учение о биологическом прогрессе

Учение А.Н. Северцова и биологическом прогрессе

На основании данных сравнительно-эмбриологических исследований А. Н. Северцов показал слабые места биогенетического закона и внес существенные поправки в его содержание и понимание соотношений между онтогенезом и филогенезом.

В основе биологического прогресса лежит повышение приспособленности потомков по сравнению с предками. Если вид приспособлен лучше, численность этого вида увеличивается. Стойкое увеличение численности — первый критерий биологического прогресса. Лучшая приспособленность позволяет виду увеличивать ареал — это второй критерий биологического прогресса. При столкновении с новыми условиями среды происходит видообразование, которое со временем приводит к увеличению числа дочерних таксонов. Последний критерий применим не только к видам, но к систематическим группам любого ранга, вплоть до типов.

В противоположность биологическому прогрессу при биологическом регрессе численность вида уменьшается, ареал сокращается, и в течение длительных промежутков времени сокращается число дочерних таксонов, так как часть из них вымирает.

Примером биологически прогрессивного и регрессивного таксонов могут служить два отряда птиц: воробьинообразные, включающие свыше 4000 видов, объединяемых примерно в 900 родов и 40 семейств, и гагарообразные — 1 семейство, состоящее из 1 рода, включающего 4 вида.

По Северцову, биологический прогресс может достигаться разными способами: путем ароморфоза — повышения уровня организации, путем идиоадаптации — выработки частных приспособлений и путем специализации — приспособления к более узким, чем у предков, условиям существования.

Ароморфоз — формирование приспособлений широкого значения, позволяющих ароморфным таксонам существовать в более разнообразных условиях. Например, предки млекопитающих — пресмыкающиеся, не способны поддерживать постоянную температуру тела. У них, кроме крокодилов, трехкамерное сердце, и по всему телу разносится смешанная артериально-венозная кровь. Недостаток кислорода не обеспечивает необходимого для поддержания температуры уровня обмена веществ. Поэтому пресмыкающиеся в тропиках активны круглый год, в умеренном климате на зиму впадают в спячку, а в Арктике их нет. Четырехкамерное сердце и полное разделение артериальной и венозной крови позволяют млекопитающим быть активными круглый год от Арктики до Антарктиды. Зимняя, а у некоторых и летняя, спячка обусловлена у них не холодом, а недостатком пищи.

Идиоадаптация — приспособление за счет частных изменений в строении и функциях органов при сохранении уровня организации — самый распространенный способ прогрессивной эволюции. Она может продолжаться неограниченно долго, как у акул, но может смениться специализацией. Часто эволюция крупных таксонов начинается периодом ароморфоза, который затем всегда сменяется идиоадаптацией. Таксон, освоивший благодаря ароморфозу более широкую среду обитания, испытывает быструю дивергенцию — происходит так называемая адаптивная радиация. Различные ветви его эволюции — дочерние таксоны приспосабливаются к разнообразию новых условий. Однако, далеко не все крупные таксоны возникают путем ароморфоза. Например, костистые рыбы, составляющие около 95 % современной фауны рыб, возникли путем идиоадаптации. Биологический прогресс этого класса рыб обеспечили наличие плавательного пузыря, создавшего рыбам возможность регулировать плавучесть, и облегчение чешуйного покрова, сделавшее тело более подвижным.

Общая дегенерация — морфофизиологический регресс, который сопровождается упрощением уровня организации, исчезновением некоторых органов или систем органов. Дегенерация связана с переходом к паразитическому или сидячему образу жизни. Например, потеря корней и листьев в растения-паразита повитицы, органов пищеварения, в стежках червив, редукция хорды в асциды. В результате узкой специализации появляются специализированные приспособления — присоски, крючки и так далее

А. Н. Северцов впервые разделил понятия биологического и морфофизиологического прогресса (последний означает усложнение организации). Биологический прогресс, в отличие от морфофизиологического, может достигаться не только путем повышения уровня организации (ароморфоз) и частных приспособлений (идиоадаптация), но и вторичным упрощением организации — общей дегенерацией, которая является одной из форм специализации. Примером биологически прогрессивного таксона, эволюция которого шла по пути общей дегенерации, могут служить ленточные черви.

Три критерия и три пути достижения биологического прогресса

Биологический прогресс является основным, магистральным направлениям эволюции. Биологический прогресс характеризует отдельные группы организмов на определенных этапах развития органического мира. Критериями биологического прогресса служат следующие показатели (критерии) :

1. Увеличение числа особей рассматриваемой группы.

