Регулирование процесса онтогенеза
Многие важные механизмы эволюции в концентрированной и ускоренной форме выступают в процессе онтогенетического развития особи. Они соответствуют различным видам регулирования, известным из общей теории автоматического управления.
Простое регулирование по заданной программе осуществляется генетическим аппаратом. Эффективность его управляющего действия очень ярко проявляется в морфогенезе. Поразительно, как из оплодотворенной яйцеклетки неизбежно и обязательно вырастает взрослая особь со всем бесконечным множеством морфологических признаков, характерных именно для животных данного вида. Надежность такого генетического управления развитием обеспечивается многими приспособлениями, например удвоением дозы действующих генов в гомозиготах и наличием блоков полигенов или комплексов модификаторов в гетерозиготах. Программное регулирование функций определяет, например, набор ферментов, вырабатываемых пищеварительными железами, формирование механизмов безусловных рефлексов и врожденного типа нервной деятельности.
Регулирование с учетом факторов, вызывающих отклонения от программы, осуществляется с помощью многочисленных морфологических и функциональных защитных компенсаторных механизмов. Особое значение при этом приобретает избыточность как детерминирующих агентов, так и тканевого материала. Примерами могут служить многие известные в механике развития случаи множественного обеспечения формообразования набором индукторов, включающихся при отклонениях от нормы, и возмещения дефектов развития из недифференцированных клеточных резервов. Стабилизация функций в онтогенезе достигается, например, увеличением жизненной емкости легких при обитании в условиях разреженного воздуха, гипертрофией мышц при повышенной физической нагрузке, приспособлением органов чувств к раздражителям среды и т.д.
|
|
|
Регулирование по замкнутому циклу с обратными связями представляет собой высшую форму регулирования, которая лежит в основе специфической для живого саморегуляции. Оно включает в себя как простое программное, так и учитывающее отклоняющие от программы факторы. В процессе онтогенеза элементарный цикл саморегулирования «нормы развития» начинается прямым управляющим влиянием Генетической программы на развивающуюся часть организма и завершается сигналами о морфофизиологических; результатах этого влияния по обратным связям развивающегося органа к генетическому аппарату. Такие элементарные циклы входят между собой во взаимоотношения, па основе которых складываются более сложные циклы второго, третьего и далее порядка. Например, у растений по генетической программе возникает корневая система и лиственный покров. Первая обеспечивает минеральное питание, определяющее рост и фотосинтетическую способность листьев, которая в свою очередь лимитирует ресурсы для роста корневой системы (рис. 16). Таким образом, элементарные циклы прямого управления входят как элементы во вторичный цикл взаимного регулирования роста корневой системы и лиственного покрова, в свою очередь входящего в глобальный механизм саморегуляции организма растения как целого.
|
|
|
Можно привести много примеров взаимного регулирования по прямым связям развивающихся органов и функций животного организма. Так, глазной бокал индуцирует в прилежащей эктодерме развитие хрусталика, а последний, сформировавшись, вызывает в глазном бокале образование сетчатки. В этом случае при помощи положительных обратных связей достигается усиление взаимозависимых процессов формирования органа зрения. Примером отрицательной обратной связи может служить взаимосвязь развития половых желез и некоторых вторичных половых признаков у птиц: гормоны се 
менников вызывают у петухов
рост гребня, который, достигая некоторой степени развития, начинает тормозить эндокринную деятельность семенников.
Некоторые общие закономерности саморегуляции онтогенеза проявляются в поддержании определенного метаболического градиента, в особенностях анатомической организации нервной системы и гетерохромном развитии компонентов функциональных систем.
Дата добавления: 2016-01-04; просмотров: 25; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!