Взаимодействие индивидуального и исторического развития биологических систем.
Понятие эволюция означает постепенный, закономерный переход от одного состояния в другое. Под биологической эволюцией понимают изменение популяций растений и животных в ряду поколений, направляемое естественным отбором. Существующие ныне разнообразные живые организмы произошли от других, чаще всего более простых, организмов путем постепенных изменений, накапливавшихся в последовательных поколениях.
Попытки объяснить эволюционные изменения органического мира можно найти в произведениях древнегреческих философов: у Фалеса, Анаксимандра, Эмпедокла и Эпикура. Одним из учений объясняющих постепенное развитие живых форм является учение Аристотеля, который объяснял всё стремлением природы к изменению от простого и несовершенного к более сложному. Наиболее последовательно теория эволюция представлена в трудах Жан Батист Ламарка, который считал, что живыми организмами на протяжении всей их жизни управляет внутренне стремление к совершенствованию, позволяющее им преодолевать трудности, с которыми им приходится сталкиваться.
Революционный переворот в естествознании произвела подлинно научная теория эволюции, разработанная Ч. Дарвиным. В свое время он начинал заниматься медициной, теологией, Но больше всего его интересовали естественные науки: биология и геология. В 22 года Дарвин окончил курс в Кембридже и получил место натуралиста на пароходе «Бигль». Наблюдение и выводы, которые сделал Дарвин, он изложил в своей книге «Происхождение видов путем естественного отбора».
Эволюция онтогенеза
Эволюционные изменения ведут не только к образованию и вымиранию видов, прогрессу и регрессу, но и к перестройке индивидуума, его онтогенетическому развитию. Онтогенез – процесс развёртывания, реализации наследственной информации, заложенной в зародышевых клетках. Он возникает в процессе эволюции одновременно с возникновением первых дискретных живых существ, с возникновением кода наследственной информации. Без возникновения онтогенеза эволюция жизни была бы немыслима или она остановилась бы на стадии «примитивной и бессмертной» слизи, однородного сгустка.
Филогенез немыслим без изменения отдельных особей в онтогенезе, поскольку филогенез, образно говоря, цепь или поток генетически связанных между собой онтогенезов – циклов индивидуального развития особей. Онтогенез – не только результат филогенеза, но и его необходимая предпосылка. В ходе онтогенеза практически осуществляются перестройки, ведущие к преобразованию филогенеза. Все это и определяет исключительную важность изучения проблемы соотношения онто- и филогенеза для понимания эволюционного учения.
В современной биологии изучение онтогенеза ведётся с разных позиций и с применением различных методов. Значительное место занимает изучение закономерностей дифференциации, роста и морфогенеза организмов в ходе их индивидуального развития. Огромный вклад в эти исследования внесли К.М. Бэр, А.О. Ковалевский, И.И. Мечников, В. Ру, И.Н. Горожанкин, Е. Страсбургер, Т.Г. Морган, С.Г. Навашин и др.
С большим успехом продолжаются они и в наши дни.
Особенности онтогенеза в разных группах. Формы проявления индивидуальности в живой природе разнообразны, неравноценен по содержанию и процесс онтогенеза у разных представителей микроорганизмов, грибов, растений и животных.
С переходом к многоклеточности (Metazoa) онтогенез усложняется по форме и удлиняется по времени, но в процессе эволюции онтогенеза наблюдаются случаи заметного упрощения развития, связанного с возникновением более совершенных способов реализации наследственной информации.
Например, у простейших, паразитических червей и членистоногих очень сложные жизненные циклы, а у высших позвоночных он упрощается.
Целостность онтогенеза.
Особь всегда развивается как целое. Структурная и функциональная целостность особи основана на взаимодействии онтогенетических дифференцировок. Для онтогенеза многоклеточных характерно наличие последовательной дифференцировки. Онтогенетической дифференцировкой называется процесс постепенного нарастания структурного и функционального разнообразия в ходе развития исходного зачатка (зиготы) и специализации образующихся при этом структур. Наиболее интенсивен процесс дифференцирования на ранних этапах онтогенеза.
Онтогенетические дифференцировки ( в отличии от филогенетических ) никогда не приводят к изоляции структурных компонентов целого- особи. Этапы онтогенетической дифференцировки взаимосвязаны и дополняют друг друга, предыдущие этапы служат основой для последующих. В ходе эволюции наблюдается интеграция организма-установление все более тесных динамических связей между его структурами. Этот принцип отчасти отражается и в ходе эмбриогенеза.
Особь никогда не представляется мозаикой частей и органов, а является специфически реагирующим целым. Любой бластомер при сохранении связи с другими бластомерами развивается как часть целого.
В процессе онтогенетической дифференциации частей между ними устанавливаются все новые и новые связи.
Например, образование гаструлы у позвоночных приводит к формированию эктодермы и энтодермы, их активное взаимодействие дает начало нервной трубке, хорде и т.д., последние, в свою очередь, играют роль индукторов при закладке других органов. Нарушение одного из звеньев дифференцировки приводит к дефектам развития в онтогенезе.
Для углубления представлений о целостности онтогенеза в индивидуальном и историческом развитии важное значение имеет рассмотрение роли корреляции и координации в формообразовательных процессах.