2. Расширение ареала.

3. Интенсивное формо- и видообразование.

В итоге наблюдается выход в новую адаптивную зону с последующей адаптивной радиацией, то есть распространение в различных условиях обитания.

В настоящее время, в состоянии биологического прогресса, безусловно, находятся покрытосеменные растения, насекомые, птицы и млекопитающие.

Существует три основных способа достижения биологического прогресса: арогенез, аллогенез и катагенез, которые закономерно сменяют друг друга.

· Арогенез – эволюционное направление, сопровождающееся приобретением крупных изменений строения – ароморфозов. Ароморфоз (от греч. “айро” — поднимаю, “морфо” — форма, образец) — это такое качественное изменение, при котором значительно увеличивается приспособленность группы, повышается ее жизнедеятельность в новых условиях обитания, что дает широкие преимущества данной группе и способствует расширению ее ареала. Например, появление у плоских червей двусторонней симметрии тела и третьего зародышевого листка послужило основой для усложнения в последующих группах животных пищеварительной системы, мускулатуры, кровеносной и выделительной систем, а также возникновения скелета у позвоночных и т. п. Применительно к отдельным группам, например у млекопитающих, ароморфозы обусловили разделение сердца на четыре камеры и дифференцировку двух кругов кровообращения с одновременным увеличением рабочей емкости легких, усложнение головного мозга и органов чувств, а отсюда и развитие сложных реакций поведения, более гибкое приспособление к быстрой смене обстановки. У растений ароморфозы обеспечили переход из водной среды на сушу, от размножения спорами к размножению семенами. Ароморфозы всегда открывают широкий простор дивергентной эволюции и ведут к биологическому прогрессу.

·
Катагенез – эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации (дегенерацией). Дегенерация

это эволюционные изменения, сопровождающиеся упрощением организации (от лат. “дегенераре” — вырождение), которое несмотря на это приводит к биологическому прогрессу. Например, переход многих видов к паразитизму ведет к потере органов чувств, пищеварительной системы, у растительных форм — к утрате листа, преобразованию корней в присоски и т. п. В этих случаях организмы оказываются в новой, более простой среде с меньшим количеством взаимосвязей. Так, асцидия (подтип Оболочники, или Личиночнохордовые) в личиночной фазе существования ведет активный подвижный образ жизни и имеет более прогрессивные черты строения (трубчатая нервная система, наличие органов чувств, хорды, активный поиск и захват пищи), а в результате регрессивного метаморфоза взрослая форма асцидии переходит к сидячему образу жизни, у нее рассасывается хорда, упрощаются нервная система, органы чувств, образуется очень прочная оболочка, что в совокупности делает ее малоуязвимой. С другой стороны, взрослая форма, приспособившись к более простой среде обитания, вступает в конкурентные взаимоотношения с другими формами организмов и поэтому, несмотря на упрощенную организацию, успешно выживает.

Источник

Макроэволюция. Направления и пути эволюции (А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен). Биологический прогресс и регресс, ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация. Причины биологического прогресса и регресса

Содержание:

Возникновение новых видов сопровождается формированием более крупных таксонов. Образование новых родов, семейств и классов подчиняется общим биологическим закономерностям, а также имеет специфические черты.

Макроэволюция

Природные механизмы, лежащие в основе микро- и макроэволюционных процессов, похожи. Появляются новые признаки, действует естественный отбор. Возникает репродуктивная изоляция — невозможность скрещивания особей нового вида с представителями исходного. Приспособительные изменения к внешним условиям закрепляются в поколениях благодаря механизмам естественного отбора (рис. 1).

Особи нового вида, приспособленные к изменившимся условиям существования, расселяются на новой территории. В возникшей популяции начинают действовать мутагенез, популяционные волны, репродуктивная изоляция и естественный отбор.

Происходящие изменения означают новый виток эволюционного процесса:

Макроэволюция — явления и процессы, приводящие к появлению надвидовых таксонов. Возникновение родов, семейств, отрядов, порядков, классов происходит как закономерный итог микроэволюционных изменений, происходивших в течение длительного периода. Большие временные отрезки позволяют проявиться основным направлениям и закономерностям, не заметным на низшем уровне эволюции.

