19. Проблема трансплантации органов и тканей. Ауто-, алло– и гетеротрансплантация. Тканевая несовместимость и пути ее преодоления.

Пересадка органов или тканей от одного животного другому называется трансплантацией. Организм, служащий источник пересаживаемого материла – донор, организм, которому пересаживают материал – реципиент. Трансплантируемый материал – трансплантат.

В зависимости от видовой принадлежности донора и реципиента различают ауто- алло- и гетеротрансплантацию.

-Аутотрансплантация— реципиент трансплантата является его донором для самого себя. Например, аутотрансплантация кожи с неповреждённых участков на обожжённые широко применяется при тяжёлых ожогах.

-Аллотрансплантация— донором трансплантата является генетически и иммунологически отличающийся человеческий организм.

-Гетеротрансплантация (ксенотрансплантация)— трансплантация органов от животного другого вида.

Тканевая несовместимость — комплекс иммунных реакций организма к трансплантируемым чужеродным клеткам, тканям или органам.

При пересадке тканей или органов истинного приживления их никогда не наступает. Исключение составляет пересадка тканей или органов у однояйцовых близнецов.

Пересадка тканей не близнеца сопровождается развитием в организме реципиента  реакции несовместимости тканей. В одних случаях она резко выражена и пересаживаемая ткань при этом обычно отторгается, в других – она менее выражена и достигается положительный эффект от операции.

Сущность иммунологической реакции несовместимости заключается в том, что в ответ на введение в организм человека чужеродных белков (антигенов) последний отвечает образованием антител

Пути преодоления тканевой несовместимости:

1. Изучение изосерологических особенностей (группы крови, резус- принадлежности и др.) тканей донора  и реципиента.

2. Устранение или снижение реакции тканевой несовместимости при аллотрансплантации. Этот путь основан на изменении (главным образом на подавлении) иммунологической реакции организма реципиента.

3. Воздействие различных факторов непосредственно на трансплантат. Многие физические (тепло, холод, лучевые факторы), химические (формалин, спирт, цитотоксические средства), биологические (воспитание трансплантата в плазме реципиента)  и другие факторы, воздействующие  на трансплантат, ослабляют его тканевую активность.

20. Процесс эволюции. История становления эволюционной идеи. Сущность представлений Ч. Дарвина о механизмах органической эволюции. Современный период синтеза дарвинизма и генетики.

Биологи́ческая эволю́ция— естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.

Гераклит 6-5 в. до н. э. сформулировал положение о постоянно происходящих в природе изменениях. Эмпедокл 5 в. до н. э. выдвинул одну из древнейших теорий эволюции. Аристотель выстроил все известные ему организмы в ряд по мере их усложнения. Шарль Бонне – «лестница природы». Жан Батист Ламарк предположил что в течении жизни каждая особь изменяется приспосабливаясь к окружающей среде. Приобретенные ее на протяжении всей жизни новые признаки передаются потомству. Его ошибки: приобретенные признаки не наследуются; организмы усложняются, потому что стремятся к совершенству. Основоположник современной теории эволюции – Чарльз Дарвин.

Сущность эволюционного учения заключается в следую­щих основных положениях:

1. Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенство­вались в соответствии с окружающими условиями,

2. В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как изменчивость и наследственность, а также постоянно происходящий в природе естественный от­бор. Естественный отбор осуществляется через сложное вза­имодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.

3. Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.

Первый шаг на пути объединение дарвинизма и генетики – закон Харди-Вайнберга. Они показали, что в популяции при свободном скрещивании отсутствие мутаций данного гена, отсутствие отбора по данному признаку соотношение генотипов АА:Аа:аа постоянно. Эти выводы позволили им сформулировать закон: «Частоты генов в бесконечно большой панмектической (свободно скрещивающейся) популяции без давления каких-либо внешних факторов стабилизируются уже после одной смены поколений». Значение закона заключается в том, что накопленные изменения в генофонде популяции бесследно не исчезают. Исходя из закона Харди-Ваинберга С.С. Четверков показал, что в результате спонтанного мутационного процесса во всех популяциях создается гетерогенность. Он также показал, что популяция насыщена мутациями «как губка». Мутации служат основой эволюционного процесса, идущего под действием естественного отбора. Комплекс представлений, сложившийся в 30-е годы 20 века на основе синтеза Дарвинизма и генетики назвали синтетической теории эволюции. В настоящее время эволюционное учение – это наука об общих законах развития органической природы.

20. Биологический вид — качественный этап эволюции. Критерии и реальность вида. Популяционная структура вида. Популяция — единица эволюции.

Строгого определения вида не разработано. Обычно вид- совокупность популяций особей, способных к скрещиванию с образованием плодовитого потомства, населяющих определенный ареал и обладающих рядом общих морфофизиологических признаков. Наиболее важным критерием вида является его генетическая (репродуктивная) изоляция и генетическая устойчивость в природных условиях, приводящая к независимости эволюционной судьбы. Вид – это и систематическая единица (таксон), и так группировка, в которой отдельные особи существуют реально. Таксоны надвидового ранга (отряд, семейство) не являются ареной реальной жизни организмов, они отражают результаты предшествующих этапов исторического развития живой природы. В эволюционный процесс вовлекаются популяции, завершается же микроэволюция образованием нового вида, поэтому популяцию считают элементарной эволюционной единицей, а вид расценивают как качественный этап эволюции, который фиксирует достигнутый в процессе микроэволюции результат

Видовая принадлежности особи определяется по соответствию ее перечисленным критериям: морфологическому, физиолого-биохимическому, цитогенетическому, этологическому (поведенческому), экологическому и др.

В природных условиях организмы одного вида заселяют ареал неравномерно, отмечается чередование участков повышенной и пониженной концентрации особей. В результате вид распадается на группировки или популяции, соответствующие зонам более плотного заселения. Экологически популяция характеризуется величиной, оцениваемой по занимаемой территории и численности особей с учетом возрастного и полового состава популяции.

Любая популяция представляет собой непрерывный поток поколений благодаря обмену генами, который происходит в результате скрещивания особей друг с другом. Признаки, появившиеся в ходе независимого комбинирования генов, определяют формирование фенотипа организмов и обусловливают изменчивость в популяции. В ходе естественного отбора адаптивные фенотипы сохраняются, а неадаптивные исчезают. Так формируется генетическая реакция всей популяции, которая определяет выживание данного вида. Только те особи популяции, которые выжили и оставили потомство, вносят вклад в будущее своего вида.

20. Определение популяции. Ее характеристики. Генетическая структура популяции. Правило Харди-Вайнберга. Генетический полиморфизм, генетический груз.

Популяция– минимальная самовоспроизводящаяся группу особей одного вида, населяющих определенную территорию (ареал) достаточно долго (в течение многих поколений).

Экологически популяция характеризуется величиной, оцениваемой по занимаемой территории (ареалу), численности особей, возрастному и половому составу.

Генетически популяция характеризуется ее генофондом (аллелофондом). Он представлен совокупностью аллелей, образующих генотипы организмов данной популяции. Наследственное разнообразие заключается в присутствии в гено­фонде одновременно различных аллелей отдельных генов.

Генетическое единство популяции обусловливается достаточ­ным уровнем панмиксии (свободного скрещивания). В условиях случайного подбора скрещи­вающихся особей источником аллелей для генотипов организмов последовательных поколений является весь генофонд популяции.

В пределах генофонда популяции доля генотипов, содержащих разные аллели одного гена; при соблюдении некоторых условий из поколения в поколение не изменяется. Эти условия описываются основным законом популяционной генетики, сформулированным в 1908 г. английским математиком Дж. Харди и немецким врачом-генетиком Г. Вайнбергом. «В популяции из бесконечно большого числа свободно скрещивающихся особей в отсутствие мутаций, избирательной миграции организмов с различными генотипами и давления естественного отбора первоначальные частоты аллелей сохраняются из поколения в поколение».

Генетический полиморфизм- сосуществование в пределах популяции 2х или нескольких различных наследственных форм, находящихся в динамическом равновесии в течение нескольких и даже многих поколений.

Генетический груз — накопление летальных и сублетальных «-» мутаций, вызывающих при переходе в гомозиготное состояние выраженное снижение жизнеспособности особей, или их гибель.

20. Элементарные эволюционные факторы (мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор), их характеристика. Формы естественного отбора. Творческая роль естественного отбора в эволюции.

Элементарные эволюционные факторы– события и процессы, способствующие преодолению генетической инертности популяций и приводящие к изменению их генофондов.

