Учебник биология — вунмц 2000

ПРЕДМЕТЫ

• Анатомия
• Акушерство и гинекология
• БЖД, медицина катастроф
• Биохимия
• Биология
• Гистология
• Гигиена
• Генетика
• Диетология
• Дерматовенерология
• Инфекционные болезни
• Культурология
• Лабораторная диагностика
• Летняя практика
• Лучевая диагностика
• Медицинская информатика
• Микробиология
• Неврология
• Общественное здоровье
• Общий уход

• Онкология
• Патологическая анатомия
• Патофизиология
• Педиатрия
• Правоведение
• Пропедевтика внутр. болезней
• Пропедевтика детских болезней
• Психиатрия
• Психология и педагогика
• Судебная медицина
• Терапия
• Топографическая анатомия
• Урология
• Фармакология
• Физика
• Физиология
• Философия
• Хирургия
• Эндокринология
• English

ФИЛОГЕНЕЗ СКЕЛЕТА

Низшие хордовые живут в воде, высшие – преимущественно на суше. Перемещение из более плотной водной среды в воздушную привело к значительному усложнению скелета и мускулатуры, в частности, усложнился скелет конечностей и их поясов, увеличилось количество специализированных мышц, обслуживающих конечности. Основные функции скелета: опора, основа для прикрепления мышц, участие в минеральном обмене.

В основе осевого скелета лежит хорда, затем вокруг хорды сформировались позвонки, они дифференцировались, увеличивалось количество отделов позвоночника, у человека в связи с прямохождением сформировались изгибы – 2 кифоза и 2 лордоза, а остатки хорды сохранились только в центральных участках межпозвоночных дисков.

Таким образом, у рыб имеются два отдела позвоночника:

–        туловищный (туловищные позвонки сочленены с ребрами);

–        хвостовой;

у амфибий:

–        добавляются шейный и крестцовый отделы (по 1 позвонку);

у рептилий:

–        шейный (8 позвонков, I — атлант, II – аксис);

–        грудной (сочленены с ребрами, некоторые из которых спереди сочленены с грудиной);

–        поясничный, крестцовый (содержат большее количество позвонков);

–        хвостовой;

у птиц:

–        шейный (до 25 позвонков);

–        грудной;

–        поясничный крестцовый и часть позвонков хвостового прочно соединены, образуя мощный крестец;

у млекопитающих:

–        шейный (7 позвонков);

–        грудной (9-24 позвонка);

–        поясничный (3-9 позвонков);

–        крестцовый (позвонки срастаются);

–        хвостовой (копчиковый).

У человека встречаются различные дефекты формирования позвоночного канала, через которые могут выходить спинномозговые грыжи, а также формирование патологических изгибов, в том числе боковых (сколиозы), может сохраняться хвостовой отдел.

Скелет головы делят на мозговой и висцеральный череп. В процессе эволюции шло уменьшение числа костей мозгового черепа, замена хрящевых частей на костные, уменьшение количества подвижных элементов. Число жаберных дуг висцерального скелета также прогрессивно уменьшалось. I и II жаберные дуги видоизменились и дали начало челюстям, костям лицевого черепа, слуховым костям, хрящам гортани.

У рыб I (челюстная, состоит из небно-квадратного и меккелева хрящей) дуга непосредственно соединяется со II дугой (состоит из гиомандибулярного хряща и гиоида). Такой тип соединения мозгового и лицевого черепа называется гиостильным (т.к. II дуга соединяется с гиомандибулярным хрящом). Начиная с земноводных, I дуга своим небно-квадратным хрящом срастается с основанием мозгового черепа. Такой тип соединения называется аутостильным. Из гиомандибулярного хряща формируется слуховая кость столбик, из которой в дальнейшем формируется стремечко. При нарушениях онтогенеза у человека может быть только одна эта слуховая кость (как у амфибий и рептилий) вместо трех.

Рассмотрим строение органа слуха у различных классов позвоночных. У рыб имеется только внутреннее ухо, включающее перепончатый лабиринт с отолитами, полукружные каналы и зачаток улитки.

У амфибий имеется внутреннее ухо такого же строенияи среднее ухо с одной слуховой костью и барабанной перепонкой.