Возможно, специфических механизмов макроэволюции не существует. Возникновение более высоких, по сравнению с видом, таксонов может происходить исключительно посредством микроэволюции. Отражение в биологической науке сложной иерархии органического мира носит условный характер, постоянно подвергается редактированию. Открытия проливают свет на степень родства между группами организмов, темпы эволюции.

В 1712 году было открыто растение, имеющее жилки с дихотомическим ветвлением. Такая морфологическая особенность была характерна для семенных папоротников, распространенных еще в палеозойскую и мезозойскую эры, и давно вымерших. Для гинкго двулопастного время как бы остановилось. Реликтовое растение «законсервировалось» на десятки миллионов лет и до сих пор встречается на Земле (рис. 2).

За тот же период времени другие группы растений, например, родственные гинкговым голосеменные, значительно изменились. Исчезли с лица Земли динозавры, гигантские семенные папоротники, распространенные в лесах мезозоя.

Направления и пути эволюции (А. Н. Северцов, И. И. Шмальгаузен)

Анализ истории органического мира доказывает, что на одних отрезках времени наблюдается расцвет отдельных групп организмов на Земле (преобладание над другими). Это состояние не длится вечно. Наблюдается упадок, а затем исчезновение некогда господствовавших организмов.

Российский ученый А.Н. Северцов изучал отражение закономерностей эволюции в морфологии живых организмов. Исследователь охарактеризовал эволюционные пути развития по их направлению. Северцов предложил различать биологический прогресс и его противоположность — морфофизиологический регресс, объяснил их причины и проявления.

Биологический прогресс — состояние, при котором та или иная группа организмов, преобладает по численности, достигает большого видового разнообразия, распространена на обширной территории. Процесс характеризуется появлением более сложных, качественно новых форм жизни одновременно с уже устоявшимися группами. Многоклеточные возникли в мире, населенном одноклеточными. Млекопитающие и птицы появились в то время, когда на Земле были распространены пресмыкающиеся.

По мнению А.Н. Северцева, прогрессивные изменения осуществляются как ароморфозы, идиоадаптации и дегенерация. Ароморфозы выводят группу организмов на качественно новый уровень, способствуют появлению родов, семейств и более крупных таксономических групп (рис. 3).

Идиоадаптации носят не принципиальный, а частный характер. Такие признаки позволяют организмам преуспеть, лучше освоиться в среде обитания. Дегенерация или упрощение строения возникает при переходе к более простому образу жизни.

Биологический регресс противоположен морфофизиологическому прогрессу. Крайним случаем этого процесса считается вымирание — исчезновение группы организмов с лица Земли. Стабилизирующий отбор — сохранение благоприятных в данных условиях признаков.

По Шмальгаузену, появление таких «пауз» не означает прекращение эволюции. Наоборот, происходит согласование изменений организма и среды обитания. Признано, что фаза биологической стабилизации наступила в эволюции гинкго двулопастного и другого реликтового организма — кистеперой рыбы латимерии.

Северцов и Шмальгаузен ввели правило смены фаз. Исследователи выявили следующую закономерность: ароморфозы происходят редко, но они поднимают группу организмов на новый уровень организации. Дальнейшее историческое развитие происходит как идиоадаптация либо дегенерация. Такие изменения позволяют организмам приспособиться к конкретным условиям жизни.

Биологический прогресс и регресс, ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация

Весь ход макроэволюции — это протекание двух взаимно противоположных процессов. Биологический прогресс сопровождается возникновением новых видов, увеличением численности популяций. Обычно, такие изменения происходят при наличии достаточной кормовой базы, отсутствии стихийных бедствий, значительного истребления хищников.

Биологический прогресс означает эволюционный успех группы организмов, ее процветание, что согласуется с закономерным развитием природы от простого к сложному. К признакам биологического прогресса относятся рост численности особей конкретной группы и расширение ареала.

Группы низшего ранга преобразуются в более высокие. Внутри вида появляются подвиды, новые виды → Происходит преобразование в род → Несколько новых родов образуют новое семейство и т. д.

В настоящее время этот путь проходят насекомые и покрытосеменные растения.

Пути осуществления процесса по Северцову — арогенез, аллогенез и катагенез. Арогенез или значительное расширение ареала группы организмов происходит путем ароморфоза. Возникает значительное эволюционное преобразование, такое изменение строения и функций, которое повышает уровень организации живых организмов. Появляются возможности завоевания новой среды обитания, лучшего приспособления к ней.

