Закон корреляции. Закон корреляции органов Закон корреляции кювье

Живой организм представляет единое целое, в котором все части и органы взаимосвязаны. Когда в эволюционном процессе изменяются строение и функции одного органа, то это неизбежно влечет соответственные или, как говорят, коррелятивные изменения и в других органах, связанных с первыми физиологически, морфологически, через наследственность и т.д.

Закон корреляции, или соотносительного развития органов, был открыт Ж. Кювье (1812). Пользуясь этим законом, нередко удается реконструировать целый ископаемый организм по частям, например по части скелета.

Приведем примеры коррелятивных зависимостей. Одним из самых существенных, прогрессивных изменений в процессе эволюции членистоногих было появление у них мощного наружного кутикулярного скелета. Это неизбежно отразилось на многих других органах - сплошной кожномускульный мешок не мог функционировать при жестком наружном панцире и распался на отдельные мускульные пучки; вторичная полость тела утратила свое опорное значение, и ее сменила имеющая иное происхождение смешанная полость тела (миксоцель), выполняющая в основном трофическую функцию; рост тела принял периодический характер и стал сопровождаться линьками и т.д. У насекомых отчетливо выступает корреляция между органами дыхания и кровеносными сосудами. При сильном развитии трахей, доставляющих кислород непосредственно к месту его потребления, кровеносные сосуды становятся излишними и исчезают. Не менее ясная корреляция наблюдается и у

В первой четверти XIX века были достигнуты большие успехи в таких областях биологической науки, как сравнительная анатомия и палеонтология. Основные заслуги в развитии этих области биологии, особенно в сравнительной анатомии, принадлежат французскому ученому Ж.Л. Кювье. Он систематически проводил сравнение строения и функций одного и того же органа или целой системы органов через все разделы животного царства. Исследуя строение органов позвоночных животных, Кювье установил, что все органы животного представляют собой части единой целостной системы. Вследствие этого строение каждого органа закономерно соотносится со строением всех других. Ни одна часть тела не может изменяться без соответствующего изменения других частей. Это означает, что каждая часть тела отражает принципы строения всего организма. Так, если у животного имеются копыта, вся его организация отражает травоядный образ жизни: зубы приспособлены к перетиранию грубой растительной пищи, челюсти имеют определенную форму, желудок многокамерный, очень длинный кишечник и т.д. Соответствие строения органов животных друг другу Кювье назвал принципом корреляций (соотносительности). Принцип корреляций Кювье успешно применил в палеонтологии. Он восстанавливал облик давно исчезнувшего организма по сохранившимся до наших дней отдельным фрагментам.

В процессе своих исследований Кювье заинтересовался историей Земли, земных животных и растений. В результате огромной работы он пришел к следующим выводам:

Земля на протяжении своей истории изменяла свой облик;

Одновременно с изменением Земли изменялось и ее население;

Изменения земной коры происходили и до появления живых существ.

Кювье был убежден в невозможности возникновения новых форм жизни и доказал, что современные нам виды живых организмов не изменились, по крайней мере со времен фараонов. Но самым существенным возражением против теории эволюции Кювье считал видимое отсутствие переходных форм между современными животными и теми, останки которых находили при раскопках.

Многочисленные палеонтологические данные, тем не менее, неопровержимо свидетельствовали о смене форм животных на Земле. Реальные факты вступали в противоречие с библейской легендой. Сначала сторонники неизменности живой природы объясняли такие противоречия тем, что вымерли те животные которых Ной не взял в свой ковчег во время всемирного потопа. Ненаучность этого заключения была опровергнута тогда, когда была установлена разная степень древности вымерших животных. Тогда Кювье выдвинул теорию катастроф. Согласно этой теории, причиной вымирания были периодически происходившие крупные геологические катастрофы, уничтожавшие на больших территориях растительность и животных. Потом эта территория заселялась видами, проникавшими из соседних областей.

Последователи и ученики Кювье, развивая его учение, пошли дальше, утверждая, что катастрофы охватывали весь земной шар. После каждой катастрофы следовал новый акт божественного творения. Таких катастроф и актов творения они насчитывали 27.

Анатомы еще задолго до возникновения эволюционного учения наблюдали, что положение и строение разных органов в организме находятся в закономерном соотношении друг с другом.

