Предмет, цели и задачи сравнитльной физиологии

Физиология – это наука о функциях живого организма, изучающая проявления жизнедеятельности на разных уровнях организации живого, начиная от клеточного (физиология клетки) и заканчивая организменным (физиология человека, физиология определенных групп животных). Иными словами физиология изучает как отдельные процессы жизнедеятельности (кровообращние, дыхание, пищеварение, выделение, движение, рецепция и восприятие сигналов, терморегуляция, размножение и другие) животного организма, так и закономерности регуляции физиологических функций и интегративные процессы в организме, позволяющие ему существовать как единое целое.

Основная задача физиологии – не просто изучить сущность определенного физиологического процесса (т.е. «как он протекает»), но и выяснить причины, его вызывающие (т.е. «почему» протекает тот или иной физиологический процесс), а также механизмы его регуляции, а, следовательно, и способы воздействия на тот или иной процесс жизнедеятельности.

Вместе с тем, любой живой организм – открытая термодинамическая система, постоянно обменивающаяся веществом и энергией с окружающей средой, в связи с чем он немыслим без окружающей его среды, от факторов которой он во многом зависит и постоянно определенным образом приспосабливается к их изменению. Основными факторами, влияющими на жизнедеятельность организма, являются доступность кислорода, пищи и воды в окружающей среде, а также ее температура. К отклонению этих факторов от оптимальных для жизнедеятельности живых организмов, независимо от уровня их организации, постоянно приходится приспосабливаться. При этом закономерности приспособительных реакций животных к определенным внешним факторам во многом зависят как от уровня филогенетического их развития, определяющего сложность строения тех или иных физиологических систем, так и от природы и направленности изменения самого внешнего фактора. Сравнительное изучение морфо-физиологических и биохимических особенностей разных систематических групп животных с учетом приспособления их к определенным факторам внешней среды является предметом сравнительной физиологии животных.

Сравнительная физиология ставит своей целью методом сравнения изучить, как осуществляются определенные физиологические процессы у разных групп животных организмов, отличающихся филогинетически, но при этом занимающих общие или разные экологические ниши. Дело в том, что даже у филогенетически удаленных групп животных, но при этом проживающих в сходных условиях, в результате длительной генотипической адаптации вырабатываются определенные сходные приспособления, позволяющие выполнять определенные физиологические функции сходным образом. В то же время у разных групп животных, занимающих определенную экологическую нишу, возможны и определенные различия в осуществлении того или иного физиологического процесса, обусловленные разными уровнями развития соотвествующих их анатомо-физиологических систем. Вместе с тем, у близких филогенетически групп животных, но при этом занимающих разные экологические ниши, одни и те же физиологические процессы могут обеспечиваться разными структурами и иметь определенные различия. В животном мире встречаются и такие примеры, когда у филогенетически близких групп животных, длительное время занимающих разные экологические ниши, определенные физиологические процессы обеспечиваются одними и теми же органами (в связи с общностью строения анатомо-физиологических систем), но при этом имеют некоторые различия в способах своего осуществления (в связи с приспособлением к разной среде обитания, например, дыхание у наземных и вторичноводных млекопитающих).

Сравнительная физиология животных изучает, каким образом осуществляются опредленные физиологиечские процессы у разных групп животных, обитающих в принипиально различных условиях, в том числе создающих трудности для осуществления процессов жизнедеятельности или поддержания на определенном уровне тех или иных констант гомеостаза. Так, именно сравительная физиология животных изучает как поддерживается постоянство температуры у гомойотермов, живущих в пустыне и в Арктике, каким образом сохраяется нормальное осмотическое давление и водный баланс у морских и пресноводных животных разных систематических групп, каким образом поддерживается водный баланс у жителей засушливых областей, как происходит дыхание у наземных и водных организмов разных систематических групп, как различные живые существа получают достаточное количество кислорода, обитая в наземных и водных условиях, и за счет каких механизмов они могут увеличить его потребление при возросшей потребности (например, птицы при перелете), как приспосабливаются водные животные, когда водоем пересыхает и они оказываются в воздушной среде, и, наоборот, как представители наземных форм осуществляют дыхание при попадании в водную среду и т.д.

Таким образом, сравнительная физиология изучает сходство и различие ключевых физиологических процессов (дыхание, транспорт веществ, выделение, пищеварение и другие) у разных представителей животного мира, учитывая их филогенетический уровень развития и условия обитания, с целью выявления причин и общих закономерностей изменения функций или появления новых в связи с приспособлением к определенным условиям окружающей среды. Сравнительная физиология даёт возможность сопоставления и выяснения особенностей и определённых закономерностей развития физиологических функций у животных, относящихся к различным систематическим группам.

Основными направлениями сравнительных исследований являются:

ü физиологические особенности животных разных систематических групп (типов, классов и др.) в связи разным уровнем их филогенетического развития;

ü отдельные физиологические функции (дыхание, пищеварение, выделение и т.д.) у животных разных систематических групп;

ü функции отдельных структурных элементов органов, тканей, клеток, а также биологически активных веществ (гормонов, ферментов, медиаторов, дыхательных пигментов крови и др.) у животных разных систематических групп.

Сравнительная физиология животных позволяет проследить основные пути эволюции животного мира, а также демонстрирует, с одной стороны, необычайное разнообразие природы в решении различных физиологических проблем, а, с другой, – в некоторых случаях консервативизм в эволюции, когда, найдя какое-то успешное решение той или иной физиологической проблемы, природа придерживается его в совершенно различных ситуациях на самых разных уровнях развития животного мира (например, принцип противоточной циркуляции используется и в почках млекопитающих, и в легких птиц, и в жабрах рыб и в некоторых других структурах).

Сравнительный подход в изучении физиологии позволяет не только установить как определенные группы животных выживают, прспосабливаясь к тем или иным факторам окружающей среды, но и получить представление об общих закономерностях развития физиологических процессов у разных систематических групп животных в связи с генотипической адаптацией к определенным внешним условиям. Сравнительный подход и изучение закономерностей адаптации животных к внешним факторам позволяют проникнуть в сущность сложных физиологических процессов.

Поиск по сайту: