Эволюция органов и функций

Изучая макроэволюцию, можно рассматривать не отдельные

адаптации, а структуру организма, который состоит из отдельно-

стей, называемых органами (у одноклеточных – органоидами).

Четкое, общепринятое определение понятия «орган» еще не соз-

дано. Обычно под органами подразумеваются четко обособлен-

ные части организма, состоящие из разных тканей и выполняю-

щие определенную функциональную нагрузку. Под функциями

мы понимаем процессы жизнедеятельности. В общем виде жизнь

(жизнедеятельность) представляет собой процесс, обеспечивае-

мый структурой под названием организм. Жизнедеятельность со-

стоит из более мелких, частных процессов – питания, дыхания,

выделения и т.д. Они обеспечиваются системами органов. В свою

очередь относительно крупные функции дробятся на более мел-

кие. Например, в питании выделяют механическое измельчение

пищи, ее химическое изменение, всасывание и другие процессы.

Они обеспечиваются уже отдельными органами. Таким образом, в

живой природе наблюдается иерархия структур и функций, кото-

рая не всегда отчетливо выражена.

«Взаимоотношения» органов и функций состоят в следую-

щем. Органы и функции нераздельны и при этом независимы. Эта

парадоксальная, на первый взгляд, фраза означает, что в эволюци-

онной статике нет ни одного органа, который не выполнял бы в

организме каких-либо функций. Точно так же нет ни одной функ-

ции, которая не обеспечивалась бы какими-либо органами. Об

этом существует превосходный афоризм: «структура без функ-

ции – труп, функция без структуры – призрак». Независимость за-

ключается в том, что в эволюционной динамике определенные ор-

ганы не привязаны намертво к тем или иным функциям, и

наоборот.

Органы и функции эволюционируют, и предпосылками эво-

люционных изменений являются их фундаментальные свойства.

Общим свойством органов является мультифункциональность.

Это значит, что любой орган выполняет в организме более одной

функции. К примеру, глаза млекопитающих служат не только ор-

ганами зрения, но и участвуют в регуляции внутричерепного дав-

ления. Легкие человека – орган дыхания и одновременно орган

выделения, так как через них из организма удаляется ряд летучих

соединений (этиловый спирт, наркозный эфир и др.). Понятие

мультифункциональности не относится к разряду биологических

закономерностей. Это именно свойство органов, выявляемое эм-

пирически. Орган с большим числом функций «хорош» в том

плане, что имеет большие потенциальные возможности на случай

изменившегося соотношения организма и среды, то есть большие

эволюционные возможности. У органа с меньшим числом функ-

ций возможности соответственно меньше. Отсюда очевидно, что

число функций, выполняемых органом, может изменяться в ходе

эволюции.

Соответствующим свойством функций является мультиор-

ганность, состоящая в том, что любая функция обеспечивается

более чем одним органом. Подчеркнем, что речь идет не о парных

органах вроде почек и не о полимерных, как позвонки, а о разно-

родных органах. Понять данное явление легко, вспомнив о нали-

чии кровеносной, половой, выделительной и прочих систем орга-

нов.

Само

понятие

«система»

является

прямым

и

недвусмысленным указанием на мультиорганность функций, и

дальнейшие пояснения здесь излишни.

Мы видим, что органы познаются через выполняемые функ-

ции, а функции – через органы-исполнители. Сочетание мульти-

функциональности и мультиорганности показывает организм не

как набор частей, а как целостную систему со сложными внутрен-

ними связями, где и связи, и части меняются в эволюции согласо-

ванно. Оба свойства хорошо дополняют друг друга. В паре они

чем-то напоминают генетические явления плейотропии и полиме-

рии, где один ген может влиять на формирование нескольких при-

знаков, а один признак – определяться действием нескольких ге-

нов. Адаптивная роль мультиорганности столь же очевидна, как и

аналогичная роль мультифункциональности. Широкий набор

структур, обеспечивающих функцию, дает много точек прило-

жения естественного отбора. Таким образом, открываются многие

и разные пути исполнения функции и обеспечивается приспособ-

ленность организма (филогенетической группы) в широком диа-

пазоне условий.

Базовые свойства органов и функций позволяют начать разго-

вор о конкретных способах их преобразований в филогенезе, то

есть о модусах эволюции органов и функций.