В начале XIX в. знаменитый французский сравнительный анатом и палеонтолог Жорж Кювье установил закон сосуществования органов, названный им зако ном корреляции, который помог ему восстановить целые скелеты из разрозненных остатков костей ископаемых животных. Сходный закон — взаимного уравновешивания органов — был также открыт его современником Жоффруа Сент-Илером.

Ч. Дарвин обоим этим законам придавал очень большое значение и в главе о соотносительных изменениях органов разбирал значение изменения соотношения между органами в процессе эволюции. Приспособление животного к определенным условиям существования не затрагивает один какой-нибудь орган, а вызывает целый ряд соотносительных изменений в других органах. Изменение функции какого-либо органа влечет изменение функций других органов. Так, например, приспособление млекопитающих к хищному питанию не только вызвало изменения в зубах и кишечнике, непосредственно связанных с питанием мясной пищей, но соответственным образом изменились и конечности: на пальцах образовались большие когти, развилась сильная мускулатура. У травоядных животных, кроме зубов, приспособленных к перетиранию растений, желудка и кишечника, приспособленных к перевариванию растительного корма, изменились также конечности: пятипалая конечность предков лошади превратилась в однопалую конечность с копытом, приспособленную к быстрому бегу, что необходимо при жизни в открытых степных пространствах.

Закон корреляции сыграл громадную роль в палеонтологии. Изучив подробно цепь функциональных взаимоотношений органов у современных форм, палеонтолог получил возможность, имея в руках лишь части животного, восстанавливать все животное целиком. Имея в руках обломки черепа с большими рогами, палеонтолог имеет полное право утверждать, что позвоночник этого животного имел большие остистые отростки, к которым прикреплялась мощная мускулатура, поддерживающая тяжелую голову, а конечности были приспособлены к хождению на двух пальцах, как это наблюдается у всех современных парнокопытных животных.

Закон корреляции играет также громадную роль в сравнительной анатомии и эмбриологии. С победой эволюционного учения статическое представление о корреляциях как постоянном сосуществовании органов было оставлено, и закон соотношения органов стали понимать как процесс взаимосвязи частей организма в индивидуальном и историческом развитии. Соответственно этому пониманию корреляций они были расчленены на две категории:

1) корреляции физиологические, или индивидуальные, т. е. взаимосвязи частей и органов в индивидуальном развитии,

2) корреляции филогенетические, или координации (А. Н. Северцов), т. е. взаимосвязи органов в историческом развитии.

Учение о корреляциях играет большую роль в эволюционном учении. Оно объясняет случаи, когда незначительное наследственное изменение вызывает в организме сложную цепь координационных изменений, значительно меняющих прежнее отношение организма к окружающей среде.

Еще интересные статьи

Пример: Одним из самых существенных, прогрессивных изменений в процессе эволюции членистоногих было появление у них мощного наружного кутикулярного скелета. Это неизбежно отразилось на многих других органах - сплошной кожномускульный мешок не мог функционировать при жестком наружном панцире и распался на отдельные мускульные пучки; вторичная полость тела утратила свое опорное значение, и ее сменила имеющая иное происхождение смешанная полость тела (миксоцель), выполняющая в основном трофическую функцию; рост тела принял периодический характер и стал сопровождаться линьками и т.д. У насекомых отчетливо выступает корреляция между органами дыхания и кровеносными сосудами. При сильном развитии трахей, доставляющих кислород непосредственно к месту его потребления, кровеносные сосуды становятся излишними и исчезают.

М.Мильн-Эдвардса (1851)

Мильн-Эдвардс (1800–1885)-французский зоолог, иностранный член корреспондент Петербургской АН (1846), один из основоположников морфофизиологических исследований морской фауны. Ученик и последователь Ж. Кювье.

Эволюция организмов всегда сопровождается дифференциацией частей и органов.

Дифференциация состоит в том, что первоначально однородные части организма постепенно все более отличаются друг от друга как по форме, так и отправлениям или подразделяются на разные по функции части. Специализируясь для выполнения определенной функции, они в то же время утрачивают способность выполнять иные функции и тем самым становятся в большую зависимость от других частей организма. Следовательно, дифференциация всегда приводит не только к усложнению организма, но и к подчинению частей целому - одновременно с морфофизиологическим расчленением организма происходит обратный процесс формирования гармоничного целого, называемый интеграцией.

