Роль естественного отбора
В процессе эволюции естественный отбор по-разному влияет на взаимосвязи внутри организма.
- Корреляции частного характера имеют ограниченное значение и часто исчезают в ходе исторического развития.
- Корреляции общего характера, напротив, сохраняются даже при глубоких структурных изменениях, так как они полезны в широком спектре условий. Характерный пример — взаимозависимость между развитием органа и системами, которые его обеспечивают (кровообращение, иннервация, мускулатура).
Важную роль играют первичные эмбриональные закладки. Например, у всех позвоночных зачаток хордомезодермы строго определяет последующее развитие нервной трубки.
Виды онтогенетических корреляций
В индивидуальном развитии выделяют три основных типа взаимозависимостей:
- Геномные корреляции. Являются базой для остальных форм. Они обусловлены взаимодействием генов. Ключевую роль здесь играют Hox-гены (у млекопитающих и человека их 39), которые в ходе эмбриогенеза регулируют формирование различных частей тела, контролируя комплексы других генов. Важнейший механизм — плейотропия (множественное действие гена), как, например, при фенилкетонурии, где один ген вызывает и умственную отсталость, и нарушения обмена, и сбои пигментации. Эволюция кластеров Hox-генов шла путем дупликации (от дрозофилы к позвоночным), сохраняя гомологию зон экспрессии.
- Морфогенетические корреляции. Свойственны ранним стадиям развития зародыша, когда функции органов еще не сформированы. Они базируются на эмбриональной индукции (например, хорда индуцирует развитие нервной трубки, а вольфов канал — мезонефроса) и образовании морфогенетических полей. Ранее возникшие зачатки определяют развитие последующих.
- Эргонтические корреляции. Проявляются позже, в период роста или у взрослого организма. Они вызваны функциональной взаимозависимостью. Яркий пример: степень развития костного выступа напрямую зависит от степени развития прикрепленной к нему мышцы (при параличе жевательных мышц у горилл не развиваются черепные гребни).
Филогенетические корреляции (координации)
Координации — это эволюционно закрепленные взаимосвязи между органами. Они делятся на три типа:
- Топографические. Обусловлены пространственным, а не функциональным расположением. Они базируются на морфогенетических корреляциях и определяют общий план строения таксона (например, наличие у млекопитающих диафрагмы, левой дуги аорты, шерсти и млечных желез).
- Динамические. Основаны на функциональной связи. Пример: соответствие между высокоразвитым периферическим органом обоняния и крупными обонятельными долями мозга у млекопитающих.
- Биологические. Косвенная связь между органами, не объединенными ни функцией, ни топографией. Связующим звеном выступает среда обитания или тип питания. Так, у плотоядных животных сочетаются развитые клыки, короткий кишечник и когти, а у травоядных — плоские зубы, длинный кишечник и копыта.
Чтобы запомнить виды координаций, используйте аббревиатуру ТДБ (Топографические, Динамические, Биологические). Топография — место, Динамика — функция, Биология — экология/пища.
Вопросы с занятий и экзамена
Что такое геномные корреляции?
Это основа всех остальных корреляций, обусловленная свойствами и взаимодействием генов. Главный механизм — плейотропия (когда один ген влияет на несколько признаков).
В чем разница между морфогенетическими и эргонтическими корреляциями?
Морфогенетические характерны для ранних стадий и основаны на эмбриональной индукции, когда функции еще нет. Эргонтические появляются позже и зависят именно от функциональной связи органов.
Что такое биологические координации?
Это эволюционная взаимосвязь органов, которые не связаны между собой напрямую (ни функционально, ни пространственно), но сопряжены из-за общих условий среды или типа питания (например, клыки и короткий кишечник у хищников).
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы эмбриональной индукции
- Свойства и функции морфогенетических полей
- Эволюция Hox-генов у позвоночных и беспозвоночных
- Плейотропное действие генов на примерах наследственных заболеваний
- Формирование общего плана строения хордовых
Разберите тему целиком в курсе «Биология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Онтогенетические и филогенетические корреляции» и ещё 3 793 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 124 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Общие закономерности филогенеза организмов»
Бесплатные видеоуроки: биологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.