Аллогенез не сопровождается расширением ареала. Внутри старого наблюдается появление различных частных приспособлений к среде обитания — идиоадаптаций. Значительные преимущества организмам могут дать сравнительно мелкие внешние или внутренние изменения, которые нужны для лучшего приспособления.

Идиоадаптации расширяют возможности освоения живыми организмами разных климатических и природных зон. Покровительственная окраска и мимикрия помогают избежать нападения хищников (рис. 5). При этом, возникшие изменения не означают более высокую ступень эволюции, как при ароморфозе.

Дегенерация — упрощение организмов, потеря каких-либо органов, функций в ходе эволюции. Парадоксальность явления заключается в том, что оно может вести к биологическому прогрессу. Такой путь получил собственное название «катагенез». Северцов рассматривал дегенерацию как упрощение организации, которое позволяет сэкономить ресурсы для приобретения других качеств, полезных изменений уже имеющихся свойств.

Дегенерация более характерна для паразитических организмов, животных, ведущих прикрепленный образ жизни. Например, асцидии утратили не только органы чувств, но и хорду (рис. 6).

Биологический регресс — «антипод» прогресса. Происходит эволюционный упадок группы организмов по разным причинам: из-за хозяйственной деятельности, вмешательства человека в природную среду, стихийных бедствий, изменения климатических условий. Снижается численность популяции, сужается ареал, виды исчезают, их количество в составе семейств уменьшается.

Биологический регресс в истории Земли нередко приводил к вымиранию групп организмов. На этом пути в настоящее время находятся некоторые папоротники, плауны, хвощи, ряд видов земноводных и пресмыкающихся.

Причины биологического прогресса и регресса

Одни группы организмов прогрессируют благодаря широкому диапазону наследственной изменчивости. Появляется достаточное количество комбинаций, служащих материалом для естественного отбора. Такая группа организмов получает преимущества.

Резерв наследственной изменчивости по каким-либо причинам может отсутствовать. В этом случае группа организмов обречена на вымирание. Нередко, так происходит у узкоспециализированных растений и животных. Они не имеют возможности приспособиться к новым условиям среды при ее резком изменении, к новому виду пищи, при исчезновении привычного корма.

Яркий пример этого процесса — внезапное вымирание динозавров (рис. 7). Причиной ученые называют падение на Землю гигантского небесного тела около 65 млн лет назад. Наступившие после изменения сравнивают с ядерной зимой. Снизилась прозрачность атмосферы из-за туч пепла и дыма, температура резко снизилась. Растения на больших территориях погибли, а динозавры лишились пищи.

Небольшие по размерам предки современных млекопитающих были теплокровными, возможно, всеядными. Они смогли пережить изменение условий и со временем заняли господствующее положение на планете.

Источник

Урок Бесплатно Макроэволюция. Направления эволюции

Введение

Макроэволюция – это эволюция на уровнях выше видового (образование новых родов, семейств, отделов, типов, классов). Она идет очень длительное время и исчисляется миллионами лет.

К макроэволюции можно отнести возникновение и развитие жизни на Земле.

Изучать процессы, которые идут на протяжении миллионов лет очень сложно, хотя, исходя из современной синтетической теории эволюции, закономерности, происходящие при микроэволюции, совпадают с закономерностями, идущими в масштабах макроэволюции, что позволяет ученым предположить механизмы возникновения, к примеру, нового класса животных.

Основные направления эволюции. Биологический прогресс

Живые организмы развивались прогрессивным путем, от простого к сложному, от низших форм к высшим.

При этом процесс эволюции не всегда связан с усложнением организмов, в некоторых случаях упрощение строения способствовало более лучшей выживаемости и большему распространению, что активно закреплялось из в поколения в поколение, например, у паразитических червей.

Именно отечественный биолог – эволюционист Алексей Николаевич Северцов (1866—1936) разработал теорию прогресса и регресса организмов, а его ученик И. И. Шмальгаузен развил учение о прогрессе в эволюции.

Алексей Николаевич Северцов:

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Алексей Николаевич Северцов – русский биолог, основоположник эволюционной морфологии животных.

Широко известен мировой науке как крупнейший сравнительный анатом и эмбриолог.

Основные труды посвящены установлению закономерностей эволюции, проблемам индивидуального развития организмов.

В своих работах он применял сравнительно-эмбриологический метод исследования, что в последующем вылилось в теорию филэмбриогенезов, согласно которой изменения органов, происходящие в эмбриональном развитии, являются причиной изменения этих органов у взрослых животных в процессе их эволюции.