Вопрос

Биогенетический закон Геккеля-Мюллера (также известен под названиями «закон Геккеля», «закон Мюллера-Геккеля», «закон Дарвина-Мюллера-Геккеля», «основной биогенетический закон»): каждое живое существо в своем индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет в известной степени формы, пройденные его предками или его видом (филогенез). Сыграл важную роль в истории развития науки, однако в настоящее время в своем исходном виде не признается современной биологической наукой. По современной трактовке биогенетического закона, предложенной русским биологом А. Н. Северцовым в начале 20 века, в онтогенезе происходит повторение признаков не взрослых особей предков, а их зародышей.

Фактически «биогенетический закон» был сформулирован ещё задолго до возникновения дарвинизма. Немецкий анатом и эмбриолог Мартин Ратке (1793-1860) в 1825 г. описал жаберные щели и дуги у эмбрионов млекопитающих и птиц - один из наиболее ярких примеров рекапитуляциии. В 1828 году Карл Максимович Бэр, основываясь на данных Ратке и на результатах собственных исследований развития позвоночных, сформулировал закон зародышевого сходства: «Эмбрионы последовательно переходят в своем развитии от общих признаков типа ко все более специальным признакам. Позднее всего развиваются признаки, указывающие на принадлежность эмбриона к определенному роду, виду, и, наконец, развитие завершается появлением характерных особенностей данной особи». Бэр не придавал этому «закону» эволюционного смысла (он до конца жизни так и не принял эволюционного учения Дарвина), однако позднее этот закон стал рассматриваться как «эмбриологическое доказательство эволюции» (см. Макроэволюция) и свидетельство происхождения животных одного типа от общего предка.

«Биогенетический закон» как следствие эволюционного развития организмов впервые был сформулирован (довольно нечётко) английским естествоиспытателем Чарльзом Дарвином в его книге «Происхождение видов» в 1859 г: «Интерес эмбриологии значительно повысится, если мы будем видеть в зародыше более или менее затененный образ общего прародителя, во взрослом или личиностном его состоянии, всех членов одного и того же большого класса»

За 2 года до формулировки Эрнстом Геккелем биогенетического закона сходную формулировку предложил на основе своих исследований развития ракообразных работавший в Бразилии немецкий зоолог Фриц Мюллер. В своей книге «За Дарвина» (Für Darwin), изданной в 1864 году, он выделяет курсивом мысль: «историческое развитие вида будет отражаться в истории его индивидуального развития».

Краткая афористичная формулировка этого закона была дана немецким естествоиспытателем Эрнстом Геккелем в 1866 г. Краткая формулировка закона звучит следующим образом: Онтогенез есть рекапитуляция филогенеза (во многих переводах - «Онтогенез есть быстрое и краткое повторение филогенеза»).

Примеры выполнения биогенетического закона

Яркий пример выполнения биогенетического закона - развитие лягушки, включающее в себя стадию головастика, который по своему строению гораздо больше похож на рыб, чем на земноводных:

У головастика, как и у низших рыб и рыбьих мальков, основой скелета служит хорда, только впоследствии в туловищной части обрастающая хрящевыми позвонками. Череп у головастика хрящевой, и к нему примыкают хорошо развитые хрящевые дуги; дыхание жаберное. Кровеносная система также построена по рыбьему типу: предсердие ещё не разделилось на правую и левую половины, кровь в сердце поступает только венозная, а оттуда через артериальный ствол идёт к жабрам. Если бы развитие головастика остановилось на этой стадии и не шло дальше, мы должны были бы без всяких колебаний отнести такое животное к надклассу рыб.

Зародыши не только земноводных, но и всех без исключения позвоночных животных также имеют на ранних стадиях развития жаберные щели, двухкамерное сердце и другие признаки, характерные для рыб. Например, птичий зародыш в первые дни насиживания также представляет собой хвостатое рыбообразное существо с жаберными щелями. На этой стадии будущий птенец обнаруживает сходство и с низшими рыбами, и с личинками амфибий, и с ранними стадиями развития других позвоночных животных (в том числе и человека). На последующих стадиях развития зародыш птицы становится похожим на пресмыкающихся:

И пока у куриного зародыша до конца первой недели и задние, и передние конечности имеют вид одинаковых лапок, пока хвост ещё не успел исчезнуть, а из сосочков ещё не сформировались перья, он по всем своим признакам стоит ближе к пресмыкающимся, чем к взрослым птицам.

