Процессом исторического развития живой природы и отдельных групп составляющих ее организмов является филогенез
. Научной основой представлений о филогенезе является созданное Ч.Дарвином эволюционное учение. Раздел биологии, изучающий филогенез и его закономерности, называется филогенетикой и занимается изучением происхождения современных форм от родоначальных предков, а также причин, обусловливающих ход их эволюции, законов этой эволюции и т.д. Схематически филогенез животных и растений обычно представляют в виде так называемого родословного древа, ствол которого соответствует начальным формам жизни, а ветви – всем последующим многочисленным и все более усложняющимся формам. Филогенез следует рассматривать в единстве и взаимообусловленности с развитием отдельной особи от ее зарождения до смерти называемого онтогенезом – процессом индивидуального развития организма.
Совокупность химических превращений веществ, поступающих в организм извне, называют обменом веществ и энергий
. Превращение этих веществ в клетках приводит к образованию энергии, необходимой для осуществления всех многочисленных функций организма: сокращения мышц, проведения нервных импульсов, поддержания температуры тела, различных процессов синтеза, процессов всасывания и секреции, поддержания физиологических концентраций органических и неорганических ионов по обе стороны клеточной мембраны (внутри и вне клетки) и др. Сущностью обмена веществ и энергий является диалектическое единство процессов непрерывного поступления в организм извне различных органических и неорганических соединений, их усвоения, изменения и выведения во внешнюю среду образовавшихся продуктов распада. Для каждого вида животных характерен свой особый уровень обмена веществ и энергии, который зависит от наследственных свойств, пола, возраста, условий существования и т.д. В основе обмена веществ и энергии лежат ферментативные процессы 2 типов, тесно друг с другом связанные и взаимообусловленные: 1) ассимиляция или анаболизм – связаны с потреблением энергии и приводят к усвоению клетками соединений, поступающих в организм из внешней среды, синтезу в клетке из более простых более сложных молекул; 2) диссимиляция или катаболизм – направлены на расщепления веществ, как поступающих в клетку извне, так и входящих в состав клеток организма, и сопровождающихся выделением энергии. В живом организме благодаря процессам обмена веществ и энергии происходит перестройка поступающих пищевых веществ в соединения, характерные для данного организма, которые используются как строительный или энергетический материал. Обмен веществ и энергии способствует постоянному, непрерывному обновлению органов и тканей без изменения химического состава тела организма. Основные группы веществ (белки, жиры, углевода и др.) неравнозначно участвуют в процессах обмена веществ и энергии. Белки используются организмом в основном в качестве строительного (пластического) материала, тогда как углеводы и жиры – для покрытия энергетических затрат (см. «Пищеварительная система»). Превращения различных веществ с момента их поступления в организм и до образования конечных продуктов распада называется промежуточным обменом веществ и энергии или метаболизмом и происходит в основном внутриклеточно, поэтому термины «промежуточный», «межуточный» или «внутриклеточный» обмен обозначают одно и то же. Промежуточный обмен веществ и энергии можно условно разделить на следующие ступени: 1) пищеварение – расщепление в желудочно-кишечном тракте под действием пищеварительных ферментов (пепсина, трипсина, химотрипсина и др.) сложных составных частей пищи до низкомолекулярных соединений, способных усваиваться организмом; 2) всасывание из желудочно-кишечного тракта в кровь продуктов пищеварения и доставка их к различным органам и тканям; 3) перестройка веществ, полученных в процессе пищеварения, в вещества клеток и тканей и образование (биосинтез) соединений, характерных для данного организма; 4) расщепление таких соединений с образованием промежуточных и конечных продуктов обмена; 5) выведение из организма конечных продуктов обмена. Из большого числа продуктов, поступивших с пищей в организм, в конечном счете в результате обмена веществ образуются 3 соединения, имеющих основное энергетическое значение: ацетилкофермент А, @ – кетоглутаровая и щавелевоуксусная кислоты.