Разработал теорию о четырёх типах эволюционного процесса: ароморфоз, идиоадаптация, ценогенез, общая дегенерация.

Алексей Николаевич увлекся преподавательской деятельностью, читал лекции по сравнительной анатомии, эволюционной теории Ч.Дарвина.

Выделяют три направления биологической эволюции:

Биологический прогресс – это направление эволюции, которое характеризуется повышением приспособленности систематической группы живых организмов к среде обитания.

Основные признаки биологического прогресса:

В настоящее время биологический прогресс наблюдается у покрытосеменных или цветковых растений, среди животных прогресс наблюдается у насекомых, у птиц (воробьинообразные), у млекопитающих и многих других.

Посмотрите на разнообразие млекопитающих:

Биологический прогресс у живых организмов достигается тремя путями:

Ароморфоз – это достижение биологического прогресса путем повышения общего уровня организации живых организмов, является крупным эволюционным изменением.

Таким образом, ароморфоз представляет собой различные адаптации, которые полезны организму в самых разнообразных условиях среды и повышают его организацию.

Ароморфозы имеют сложный комплексный характер, так как преобразование идет сразу по многим признакам.

Например, чтобы появилось четырехкамерное сердце, необходимо, чтобы одновременно изменилась дыхательная и кровеносная системы, а также ряд других органов.

Ароморфоз – это очень длительный процесс, происходящий на основе наследственной изменчивости и естественного отбора.

Ароморфозы кишечнополостных (гидры, медузы, коралловые полипы):

Ароморфозы кольчатых червей (дождевых червей):

Ароморфозы Членистоногих (насекомые, паукообразные, ракообразные):

Идиоадаптация– путь развития видов, связанный с развитием частных приспособлений к конкретным условиям окружающей среде, которые не связанны с изменениями уровня их биологической организации.

Пчела имеет грызуще- сосуще- лижущий ротовой аппарат:

У комара колюще-сосущий ротовой аппарат:

Идиоадаптация обеспечивает большое разнообразие приспособленности к существующим условиям жизни.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Бешенный огурец. Почему его так назвали?

У этого растения есть удивительная способность к активному распространению своих семян.

Когда этот огурец созревает, то становится достаточно плотным, а жидкость, которая находится внутри, начинает бродить, создавая высокое давление.

В момент, когда кто-то задевает растение, наружная оболочка огурца разрывается, после чего фонтаном извергаются семена.

Еще есть такое растение перекати-поле, которое имеет сходство с шаром.

В конце осени стебель отрывается, и ветер перекатывает это растение на огромные расстояния, благодаря чему семена также активно распространяются

Дегенерация характеризует эволюционные изменения, ведущие к упрощению уровня организации, строения и функции.

При этом могут упрощаться, а порой и полностью исчезать органы и даже целые системы органов, утратившие свое биологическое значение.

У паразитических червей утрачена пищеварительная система, отсутствуют органы чувств, упрощено строение в целом.

При этом у них формируются различные приспособления к обитанию во внутренней среде другого организма (кутикула, присоски и крючки, с помощью которых они удерживаются на внутренних стенках кишечника хозяина).

У паразитических червей хорошо развита половая система, которая позволяет им активно размножаться.

Несмотря на резкое упрощение своей организации, они идут по направлению биологического прогресса, так как сумели адаптировались к новым условиям существования, что способствовало процветанию их вида (большая численность, активное распространение, повышение видового разнообразия).

Общая дегенерация способствует достижению биологического прогресса группы, за счет изменений, приводящих чаще к упрощению строения некоторых органов.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Рыба без глаз или астианакс мексиканский- «слепая пещерная тетра»

Этот вид рыб достаточно популярен среди любителей аквариумов.

У этих видов рыб в процессе эволюции редуцировались глаза.

В природе они встречаются только в пещерах, где нет света, поэтому зрение им там совершенно не нужно.

Но как же они ищут добычу и прячутся от хищников?

Рыбы пользуются своей боковой линией для ориентации в пространстве и вкусовыми рецепторами.

Кроме прочего они являются альбиносами, то есть у них совсем нет пигментации.

Кстати, у мальков есть глаза, но по мере взросления они зарастают кожей.

Стоит отметить, что все указанные три пути биологического прогресса (ароморфоз, идиоадаптация и дегенерация) очень взаимосвязаны и порой один путь сменяет другой или является предпосылкой для начала возникновения какого-либо эволюционного процесса.