Зародыш человека в ходе эмбриогенеза проходит через аналогичные стадии. Затем, за период примерно между четвертой и шестой неделями развития он превращается из рыбоподобного организма в организм, неотличимый от зародыша обезьяны, и только потом приобретает человеческие черты.

Такое повторение признаков предков в ходе индивидуального развития особи Геккель назвал рекапитуляция.

Закон необратимости эволюции Долло

организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, бывшему в ряду его предков, даже вернувшись в среду их обитания. Возможно приобретение лишь неполного ряда внешних, но не функциональных сходств со своими предками. Закон (принцип) сформулирован бельгийским палеонтологом Луи Долло в 1893 году.

Бельгийский палеонтолог Л. Долло сформулировал общее положение, что эволюция представляет процесс необратимый. Это положение многократно затем подтверждалось и получило название закона Долло. Сам автор дал очень краткую формулировку закона необратимости эволюции. Он не всегда бывал правильно понят и вызывал иногда не вполне обоснованные возражения. По Долло, «организм не может вернуться, даже частично, к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков».

Примеры закона Долло

Закон необратимости эволюции не следует расширять за пределы его применимости. Наземные позвоночные происходят от рыб, и пятипалая конечность есть результат преобразования парного плавника рыбы, Наземное позвоночное может вновь вернуться к жизни в воде, и пятипалая конечность при этом приобретает вновь общую форму плавника. Внутреннее строение плавнико-образной конечности - ласта сохраняет, однако, основные признаки пятипалой конечности, а не возвращается к исходному строению рыбьего плавника. Амфибии дышат легкими, Жаберное дыхание своих предков они утратили. Некоторые амфибии вернулись к постоянной жизни в воде и вновь приобрели жаберное дыхание. Их жабры представляют, однако, личиночные наружные жабры. Внутренние жабры рыбьего типа исчезли безвозвратно. У лазающих на деревьях приматов первый палец до известной степени редуцируется. У человека, происшедшего от лазающих приматов, первый палец нижних (задних) конечностей подвергся вновь значительному прогрессивному развитию (в связи с переходом к хождению на двух ногах), но не возвратился к некоторому исходному состоянию, а приобрел совершенно своеобразную форму, положение и развитие.

Следовательно, не говоря уже о том, что прогрессивное развитие нередко сменяется регрессом, и регресс иногда сменяется новым прогрессом. Однако никогда развитие не идет обратно по пройденному уже пути, и никогда оно не ведет к полному восстановлению прежних состояний.

Действительно, организмы, переходя в прежнюю среду обитания, не возвращаются полностью к предковому состоянию. Ихтиозавры (рептилии) приспособились к обитанию в воде. При этом их организация осталась типично рептильной. То же самое и крокодилы. Млекопитающие, обитающие в воде (киты, дельфины, моржи, тюлени), сохранили все особенности, характерные для этого класса животных.

Закон олигомеризации органов по В.А. Догелю

У многоклеточных животных в ходе биологической эволюции постепенно происходит уменьшение числа первоначально обособленных органов, выполняющих сходные или одинаковые функции. При этом органы могут дифференцироваться и каждый из них начинает выполнять разные функции.

Открыт В. А. Догелем:

«По мере дифференциации происходит олигомеризация органов: они приобретают определенную локализацию, а число их все более уменьшается (с прогрессивной морфофизиологической дифференцировкой остающихся) и становится постоянным для данной группы животных»

Для типа кольчатые черви сегментация тела имеет множественный, неустановившийся характер, все сегменты однородны.

У членистоногих (произошли от кольчатых червей) число сегментов:

1. в большинстве классов сокращается

2. становится постоянным

3. отдельные сегменты тела, объединяемые обычно в группы (голова, грудь, брюшко и т.п.), специализируются на выполнении определенных функций.

Закон корреляции. Закон корреляции органов Закон корреляции кювье

Новые статьи

Популярные статьи