Мутационный процесс – это процесс возникновения в популяциях самых разнообразных мутаций: генных, хромосомных и геномных.

Популяционные волны– периодические или апериодические колебания численности организмов в природных популяциях. Это явление распространяется на все виды животных и растений, а также на микроорганизмы. Причины колебаний часто имеют экологическую природу.

Изоляция– ограничение свободы скрещиваний (панмиксии) организмов.

Снижая уровень панмиксии, изоляция приводит к увеличению доли близкородственных скрещиваний. Сопутствующая этому гомозиготизация усиливает особенности генофондов популяций, которые создаются вследствие мутаций, комбинативной изменчивости, популяционных волн. Препятствуя снижению межпопуляционных генотипических различий, изоляция является необходимым условием сохранения, закрепления и распространения в популяциях генотипов повышенной жизнеспособности.

Естественный отбор — процесс, посредством которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью, в то время как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается.

Стабилизирующий отбор сохраняет в популяции средний вариант фенотипа или признака. Он устраняет из репродуктивного процесса фенотипы, уклоняющиеся от сложившейся адаптивной «нормы», приводит к преимущественному размножению типичных организмов. Стабилизирующая форма соответствует консервативной роли естественного отбора. При относительном постоянстве условий среды благодаря этой форме сохраняются результаты предшествующих этапов эволюции.

Движущий (направленный) отбор обусловливает последовательное изменение фенотипа в определенном направлении, что проявляется в сдвиге средних значений отбираемых признаков в сторону их усиления или ослабления. При смене условий обитания благодаря этой форме отбора в популяции закрепляется фенотип, более соответствующий среде. После того как новое значение признака придет в оптимальное соответствие условиям среды, движущая форма отбора сменяется стабилизирующей.

Дизруптивный (разрывающий) отбор сохраняет несколько разных фенотипов с равной приспособленностью. Он действует против особей со средним или промежуточным значением признаков. Дизруптивная форма отбора «разрывает» популяцию по определенному признаку на несколько групп. Она поддерживает в популяции состояние генетического полиморфизма.

Творческая роль ЕО сводится не только к отсеву отдельных не жизнеспособных организмов. Движущая форма ЕО сохраняет не отдельные признаки организма, а весь их комплекс, все присущие организму комбинации генов. Отбор создает приспособления и виды, убирая из генофонда популяции, неэффективные с точки зрения выживания генотипы.

20. Понятие о человеческой популяции. Популяционная структура человечества. Дем и изолят. Демографические показатели популяции. Значение генетического разнообразия людей (медико-биологические и социальные аспекты). Специфика действия естественного отбора в человеческих популяциях.

Размножение человека осуществляется половым путем, а репродуктивные ареалы в той или иной степени ограничены определенной группой населения. Это позволяет выделить в человечестве сообщества, аналогичные популяциям в биологическом понимании этого термина. В антропогенетике популяция- группа людей, занимающих общую территорию и свободно вступающих в брак. Изоляционные барьеры, препятствующие заключению брачных союзов, нередко носят выраженный социальный характер (например, различия в вероисповедании). Благодаря этому в формировании популяций людей главную роль играет не общность территории, а социальные факторы.

Размер, уровень рождаемости и смертности, возрастной состав, экономическое состояние, уклад жизни являются демографическими показателями популяций людей. Генетически они характеризуются генофондами (аллелофондами). Демографические показатели оказывают серьезное воздействие на состояние генофондов человеческих популяций, главным образом через структуру браков. Большое значение в определении структуры браков имеет размер группы.

Популяции из 1500—4000 человек - демамы, популяции численностью до 1500 человек — изоляты. Для демов и изолятов типичен относительно низкий естественный прирост.

Человечеству свойствен высокий уровень наследственного разнообразия, что проявляется в многообразии фенотипов. Наследственное разнообразие долго было препятствием успешному переливанию крови. В настоящее время оно же создает большие трудности в решении проблемы пересадок тканей и органов.

В процессе видообразования естественный отбор переводит случайную индивидуальную изменчивость в биологически полезную групповую — популяционную, видовую. Смена биологических факторов исторического развития социальными привела к тому, что в человеческих популяциях отбор утратил функцию видообразования. За ним сохранились функции стабилизации генофонда и поддержания наследственного разнообразия.

Благодаря социально-экономическим преобразованиям, успехам лечебной и особенно профилактической медицины влияние отбора на генетический состав популяций людей прогрессивно снижается.

20. Генетический полиморфизм человечества. Роль генетико-автоматических процессов в формировании генофондов популяции людей. Феномен «эффекта родоначальника» в распространении разных аномалий. Проблема генетического груза в популяциях человека.

Человечеству свойственно высокий уровень генетического полиморфизма (разнообразие генотипов). Существование в генофонде популяции двух и более аллелей одного гена ведет к появлению более чем одного генотипа, проявляется в разнообразии фенотипов. Люди отличаются между собой по антигенам эритроцитов, комплексом гистосовместимости.  Известно более 130 вариантов гемоглобина. Весь полиморфизм человечества - результат генных изменений.

Кроме того, человечество несет в себе генетическое утяжеления ранее возникших рецессивных вредных мутаций, которые при переходе в гомозиготное состояние ведут появлению наследственных заболеваний.

Эффект родоначальника (син. эффект основателя) — отклонение генных частот изолированной популяции от средних частот вида или расы, обусловленное происхождением рассматриваемой популяции от небольшого числа предков (родоначальников).

Генетический груз — накопление летальных и сублетальных «-» мутаций, вызывающих при переходе в гомозиготное состояние выраженное снижение жизнеспособности особей, или их гибель.

20. Макро- и микроэволюция. Характеристика механизмов и основных результатов.

Микроэволюция - это совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях вида, приводящих к изменениям генофондов этих популяций и образованию новых видов. Микроэволюция происходит на основе мутационной изменчивости под контролем естественного отбора. Мутации - единственный источник появления новых признаков. Естественный отбор - единственный творческий фактор микроэволюции, направляющий элементарные эволюционные изменения по пути формирования адаптации организмов к изменяющимся условиям внешней среды.

Микроэволюция ведёт либо к изменению всего генофонда биологического вида как целого (филетическая эволюция), либо, при изоляции каких-либо популяций, к их обособлению от родительского вида в качестве новых форм - подвида (географической расы), а затем и вида. Филетическая эволюция - эволюция группы организмов, характеризующаяся прогрессирующим приспособлением особей последовательных поколений под действием отбора. При филетической эволюции генофонд данного вида изменяется как целое, без дивергенции (но без обособления дочерних видов). В результате филетической эволюции возникает единственная неветвящаяся филетическая линия в виде непрерывного ряда последовательных во времени групп (популяций, видов), каждая из которых является единственным потомком предшествующей группы и предком последующей группы организмов.

Макроэволюция - это эволюционные преобразования, ведущие к формированию таксонов надвидового ранга (род, семейство, отряд и т.д.). Вслед за ним некоторые учёные полагали, что макроэволюция - качественно особый процесс. Однако, согласно представлениям большинства современных эволюционистов, макроэволюция не имеет специфических механизмов и осуществляется только посредством процессов микроэволюции, являясь их интегрированным выражением. Накапливаясь, микроэволюционные процессы получают внешнее выражение в макроэволюционных явлениях.

На уровне макроэволюции обнаруживаются общие тенденции, направления и закономерности эволюции органического мира, которые не поддаются наблюдению на уровне микроэволюции.

- микроэволюция заканчивается образованием вида;

- макроэволюция ведёт к образованию таких надвидовых систематических групп, как род, семейство, отряд;

20. Типы, формы и правила эволюции групп. Принципы эволюции органов.

Различают формы эволюции групп:

1. Филитическая.

2. Дивергентная.

3. Параллелизм (параллельная).

4. Конвергентная.

Филитическая форма эволюции связана с последовательным образованием какого-либо ствола филогенетического древа, что приводит к изменению исходного вида. Путь образование анагенез. Путь основан Ковалевским.

Дивергентная базируется на расхождении ветвей филогенетического древа. Путь вида образования – кладогенез.

Параллелизм имеет место в тех случаях, когда два таксона происходящие от одной предковой формы в результате дивергенции в дальнейшем изменяются в сходном направлении. НП, одногорбный и двугорбный верблюд (параллелизм в пространстве). Параллелизм во времени – возникновение саблезубости в семействе кошачьих происходило не менее 4 раз у представителей 4 разных родов.

Конвергенция проявляется в тех случаях, когда неродственные организмы, обитающие в сходных условиях приобретают внешне сходные признаки. НП, форма тела акулы и дельфина, конечности крота и медведки.

