Структурные преобразования в органах и системах органов, приводящие к изменению функций

1.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ ИМЕНИ С.И.ГЕОРГИЕВСКОГО
ФГАОУ ВО «КФУ ИМ. В.И.ВЕРНАДСКОГО»
Структурные преобразования в органах и системах
органов, приводящие к изменению функций:
полимеризация, олигомеризация, редукция,
дифференцировка, возникновение нового органа
или дополнительной структуры, субституция.
Примеры преобразований у позвоночных и
человека.
Выполнила: Студентка группы Л1 –
192В Алексанян А. Г.
Проверила: Доцент Смирнова С. Н.

2.

• Известно более полутора десятков способов эволюции органов и
функций, принципов их преобразования. Главнейшими из них
являются:
• Принципы олигомеризации и полимеризации;
• Субституция;
• Редукция;
• Дифференцировка;
• Смена функций;
• Принцип снижения функций;
• Усиление, активация, иммобилизация разделение, симмиляция
функций.

3.

Полимеризация
ПОЛИМЕРИЗАЦИЯ органов (или органелл у простейших), процесс
увеличения в филогенезе числа равноценных гомологичных
образований в организме. Принцип полимеризации выдвинут в 1929
году В. А. Догелем. Полимеризация обеспечивает множественность
элементов данной биологической системы, повышая надёжность её
работы за счёт взаимозаменяемых компонентов. При
полимеризации происходит некоторая децентрализация и
дезинтеграция организма.
Полимеризация наиболее характерна для простейших
(полимеризация ядер, жгутиков, сократительных вакуолей и других
структур, например у полимастигин).
Полимеризация происходит также в процессе эволюции
многоклеточных животных, например увеличение числа жаберных
щелей у бесчерепных, органов половой системы у ленточных

4.

Полимеризация структур происходит, например, при увеличении
числа фаланг в кисти некоторых китообразных.
Процесс полимеризации характерен для многих групп растений
(увеличение числа лепестков или тычинок в цветке).
Полимеризация создаёт резервы гомологических структур в
организме, которые могут быть использованы в процессе
дальнейшей дифференциации. В этом случае полимеризация
может сменяться олигомеризацией гомологических структур.
Морфологический ряд полимеризации
семенников путём их фрагментации у
моногенетических сосальщиков семейства
Monocotylidae: 1 — Heterocotyle; 2 —
Empruthotrema; 3 — Dionchus; 4 — Monocotyle; 5
— Calicocotyle.

5.

Олигомеризация
Олигомеризация органов - уменьшение числа гомологичных
(имеющих общее происхождение) органов в процессе
эволюции.
Олигомеризация органов реализуется в эволюции всех
основных филогенетических стволов многоклеточных
животных. Сопровождается прогрессивной морфологической
и функциональной дифференцировкой.
Учение об олигомеризации органов как важном
морфофизиологическом принципе эволюции многоклеточных
животных разработано в 1930-1950-х гг. советским учёным В.
А. Догелем.

6.

В эволюции одноклеточных (в отличие от многоклеточных) преобладает не
олигомеризация, а полимеризация (увеличение, умножение) частей
организма (органоидов клетки)[1]. Понятие полимеризация органов
(увеличение числа гомологичных органов или органоидов в процессе
эволюции) как важного морфо-физиологического принципа в эволюции
простейших было обосновано В. А. Догелем в 1929 году. У одноклеточных
во всех прогрессивных филогенетических ветвях (инфузории,
фораминиферы, радиолярии и некоторые другие) наблюдается увеличение
числа органоидов. Одно из проявлений — полиэнергидность
(множественность ядер).
Необходимо отметить, что олигомеризация наблюдается не только в
эволюции животных (у растений, например, олигомеризация приводит к
образованию цветка).
Новые органы в филогенезе могут возникать, например, из-за:перемены
образа жизниперехода от сидячего образа жизни к подвижномуот водного к
наземномуУ членистоногих в ряде групп количество сегментов
сокращается и становится постоянным; иногда они объединяются в группы
(голова, грудь и брюшко; просома и опистосома и т. п.), которые
специализируются на выполнении определённых функций.

7.

Редукция
В биологии редукцией называют уменьшение размеров
органов, упрощение их строения, а нередко и утрата
свойственной им функции. Иногда редукцией называют
полное исчезновение органа или ткани в процессе эволюции.

8.

