Главные эволюционные характеристики органов и функций
Строение и функционирование органов и частей особи характеризуется мультифункциональностью и способностью функции изменяться количественно. Эти категории и лежат в основе всех принципов эволюционного изменения органов и их функций.
Мультифункциональность органов. В настоящее время нам неизвестно ни одного монофункционального органа в любом из изученных организмов. Напротив, число известных нам функций, присущих тому или иному органу или структуре, имеет тенденцию «увеличиваться» (по мере углубления знаний). Рассмотрим несколько характерных примеров. Даже такой специализированный орган, как крылья летучих мышей, несет функции не только полета, но и 1) схватывания добычи по принципу сачка у настоящих летучих мышей, 2) терморегуляции (особенно хорошо выраженную у тропических летучих лисиц, постоянно обмахивающихся крыльями), 3) продуцента витамина Д, образующегося в основном в кожном покрове и, наконец, 4) органа осязания.
Прежде считалось, что маленький хвост у некоторых оленей действует как шторка, открывающая белое подхвостье, которое служит ориентиром для бегущих сзади других оленей в густом лесу. Специальные исследования показали, что еще большее сигнальное значение имеет само помахивание хвостом, при котором развеивается вокруг резко пахнущий секрет хвостовых желез.
Общепризнанно, что однопалая нога лошади является едва ли не самым совершенным приспособлением, созданным природой для быстрого бега. Однако в то же время нога лошади — эффективное оружие защиты от нападения хищников, орган рытья, а также несет некоторые этологические функции (движение ноги — «лошадь бьет копытом» — выражает настроение). Число примеров такого рода можно многократно увеличить.
Равным образом мультифункциональными оказываются не только органы эктосоматические (в широком понимании — «внешние»), но и внутренние (эндосоматические). Селезенка у млекопитающих не только орган кроветворения, но и важнейшая железа внутренней секреции; функция в качестве желез внутренней секреции характерна для большинства внутренних специализированных желез: половых желез, почек, печени, поджелудочной железы. Пищеварительный тракт не только орган пищеварения, но и важнейший компонент в цепи органов внутренней секреции, а также важное звено в лимфатической и кровеносной системах. У растений сосудистые пучки не только проводящие пути, но и важный архитектонический конструктивный элемент, обеспечивающий поддержание определенной формы и т. д. Мультифункциональность органов и структур — одна из важных характеристик органической природы на Земле.
Количественные изменения функций. Любые формы проявления жизнедеятельности имеют не только качественную, но и количественную характеристику: количественная характеристика — обязательное свойство любого природного явления. В применении к функционированию того или иного органа или структуры это означает, что одна и та же функция может проявляться с большей или меньшей интенсивностью. Так, в природе всегда существуют те или иные степени проявления каждой из известных нам функций: функция бега выражена сильнее у одних видов млекопитающих и слабее у других, функция фотосинтеза в большей степени выражена у одних видов растений и в меньшей степени — у других, и т. д. То же самое наблюдается и внутри одного вида: по любому из свойств всегда существуют количественные различия между особями вида (например, по остроте зрения, по силе, по особенностям терморегуляции, по любому другому проявлению жизнедеятельности в широком смысле). Наконец, любая из функций организма количественно изменяется и в процессе индивидуального развития особи.
Эти две фундаментальные особенности — мультифункциональность органов и способность количественного изменения функции — и лежат в основе всех принципов филогенетического изменения органов (Ч. Дарвин, А. Дорн и др.).