Эволюционная физиология

Введение
Эволюционная физиология - раздел физиологии, изучающий различные функции животного организма в их формировании и историческом развитии. Э. ф. исследует эволюцию функций, т. е. процесс их формирования и изменения в зависимости от внутренних и внешних факторов. Э. ф. раскрывает также сущность функциональной эволюции: почему именно так, а не иначе шло формирование и развитие новых функциональных отношений.
Диапазон фенотипов, изученных эволюционными физиологами, широк, включая, но не ограничиваясь, жизненной историей, поведением, работой целого организма, функциональной морфологией, биомеханикой, анатомией, классической физиологией, эндокринологией, биохимией и молекулярным развитием. Это тесно связано со сравнительной физиологией и экологической физиологией, и ее результаты - главное беспокойство эволюционной медицины.

История развития эволюционной физиологии
17 -18 вв. – создание систематики растений и животных на основе сравнения морфоанатомических признаков способствует развитию эволюционных представлений в биологии.
19 в. - формируются первые эволюционные биологические теории, рассматривающие изменения организмов во взаимодействии с окружающей средой.
Ж. Б. Ламарк –
теория упражнений
Ч. Дарвин –
теория естественного отбора

Додарвиновский период
Первая половина 19 в. - Развитие сравнительной физиологии Обоснование необходимости:
1807 г. – Вальтер, курс физиологии человека с сравнительной физиологией животных
1834 -1837 гг. – Мюллер, руководство по физиологии человека.
Сравнительные исследования:
Дюжарден, Шульце – простейшие
Мильн-Эдвардс – гидроиды
Мюллер – иглокожие
Гегенбауэр – кишечнополостные, асцидии

Последарвиновский период с 60 -х гг. 19 в.
Первые обобщения, касающиеся проблем эволюции функций:
1874 г. – Геккель: «Задачей будущей физиогении явится такая же исчерпывающая и успешная разработка истории развития функций, какая уже проделана морфогенией в отношении развития формы»
1875 г. – Энгельманн: эволюция сократительных тканей
1875 г. – Дорн: принцип мультифункциональности и смены функций Ковалевский: сравнительная гистофизиология выделительных органов беспозвоночных - выводы о функциональной аналогии органов различного происхождения 1878 -8484 гг. – Мечников: эволюция внутриклеточного пищеварения от одноклеточных до высших беспозвоночных и позвоночных – выводы об изменении его функции с питательной на защитную.

Развитие эволюционной физиологии как науки
1932 г. – Х. С. Коштоянц: публикует работу, в которой обосновывает необходимость проведения сравнительно-физиологических и онтогенетических исследований как основы разработки проблем эволюционной физиологии в рамках теории эволюции.
1933 г. – Л. А. Орбели: программная работа «Об эволюционном принципе в физиологии» - обосновывает необходимость поиска путей самостоятельного развития эволюционной физиологии для создания теории исторического развития функций.
1939 г - Орбели создает Институт эволюционной физиологии и патологии ВНД им. Павлова. Идет активная разработка проблем и методов ЭФ 40 -50 -гг. - приостановка развития ЭФ
1956 г. – выступление Орбели на 1 -м совещании по эволюционной физиологии: – новая формулировка методов и целей ЭФ – идея о разработке проблем эволюции функций и функциональной эволюции – создание Института эволюционной физиологии им. И. М. Сеченова АН СССР

Институт эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова РАН
(ИЭФБ РАН)

Институт эволюционной физиологии и биохимии имени И. М. Сеченова РАН
(ИЭФБ РАН)

Области исследования
Важные области текущего исследования включают:
Работа Organismal в качестве центрального фенотипа (например, меры скорости или стойкости в передвижении животных)
Роль поведения в физиологическом развитии
Физиологическое и эндокринологическое основание изменения в жизненных чертах истории (например, размер сцепления)
Функциональное значение молекулярного развития
Степень, до которой различия в разновидностях – адаптивный
Физиологические подкрепления пределов географическим диапазонам
Геграфическая изменчивость в физиологии
Роль полового отбора в формировании физиологического развития
Величина «филогенетического сигнала» в физиологических чертах
Роль болезнетворных микроорганизмов и паразитов в физиологическом развитии и неприкосновенности
Применение optimality, моделирующего, чтобы объяснить степень адаптации

Методы
Искусственный выбор и экспериментальность
Фенотипичная пластичность и манипуляция
Вдвойне маркированные водные измерения свободно живущих энергетических требований животных
Генетические исследования и манипуляции

Принципы эволюционной физиологии
1. Принципы эволюции специализированной клетки:
Специализации ультраструктур Полимеризации и олигомеризации органелл (Догель) Специализации распределения мембранных структур
2. Принципы эволюции функциональных единиц: Дифференцировки ФЕ Интенсификации процесса Полимеризации

3. Принципы эволюции органа:
Мультифункциональности и смены функций (Дорн)
Множественного обеспечения функций (Маслов)
Интенсификации функций (Северцов)
Уменьшения числа функций
Расширения функций (Плате)
Компенсации функций (Догель)
Надстройки (Орбели)
Физиологической субституции (Федотов)
4. Принципы эволюции функциональных систем:
Увеличения стабильности поддержания основных констант
Возрастания числа регуляторных факторов
Расширения адаптивных возможностей