2 основных типа эволюции групп:

1. Аллогенез – развитие группы в пределах одной адаптивной зоны по принципу идиоадаптации. НП, костистые рыбы.

2. Арагенез – приводит к выходу в другую адаптивную зону. Группа приобретает принципиально новые приспособления, что соответствует ароморфозам. НП, освоение суши, приспособление к полету.

Правила эволюции групп, установлены эмпирическим путем:

1. Правило необратимости эволюции, палеонтолог Долло. Заключается в том, что невозможен возврат любой группы организмов в состояние, пройденное прежде.

2. Правило прогрессивной специализации (Депере). Если группа организмов начала эволюционировать в каком-либо направлении, то и в дальнейшем она углубляет свою специализацию в этом же направлении.

Правило происхождения новых групп организмов лишь от неспециализированных предков (Коп). Только отсутствие узкой специализации не препятствует возникновению новых адаптаций, в т.ч. и принципиально новых. Генетическая основа этого процесса: отсутствие жесткого одностороннего отбора генотипов и сохранение большого разнообразия у неспециализированных форм и, следовательно, высокая экологическая пластичность.

20. Эволюция покровов тела и скелета позвоночных. Онтофилогенетически обусловленные аномалии и пороки развития у человека.

Эволюция покровов тела

Функции внешних покровов тела или кожи: 1) Защитная. 2) Восприятия внешних раздражений. 3) Предохранение от высыхания. 4) Регуляция температуры тела. 5) Участие в обмене веществ через дыхание и выделение. 6) Выкармливание потомства (только у млекопитающих).

Эволюция кожных покровов у хордовых заключалась в замене однослойного эпителия многослойным, в частности формировании двух слоев, превалирующим развитие собственно кожи (или кориума, или дермы), в появлении и преобразовании многочисленных придатков кожи. Эволюция кожи - От однослойного эпителия и студенистого кориума (кориум = дерма) у ланцетника к пятислойной коже у млекопитающих. Два слоя эпидермиса, два слоя дермы.

Онтогенез покровов и придатков кожи млекопитающих и человека отражает их эволюцию по типу архаллаксиса. Нарушения раннего онтогенеза кожных покровов вызывает малосущественные атавистические пороки развития: гипертрихоз (повышенное оволосенение), политения (много сосков), полимастия (много млечных желез). Все пороки связаны с нарушением редукции избыточного числа этих структур.

Эволюция опорно-двигательного аппарата

ОДА претерпел большие эволюционные преобразования в связи с: 1) Сменой сред обитания. 2) Изменением форм локомоции (передвижение). У хордовых скелет – внутренний. Внешний – у членистоногих. По строениям и функциям подразделяется на: 1) Осевой. 2) Скелет конечностей. 3) Скелет головы.

Осевой скелет

В подтипе бесчерепные имеется осевой скелет в виде хорды. Хорда сохраняется только у круглоротых и некоторых рыб. У человека сохраняются рудименты хорды в виде nucleus pulposus межпозвоночных дисков. Сохранение избыточного хордального материала чревато развитием у человека опухолей – хордом. У позвоночных хорда замещается позвонками, развивающимися из склеротомов сомитов и функционально заменяется позвоночным столбом (субституция). Замена хрящевой ткани на костную и дифференцировка позвоночника на отделы. Онтогенез осевого скелета рекапитулирует основные филогенетические стадии его становления: в период нейруляции закладывается хорда, замещающаяся сначала хрящевым, а затем костным позвоночником. На шейных, грудных и поясничных позвонках развивается по паре ребер. Атавистические пороки развития: 1) Несрастание остистых отростков позвонков приводит к спинномозговой грыже. 2) Персистирование (сохранение) хвоста. 3) Сохранение шейных и поясничных ребер.

Скелет головы

Продолжением осевого скелета является осевой (или мозговой) череп, служащий для защиты головного мозга и органов чувств. Рядом с ним развивается висцеральный (лицевой) череп, образует опору передней части пищеварительной трубки. Обе части черепа развиваются из разных зачатков. Филогенетически мозговой череп прошел 3 стадии развития: перепончатая (у круглоротых), хрящевая (акуловые и осетровые), костная (все остальные классы). Кости мозгового черепа в процессе эволюции претерпевают олигомеризацию (уменьшение в числе).

Аномалии мозгового черепа: наличие межтеменных костей, двухлобных костей (две лобные кости с метопическим швом между ними).

Висцеральный череп

Его эволюция-уменьшение числа дуг и превращение части дуг в косточки слух апп. В. Ч. формируется из мезанхимы эктодермального происхождения, которое образует дужки в промежутках между жаберными щелями глотки. Первые две дужки дают начало челюстной и подъязычной дугам взрослых животных. Следующие 4-5 пар – опора для жабр, называются жаберными. Челюстная дуга состоит из двух хрящей: верхний (небно-квадратный – первичная верхняя челюсть), нижний (Меккелев – первичная нижняя челюсть). Подъязычная дуга состоит из гиомандибулярного хряща (срастается с основанием мозгового черепа) и гиоида (соединен с Меккелевым хрящом). Т.е. у хрящевых рыб первичные челюсти соединены с осевым черепом через подъязычную дугу, в которой гиомандибулярный хрящ выполняет роль подвеска к мозговому черепу - это гиостильный тип соединения черепа (гиостилия). У костных рыб первичные челюсти замещаются вторичными из накладных костей, череп гиостильный. Земноводные – жаберные дуги частично редуцируются, а частично входят в состав хрящевого аппарата гортани. Челюстная дуга небно-квадратным хрящом полностью срастается с основанием мозгового черепа. Череп аутостильный. Гиомандибулярный хрящ освобождается от функции подвеска и располагается в области первой жаберной щели внутри слуховой капсулы, выполняя функцию слуховой косточки – столбика. Пресмыкающиеся – череп аутостилен. Характерна высокая степень окостенения, часть хрящевого материла жаберных дуг входит в состав гортани и трахеи. Млекопитающие – нижняя челюсть сочленяется с височной костью сложным суставом, позволяющим совершать сложные жевательные движения. Слуховая косточка - столбик, характерная для земноводных и пресмыкающихся, превращается в стремечко, а рудименты небно-квадратного и Меккелевого хрящей преобразуются в наковальню и молоточек, создается единая функциональная цепь из трех косточек. Пороки висцерального черепа – 1) расположение в барабанной полости только одной слуховой косточки столбика.

Пороки развития конечностей – полидактелия, полифалангия, врожденное высокое стояние лопатки (сопровождется аномалиями ребер, грудного отдела позвоночника и деформацией лопаток).

В процессе антропогенеза развились особенности скелета, характерные только для человека: 1) изменение стопы. 2) появление S-образного изгиба позвоночника. 3) Резкое уменьшение лицевого черепа и увеличение мозгового. 4) Смещение большого затылочного отверстия кпереди. 5) Специализация передних конечностей как органов труда. 6) подбородочный выступ. Адаптации к прямохождению имеют относительный характер. При большой физической нагрузке возможно смещение позвонков или межпозвонковых дисков. У ног – нарушение венозного оттока. Аномалии скелета, характерные для человека: врожденное плоскостопие, косолапость, узкая грудная клетка, отсутствие подбородочного выступа).

20. Эволюция пищеварительной системы позвоночных. Онтофилогенетически обусловленные аномалии и пороки развития у человека.

Направление эволюции пищеварительных систем позвоночных: 1) дифференцировка кишечной трубки. 2) Появление приспособлений к удлинению пути, проходимого пищей. 3) Увеличение всасывающей поверхности путем образования пилорических выростов, складок, ворсинок. 4) Развитие пищеварительных желез. 5) Появление и дифференцировка зубочелюстной системы.

У животных 3 типа пищеварения: 1) внутриклеточный (одноклеточные, многоклеточные). 2) полостное (дистантное; почти у всех форм многоклеточнх, может быть реализовано за пределами организма). 3) пристеночное, или мембранное (осуществляется ферментами, локализованными на структурах клеточной мембраны). У большинства осуществляются все три типа пищеварения.