Чаще всего после краткого ароморфоза эволюция идет по пути длительной идиоадаптации или общей дегенерации, что приводит к возникновению целесообразности организмов- их соответствию условиям обитания и способности меняться по мере изменения окружающей среды.

Пути эволюции действуя и сменяя друг друга, в конечном итоге приводят к усложнению, и прогрессивной направленности развития живой природы.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Основные направления эволюции. Биологический регресс и стабилизация

Биологический регресс, в противоположность биологическому прогрессу, характеризуется:

Биологический регресс в крайних случаях может привести к полному вымиранию вида из-за влияния биологических, абиотических и антропогенных факторов.

Почему это происходит?

Оказывается, что некоторые виды просто не успевают адаптироваться к изменяющимся условиям.

Особенно тяжело приходится узкоспециализированным видам, которые не могут быстро адаптироваться к другим условиям существования.

Примеры животных, для которых сегодня характерен биологический регресс: калифорнийский кондор, филиппинский орел, черный журавль, разные виды попугаев, китообразные (синий кит, финвал), лошадь Пржевальского, слоны, уссурийский тигр, снежный барс, человекообразные обезьяны, первозвери (утконосы, ехидны), кистеперые и двоякодышащие рыбы (латимерия).

Примерами биологического регресса среди растений служат почти все реликтовые виды: гинкго, секвойя, древовидные папоротники.

Ускоренное изменение окружающей среды идет чаще всего из-за негативной деятельности человека, поэтому все выше перечисленные животные просто не успевают восстановить свою популяцию и быстро реагировать на значительные изменения, что приводит к их вымиранию.

Организмы, которые вымерли:

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Вымирание мамонтов, саблезубых тигров, истребленный человеком странствующий голубь, птица дронт- это все примеры регресса.

Например, птица дронт или иначе ее зазывали птица додо, вымерла по большей части из-за деятельности человека.

Эта птица была нелетающая, и гнезда свои строила на земле, была очень безобидной и даже доверчивой, так как на острове не было хищных млекопитающих, которые были бы опасны для этих птиц.

Доверчивостью этих птиц и пользовался человек – отсутствие страха перед ним и неспособность летать сделали птицу лёгкой добычей для моряков.

У этих птиц была очень низкая плодовитость, но за счет длительной заботы о своем потомстве их немногочисленные птенцы выживали.

С началом заселения Маврикия вымерли многие эндемичные виды этого острова из-за активной охоты на этих животных, из-за вырубки лесов и завоза туда новых животных (собак, свиней и др.), которые разоряли гнёзда и соперничали за ограниченные пищевые ресурсы.

Биологическая стабилизация

Под термином биологическая стабилизация И. И.Шмальгаузен подразумевал более или менее плавную эволюцию – изменение таксонов по мере изменения среды.

«Биологическая стабилизация определяется согласованностью темпов эволюции и изменениями окружающей среды, при которой приспособленность организма к изменяющейся среде поддерживается на известном уровне….» (И.И.Шмальгаузен)

Для этого направления характерно следующее:

Рассмотрим пример – у растений при снижении среднегодовой температуры в эпидерме увеличивается количество кроющих волосков.

Это явление позволяет выжить всем особям. При этом преимущества между разными видами не наблюдается, так как у других растений при понижении температуры происходят аналогичные изменения.

Следует отметить, что представление об эволюционной стабилизации после работ И. И. Шмальгаузена не развивалось ни у нас в стране, ни за рубежом, поэтому это направление эволюции следует рассматривать всего лишь как теоретическую модель.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Закономерности эволюции. Дивергенция, конвергенция, параллелизм

Изучая и сравнивая разные таксоны живых организмов, можно выявить три главные закономерности их морфологических изменений:

Выбор той или иной закономерности эволюции определяется благодаря сложному взаимоотношению среды обитания и генетических особенностей организмов.

Например, если какой-то вид животного в ходе эволюции постепенно переходит к жизни в водной среде, то у этого вида постепенно развиваются признаки, характерные для большинства водных животных.

Например, у китов хорошо развиты плавники, но при изучении их строения можно увидеть признаки пятипалой конечности млекопитающих, которые говорят о том, что в далеком прошлом киты были обитателями суши.

Рассмотрим основные закономерности эволюции.