У рептилий внутреннее ухо состоит из улитки и полукружных каналов, среднее — такое же как у амфибий, есть зачаток наружного слухового прохода.

У птиц хорошо сформирован наружный слуховой проход.

У млекопитающих внутренее ухо включает улитку 2,5 оборота, полукружные каналы, мешочек, маточку; среднее ухо – барабанную полость, в которой находятся слуховые кости – стремечко (остаток гиомандибулярного хряща), наковальня (остаток небно-квадратного хряща), молоточек (остаток меккелева хряща), имеется барабанная перепонка, наружное включает наружный слуховой проход и ушную раковину.

Таким образом, в висцеральном скелете в процессе эволюции хрящевые челюсти сменялись костными, изменился тип крепления челюстей, изменилась функция элементов висцеральных дуг.

В скелете конечностей сформировались пояса с подвижно прикрепленным скелетом свободных конечностей; сформировалась пятипалая конечность наземного типа; уменьшилось число костей в дистальных отделах; удлинялись проксимальные и укорачивались дистальные отделы конечностей.

У человека могут быть следующие пороки: полидактилия и полифалангия (увеличение числа пальцев и фаланг соответственно); перемещение пояса верхних конечностей на уровень I-II грудных позвонков — болезнь Шпренгеля; врожденные аномалии ребер и деформации грудной клетки — воронководная, килевидная и др.

Критика

С XIX века выводы Геккеля и Мюллера подвергались критике.Были выявлены несовершенства основного биогенетического закона:

• особь не повторяет все этапы эволюции и проходит стадии исторического развития в сжатой форме;
• сходство наблюдается не у эмбрионов и взрослых особей, а у двух разных эмбрионов на определённом этапе развития (жабры млекопитающих схожи с жабрами зародышей рыб, а не взрослых особей);
• неотения – явление, при котором взрослая стадия напоминает личиночное развитие предполагаемого предка (сохранение на протяжении всей жизни младенческих свойств);
• педогенез – вид партеногенеза, при котором размножение происходит на стадии личинки;
• значительные различия на стадиях бластулы и гаструлы у позвоночных, сходство наблюдается на более поздних стадиях.

Установлено, что закон Геккеля-Мюллера никогда не выполняется полностью, всегда находятся отклонения и исключения. Некоторые эмбриологии отмечали, что биогенетический закон – всего лишь иллюзия, не имеющая под собой серьёзных предпосылок.

Закон пересмотрел биолог Алексей Северцов. На основе биогенетического закона он разработал теорию филэмбриогенеза. Согласно гипотезе изменения исторического развития обуславливаются изменениями на личиночной или эмбриональной стадии развития, т.е. онтогенез изменяет филогенез.

Северцов разделил признаки эмбрионов на ценогенезы (приспособления к личиночному или эмбриональному образу жизни) и филэмбриогенезы (изменения эмбрионов, которые приводят к видоизменению взрослых особей).

К ценогенезу Северцов относил:

• зародышевые оболочки;
• плаценту;
• яйцевой зуб;
• жабры личинок земноводных;
• органы прикрепления у личинок.

Рис. 3. Яйцевой зуб – пример ценогенеза.

Ценогенез «облегчил» жизнь личинок и эмбрионов в ходе эволюции. Поэтому сложно проследить развитие филогенеза по эмбриологическому развитию.

Филэмбриогенез делится на три вида:

• архаллаксис – изменения на первых стадиях онтогенеза, при котором дальнейшее развитие организма идёт по новому пути;
• анаболия – увеличение онтогенеза путём возникновения дополнительных стадий эмбрионального развития;
• девиация – изменения на средних стадиях развития.

Что мы узнали?

Из урока биологии 9 класса узнали о законе Геккеля-Мюллера, согласно которому каждая особь в ходе онтогенеза проходит стадии филогенеза. Закон не работает в «чистом» виде и имеет массу допущений. Биолог Северцов разработал более полную теорию индивидуального развития.

1. /10

   Вопрос 1 из 10

   В чём заключается закон Геккеля-Мюллера?

