STAVBA PROZRAZUJE ÚKOL : ORGÁNY TĚLA

Moře, z něhož pochází všechno živé, svými stálými vlastnostmi (dokáže rozpouštět mnoho látek i udržet stabilní teplotu) představovalo dokonalé prostředí pro rozvoj života. Jednak tvořilo živný roztok, ze kterého prvotní organismy odebíraly látky potřebné na svou výstavbu a údržbu, jednak bylo odpadovým zařízením, do kterého odevzdávaly nevyužitelné produkty.
   Významný stupeň ve vývoji představoval vznik buněčné membrány, pružné tenké blány, která díky svým vlastnostem dokázala vybírat nejvhodnější látky, a tím vytvořit uvnitř buněk prostředí, jež se lišilo od prostředí vnějšího. Zatímco tedy v mořské vodě převládaly ionty sodíku (Na+) a chlóru (Cl-), uvnitř buňky se začaly hromadit především ionty draslíku (K+), hořčíku (Mg2+) a ionty fosfátové (PO2-4).

Membrány regulují průchod látek do nebo z buňky. Ionty obklopené molekulami vody vrstvou neprojdou. Pokud se však obalí podobnou vrstvou odpuzující vodu, membrána je propustí. Membrány také mohou obsahovat kanálky, které podle velikosti umožňují vstup bílkovin.

I u vícebuněčných organismů se uchovalo rozdílné složení vnitřního a vnějšího prostředí, změnil se však poměr objemu tekutin v buňce a mimo ni opačně, než tomu bylo u jednobuněčných organismů žijících v moři, kde se mimo buňku vlastně nacházel celý oceán. Uvnitř buněk se u živočichů nachází více vody, například u dospělého člověka vážícího 75 kg činí obsah tekutiny v buňkách asi 30 litrů, zatímco množství krve a lymfy, jež prochází mízními uzlinami, jen asi polovinu.

Vznik mnohobuněčných organismů tedy vedl k vzrůstu těla, což znamenalo prodloužení cesty od povrchu těla k vnitřním orgánům. Tak se značně zkomplikovala výměna látek, kterou buňky uložené hluboko v těle ke svému životu potřebují.

Posloupnost uspořádání mnohobuněčných organismů. Činnost každé hladiny závisí na její organizaci i na organizaci hladin nižších.

Difuzní pochody (samovolný pohyb látky z místa vyšší koncentrace na místo nižší koncentrace), které stačily u jednobuněčných organismů, jsou totiž poměrně pomalé a zde již nevyhovovaly. Proto bylo nutné vytvořit zvláštní zařízení - orgány, které zajistily, aby vnitřní části těla nebyly ochuzovány o kyslík, výživné a minerální látky a aby se nehromadily zplodiny, jako je oxid uhličitý, kyseliny a čpavek. Vznikly červené krvinky, mající za úkol přenášet kyslík a oxid uhličitý, a dýchací orgány, umožňující rychlý příjem kyslíku nebo vylučování oxidu uhličitého. Vyvinula se trávicí soustava na zpracování potravy.Pro odstranění nežádoucích pevných a kapalných produktů nebo zase k zadržení užitečných látek se vyvinula především játra a ledviny. Srdce jako oběhové čerpadlo začalo udržovat všechnu tekutinu mimo buňky v neustálém pohybu.

Člověk tedy sdílí se všemi ostatními živočišnými druhy společnou historii vývoje a stejné zákony fyziky a chemie, stejné principy dědičnosti je tedy částí království zvířat. Navíc všechny základní biologické procesy, které jsou nazývány "život", sdílejí všechny živočišné druhy. Jevy, které vedou k tlukotu srdce, se zásadně neliší u ryby, žáby, hada, ptáka nebo opice, stejně jako elektrické impulzy v lidském mozku nejsou zásadně jiné ani u kraba nebo potkana.

Kymograf Carla Ludwiga z roku 1846. Přístroj je schopný převést změny tlaku a jiné pohyby v organismu na vlnitou křivku, zaznamenávanou perem na papír. Tento přístroj velmi přispěl k rozvoji fyziologie.

Chceme-li proniknout do způsobu, jak pracují orgány živočichů i lidí, musíme si jejich činnost rozložit na poměrně jednoduché fyzikální a chemické děje, jako je filtrace, difuze nebo přenos tepla. Pro pochopení jejich koordinace si musíme osvojit pojmy známé z řídících procesů, jako je signál, ústředí, přímé a zpětnovazebné působení - musíme tedy znát kybernetiku. Naše znalost činnosti živého organismu, kterým se zabývá věda zvaná fyziologie, tedy do značné míry závisí na rozvoji ostatních věd. Určitý rozdíl však zde máme.

Fyzikální systémy vytvořené člověkem, jako třeba počítač nebo naváděcí systém pro střely, mohou být natolik přesné, že u nich za normálních podmínek můžeme dosáhnout předpovězeného výsledku. Živočichové však musí fungovat za neustále se měnících rozmarů přírody a při ne zcela přesné dědičnosti. Nastává nutnost udržet poměrně stálé prostředí uvnitř těla - homeostázu. Činnost všech tkání a orgánů musí být regulována a vzájemně propojena tak, aby jakákoliv změna ve vnitřním prostředí (třeba způsobená horkem nebo zimou) automaticky vyvolala takovou odpověď, která by tuto změnu zmenšila. U jednobuněčných forem života stačily k udržení homeostázy regulační děje uvnitř jednotlivých buněk. U větších organismů se však musely vyvinout přesložité regulační mechanismy, které byly schopné řídit a propojovat činnost buněk ve prospěch celku. Proto se vyvinula spojení, která umožnila přenášet informace na poměrně dlouhou vzdálenost. Jejich přenos zprostředkují molekuly tří soustav: endokrinní, která využívá hormony pro řízení látkové výměny, nervové s neuropeptidy, určenými pro přenos a zpracování informací, a imunitní s cytokiny, řídícími obranné pochody.

13_vlakna.gif (66987 bytes)
Příklad, jak způsob uspořádání vláken určí vlatnosti svalu. Pohyb svalu je umožněn klouzáním slabých vláken podél vláken silnějších, avšak s jinou strukturou a jiným chemickým složením.