Принципы (модусы) эволюции органов и функций

1. Усиление главной функции. Может происходить разными путями: увеличение однородных компонентов данного органа (например, увеличение числа альвеол в легких); изменение строение органа (замещение гладкой мускулатуры поперечно-полосатой).

2. Ослабление главной функции. Например, уменьшение волосяного покрова у водных млекопитающих, при котором функция терморегуляции постепенно сходила на «нет».

3. Полимеризация. Увеличение числа гомологичных органов, выполняющих одну ту же функцию. Примером может служить вторичное увеличение хвостовых позвонков у длиннохвостых млекопитающих, что приводит к увеличению гибкости позвоночника.

4. Олигомеризация. Уменьшение числа компонентов данной системы и компенсация функций перестраивающихся или исчезающих элементов за счет интенсификации оставшихся. Может происходить за счет слияния органов и структур. Например, у позвоночных, крестцовые позвонки слились с тазовыми костями

5. Уменьшение числа функций (превращении ног в ласты у китообразных)

6. Расширение числа функций. У ксерофитов стебли выполняют кроме механической проводящей, еще и функцию запасания воды

7. Разделение функций. У предков рыб был единый плавник, в процессе эволюции он дифференцировался на анальный, спинной и хвостовой

8. Редукция функций органов (например, у птиц редукция зубов, связана с развитием мускульного желудка)

9. Замещение функций и органов или субституция.

Субституция – замещение одного органа другим или передача функций от одного органа другому. Различают субституцию органов и субституцию функций.

Субституция органов или гомотопная субституция – замещение в ходе эволюции одного органа другим, занимающим сходное положение в организме и выполняющим биологически равноценную функцию. Орган, который замещается, редуцируется и идет прогрессивное развитие замещающего органа (замена хорды хрящом, а затем костным позвоночником).

В ряде случаев субституция приводит к появлению аналогичных органов. Например, листья у растений замещаются филлодиями (уплощенными черешками) или филлокладиями (уплощенными стеблями).

Субституция функций или гетеротопная субституция – утрата в ходе эволюции одной из функций (при этом выполняющий ее орган редуцируется) и замещение ее другой, биологически равноценной, которую выполняет другой орган.

Например, перемещение тела у змей при помощи изгибаний позвоночника (конечности редуцируются). Дыхание с помощью жабр, у наземных позвоночных замещено газообменом в легких.

Практически при всех перестройках организации в ходе филогенеза отдельных органов и их систем прослеживается интенсификация функций, которая означает, что по данной функции идет движущий отбор. Интенсификация функций, как правило, приводит к специализации органов, т.е. к уменьшению числа функций данного органа. Это происходит в тех случаях, когда условия функционирования данного органа стабильны.

Вопросы для самоконтроля:

1. Что такое адаптация и адаптациогенез?

2. Какие стадии адаптациогенеза вы знаете?

3. Что такое мультифункциональность?

4. Перечислите принципы эволюции органов и функций.