Наука и техника Наука и техника - Некоторые проблемы становления многоклеточности
  22.10.2018 г.  
Главная arrow Живое arrow Белковые структуры arrow Некоторые проблемы становления многоклеточности
Главное меню
Главная
Новости
Блог
Ссылки
Контакты
Поиск
Карта сайта
Философия
Сознание
Материализм
Лингво
Эволюция
Кибернетика
Био
Эмоции
Живое
Психика
Некоторые проблемы становления многоклеточности
Рейтинг: / 0
ХудшаяЛучшая 
15.08.2010 г.
Некоторые проблемы становления многоклеточности
И. Е. Амлинский
1. Введение
В неисчерпаемом многообразии животных форм, населяющих нашу планету, почти полтора миллиона видов, известных науке, т. е. около 99%, приходится на многоклеточные формы - Metazoa - и примерно лишь 1 % (15 тысяч видов) составляют одноклеточные микро-скопические организмы, образующие единственный тип-«Простейшие» (Protozoa). Примерно такое же соотношение характерно и для растительного мира.
Если не говорить о доклеточных формах жизни (как их принято называть, исходя из современного уровня наших знаний), разделение всех живых существ на две чрезвычайно неравномерно распространенные в природе системы организации - одноклеточные и многоклеточные - отражает одну из наиболее четких классификационных граней, характеризующих филогенетическую и морфофизиологическую эволюцию животного и растительного мира.
Это дает основание рассматривать многоклеточность как ведущую систему организации живой природы, обеспечивающую наибольшие возможности дифференциации и интеграции органических форм.
Многообразные доказательства принципиальной общности пластического и энергетического обмена одноклеточных и многоклеточных организмов, физиологии и химизма их пищеварения и дыхания, взаимодействия определенных ферментативных систем и другие бесчисленные научные факты, почерпнутые из разных областей науки, позволяют рассматривать единство происхождения Protozoa и Metazoa как бесспорную истину. Значительно труднее обстоит дело с проблемой становления многоклеточности, с конкретными филогенетическими путями ее эволюции. До настоящего времени эта проблема продолжает оставаться предметом научных исканий и борьбы мнений.
2. Этапы становления  
а) Филогенетическое древо
и уровни организации животного мира
Биологические науки, развиваясь на дарвинистической основе, накопили существенный фактический материал о путях становления многоклеточности. Построенное на этой фактической основе филогенетическое древо животного мира с каждым десятилетием дает все более приближенное представление о некоторых узловых этапах развития Metazoa, раскрывает промежуточные звенья, выявляет исторически сложившиеся конкретные уровни организации.
Учение об уровнях организации, рассматривающее эти уровни не как метафизические ступени иерархической «лестницы существ», а как исторически возникшие перерывы постепенности, помогает глубже разобраться в главных направлениях и путях развития многоклеточных организмов.
Не входя в (рассмотрение достоинств и недочетов выдвигаемых в последнее время систем классификации уровней организации (для обсуждения поставленных нами вопросов это не имеет принципиального значения), мы используем применяемую часто в биологии рабочую классификацию, соответствующую в основном филогенетически возникшим узловым этапам развития Metazoa.
Эта классификация различает следующие уровни организации животного мира:
Протоплазматический уровень охватывает первый тип эволюционного древа животного мира - Простейшие (Protozoa)  - микроскопические одноклеточные организмы и колонии одноклеточных.
Клеточный уровень - второй тип эволюционного древа - Губки (Spongia) - характеризуется элементами клеточной дифференциации и разделения функций; одна группа клеток является опорной, другая участвует в питании организма, третья группа - обеспечивает размножение. Однако клеточная дифференциация у губок почти не сочетается с клеточной координацией, ведущей к образованию тканей.
Тканевой уровень организации у Кишечнополостных (Coelenterata) - третьего типа эволюционного древа - характеризуется возникновением простейшей, лишенной центра структуры нервной системы — «диффузной». Она обеспечивает элементарные формы координации путем распространения импульсов, действующих более или менее равномерно во всех направлениях. Эпителиально-мышечные клетки, железистые, репродуктивные, стрекательные, чувствительные - путем связи с нервными клетками - координирование осуществляют свои функции.
При органном уровне организации (Плоские черви -Plathelminthes) - четвертый  тип  эволюционного  древа - в  дополнение   к   первым   двум   зародышевым листкам - эктодерме и энтодерме - формируется третий зародышевый листок - мезодерма.
Дифференцировка на три зародышевых листка, обусловленная дальнейшим разделением функций между отдельными тканями и характерными для этого уровня органами, способствует вместе с тем централизации и рационализации процесса распределения пищи, а также функциям выделения и размножения. Возникает централизованная нервная система - ганглиозная.
Системный уровень организации, свойственный всем более высоко организованным животным, характеризуется дальнейшим усложнением нервной системы, что значительно повысило уровень целостности организма - его нервную и гуморальную интеграцию. Развитие у вторичнополостных кровеносной системы обусловило, в свою очередь, локализацию процессов дыхания и повысило энергию жизнедеятельности организма.
Глубокая дифференцировка нервной системы, связанная с развитием органов чувств, мышечной системы и кругах систем и органов, способствовала дальнейшей
централизации организма. Объединение основных функции регуляции и координации в особых центрах привело к образованию высокоорганизованной центральной нервной системы и становлению разных уровней целостности организма. Одним из узловых этапов этого грандиозного исторического процесса становления высших форм организации является, быть может, наиболее древний по времени и наиболее трудно поддающийся объективным методам исследования .начальный этап развития системы многоклеточности - процесс возникновения многоклеточных организмов. Именно на этом  разделе проблемы становления многоклеточное, вследствие большой разноречивости в его трактовке, мы позволим себе более подробно остановиться.
б) Одноклеточные организмы,их многофункциональностьи элементы дифференцировки в пределах клетки
Если познание клетки, как единицы живого, находится в центре внимания биологических наук и изучается на основе использования тончайших современных методов исследования, то одноклеточный организм - родоначальник многоклеточного организма - до последнего времени продолжает оставаться преимущественно объектом протистологического и общебиологического изучения и филогенетического анализа.
Между тем раскрытие тонкого строения и механизмов деятельности клетки, а стало быть, и клетки-организма «простейшего», ее поразительно сложной архитектоники и многофункциональности (даже с учетом значительного эволюционного усложнения) делает понятным и теоретически вероятным предположение, что в течение сотен миллионов лет начала протерозойской, а может быть, и конца архейской эры шел длительный процесс становления и развития жизни на земле на уровне одноклеточных организмов.
Одноклеточные организмы имеют, видимо, свою глубокую и длительную предысторию как доклеточные формы .
Раковинные одноклеточные «документировали» свое существование на разных этапах эволюции нашей планеты. Документация эта монументальна, но она в значительной степени погребена в глубинах океанов и суши. Особенно это касается отложений простейших докембрийеких времен. Более поздняя документация представлена меловыми горами, частично песками пустынь, огромными донными отложениями океанов и морей.
Многокамерные раковины микроскопических морских одноклеточных корненожек - фораминифер, образующиеся из выделяемого плазмой органического вещества, пропитанного известью, при отмирании животных образуют в морских и океанических глубинах гигантские пласты известняка и зеленого песчаника. Некоторые известняки сплошь состоят из спаявшихся раковин одноклеточных морских корненожек - фораминифер.
В одном грамме исследованного песка, взятого в Италии вблизи Неаполя, было насчитано 50 000 раковин. Из дисковидных корненожек - нуммулитов построены египетские пирамиды. Каждая геологическая эра, каждый период и формация характеризуется своеобразной фауной фораминифер. Поэтому в последние десятилетия их используют для определения возраста геологических пластов, особенно при разведках нефти.
В тропических частях Индийского и Тихого океанов на глубинах до 5 километров часть донного ила состоит из раковин другого отряда корненожек - радиолярий (лучевинов). Раковина-скелет радиолярий состоит из кремнезема и сернокислого стронция. Меловые отложения Белгорода, Волги, Дюнкерка, пескя пустынь - эти документы морского прошлого - в той или иной степени представлены обломками раковин одноклеточных форм.
При всей значимости этих фактов в качестве общих Доказательств эволюции они почти не могут пролить свет на характер мимолетно протекающих процессов эволюции их онтогенеза.
При обсуждении организации первичных одноклеточных организмов приходится, разумеется, исходить из строения и функциональных особенностей современных форм, хотя естественный отбор за сотни миллионов лет привел несомненно и к эволюции их онтогенеза.
Учитывая трудности изучения, можно признать, что тысячи тончайших нюансов морфофизиологической изменчивости, возникших за длительное время существования простейших, остаются во многом вне поля зрения исследователей.
Поэтому сопоставление современных форм  простейших с древними не дает возможности сколько-нибудь полно выявить некоторые существенные черты их эволюции.
Однако -направление эволюции ветви простейших, оставшихся на уровне одноклеточных организмов, характеризовалось преимущественно идиоадаптативными изменениями и носило глубоко специализированный характер. Известное подтверждение незначительности изменений скелетов простейших, даже с учетом возможной их деформации, дает сопоставление организации раковин современных и ископаемых радиолярий, фораминифери других скелетов корненожек. Поэтому сопоставление с некоторым приближением организации древних и современных раковинных форм является правомерным.
 

Добавить комментарий

« Пред.   След. »
Техника
Техтворчество
Машины
Курьезы
История техники
Непознанное
НЛО
   
designed by sportmam