Основные направления преобразований органов половой системы в ходе эволюции позвоночных

В статье представлен анализ основных направлений преобразований органов половой системы в ходе эволюции позвоночных на различных уровнях иерархической организации позвоночных – клеточном, тканевом, органном, организменном, популяционном. В процессе эволюции позвоночных происходила олигомеризация гонад, уменьшение численности гермафродитных видов, снижение относительной  массы  гонад  в  организме,  наблюдался  переход  от  изогамии  к  гетерогамии  (оогамии).  У позвоночных сформировалось 4 типа структурно-функциональной организации мужских гонад: фолликулярный тип, фолликулярно-цистный тип, канальцево-цистный тип, канальцевый тип. У представителей различных классов позвоночных преобразование яичников шло в разных направлениях. Крупные, гроздьевидной формы яичники сформировались в ходе эволюции у рыб, амфибий, рептилий, птиц и клоачных млекопитающих. Эти яичники непосредственно перед сезоном размножения могут занимать почти всю  брюшную  полость.  Яичники  плацентарных  млекопитающих  имеют  небольшие  размеры,  форма  их чаще всего овальная, поверхность гладкая. Одним из направлений эволюционного преобразования гонад явилась компартментализация структур мужских и женских половых желез, при этом произошло структурное и топографическое разделение на собственно половые железы и половые пути, которые сформировались на основе структур первичной почки. У высших позвоночных имеются хорошо развитые придаточные половые железы. В гонадах произошло четкое топографическое разграничение эндокринных и герминативных структур. На фоне возрастания числа видов с внутренним оплодотворением, на фоне формирования сложно организованных влагалища и матки у самок млекопитающих произошло формирование и усложнение копулятивных органов самцов.

1. Барреси М.Дж.Ф., Гилберт С.Ф. Биология развития. М.: Лаборатория знаний; 2022.

2. Белоусов Л.В. Введение в общую эмбриологию. М.: Изд-во МГУ; 1980.

3. Браун А.А., Михайлов В.П. Теория тканевой эволюции А.А.Заварзина и Н.Г.Хлопина. Архив анатомии. 1958;35(3):8–18.

4. Брюхин Г.В., Антонов С.Д. Характеристика жизнеспособности сперматозоидов у потомства самок крыс с экспериментальным сахарным диабетом 1 типа при действии иммобилизационного стресса. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2020;106(1):55–65. EDN: TOHRSG. Doi 10.31857/S0869813920010033

5. Габаева Н.С. К сравнительной гистологии фолликулярного эпителия семенников позвоночных. Архив анатомии. 1970;58(4):20–37.

6. Григорьева Ю.В., Ямщиков Н.В., Чемидронов С.Н., Ваньков В.А., Качаев О.Ю. Морфология стенки тела и шейки матки крысы и кролика. Актуальные вопросы ветеринарной биологии. 2014;4:37–41. EDN: TBXMPT

7. Дзержинский Ф.Я., Васильев Б.Д., Малахов В.В. Зоология позвоночных. М.: Издательский центр «Академия»; 2013.

8. Догель В.А. Олигомеризация гомологичных органов как один из главных путей эволюции животных. Л.: Изд-во ЛГУ; 1954.

9. Догель В.А. Зоология беспозвоночных. Под ред. проф. Ю.И.Полянского. 7-е издание, перераб. и дополн. М.: Высшая школа; 1981.

10. Заварзин А.А. Об эволюционной динамики тканей. Архив биологических наук 1934;36(1):1–64.

11. Калайда М.Л., Нигметзянова М.В., Борисова С.Д. Общая гистология и эмбриология рыб. 2-е изд., исправл. и доп. СПб.: Изд-во «Лань»; 2018.

12. Наумов Н.П., Карташев Н.Н. Зоология позвоночных. Часть 1. Низшие хордовые, бесчелюстные, рыбы, земноводные. М.: Высшая школа; 1979.

13. Новиков Е.А. Физиологическая цена адаптаций обыкновенной слепушонки (Ellobius talpinus Pall.) к подземному образу жизни в сравнении с наземными видами грызунов: автореф. дис. … докт. биол. наук. Новосибирск; 2005.