   • Онтогенез – быстрое повторение филогенеза
   • Филогенез – быстрое повторение онтогенеза
   • Эмбриологическое развитие является доказательством теории эволюции
   • Эмбриологическое развитие противоречит теории эволюции

ФИЛОГЕНЕЗ НАРУЖНЫХ ПОКРОВОВ

Основные функции покровов – отграничение и защита многоклеточного организма. Покровы позвоночных приобретают многочисленные дополнительные функции. У хордовых покровы состоят из:

–        эпидермиса, развивающегося из эктодермы;

–        дермы, развивающейся из мезодермы.

Направления эволюции следующие:

–        однослойный эпидермис (ланцетник) становится многослойным (у позвоночных), слои дифференцируются и ороговевают снаружи; появляются производные эпидермиса – роговые чешуи, когти, волосы и т.д.

–        тонкая, студенистая соединительная ткань дермы утолщается, приобретает прочность за счет увеличения количества волокон.

Эпидермис и дерма имеют многочисленные производные: хроматофоры, чешую, роговые щитки, панцири, пластинки, клюв, когти, перья, волосы, рога, копыта. У всех хордовых есть железы. У низших – это одноклеточные слизистые железы, начиная с рыб, появляются ядовитые железы, затем сальные (у птиц), у млекопитающих добавляются млечные и потовые железы.

У человека могут быть следующие нарушения онтогенеза покровов: альбинизм (полная) и витилиго (неполная) депигментация кожи, алопеция (отсутствие) и гипертрихоз (избыточный рост) волос, гиперкератоз и пахионихия – утолщение соответственно эпидермиса и ногтей, полителия и полимастия – увеличение числа соответственно сосков и млечных желез.

References

1. Парамонов А.А. Дарвинизм. М.: Изд-во Просвещение, 1978. 335 с.
2. Георгиевский А.Б. Дарвинизм. М.: Изд-во Просвещение, 1985. 271 с.
3. Воронцов Н.Н. Развитие эволюционных идей в биологии. М.: Изд-во Прогресс Традиция, 1999. 640 с.
4. История биологии с древнейших времен до начала XX века / под ред. С.Р. Микулинского. М.: Изд-во «Наука», 1972. 536 с.
5. История биологии с начала XX века до наших дней / под ред. Л.Я. Бляхера. М.: Изд-во «Наука», 1975. 660 с.
6. Северцов А.С. Основы теории эволюции. М.: Изд-во МГУ, 1987. 320 с.
7. Яблоков А.В., Юсуфов А.Г. Эволюционное учение. М.: Изд-во «Высшая школа», 1998. 335 с.
8. Северцов А.С. Теория эволюции. М.: Изд-во «ВЛАДОС», 2005. 380 с.
9. Тыщенко В.П. Введение в теорию эволюции. М.: Изд-во «КомКнига», 2010. 240 с.
10. Ламехов Ю.Г., Ламехова Е.А. Методика изучения темы «Направление эволюции органического мира» в разделе «Общая биология» средней общеобразовательной школы // Мир науки, культуры, образования. 2019. № 2 (75). С. 44–48.
11. Ламехов Ю.Г., Ламехова Е.А. Методика изучения популяции в школьном курсе биологии // Самарский научный вестник. 2019. Т. 8, № 1 (26). С. 265–271.
12. Ламехов Ю.Г., Ламехова Е.А. Отбор содержания и методика изучения темы «Естественный отбор» в средней и высшей школе // Научно-методический электронный журнал «Концепт». 2019. № 4 (апрель). С. 12–22. doi: 10.24411/2304-120X-2019-11026.
13. Шмальгаузен И.И. Проблемы дарвинизма. Л.: Изд-во «Наука», 1969. 492 с.
14. Берман З.И., Завадский К.М., Зеликман А.Л., Парамонов А.А., Полянский Ю.И. Современные проблемы эволюционной теории. Л.: Изд-во «Наука», 1967. 488 с.
15. Дарвин Ч. Происхождение видов путем естественного отбора. М.: Изд-во «Просвещение», 1987. 383 с.
16. Уткина Т.В., Ламехов Ю.Г., Ламехова Е.А. Биологическое разнообразие Челябинской области. Челябинск: Изд-во ЧИППКРО, 2015. 200 с.
17. Куликов П.В. Конспект флоры Челябинской области (сосудистые растения). Екатеринбург – Миасс: Изд-во Геотур, 2005. 537 с.
18. Захаров В.Д. Птицы Южного Урала. Миасс: Изд-во ИГЗ УрО РАН, 2006. 228 с.
19. Ламехов Ю.Г. Гнездовая жизнь озерной чайки и черношейной поганки на Южном Урале: монография. Челябинск: Изд-во Челяб. гос. пед. ун-та, 2008. 240 с.
20. Ламехов Ю.Г., Буланова М.А. Пространственно-временная структура поливидовых и моновидовых колоний птиц и элиминация в раннем онтогенезе: монография. Челябинск: Изд-во Южно-Урал. гос. гуман.-пед. ун-та, 2017. 207 с.
21. Болотников А.М., Шураков А.И., Каменский Ю.Н. Экология раннего онтогенеза птиц. Свердловск: Изд-во УНЦ АН СССР, 1985. 228 с.
22. Шураков А.И. Экология размножения и раннего онтогенеза воробьинообразных птиц: дис. … д-ра биол. наук: 03.00.08. Пермь, 1978. 323 с.
23. Арбузова Е.Н. Рефлексивная система обучения школьников биологии // Биология в школе. 2016. № 7. С. 42–47.

Биология — Биогенетический закон — Научная критика биогенетического закона и дальнейшее развитие учения о связи онтогенеза и филогенеза

Биогенетический закон Примеры выполнения биогенетического закона Факты, противоречащие биогенетическому закону Связь биогенетического закона с дарвинизмом Критика со стороны креационистов

Накопление фактов и теоретические разработки показали, что биогенетический закон в формулировке Геккеля в чистом виде никогда не выполняется. Рекапитуляция может быть только частичной.

Эти факты заставили многих эмбриологов полностью отвергать биогенетической закон в Геккелевских формулировках. Так, С. Гилберт пишет: «Такая точка зрения была научно дискредитирована даже раньше, чем была предложена,… Поэтому она распространилась в биологии и общественных науках… прежде, чем было показано, что в ее основе лежат ложные предпосылки» . Столь же резко высказываются Р. Рэфф и Т

Кофмен :»Вторичное открытие и развитие Менделевской генетики на рубеже двух столетий покажет, что в сущности биогенетический закон — это всего лишь иллюзия», «Последний удар биогенетическому закону был нанесен тогда, когда стало ясно, что …морфологические адаптации имеют важное значение… для всех стадий онтогенеза»

В каком-то смысле в биогенетическом законе перепутаны причины и следствия. Филогенез есть последовательность онтогенезов, следовательно, изменения взрослых форм в ходе филогенеза могут основываться только на изменениях онтогенеза. К такому пониманию соотношения онто- и филогенеза пришел, в частности, А.Н. Северцов, который в 1912-1939 гг разработал теорию филэмбриогенезов . Согласно Северцову, все эмбриональные и личиночные признаки делятся на ценогенезы и филэмбриогенезы. Термин «ценогенез», предложенный Геккелем, Северцов трактовал иначе; для Геккеля ценогенез был противоположностью палингенеза. Северцов термином «ценогенез» обозначал признаки, которые служат приспособлениями к эмбриональному или личиночному образу жизни и у взрослых форм не встречаются, так как не могут иметь для них адаптивного значения. К ценогенезам Северцов относил, например, зародышевые оболочки амниот, плаценту млекопитающих, яйцевой зуб зародышей птиц и рептилий и др.

Филэмбриогенезы — это такие изменения онтогенеза, которые в ходе эволюции приводят к изменению признаков взрослых особей. Северцов разделил филэмбриогенезы на анаболии, девиации и архаллаксисы. Анаболия — удлинение онтогенеза, сопровождающееся надставкой стадий. Только при этом способе эволюции наблюдается рекапитуляция — признаки зародышей или личинок потомков напоминают признаки взрослых предков. При девиации происходят изменения на средних стадиях развития, что приводят к более резким изменениям в строении взрослого организма, чем при анаболии. При этом способе эволюции онтогенеза рекапитулировать признаки предковых форм могут лишь ранние стадии потомков. При архаллаксисах изменения происходят на самых ранних стадиях онтогенеза, изменения в строении взрослого организма наиболее часто существенны, а рекапитуляции невозможны.