Дифференцировка
Дифференцировка клеток — процесс реализации генетически
обусловленной программы формирования специализированного
фенотипа клеток, отражающего их способность к тем или иным
профильным функциям. Дифференцировка меняет функцию
клетки, её размер, форму и метаболическую активность.
В процессе дифференцировки менее специализированная клетка
становится более специализированной. Например, моноцит
развивается в макрофаг, промиобласт развивается в миобласт,
который формирует мышечное волокно, образуя синцитий.
Деление, дифференцировка и морфогенез — основные процессы,
обеспечивающие развитие из одиночной клетки (зиготы)
многоклеточного организма, содержащего клетки самых
разнообразных видов.

9.

10.

ДИФФЕРЕНЦИРО́ВКА (дифференциация онтогенетическая),
процесс приобретения клетками развивающегося зародыша
устойчивых химич., морфологич. и функциональных различий; лежит в основе формирования специализированных тканей и органов. Д. наступает вслед за выбором клеткой направления пути развития – детерминацией. Число типов дифференцир. (специализированных) клеток возрастает по ходу эволюции многоклеточных организмов. Напр., у губок (примитивно организованных многоклеточных) имеется неск. десятков
типов дифференцир. клеток, а у позвоночных животных и человека – неск. сотен (по миним. оценкам, а с учётом клеток,
продуцирующих разные типы антител, – неск. миллионов).
Примерами дифференцир. клеток у позвоночных животных и
человека являются разл. типы мышечных, нервных, соединительнотканных, эпителиальных клеток. Д. постоянно обновляющихся клеток (клеток крови, эпителиальных) протекает у
этих организмов и во взрослом состоянии.

11.

12.

Дедифференцировка
Дедифференцировка — процесс, обратный дифференцировке.
Частично или полностью дифференцировавшаяся клетка
возвращается в менее дифференцированное состояние.
Обычно является частью регенеративного процесса и чаще
наблюдается у низших форм животных, а также у растений.
Например, при повреждении части растения клетки,
соседствующие с раной, дедифференцируются и интенсивно
делятся, формируя каллус. При помещении в определённые
условия клетки каллуса дифференцируются в недостающие
ткани. Так при погружении черенка в воду из каллуса
формируются корни. С некоторыми оговорками к явлению
дедифференцировки можно отнести опухолевую
трансформацию клеток.

13.

Субституция
• Субституция – замещение в процессе эволюции одного органа
другим, который занимает собой подобное положение в
организует выполняет биологически равноценную функцию. В
этом случае происходит редукция органа, замещение и
прогрессивное развитие нового органа.
• Например, у хордовых осевой скелет – хорда – замещается
сначала хрящевым, затем костным позвоночником.

14.

Полимеризация - увеличение (альвеол, нефронов, клеток мозга).
Олигомеризация – уменьшение числа структурных единиц (пальцев, жаберных щелей,
зубов)
Дифференцировка органа на отделы (сердце, позвоночник, нефрон).
Субституция - замещение органа (органная) или ткани (тканевая).
Гомотопная – на том же месте (разные виды чешуй, кость на месте другой ткани).
Гетеротопная – в ином месте (три вида почек – головная, туловищная и тазовая).

15.

Другие принципы преобразования
органов и их функций:
Смена функций: при изменении условий существования главная функция
может терять значение, а какая-либо из второстепенных – приобрести
значение главной (разделение у птиц желудка на два – железистый и
мускульный).
Принцип расширения функций: нередко сопровождает прогрессивное
развитие (хобот слона, уши африканского слона).
Принцип сужения функций (ласты кита).
Усиление, или интенсификация функций: связано с прогрессивным
развитием органа, большей его концентрацией (прогрессивное развитие
головного мозга млекопитающих).

16.

Активация функций – превращение пассивных органов в активные
(ядовитый зуб у змей).
Иммобилизация функций: преобразование активного органа в
пассивный (потеря подвижности верхней челюсти в ряду
позвоночных).
Разделение функций: сопровождается разделением органа (например,
мышцы, части скелета) на самостоятельные отделы. Примером может
служить разделение непарного плавника рыб на отделы и связанные с
этим изменения функций отдельных частей. Передние отделы спинные и анальные плавники становятся рулями, направляющими
движение рыбы, хвостовой отдел – основным двигательным органом.
Симиляция функций: ранее различные по форме и функциям органы
становятся подобными друг другу (у змей сходные сегменты тела
возникли в результате симиляции их функций).

17.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!!!!!