Форма и функция органа тесно взаимосвязаны. Эта взаимосвязь вырабатывалась в процессе эволюции. Эволюционные изменения органов осуществляются разными способами и в разном темпе. Основой филогенетических изменений органов (внешних и внутренних) является их мультифункциональность. Примером этой особенности является многофункциональность конечности наземных млекопитающих (функции бега, плавания, рытья земли, вычесывания шерсти, придерживания разгрызаемой кости и т. д.). Среди множества функций выделяют главную функцию органа. Эволюционные изменения органов весьма многообразны, взаимосвязаны и поэтому эволюционирует не только орган, но и организм в целом.
Выделяют более 15 способов филогенетических изменений органов и функций. Остановимся на характеристике основных способов.
Интенсификация (усиление) функций достигается за счет увеличения числа однородных компонентов, из которых состоит орган, например, увеличение количества туловищных сегментов у ползающих рептилий, легочных альвеол у наземных позвоночных и др. Усиление функции может идти за счет перестройки структуры. Например, у некоторых простейших таким путем вырабатывались защитные приспособления в виде раковин, способность к передвижению с помощью жгутиков. Усиление функции фотосинтеза достигалось за счет образования палисадной ткани растений. Интенсификация функций, по А. Н. Северцову, — основной тип филогенетического изменения органов.
Расширение числа функций. У некоторых растений и животных органы могут выполнять дополнительную функцию и этим обусловливаются филогенетические изменения органа и организма. Например, антенны дафний выполняют функцию органов чувств, они же используются при плавании дафний. У летающих рыб грудные плавники выполняют дополнительную функцию планирования при полете над водой. Стебли и листья некоторых ксерофитных растений (кактусы; агавы) приобрели способность накапливать воду. При расширении функций сохраняется главная и увеличивается число дополнительных функций.
Уменьшение числа функций в сравнении с предками также ведет к эволюционным изменениям органа. Пятипалый тип конечностей наземных позвоночных мультифункционален. В связи с приспособлениями к определенным условиям среды и специализацией происходит усиление одной функции органа и потеря других. Примерами таких изменений могут быть конечности непарно- и парнокопытных, рукокрылых. Таким образом, с усилением одной функции подавляются другие.
Смена функций — такой способ филогенетического превращения органа при изменении условий существования, при котором второстепенная функция предков становится главной у их потомков, а главная ослабевает и становится второстепенной. Такая смена ведет к существенной эволюционной перестройке. Например, у водных млекопитающих функция плавания постепенно стала главной, и это привело к изменению строения конечностей (моржи, котики, тюлени и др.). У некоторых растений второстепенная функция временного хранения запасных веществ отдельными органами становится главной и постоянной (клубни картофеля, топинамбура и др.).
Замещение органа (субституция) наблюдается, когда один орган исчезает, а его функцию берет на себя другой неродственный орган. Осевой орган низших хордовых — хорда — замещается у позвоночных хрящевым, а затем костным позвоночником.
Полимеризация органов и структур — увеличение числа однородных органов и структур как один из способов филогенетического изменения и приобретения дополнительных адаптации. Примеры: увеличение числа хвостовых позвонков у длиннохвостых млекопитающих, однородные структуры кольчатых и плоских червей, увеличение числа лепестков или тычинок в цветке растений и др. Полимеризация (увеличение числа органелл) была одним из прогрессивных способов эволюции одноклеточных.
Олигомеризация органов и структур — эволюционное явление, противоположное полимеризации, при этом происходят уменьшение числа структур и их преобразование. Это явление наблюдается при концентрации чувствительных клеток у беспозвоночных и образовании нервных ганглиев, органов чувств. У многих позвоночных прежде отдельные крестцовые позвонки слились с тазовыми костями и образовали прочную структуру, усиливающую функцию опоры. Прогрессивные эволюционные изменения многоклеточных происходили главным образом на основе олигомеризации.
Рассмотренные принципы филогенетических изменений органов указывают на тесную взаимосвязь формы и функции в эволюции. Поэтому лучше рассматривать эти изменения как морфофизиологические превращения, осуществляемые в целостном организме под контролем естественного отбора.
—Источник—
Богданова, Т.Л. Справочник по биологии/ Т.Л. Богданова [и д.р.]. – К.: Наукова думка, 1985.- 585 с.
Предыдущая глава ::: К содержанию ::: Следующая глава