Состав пищеварительной системы: пищ тракт и пищ железы. Пищеварительный тракт подразделяется на… слепая, зубы позвоночных (связаны по происхождению с плакоидной чешуей акуловых рыб, дентин – мезодерма, эмаль – эктодерма), кроме млекопитающих у всех зубы – это выросты на костях ротовой полости. Первоначально зубы многорядные и покрывают всю слизистую оболочку ротовой полости. С пресмыкающихся обнаруживается только один ряд зубов, дифференцировка еще отсутствует. Зубная система (земноводные, рыбы, пресмыкающиеся), в которой все зубы одинаковые, называется гомодонтой. Зубы могут многократно выпадать и вырастать – полифиодонтизм. Зубы млекопитающих располагаются в альвеолах и дифференцированы, выполняют различные функции. Это гетеродонтная зубная система. В онтогенезе сменяются два поколения зубов – дифиодонтизм. В ротовую полость у наземных открываются слюнные железы. У первичноводных позвоночных слюнных желез нет. У амфибий слюнные железы не содержат ферментов. В тонкую кишку впадают протоки поджелудочной железы и печени. Аномалии и пороки: 1) латеральные свищи шеи – нарушения редукции зачатков жаберных щелей. 2) Латеральные кисты шеи – нарушение редукции жаберных карманов. 3) гипоплазия – недоразвитие, гипоплазия печени и поджелудочной железы. 4) сохранение клоаки. 5) раздвоение конца языка. 6) Гомодонтная зубная система. 7)3хбугорчатое строение коренных зубов. 8) Прорезывание сверхкомплектных зубов в ряду или за его пределами (даже на твердом небе). 9) незарощение твердого неба (волчья пасть).

20. Эволюция кровеносной системы позвоночных. Онтофилогенетически обусловленные аномалии и пороки развития у человека.

Эволюция кровеносной системы

Кровеносная система (КС) у всех позвоночных замкнутая и представлена сердцем и сосудами. Сосуды образую 1 круг кровообращения круглоротых и рыб, 2 – у остальных классов. Мезодермальное происхождения. Функции: 1) транспортная; 2) интеграция организма в целостную систему (гуморальная регуляция).

Направление эволюции сердца и отходящих сосудов

1. Увеличение кругов кровообращения с 1 до 2 (рыбы и остальные).

2. Увеличение числа камер с 2 до 4.

3. Полное разделение артериального и венозного кровотоков.

4. Уменьшение числа жаберных артерий от 6 пар до 3 у наземных животных.

5. Редукция отделов тела: венозный синус и артериальный конус.

Филогенез артериальных дуг

В эмбриогенезе позвоночных закладывается 6 пар артериальных жаберных дуг, соответствующих 6 парам висцеральных дуг черепа. 2 первые пары включаются в состав висцерального черепа (челюсти, гиод, гиомандибулярный хрящ), поэтому 2 первые пары висцеральных дуг редуцируются. У рыб функционируют 4 оставшихся пары. У наземных 3 пара жаберных артерий превращается в сонные артерии, 4 пара – в дуги аорты, 5 пара – у всех редуцируется (за исключением хвостатых амфибий), 6 пара – становится легочной артерией.

Аномалии и пороки

1. Сохранение двух дуг аорты (аортальное кольцо).

2. Трехкамерное сердце.

Дефекты перегородок (межпредсердные; межжелудочковые, сохранение Боталова протока), транспозиция сосудов – аорта от правого желудочка, а легочный ствол от левого- не совместим с жизнью.

20. Эволюция дыхательной системы позвоночных. Онтофилогенетически обусловленные аномалии и пороки развития у человека.

Известно два типа дыхания: водное и воздушное.

У водных хордовых животных дыхание жаберное. Эволюция шла в сторону уменьшения количества жаберных щелей. Так у ланцетника в стенках глотки имеются 100-150 пар жаберных щелей.

У рыб - число жаберных перегородок сокращается до 5 пар, но увеличивается число жаберных лепестков. Жабры образуются из впячиваний глотки в виде жаберных мешков, а затем появляются перегородки с лепестками.

У земноводных появляется воздушное дыхание. Это мешковидные легкие, аналогичные плавательному пузырю кистеперых. Стенки мешков гладкие, тонкие, с небольшими перегородками. Воздухоносные пути отсутствуют. Дыхание у земноводных кожно-легочное.

У рептилий - кожа не выполняет дыхательную функцию. Легкие ячеистые появляются разветвленные перегородки. Появление воздухоносных путей. В трахее формируются хрящевые кольца, разделяясь, образуются два бронха.

У птиц - губчатые легкие, пронизанные бронхами.

У млекопитающих лёгкие альвеолярного типа. Формируется бронхиальное дерево, на концах бронхов — альвеолы. Появляется диафрагма, которая разделяет полость тела на грудную и брюшную.

Основные направления эволюции:

1. Смена жаберного дыхания на кожно-легочное, а затем — легочное.

2. Увеличение дыхательной поверхности легкого.

3. Появление и дифференцировка дыхательных путей.

Пороки развития дыхательной системы:

1. Сохранение жаберных щелей (жаберные свищи).

2. Атрезия трахеи.

3. Трахейно-пищеводные фистулы.

4. Агенезия (отсутствие) или гипоплазия (недоразвитие) доли или целого легкого.

5. Недоразвитие легкого, бронхов.

6. Добавочные доли или целое легкое.

7. Зеркальная закладка левого и правого легкого

20. Эволюция нервной системы позвоночных. Онтофилогенетически обусловленные аномалии и пороки развития у человека.

Нервная система осуществляет быстрое реагирование организма на изменение условий посредством рефлексов. Функции нервной системы: 1) Регуляторная; 2) координирующая; 3) связь с внешней средой; 4) интегрирующая, лежит в основе высшей нервной деятельности, поведенческих реакций, абстрактного мышления. Происхождение – эктодермальное. Это производная нервной трубки с невроцелем внутри. Передний отдел нервной трубки увеличивается в размерах, дифференцируется на отделы и преобразуется в головной мозг. Образование головного мозга – цефализация (кефализация). Головной мозг позвоночных закладывается из трех мозговых пузырей: переднего, среднего и заднего. Позже дифференцируется на 5 отделов: передний, промежуточный, средний, задний и продолговатый. Во всех отделах головного мозга различают мантию, или крышу, располагающуюся над желудочками, и основание, или дно, лежит под желудочками (желудочки – расширения невроцеля). В процессе эволюции проявляется усиление роли передних отделов и мантии мозга по сравнению с задними и основанием, наблюдается смена трех типов мозга:

1. ихтиопсидный – у рыб и земноводных, высший интегративный центр находится в среднем мозге со стороны дна. Изгиб мозга 1 – теменной.

2. Зауропсидный, или стреарный (полосатый) – у птиц и рептилий, высший интегративный центр – полосатые тела в области переднего мозга со стороны дна. Изгибов 2 – теменной и затылочный в области продолговатого мозга.

3. Маммалийный, у млекопитающих, ВИЦ – передний мозг со стороны крыши (кора), изгибов 3 – теменной, затылочный и мостовой в области моста мозга.

Аномалии и пороки

Большинство не совместимо с жизнью.

1. Рахисхис, или платиневрия, - отсутствие замыкания нервной трубки. Не совместим с жизнью.

2. Голопрозэнцефалия – полушария не разделены, кора недоразвита. Не совместим с жизнью.

3. Анэнцефалия – отсутствие переднего мозга.

4. Нарушение дифференцировки коры. Большинство умирают в течении 1 года жизни.

   1. Агирия – отсутстивие извилин.

   2. Олигогирия – малое количество извилин.

   3. Пахигирия – утолщение извилин.

20. Эволюция мочеполовой системы позвоночных. Онтофилогенетически обусловленные аномалии и пороки развития у человека.

Выделительную и половую систему рассматривают в едином комплексе в связи с единством эмбрионального развития и связью с целомом. Закладка мочеполовой системы – нефрогонотом, формируется в области ножки сомита (мезодерма) в непосредственном контакте с целомом. Половые железы хордовых располагаются в целоме. Продукты диссимиляции тоже поступают в целом. Наиболее простой путь выведения во внешнюю среду половых клеток и продуктов обмена через общий канал, который начинается воронкой в целоме и открывается на покровах. Функции выделительной системы: 1) экскреторная; 2) поддержание водно-солевого гомеостаза, кислотно-щелочного равновесия, уровня глюкозы и др.; 3) участие в регуляции кровяного давления. Функции половой системы: 1) воспроизводство вида; 2) гуморальная регуляция.

Эволюция почки

Почка прошла 3 этапа эволюции:

1. Предпочка, головная почка, пронефрос (располагается в головной части зародыша). Закладывается у всех зародышей. Функционирует у круглоротых, личинок рыб и земноводных. Находится на переднем конце тела. Состоит 10 примитивных нефронов. Фильтрация из целома, связи с кровеносной системой нету.

