Морфология и физиология (значение, развитие, связь с другими биологическими науками)

Морфология (morphe — форма, logos — учение) — это наука о происхождении, развитии, формах и строении живого организма. Современная морфология животных включает три главные дисциплины: цитологию, гистологию и анатомию, позволяющие проводить изучение и описание строения тела животного во всей его полноте на разных уровнях расчлененности.

Цитология (cytos — клетка, logos — учение) — наука о наиболее мелкой частице живой материи — клетке: ее значении, строении и функционировании. Учение о клетке и ее жизнедеятельности известно в биологии под названием клеточной теории, начало которой относится к первым исследованиям английского физика Роберта Гука, проведенным с помощью созданного им в 1665 г. микроскопа (рис. 1.1). Клеточная теория, сформулированная в 1839 г. немецким биологом Т. Шванном, наряду с теорией эволюции Ч. Дарвина и теорией гена является одной из основополагающих теорий современной биологии.

Рис. 1. Микроскоп Роберта Гука (А) и сделанный им рисунок микроскопического строения пробки (Б)

На определенном этапе накопления информации из цитологии выделилась в самостоятельный раздел эмбриология (embryon — зародыш. logos — учение). Она изучает индивидуальное развитие живого организма от момента слияния половых клеток до рождения и вместе с возрастной анатомией, исследующей превращения организма после рождения, определяет полную картину онтогенеза (ontos — существо, genesis — развитие), т.е. комплекс сложных преобразований организма от зарождения до естественной смерти.

«Зернышки» индивидуальных программ развития, или онтогенеза, представителей определенного вида животных от простейших форм до современных, прослеженные на протяжении огромного числа поколений, последовательно сменяющих друг друга, составляют мозаику исторического (эволюционного) развития данного вида животных, или филогенез (phylon — племя, род, genesis — развитие). Филогенез предусматривает сведение воедино данных палеонтологии (palaios — древний, ontos — существо), т.е. учения об ископаемых животных, сравнительной анатомии, гистологии и эмбриологии.

Гистология (histos — ткань, logos — учение) как морфологическая наука изучает ткани (эпителиальные, опорно-трофические, мышечные и нервную), т.е. особые сложные комплексы клеток и неклеточного вещества, отличающиеся общностью происхождения, строения и функции.

Цитология и гистология относятся к микроанатомии (mikros — малый), так как изучение отдельных клеток возможно только при значительном увеличении и после специальной обработки. Для изучения внутреннего устройства клеток используют световой, электронный, сканирующий электронный и другие микроскопы, обеспечивающие многократное увеличение рассматриваемого объекта.

Анатомия (anatome — разрез, рассечение) — одна из самых древних биологических наук. Она изучает закономерности внешних форм и внутреннее устройство здорового, не измененного болезнью организма в целом, а также отдельных его органов, систем органов и отдельных его частей. Обычно объектом исследования анатома служат трупы животных, но сведения, получаемые на мертвых телах, дают право и возможность судить о закономерностях строения живого организма.

Основным приемом работы анатома-исследователя является последовательное расчленение скальпелем более крупного и сложного комплекса структур на более мелкие и простые, т.е. «анатомирование», или «препарирование». При этом проводится подробное описание увиденного невооруженным глазом или с помощью лупы (описательная анатомия).

По мере расширения и углубления данных о строении организма в составе анатомии оформились в самостоятельные разделы:
1) системная анатомия, описывающая строение систем органов — костной, мышечной, внутренних органов, кровеносной, нервной;
2) топографическая анатомия, содержащая сведения о естественной форме органов, их взаимной связи и расположении в теле;

3) рентгеноанатомия, дающая возможность изучать и описывать скелет, форму и расположение внутренних органов и сосудов на живом животном;
4) пластическая анатомия, изучающая внешние формы тела животного с определением соотношения или пропорций отдельных его частей;
5) сравнительная анатомия, выявляющая общие черты и различия в строении и форме сходных органов и организмов животных разных классов от низших до высших; она стала надежной теоретической основой для определения и правильного понимания общих закономерностей эволюции животных в их индивидуальном (онтогенез) и историческом (филогенез) развитии;

6) возрастная анатомия, объединяющая сведения об изменениях размеров и строения органов на протяжении всей жизни отдельной особи от момента рождения до смерти.

Физиология (physis — рождение, происхождение, logos — учение) — наука о процессах жизнедеятельности организма, а также механизмах, обеспечивающих взаимодействие отдельных частей организма и функционирование его как единой целостной и самонастраивающейся системы в условиях обмена веществ и энергии с окружающей средой. Физиология является второй по объему и значимости после морфологии биологической наукой. На всем пути развития физиологии сложилась ее тесная взаимосвязь с морфологическими науками, при которой функция и форма бессмысленны одна без другой.

Область интересов физиологии включает раскрытие и изучение тонких механизмов таких актов, как дыхание, питание, движение, поддержание определенного уровня обмена веществ и др. Важная сторона физиологических исследований — выявление качественных различий в функционировании организмов животных, находящихся на разных ступенях эволюционной лестницы, и организмов одного вида, живущих в разных условиях обитания (сравнительная физиология).

В настоящее время в физиологии принято выделять несколько направлений исследования: общее, видовое, возрастное, эволюционное и т. д. Сравнительно новой областью физиологии является экологическая физиология, рассматривающая потенции, характер и скорость функциональных преобразований при адаптации животного организма к условиям постоянно ухудшающейся окружающей среды и разведении животных в экологически неблагополучных регионах.

Основной метод физиологических исследований — эксперимент (опыт), т.е. воздействие на организм животного посредством специальных приборов и установок, дающих возможность стимулировать или, наоборот, подавлять те или иные функции и впоследствии наблюдать и регистрировать возникающие ответные реакции (например, изменение двигательной активности, секреторной деятельности и т.п.).

Глубокое проникновение анатомии, гистологии и физиологии в онто- и филогенез, в закономерности строения и функционирования органов, тканей и клеток дает возможность биологическим дисциплинам внести существенный вклад в познание живого мира и определение картины развития жизни на Земле.

Эти науки имеют и вполне ощутимое прикладное использование. Не вызывает сомнения значимость анатомии и физиологии для ветеринарного и зоотехнического образования. Осознанное и кропотливое изучение всех аспектов строения и функционирования организма животного является необходимой базой для формирования врачебного мышления, дает почву для более глубокого понимания всех клинических дисциплин, решающих проблемы профилактики и лечения животных.

Без знания топографической анатомии нельзя стать хорошим хирургом или терапевтом. Без понимания тонкого устройства и «профессиональной деятельности» органов размножения, а также знания всех сторон эмбриологии нет акушера-гинеколога. Недостаток подготовки по нормальной анатомии, гистологии и физиологии делает ветеринарного специалиста безоружным в патологической анатомии и патологической физиологии при определении тех или иных изменений в функциональной деятельности организма и в органах, пораженных болезнью.