14. Перцева М.Н. Современные представления об эволюции системы гормон-гормональный рецептор. Успехи современной биологии. 1988;105(3):439–49.

15. Полянский Ю.И. Полимеризация и олигомеризация гомологичных органов в эволюции. Развитие эволюционной теории в СССР (1917– 1970-е годы). Ответств. ред. С.Р. Микулинский и Ю.И. Полянский. Л.: Наука. Ленинградское отделение; 1983.

16. Райцина С.С. Сперматогенез и структурные основы его регуляции. М.: Наука; 1985. Raitsina SS. Spermatogenez i strukturnye osnovy ego regulyatsii. Moscow: Nauka; 1985. (In Russ.)

17. Ромер А., Парсонс Т. Анатомия позвоночных. В 2-х томах. Т.1. М.: Мир; 1992.

18. Ромер А., Парсонс Т. Анатомия позвоночных. В 2-х томах. Т.2. М.: Мир; 1992.

19. Рузен-Ранге Э. Сперматогенез у животных. М.: Мир; 1980.

20. Северцов А.Н. Морфологические закономерности эволюции. М.-Л.: Изд-во АН СССР. 1939.

21. Тимофеев-Ресовский Н.В., Воронцов Н.Н., Яблоков А.В. Краткий очерк теории эволюции. Издание второе, перераб. М.: Наука; 1977.

22. Шевлюк Н.Н. Сравнительная гистология мужской репродуктивной системы позвоночных. Оренбург: Изд-во ОрГМУ; 2017.

23. Шевлюк Н.Н., Бекмухамбетов Е.Ж., Мамырбаев А.А., Джаркенов Т.А., Умбетов Т.Ж., Боков Д.А. Биология размножения, стратегия выживания и механизмы адаптации позвоночных антропогенных ландшафтов. Оренбург: Изд-во ОрГМУ; 2016.

24. Шевлюк Н.Н., Блинова Е.В. Морфофункциональная характеристика матки грызунов (морфогенез, структура, циклические изменения, действие различных негативных факторов среды обитания). Журнал анатомии и гистопатологии. 2022;11(3):82–92. doi: 10.18499/2225-7357-2022-11-3-82-92

25. Шевлюк Н.Н., Стадников А.А. Клетки Лейдига семенников позвоночных (онтогенез, ультраструктура, цитофизиология, факторы и механизмы регуляции). Оренбург: Изд-во ОрГМА; 2010.

26. Шмальгаузен И.И. Основы сравнительной анатомии. М.: Советская наука; 1947.

27. Шмидт Г.А. Эмбриология животных. Часть 1. Общая эмбриология. М.: Советская наука; 1951.

28. Шмидт Г.А. Эмбриология животных. Часть 2. Частная эмбриология. М.: Советская наука; 1953. 404

29. Ярыгин В.Н. Некоторые проблемы дарвинизма на современном этапе. Архив анатомии. 1982;83(11):7–17.

30. Aire TA. Anatomy of the testis and male reproductive tract. In: Jamieson BGM, editor. Reproductive Biology and Phylogeny of Birds. 6A. New Hampshire, USA; Plymouth, UK: Science Publishers, Inc; 2007.

31. Callebaut M, Van Nassauw L, Harrisson F. Comparison between oogenesis and related ovarian structures in a reptile, Pseudemys scripta elegans (turtle) and in a bird Coturnix coturnix japonica quail Reproduction Nutrition Development. 1997 Jan 1;37(3):233–52.

32. Cheng CY, Mruk DD. The biology of spermatogenesis: the past, present and future. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2010 May 27;365(1546):1459–63. doi: 10.1098/rstb.2010.0024

33. Dettlaff TA, Ginsburg AS, Schmalhausen OI. Sturgeon Feshes. Developmental Biology and Aquaculture. Berlin: Springer-Verlag & Heidelberg; 1993.