2. Первичная почка, туловищная, или мезонефрос (тянется на протяжении всего тела). У рыб и земноводных кзади от предпочек в туловищных сегментах формируются первичные почки, содержащие до нескольких сотен нефронов. Нефроны вступаю в связь с кровеносной системой, формируя капсулы почечных клубочков. Продукты обмена поступают из крови непосредственно в нефрон, но часть нефронов сохраняют связь с целомом через воронки, фильтрация и из целома, и из крови. Но с мочой теряется много воды, животные обитают только во влажной среде.

3. Вторичная почка, тазовая, или метанефрос. У пресмыкающихся, птиц и млекопитающих возникают вторичные почки. Закладываются в тазовом отеделе тела и содержат много нефронов совершенного строения. Они образуются за счет многократного ветвления развивающихся нефронов. Не имеют воронки и теряют связь с целомом. Каналец нефрона удлиняется, дифференцируется на проксимальный и дистальный отделы, между которыми у млекопитающих и птиц появляется петля Генли. Это обеспечивает эффективное обратное всасывание в кровь воды, глюкозы, солей и др. элементов, необходимых человеку. Концентрация продуктов в моче велика, а количество мочи мало. Это позволяет животных заселять засушливые участки земли.

Структурно-функциональная единица почек – нефрон, в котором происходят процессы фильтрации, реабсорбции, серкеции.

Эволюция выделительной системы

1. Субституция: замещение предпочки – первичной – вторичной.

2. увеличение числа нефронов

Направление эволюции половой системы

1. Специализация желез.

2. Усиление связи с выделительной системой.

3. Переход от наружного осеменения к внутреннему.

4. Морфологическое усложнение полового аппарата.

У большинства позвоночных гонады закладываются в виде парных складок центральных краях мезонефроса. Сначала гонады мужского и женского пола имеют одинаковое строение. Позднее происходит специализация желез и возникает связь с различными для каждого пола частями выделительной системы.

У самок анамний мочеточник предпочки — мюллеров канал преобразуется в яйцевод, а продукты диссимиляции выводятся самостоятельно через первичную почку и ее мочеточник — вольфов канал. Одновременно возникает связь между семенником и первичной почкой. Из эпителия, выстилающего стенку полости тела, образуются тяжи, соединяющие канальцы первичной почки и семенные канальцы.

Мужские половые клетки через семявыводящие канальцы попадают в почку и мочеточник, который представлен вольфовым каналом. Поэтому канал называют мочеполовым протоком.

У самок амниот, как и у анамний, яйцевод развивается из остатков предпочки и из мочеточника — мюллерова канала.

У самцов амниот мочеточник полностью редуцируется. Канальцы передней части первичной почки — вольфов канал превращается в семяпровод. Функцию выделения мочи в связи с образованием вторичной почки он утрачивает, в отличие от самцов анамний.

У рептилий и птиц в яйцеводах наблюдается дифференцировка на отделы. Передняя часть яйцеводов у черепах, крокодилов и птиц продуцирует белок, а задняя часть — кожистую (у рептилий), или пропитанную известью (у птиц) скорлупу.

У млекопитающих в связи с появлением функции живорождения дифференцировка яйцеводов становится более сложной. Яйцеводы подразделяются на 3 отдела: фаллопиевы трубы, матку и влагалище. У плацентарных происходит срастание дистальных отделов яйцевода на разных уровнях.

Эволюция мочеполовых протоков

В эмбриогенезе вдоль тела закладывается пронефрический канал, далее он расщепляется на два, или же закладывается второй канал параллельно (Вольфов и Мюллеров). Вне зависиости от пола у всех позвоночных формируется как Вольфов, так и Мюллеров каналы. Мюллеров канал имеет отношение к половой системе самок, Вольфов канал – половой системе самцов и мочевыделительной системе самок и самцов.

Пороки развития мочеполовой системы у человека

1. Аномалии числа почек.

2. Аплазия (отсутствие одной почки).

3. Удвоение почки.

4. Гипоплазия (уменьшение в размере).

5. Дистопия (изменение положение почки) – подвздошное и тазовое.

6. Поликистоз почек.

7. Различные аномалии развития матки и влагалища (двойная, седловидная и др.)

8. Крипторхиз – неопущение яичек.

9. Неразделение клоаки.

10. Несрастание парных зачатков полового члена.

20. Учение А.Н. Северцова о филэмбриогенезах. Филэмбриогенезы как отклонения от онтогенеза, имеющие адаптивное значение у взрослых форм. Механизмы их возникновения. Типы филэмбриогенезов: анаболии, девиации, архаллаксисы. Их значение и частота проявления в эволюции онтогенезов.

Филэмбриогенезы – это отклонение от онтогенеза предков, имеют адаптивное значение у взрослых форм. В зависимости от того, на каких этапах эмбриогнеза (ранних, средних, поздних) возникают филэмбриогенезы, различают 3 типа:

1. Анаболии. Надставки. Закладка нового признака происходит в виде добавлений на поздней стадии развития (НП, приобретение формы тела камбалы, появление изгибов позвоночинка у человека, перо птицы).

2. Девиации. Уклонения, связанные с возникновением новообразований в средней стадии развития. НП, сердце человека и млекопитающих рекапитулирует стадию трубки (ланцетник), двухкамерного и трехкамерного строения, но стадия формирования неполной перегородки вытесняется четырехкамерной стадией.

3. Архаллаксисы. Развитие изменяется в самом начале на уровне зачатков. НП, развитие волос у млекопитающих, возникновение хорды у бесчерепных, хрящевого позвоночника у хрящевых (акулы, скаты).

В эволюции онтогенезов наиболее часто встречаются анаболии, наиболее редко – архаллаксисы. Кроме ценогенезов и филэмбриогенезов в эволюции онтогенеза обнаруживаются отклонения времени закладки органов – гетерохрония и отклонения места развития органов – гетеротопия. Пример гетерохронии – дифференцировка переднего мозга у человека существенно опережает развитие других отделов. Гетеротопия – гетеротопии приводят к формированию новых пространственных и функциональных связей между органами. НП, у рыб сердце располагается под глоткой, связано с жабрами, у человека и наземных позвоночных сердце в загрудинной области и функционирует в едином комплексе с легкими.

20. Индивидуальное и историческое развитие. Биогенетический закон. Онтогенез как основа филогенеза. Ценогенезы и филэмбриогенезы.

Соотношение онто- и филогенеза определяется законами зародышевого развития. 1 закон – закон зародышевого сходства К. Бэра. 2 закон – онтогенез – это краткое и быстрое повторение онтогенеза. Повторение в эмбриогенезе структур характерных для предков названо рекапитуляциями. Рекапитулируют морфологические признаки (НП, хорда, закладки жаберных щелей, дуг) и особенности биохимической организации и физиологии. Генетическая основа рекапитуляции – это единство механизмов генетического контроля развития, сохраняющиеся на базе общих генов регуляции онтогенеза. Эволюция конкретных организмов протекает благодаря конкретным изменениям, происходящим в их онтогенезах. Онтогенезы отклоняются от пути, проложенного предковыми формами, и приобретают новые черты (эпигенетический механизм). К таким отклонения относятся ценогенезы и филэмбриогенезы. Ценогенезы – приспособления, возникающие у зародышей или личинок и адаптирующие их к особенностям среды обитания. Не изменяют типа организации взрослого организма, но обеспечивают высокую выживаемость потомства. У взрослых не сохраняются. Это зародышевые оболочки, желточный мешок, аллантоис, плацента, пуповина. Филэмбриогенезы – это отклонение от онтогенеза предков, имеют адаптивное значение у взрослых форм.

20. Закономерности морфофункциональных преобразований органов (прогрессивные и регрессивные). Гомологичные и аналогичные органы. Полифункциональность и способность к количественным изменениям функций. Соответствие строения органов выполняемым функциям.

В историческом развитии преобразования органов могут иметь прогрессивный или регрессивный характер. Прогрессивный – органы увеличиваются в размерах и усложняются по строению. Регрессивный – органы уменьшаются в размерах и упрощаются. Гомологичные органы – это органы, построенные по единому плану, расположены в одинаковом месте и развиваются сходным образом из одинаковых эмбриональных зачатков, часто выполняют одну функцию, но могут и разные. НП, сердце рыбы, земноводного, млекопитающего. Иногда функции могут меняться. НП, передняя конечности рыб, земноводных, птиц. Аналогичные органы – при обитании неродственных организмов в одинаковых средах возникают сходные приспособления, которые проявляются в возникновении аналогичных органов, они выполняют одинаковые функции, но строение, местоположение и развитие различно. НП, крыло бабочки и птицы. Челюстной аппарат насекомых и позвоночных.

