Основи еволюції - Корж О.П. - 2006

Частина ІІ. МАКРОЕВОЛЮЦІЯ

Розділ 11. Засоби перетворення органів та функцій

11.4. Гетеробатмія і компенсація

В організмі існують системи органів, які функціонально пов'язані між собою відносно слабо (рухова та травна системи тварин, коріння та квітки в рослин тощо). Для нормального існування організму не потрібна чітка відповідність рівнів розвитку окремих систем, між якими немає прямого функціонального зв'язку. Так, людина має надзвичайний розвиток нервової системи (у першу чергу - ЦНС) при тому, що зубна й травна системи залишаються майже без змін порівняно з предковими неспеціалізованими формами (людина залишається всеїдною). Більше того, органи чуття в людини розвинені значно гірше порівняно з іншими ссавцями; більшість органів неспеціалізована, що не заважає загальному прогресивному розвитку людства.

Подібне явище неоднакових темпів еволюціонування різних частин організму набуло назви гетеробатмія, або мозаїчність розвитку. Засновником теорії мозаїчного розвитку був Вільгельм Ру - учень Ернста Геккеля. Проводячи досліди з нанесенням дефектів ембріонам жаби (рис. 11.10), він дійшов висновку, що зародок - це мозаїка самодиференційованих клітин. У подальшому було доведено, що в розвитку кожного організму присутні два механізми: 1) морфогенетичні детермінанти, які зумовлюють незалежність (мозаїчність) розвитку окремих клітин, та 2) міжклітинні взаємодії, які спрямовують регуляторний тип розвитку.

Чим тісніший функціональний зв'язок між окремими органами, тим ближчий рівень їх розвитку.

Рис. 11.10. Спроба В. Ру показати мозаїчність розвитку (за С. Гілбертом, 1994). Руйнування однієї з клітин у двоклітинного зародка призводить до розвитку лише половини зародка

Вважається, що максимальна мозаїчність у розвитку окремих систем властива найпримітивнішим представникам великих систематичних угруповань. З подальшою спеціалізацією організму відбувається певне вирівнювання розвитку його частин.

Іншим явищем, яке стосується взаємопов'язаних органів та систем органів, є компенсація. Однаковий функціональний результат може досягатися шляхом застосування різних анатомо-морфологічних пристосувань. Так, у гризунів розвиток системи травлення може призводити до активної спеціалізації травного тракту і майже не торкатись зубної системи; і, навпаки, активний розвиток зубної системи часто проходить при збереженні кишкової трубки без особливих змін. У цьому випадку надлишковий розвиток одного компонента взаємопов'язаних органів компенсується недорозвиненням іншого (рис. 11.11).

Рис. 11.11. Компенсація функцій органів риття в гризунів (за М.М. Воронцовим, 1999):

1 - сліпак (Spalax); 2 - цокор (Myospalax); 3 - сліпушок (Ellobius)·, 4 - прометеєва полівка (Prometheomys)

Можна розрізняти медичну компенсацію, коли функцію втраченого органа або його частини беруть на себе інші органи (розростання однієї нирки при втраті іншої, збільшення розмірів печінки, шлунка при вирізанні їх частини тощо). Вона не має еволюційного значення, оскільки стосується лише конкретного організму. Еволюційна компенсація простежується на всіх представниках певної систематичної групи, зачіпаючи взаємозалежний розвиток функціонально пов'язаних органів. Слід розуміти, що деякі явища можуть мати різне тлумачення. Так, дегенерація волосяного покриву в китоподібних супроводжується активним розвитком підшкірного жиру, що може розглядатися як субституція або як певна компенсація.

Думки вголос

Як бачимо, природа ніколи не йде шляхом зайвих новоутворень - у більшості випадків вона користується правилом «Нове - це добре забуте старе». Жодний елемент організму не зникає просто так, навіть якщо втратив свої найважливіші функції. Якщо ми не можемо встановити безпосереднє функціональне призначення певних органів, то це не означає, що вони не мають своїх функцій: останні можуть позначатись на загальному ході онтогенезу, виступаючи основою для певних диференціювань (зяброві щілини в сухопутних хребетних стали передумовою формування багатьох органів). Але про це йтиметься далі.