34. Egea-Serrano A, Relyea RA, Tejedo M, Torralva M. Understanding of the impact of chemicals on amphibians: a meta-analytic review. Ecology and Evolution. 2012 Jun 8;2(7):1382–97. doi: 10.1002/ece3.249

35. Ehmcke J, Schlatt S. A revised model for spermatogonial expansion in man: lessons from non-human primates. Reproduction. 2006 Nov;132(5):673–80. doi: 10.1530/rep.1.01081

36. Extavour CG, Akam M. Mechanisms of germ cell specification across the metazoans: epigenesis and preformation. Development. 2003 Dec 15 [cited 2020 Jun 2];130(24):5869–84. doi: 10.1242/dev.00804

37. Gilbert SF. Developmental biology. Sunderland: Sinauer Ass. Inc.; 2006.

38. Gribbins K. Reptilian spermatogenesis: A histological and ultrastructural perspective. Spermatogenesis. 2011 Jul;1(3):250–69. doi: 10.4161/spmg.1.3.18092

39. Gribbins KM, Elsey RM, Gist DH. Cytological evaluation of the germ cell development strategy within the testis of the American alligator, Alligator mississippiensis. Acta Zoologica. 2006 Mar 16;87(1):59–69. doi: 10.1111/j.1463-6395.2006.00220.x

40. Gribbins KM, Gist DH. Cytological evaluation of spermatogenesis within the germinal epithelium of the male European wall lizard,Podarcis muralis. Journal of Morphology. 2003 Oct 23;258(3):296– 306. doi: 10.1002/jmor.10143

41. Hampl R, Kubátová J, Stárka L. Steroids and endocrine disruptors—History, recent state of art and open questions. The Journal of Steroid Biochemistry and Molecular Biology. 2016 Jan;155:217–23. doi: 10.1016/j.jsbmb.2014.04.013

42. Hayes TB, Falso P, Gallipeau S, Stice M. The cause of global amphibian declines: a developmental endocrinologist’s perspective Journal of Experimental Biology. 2010 Feb 26;213(6):921–33. doi: 10.1242/jeb.040865

43. Jacobson ER. Infectious diseases and pathology of reptiles : color atlas and text. Boca Raton, Fl: Crc/Taylor & Francis; 2007.

44. Jamieson BGM. Avian spermatozoa. Structure and phylogeny. Vol. 6. Science Publishers; 2007.

45. Lancaster K, Trauth SE, Gribbins KM. Testicular histology and germ cell cytology during spermatogenesis in the Mississippi map turtle,Graptemys pseudogeographica kohnii, from Northeast Arkansas. Spermatogenesis. 2014 May 4;4(3):e992654. Doi 10.4161/21565562.2014.992654

46. Lombardi J. Comparative vertebrate reproduction. New-York: Springer; 1998.

47. Malvasio A, Nascimento-Rocha JM do, Santos HD, Ataídes AG de, Portelinha TCG. Morfometria e histologia das gônadas de machos e fêmeas recém-eclodidos de Podocnemis expansa e Podocnemis unifilis (Testudines, Podocnemididae). Acta Scientiarum Biological Sciences. 2012 Jan 3;34(1):105–12. doi: 10.4025/actascibiolsci.v34i1.7257

48. Norris DO, Lopez KH. Hormones and reproduction of vertebrates.Vol.3. Reptiles. Oxford: Academic Press; 2010.

49. Ovalle WK, Nahirney PC. Netters Essential Histology. Philadelphia; 2008.

50. Pudney J. Spermatogenesis in nonmammalian vertebrates. Microscopy Research and Technique. 1995 Dec 15;32(6):459–97. doi: 10.1002/jemt.1070320602

51. Sánchez Ospina AC, Rodríguez B, Ceballos CP. Histological description of the reproductive tract of male and female hatchlings of the Magdalena river turtle (Podocnemis lewyana). Acta Biológica Colombiana. 2014 Jun 5;19(3):427–35. doi: 10.15446/abc.v19n3.42334

52. Speakman JR. The physiological costs of reproduction in small mammals. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 2007 Aug 8;363(1490):375–98. doi: 10.1098/rstb.2007.2145