В основе филогенетических преобразований органов лежит их полифункциональность и способность к количественным изменениям функций. Практически все органы выполняют не одну, а несколько функций, причем среди них всегда выделяется главная, а остальные второстепенны. Строение такого полифункционального органа обязательно соответствует главной функции. Так, рука человека может использоваться для лазания по деревьям, плавания, даже хождения. Но основной ее функцией является трудовая деятельность. В связи с этим и строение руки в максимальной степени соответствует функции труда.

20. Принципы эволюции органов. Принцип дифференциации, интеграции, расширения и смены функций, активации и интенсификация функций. Олигомеризация. Возникновение и исчезновение биологических структур в филогенезе. Причины редукции органов и их генетическая основа. Рудименты и атавизмы. Механизмы формирования атавизмов.

Принципы эволюции органов

1. Принцип дифференциации. Дифференциация представляет собой разделение однородной структуры на обособленные части, которые обретают специфическое строение. Дифференцированная структура выполняет несколько функций и имеет сложное строение. НП филогенетической дифференциации, эволюция кровеносной системы в типе хордовые.

2. Принцип интеграции. Функциональное соподчинение отдельных компонентов системы в целостном организме называют интеграцией. НП, четрыхкамерное сердце млекопитающих.

3. Расширения и смены функций. Расширение функций сопровождает обычно прогрессивное развитие органа, который по мере дифференциации выполняет всё новые функции. НП, парные передние плавники у рыб (возникли как пассивные органы, поддерживающие тело в горизонтальном положении) – хрящевые рыбы, у костистых приобретают собсвенную мускулатуру и становятся органами поступательного движения, у назменых позвоночных – добавляется хождение, лазание и т.д.

4. Принцип активации функций. Наиболее часто реализуется на начальных этапах эволюции органов в том случае, когда малоактивный орган начинает активно выполнять функции, существенно преобразуясь. НП, парные плавники хрящевых рыб – акулы, костистые рыбы, конечности наземеных позвоночных.

5. Принцип интенсификации функций. Орган увеличивется в размерах, дифференцируется, усложняется его гистологическое строение, часто многократно повторяются одинаковые структуры – полимеризации. НП, усложенение структуры легких у наземных позвоночных. Может происходить и олигомеризация органов, выполняющих одну и ту же функцию (уменьшение их числа), артериальные жаберные дуги. У хрящевых рыб – 6-7 па, у костистых – 4, у человека в дефинитивном состоянии сохраняются части 3, 4, 6 пар.

Генетические основы регресса. Исследования генетических основ редукции органов показали, что структурные гены, регулирующие морфогенез, не исчезают, а существенно изменяются гены, регулирующие время закладки рудиментарных органов или гены, отвечающие за индукционные взаимодействия частей зародыша. Рудименты – это недоразвившиеся органы. К рудиментам человека относятся структуры, потерявшие свои функции в постнатальном онтогенезе (1 группа рудиментов), но сохраняющиеся и после рождения: волосяной покров, мышцы ушной раковины, копчик, аппендикс как пищевой орган. 2 группа рудиментов – органы сохраняющиеся только в эмбриональном периоде онтогенеза: хорда, хрящевые жаберные дуги, шейные ребра. Субституция –эволюционное преобразование, при котором один орган замещается другим, выполняющим обычно туже функцию с большей интенсивностью. НП, энтодермальная хорда замещается мезодермальным позвоночником и превращается в рудиментарное образование. Гетеробатмия –эволюционное преобразование, при котором обнаруживается разный уровень специализации частей одного и того же органа или разных частей организма. НП, человек: головной мозг за короткое время антропогенеза претерпел колоссальные изменения, а пищеварительная система соответствует уровню развития приматов. Атавистические пороки развития – нарушения эмбриогенеза могут привести к формированию признаков, которые в норме не встречаются, а присутсвтуют у предков – атавизмы. Если они снижают жизнеспособность и проявляются как морфологические аномалии, их называют атавистическими (анцестральными) пороками развития. По механизма формирования различают 3 варианта атавизмов:

1. Наиболее часто встречаются атавизмы, связанные и недоразвитием органов. НП, двух-, трухкамерное сердце, недоразвитие диафграгмы, волчья пасть.

2. Результат нарушения – персистирование (сохранение) структур предков – персистирование баталового протока и правой дуги аорты, шейные ребра, боковые свищи шеи.

3. Нарушения перемещения органов в онтогенезе. В результате орган располагается в тех частях тела, где в норме у предковых форм. НП, тазовое расположение почек, крипторхизм (неопущение яичка).

20. Соотносительные преобразования органов. Онтогенетические корреляции и филогенетические координации. Значение соотносительного преобразования биологических структур в онтогенезе человека. Примеры нарушения онтогенетических корреляций и филогенетических координаций в онтогенезе человека.

Филогенетические координации – это устойчивые взаимозависимости органов и систем, проявляющиеся в филогенезе. Выделяют 3 группы:

1. Биологические координации – наблюдаются между структурами не связанными непосредственно ни по функциям, ни по месту положения. Основное связующее звено – адаптация к определенным условиям обитания. НП, эндопаразиты – ленточные черви – сильно развиты половая система и органы прикрепления, но недоразвиты органы чувств и опорно-двигательный аппарат.

2. Динамические координации выражаются во взаимном соответствии структур, связанных функционально. НП, между кровеносной и дыхательной системами. Животные дышат легкими, имеют 3- или 4-камерное средце, два круга кровообращения. Дышат жабрами – средце двухкамерное – один круг кровообращения.

3. Топографические координации – проявляются между структурами, связанными друг с другом пространственно. НП, для каждого типа животных характерен общий план строения: для хордовых – вверху неврная труба, под ней хорда, затем пищ трубка. У членистоногих – наборот.

Онтогенетические корреляции – соответствие структур развивающегося организма в онтогенезе. Выделяют 3 группы:

1. Геномные. Обеспечиваются целостностью генетической конституции развивающегося организма. Ведущие механизмы – генный баланс генотипа, сцепленное наследование, плейотропия и т.д. НП, жираф – длинная шея, длинные ноги.

2. Морфогенетические. Возникают между органами, пространственно связанными между собой. Основаны на феномене эмбриональной индукции или на общности эмбриональных закладок органов. НП, зачаток хорды обуславливает развитие нервной трубки на спинной стороне зародыша и наоборот.

3. Эргонтические – обсуловлены функциональной зависиомостью органов и частей организма. НП, соответсвие между степенью развития мышцы костных выступов, к которым она прикрепляется и интенсивностью ее кровоснабжения, соответствие вторичных половых признаков.

Ведущие корреляции в онтогенезе – геномные.

Примером нарушения чисто геномных корреляций является синдром Дауна.

20. Органический мир как результат процесса эволюции. Возникновение жизни на Земле (основные гипотезы).

1) креационизм — Божественное сотворение живого; 2) самопроизвольное зарождение — живые организмы возникают самопроизвольно из неживого вещества; 3) гипотеза стационарного состояния — жизнь существовала всегда; 4) гипотеза панспермии — жизнь занесена на нашу планету извне; 5) гипотеза биохимической эволюции — жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим 

Согласно последней гипотезе, жизнь возникла на Земле, когда сложилась благоприятная совокупность физических и химических условий, сделавших возможным абиогенное образование органических веществ из неорганических.

Главные этапы на пути возникновения и развития жизни, по-видимому, состоят в: 1) образовании атмосферы из газов, которые могли бы служить «сырьем» для синтеза органических веществ (метана, оксида и диоксида углерода, аммиака, сероводорода, цианистых соединений), и паров воды; 2) абиогенном (т.е. происходящем без участия организмов) образовании простых органических веществ, в том числе мономеров биологических полимеров — аминокислот, cахаров, азотистых оснований, АТФ и других мононуклеотидов; 3) полимеризации мономеров в биологические полимеры, прежде всего белки (полипептиды) и нуклеиновые кислоты (полинуклеотиды); 4) образовании предбиологических форм сложного химического состава — протобионтов, имеющих некоторые свойства живых существ; 5) возникновении простейших живых форм, имеющих всю совокупность главных свойств жизни—примитивных клеток; 6) биологической эволюции возникших живых существ.

20. Эволюция жизни на Земле. Геохронологическая шкала. Филогенетические связи в природе. Время появления крупнейших систематических групп позвоночных. Характеристика и систематика типа Хордовые.

