделам тела в зависимости от его длины и расчлененности в разных классах позвоночных) обеспечивают многообразие конкретных форм жизни и в процессе эволюции видоизменяются в первую очередь.

Таблица 13. Онтогенетические корреляции

Название	Время действия	Механизм действия	Значение и связь между корреляциями	Примеры
1. Геномные	Постоянно в онтогенезе	Генный баланс, взаимодействие генов, плейотропное действие генов, сцепленное наследование	Составляют основу для всех корреляций	Синдром Марфана, аллометрический рост органов
2. Морфогенетические	Дофункциональный период онтогенеза	Эмбриональная индукция, общность эмбриональных закладок	Главный фактор формообразующих процессов на дофункциональных стадиях развития	Глазной бокал индуцирует развитие хрусталика
3. Эргонтические	В растущем и взрослом организме	Взаимозависимость функций органов или частей организма	Организм реагирует на изменения среды как целое благодаря функциональной согласованности его частей	Степень развития мышцы и кровоснабжающих её кровеносных сосудов

Ответьте на вопросы:

1. Почему многие признаки наследуются не поодиночке, а группами – синдром Марфана, ахондроплазия – укорочение трубчатых костей, деформация мозгового и лицевого черепа, уменьшение затылочного отверстия. Какой тип корреляции иллюстрирует этот пример?

2. Какой тип корреляции иллюстрирует адреногенитальный синдром (гиперплазия коры надпочечников, повышенная экскреция гормонов коры надпочечников, ускоренное половое созревание мальчиков и мужские вторичные половые признаки у девочек)?

3. Какой тип корреляции иллюстрирует синдром платиневрии (незакрытие нервной трубки, несращение остистых отростков позвонков, недоразвитие кожи на спине, микроцефалия)?

4. Какова связь между онтогенетическими корреляциями и филогенетическими координациями)?

5. Почему врожденные пороки развития редко встречаются поодиночке, а часто как компоненты, входящие в состав синдромов?

Сравнительная анатомия хордовых животных разных классов.

Вскройте рыб, лягушек, ящериц и крыс, используя методические разработки по зоологии хордовых.

Вспомните, что рыбы и амфибии относятся к группе Anamnia. Это первичноводные животные, проводящие либо всю жизнь в водной среде, либо размножающиеся в воде. Животные классов пресмыкающихся, птиц и млекопитающих размножаются и обитают на суше и составляют группу Amniota.

Животные, температура тела которых зависит от окружающей среды (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся) называются пойкилотермными. Гомойотермные животные способны поддерживать высокую температуру тела на постоянном уровне (птицы, млекопитающие).