Палеонтологический материал дает основание судить о темпах и направлении эволюции. Посредством изучения ископаемых останков и использования радиоактивных изотопов, а также данных ряда наук сконструирована шкала геологического времени. С помощью этой шкалы филогенез можно проследить во времени. В соответствии с этой шкалой история земли подразделяется на несколько последовательных эр, которые в свою очередь подразделяются на периоды, а периоды на эпохи. Эрами являются катархей, архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой. Конец одной эры и начало другой сопровождались существенными преобразованиями лика земли, изменениями или сменой флоры и фауны и изменения экосистем. Предполагают, что жизнь возникла на границе катархея и архея, который начался примерно 3,5 млрд. лет назад. Следы жизни найдены в породах, датируемых 3,9 млрд. лет. Длительность архея – примерно 2 млрд. лет. Характерна обширная вулкаичееская деятельность. Находки графита и чистого углерода в архейских породах указывают на существование живых организмов. Протерозой – много осадков, сформировалось ледниковое покрытие земли, обнаружены останки медуз, плеченогих, грибов, водорослей и рако-скорпионов. Палеозой – Возникают представители основных групп растений, типов и классов животных (кроме птиц и млекопитающих). Девонский период – рыбы. Каменоугльный (кармон) – земноводные. Пермский период – пресмыкающиеся. Мезозойская эра. Триасовая эра – динозавры и голосеменные растения. Юрский период – древнейшие птицы. Меловой период – сумчатые и насекомоядные млекопитающие. Кайнозойская эра. Четвертичный период – появился человек.

Хордовые представляют собой наиболее высокоорганизованный тип в животном мире. Их общими чертами являются следующие.

1. Внутренний осевой скелет представлен хордой, которая присутствует в эмбриогенезе у всех представителей типа, а у высших дополняется, а затем и замещается позвоночником.

2. Над хордой располагается центральная нервная система в виде нервной трубки с полостью — невроцелем.

3. В боковых стенках глотки находятся жаберные щели, соединяющие ее полость с внешней средой. У рыб и некоторых земноводных они сохраняются в течение всей жизни, у высших хордовых — только в эмбриональном периоде.

4. Тело построено метамерно. У низших хордовых и у зародышей высших сегментация распростраянется на все системы органов, у высших ярко выражена только в эмбриональном периоде. Позже частично сохраняется только в опорно-двигательном аппарате, нервной и кровеносной системах.

5. Органами поддержания равновесия и движения являются конечности, причем у низших хордовых большее значение имеют непарные, а у высших — парные.

Тип Хордовые

Подтип Бесчерепные состоит лишь из одного класса — Головохордовые, к которому относится ланцетник; подтип Позвоночные включает следующие классы: Круглоротые, Хрящевые рыбы, Костные рыбы, Земноводные, Пресмыкающиеся, Птицы и Млекопитающие.

20. Прогрессивный характер эволюции. Неограниченный прогресс. Биологический и морфофизиологический прогресс и регресс.

Все современные организмы являются измененными потомками одной (монофилия) или нескольких (полифилия) форм, существовавших ранее. Направление эволюции. Учение о главных направления эволюции сформулированы Северцовым. Он обосновал понятия о морфофизиологических и биологических прогрессе и регрессе.

Морфофизиологический прогресс – это изменение структуры и общей жизнедеятельности на пути эволюции от простых форм к сложным. Н-р, от однокл к многокл. Морфофизиологический регресс – упрощение организации и жизнедеятельности, выражающееся в редукции органов на пути к эволюции. Биологический прогресс. Характерен для организмов, у которых:

1. Возрастает приспособленность к окружающей среде.

2. Увеличивается численность.

3. Расширяется ареал.

Биологический прогресс может быть результатом морфофизиологического прогресса, но и иногда морфофизиологического регресса (солитеры, ленточные черви). Следствие биологического прогресса – процветание вида.

Биологический регресс – снижение приспособленности организмов к среде, сокращение их численности и ареалов. Результат – вымирание. Оставшиеся представители процветавший ранее группы – реликты, найдя соответствующую экологическую нишу, могут существовать млн. лет. (латимерия, гинко).

Значение биологического прогресса: обеспечивает главное направление эволюции в виде ароморфозов, идиоадаптации и общей дегенерации.

20. Положение человека в системе животного мира. Качественное своеобразие человека.

Систематическое положение: тип – хордовые, подтип – позвоночные, класс - млекопитающие, подкласс – плацентарные, отряд – приматы, надсемейство – высшие узконосые обезьяны, семейство – гоминиды, род – человек, вид – человек разумный.

Доказательства животного происхождения человека: 1. Наличие рудиментов (образования, утратившие функции). 2. Наличие атавизмов (признаки, свойственные отдаленным предкам). Гены, отвечающие за эти признаки, сохраняются в генофонде, но их действие в нормальном онтогенезе блокировано. Тип хордовые – появление в эмбриогенезе хорды, жаберных щелей, дорсальной полой нервной трубки, двусторонняя симметрия. Тип позвоночные – наличие позвоночного столба, расположение сердца на брюшной стороне, две пары конечностей, пять отделов мозга.

Ключевая адаптация к возникновению человека: 1. Древесный образ жизни. 2. Передвижение по ветвям с помощью хватательных конечностей, противопоставленный большой палец и плоские ногти. 3. Локтевая кость свободно вращается вокруг лучевой, предпосылка – при освобождении руки использованию руки в трудовой деятельности. 4. Бинокулярное зрение. 5. Сильно развиты мозжечок и кора. 6. Выраженная социальность и общественное воспитание потомства. 7. Низкая плодовитость и детеныш, нуждающийся в уходе многие годы. 8. Выраженный инстинкт подражания.

Качественное своеобразие человека

1. Приспособление к прямохождению - S-образный позвоночник и куполообразная стопа. Широкий таз принимает на себя давление органов. Грудная клетка плоская, сжатая с боков. Последствия прямохождения: а. Ограничение быстроты передвижения. б. Гипертония. в.Неподвижный крестец . г. Расширение вен на ногах. д. Остеохондроз. 2. Мозговая часть черепа увеличена, преобладает над лицевой, надбровные дуги отсутствуют. 3. Наличие гибкой кисти руки – органа труда. 4. Хорошо развит мозг, поверхность коры в лобном отделе в двое больше, чем у высших обезьян, характерно появление речи, сознания. 5. Кожа, лишенная шерсти, гигантское рецепторное поле. Приносит в мозг дополнительную информацию.

20. Соотношение биологических и социальных факторов в становлении человека на различных этапах антропогенеза. Значение биологического наследства человека для социального развития и определения здоровья людей.

Биологическое в человеке становится на современном этапе наследством, поэтому эволюция человека идет не столько по биологическим законам, сколько по законам развития человеческого общества. Этапы эволюции человека:

1. Древнейшие стадии гоминизации – происхождения рода homo. а. От одного из 6 видов дриопетеков – ископаемых человекообразных обезьян – 14 млн. лет назад произошли рамопетеки. б. 4 млн. лет назад появились австралопетеки – объем мозга, использовали орудия труда, имеются останки 3 видов. в. 2-3 млн. лет назад – возник человек умелый, объем мозга, использовал каменные орудия из гальки. Изучение этого этапа производят методами палеонтологии и сравнительной анатомии. Этот этап – чисто биологическая эволюция. Благодаря действию эволюционных факторов выработалась вертикальная походка, разделились функции руки и ноги.

2. Эволюция рода хомо до возниконовения современного человека. Примерно 2 млн. лет назад сформировалась группа хомо эректус. Петикантроп – изготваливали орудия труда; синантроп; гендельберский человек (это древнейшие люди, архантропы); палеантропы (древние люди – неандертальцы), жили 300-400 лет назад. На этом этапе к методам палеонтологии и сравнительной анатомии добавляются методы археологии. К элементарным эволюционным факторам подключается действие социальных факторов – это труд, общественный образ жизни, сознание, мышление, речь. Движущей силой эволюции человека была трудовая деятельность. Человек не только применял орудия труда, но и производил их, изменяя предметы природы, потребовалось появление средств общения (речь), детская смертность в коллективе стала меньше, т.е. происходил групповой отбор в пользу человеческих признаков. Большую роль стала играть не внутривидовая борьба, а взаимопомощь и ведущее значение приобрели в эволюции человека социальные факторы.

3. Эволюция современного человека. 100-50 тыс. лет назад появились люди современного типа (неоантропы, кроманьонцы). Основные способы изучения эволюции человека на этом этапе – биохимический, цитогенетический, популяционно-статистический, т.к. эволюционные события происходят в основном на молекулярно-генетическом методе. Структурные гены у человека и шимпанзе сходны в наибольшей степени (примерно 99% белков одинаковы). Морфофизиологические отличия обусловлены преобразованиями в основном регуляторных генов. На этом этапе доминирующим становится социальный фактор. Социальная эволюция развивалась на основе биологической. Человек – биосоциальное существо и в его развитии используется информация двух видов: 1. Биологическицелесообразная информация. Собирается в процессе эволюции, находится в ДНК. Полноценная биологическая информация – необходимая предпосылка для формирования человека как полноценного социального существа. 2. Социальная информация. Сумма знаний, которые создаются, сохраняются и используются поколениями людей. Это программа социального наследования, освоение которой происходит в процессе обучения и воспитания.

20. Понятие о расах и видовое единство человечества. Современная классификация и распространение человеческих рас. Доказательства видового единства человечества: идентичность кариотипа и метисация.

Раса — система популяций человека, характеризующаяся сходством по комплексу определённых наследственных биологических признаков, имеющим внешнее фенотипическое проявление и сформировавшимся в определенном географическом регионе. Черты, характеризующие разные расы, зачастую появляются как результат адаптации к различным условиям среды, происходившей в течение многих поколений. Критерием отличия расы от вида является отсутствие существенных препятствий для создания плодовитого потомства, что приводит к образованию множества переходных форм в области смешения рас.

Морфологические и в меньшей степени физиологические признаки дают возможность выделить внутри человечества три основные большие расы: европеидную, австрало-негроидную и монголоидную.

Европеоиды имеют светлую или смуглую кожу, прямые или волнистые волосы, узкий выступающий нос, тонкие губы и развитый волосяной покров на лице и теле. У монголоидов кожа также может быть как светлой, так и темной, волосы обычно прямые, жесткие, темно пигментированные, косой разрез глаз и эпикант. Негроиды характеризуются темной кожей, курчавыми или волнистыми волосами, толстыми губами и широким, слегка выступающим носом.

Доказательства видового единства и однокорневого происхождения человека и его рас:

1. отсутствие генетической изоляции;

2. существование промежуточных (малых) рас;

3. значительное морфофункциональное сходство у представителей различных рас;

4. одинаковый (в аналогичных условиях) уровень физического и умственного развития.

Метисация – смешение различных человеческих рас между собой. Потомков от этих смешанных браков называют метисами. Метисация имела место с древнейших времён в областях соприкосновения различных расовых групп. Значительного масштаба она достигла в связи с Великими географическими открытиями 15—17 вв. и последующей колониальной экспансией и работорговлей.

20. Основные этапы антропогенеза: понгидная и гоминидная ветви. Проантропы (предлюди), архантропы (древнейшие люди), палеоантропы (древние люди), неоантропы (люди современного типа). Особенности морфологии, образа жизни и трудовой деятельности.

Примерно 25 млн. лет назад от высших гоминоидов отделились две ветви, которые привели к образованию двух семейств: понгид и гоминид.

Понгидная (обезьянья) ветвь эволю­ции пошла в направлении все большего приспособления к дре­весному образу жизни и привела к возникновению современных высших человекообразных обезьян. Другая ветвь — гоминидная (человеческая) —как полагают, развилась в направлении приспособления к на­земному образу жизни и привела к человеку.

1. Проантропы.

Австралопитек

Человек умелый – Homo habilis

Прямохождение, использование различных предметов.

Изготовление орудий труда (чопперы)

2. Архантропы (древнейшие люди)

Человек прямоходящий – Homo erectus (питекантроп, синантроп), Человек гейдельбергский – Homo heidelbergensis

Речь (примитивная, состоящая из отдельных выкриков). Простые формы коллективной деятельности, поддержание огня

3. Палеоантропы (древние люди)

Человек неандерталец – Homo neanderthalensis

Речь (продвинутые формы типа лепета). Сложные формы коллективной деятельности (загонная охота), забота о ближних. Добывание огня.

4. Неоантропы (новые люди)

Человек разумный – Homo sapiens (кроманьонец)

Настоящая речь. Мышление, искусство. Развитие сельского хозяйства, ремесел, религии.

20. Методы изучения антропогенеза. Сущность методов. Результаты применения методов.

Обычно выделяют следующие этапы эволюции человека:

1. Древнейшие стадии гоминизации — происхождение рода Homo.

2. Эволюция рода Homo до возникновения современного человека.

3. Эволюция современного человека.

1. Древнейшие стадии гоминизации – происхождения рода homo. Изучение этого этапа производят методами палеонтологии и сравнительной анатомии. Этот этап – чисто биологическая эволюция.

2. На этом этапе к методам палеонтологии и сравнительной анатомии добавляются методы археологии. В связи с появлением элементов материальной культуры

3. Эволюция современного человека. 100-50 тыс. лет назад появились люди современного типа (неоантропы, кроманьонцы). Объем мозга – 1400 см3. Основные способы изучения эволюции человека на этом этапе – биохимический, цитогенетический, популяционно-статистический, т.к. эволюционные события происходят в основном на молекулярно-генетическом методе.

20. Значение изменений генома в происхождении и дальнейшей эволюции человека.

Геном — содержание генов в гаплоидном наборе хромосом.

Структурные гены у человека и шимпанзе сходны в наибольшей степени (примерно 99% белков одинаковы). Морфофизиологические отличия обусловлены преобразованиями в основном регуляторных генов. На этом этапе доминирующим становится социальный фактор. Социальная эволюция развивалась на основе биологической. Человек – биосоциальное существо и в его развитии используется информация двух видов: 1. Биологическицелесообразная информация. Собирается в процессе эволюции, находится в ДНК. Полноценная биологическая информация – необходимая предпосылка для формирования человека как полноценного социального существа. 2. Социальная информация. Сумма знаний, которые создаются, сохраняются и используются поколениями людей. Это программа социального наследования, освоение которой происходит в процессе обучения и воспитания.

20. Прогрессивная эволюция гоминид и происхождение человека.

1. Древнейшие стадии гоминизации – происхождения рода homo. а. От одного из 6 видов дриопетеков – ископаемых человекообразных обезьян – 14 млн. лет назад произошли рамопетеки. б. 4 млн. лет назад появились австралопетеки, использовали орудия труда, имеются останки 3 видов. в. 2-3 млн. лет назад – возник человек умелый, использовал каменные орудия из гальки. Изучение этого этапа производят методами палеонтологии и сравнительной анатомии. Этот этап – чисто биологическая эволюция. Благодаря действию эволюционных факторов выработалась вертикальная походка, разделились функции руки и ноги.

2. Эволюция рода хомо до возниконовения современного человека. Примерно 2 млн. лет назад сформировалась группа хомо эректус. Петикантроп, изготваливали орудия труда; синантроп; гендельберский человек (это древнейшие люди, архантропы); палеантропы (древние люди – неандертальцы), жили 300-400 лет назад. На этом этапе к методам палеонтологии и сравнительной анатомии добавляются методы археологии. К элементарным эволюционным факторам подключается действие социальных факторов – это труд, общественный образ жизни, сознание, мышление, речь. Движущей силой эволюции человека была трудовая деятельность. Человек не только применял орудия труда, но и производил их, изменяя предметы природы, потребовалось появление средств общения (речь), детская смертность в коллективе стала меньше, т.е. происходил групповой отбор в пользу человеческих признаков. Большую роль стала играть не внутривидовая борьба, а взаимопомощь и ведущее значение приобрели в эволюции человека социальные факторы.

3. Эволюция современного человека. 100-50 тыс. лет назад появились люди современного типа (неоантропы, кроманьонцы). Основные способы изучения эволюции человека на этом этапе – биохимический, цитогенетический, популяционно-статистический, т.к. эволюционные события происходят в основном на молекулярно-генетическом методе. Структурные гены у человека и шимпанзе сходны в наибольшей степени (примерно 99% белков одинаковы). Морфофизиологические отличия обусловлены преобразованиями в основном регуляторных генов. На этом этапе доминирующим становится социальный фактор. Социальная эволюция развивалась на основе биологической. Человек – биосоциальное существо и в его развитии используется информация двух видов: 1. Биологическицелесообразная информация. Собирается в процессе эволюции, находится в ДНК. Полноценная биологическая информация – необходимая предпосылка для формирования человека как полноценного социального существа. 2. Социальная информация. Сумма знаний, которые создаются, сохраняются и используются поколениями людей. Это программа социального наследования, освоение которой происходит в процессе обучения и воспитания.