Дивергенция— процесс расхождения признаков у представителей родственных таксонов в процессе адаптации к разным условиям существования.

При дивергенции сходство между организмами объясняется общностью их происхождения, а различия- приспособлением к разным условиям среды.

Ярким примером является изменение строения конечностей у млекопитающих в ходе их приспособления к разным условиям обитания.

Органы называют гомологичными, если они имеют общее происхождение и контролируются сходными генами.

Примерами гомологичных органов являются:

В результате дивергенции гомологичные органы у родственных форм приобретают разные функции и разное строение.

Крыло летучей мыши, плавник кита, лапы медведя, кисть человека – все эти типы конечностей млекопитающих имеют существенно разное строение. Эти различия возникли в результате дивергенции.

Также благодаря дивергентной эволюции класс млекопитающих распался на многочисленные отряды, представители которых отличаются по строению, образу жизни, характеру физиологических и поведенческих адаптаций.

Копыта и лапы млекопитающих-пример гомологичных органов:

Конвергенция – процесс развития сходных признаков у неродственных групп организмов. Возникает в процессе адаптации к сходным условиям среды.

Например, крыло бабочки и крыло летучей мыши имеют общие черты строения и функционирования, но в ходе эмбрионального развития формируются из совершенно различных клеток и контролируются разными генами.

Такие органы называют аналогичными, то есть они сходны по функции и даже внешне, но различны по происхождению.

Конвергентная эволюция затрагивает изменения во внешнем строении организмов и связано с изменением условий среды обитания.

Примерами конвергентного развития являются:

В результате конвергенции образуются аналогичные органы как результат адаптации к сходным условиям обитания.

Параллелизм (параллельное развитие) – такое явление, когда в результате однотипного, но независимого друг от друга изменения окружающей среды или образа жизни у отделившихся друг от друга близкородственных групп организмов возникают сходные изменения гомологичных органов.

Причиной параллелизма, по-видимому, является дальнородственная связь, приводящая к высокой вероятности похожих мутаций одних и тех же генов у разных видов.

Примером параллелизма служит независимое возникновение саблезубых форм у млекопитающих: вымершие южноамериканские саблезубые тигры, вымерший австралийский сумчатый саблезубый волк. Получается, что один и тот же признак в разных группах млекопитающих (тигры и волки) возник независимо.

Еще одним примером является сходство формы тела и плавников у быстроплавающих животных – акул, дельфинов, ихтиозавров.

Общий предок африканского и австралийского дикобраза был похож на большую, покрытую шерстью крысу. Когда эти континенты разошлись, то два вида эволюционировали в одних направлениях, хотя и были географически изолированы друг от друга. Несмотря на то, что эти дикобразы не живут вместе уже более 70 млн лет, тем не менее существенных отличий между ними нет и они очень сходны по образу жизни и строению как внешнему, так и внутреннему строению.

Эволюция – необратимый процесс

Если у организма, приспособленного к новым условиям, изменился орган или совсем исчез, то при возвращении к прежним условиям исчезнувший орган не восстановится или преобразуется во что-то другое.

То есть вид не может вернуть себе тот комплекс адаптации, который был утрачен его предками, даже оказавшись в прежней среде их обитания.

Примером необратимости эволюции является невозможность китов, даже при фантастической возможности выхода на сушу, стать похожими на своего сухопутного предка пакицета, который своим обликом напоминал большеголовую, длинномордую собаку размером с волка, обладающую копытцами и длинным хвостом, и вел полуводный образ жизни.

Вторичноводные животные– это животные, предки которых в процессе эволюции сначала вышли из воды на сушу, а потом вернулись обратно в воду (проще говоря, водные животные, у которых предки жили на суше).

Примеры вторичноводных животных:

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Моллюск прудовик- вторичноводное животное, у которого от прошлой жизни на суше осталось легкое – орган воздушного дыхания.

У некоторых прудовиков, которые живут в очень глубоких озерах и реках и не имеют возможность всплывать на поверхность воды и подышать, легкое всегда заполнено водой и выполняет роль жабр.

Еще Чарльз Дарвин писал о необратимости эволюции: «Если даже среда обитания полностью повторяется, то вид никогда не может вернуться к прежнему состоянию».

Например, дельфины и киты никогда не становились рыбами, хотя внешний вид очень схож с представителями класса рыб.

При переходе наземных животных в водную среду конвергентно изменяются конечности- при этом конвергенция участвует лишь в изменении внешнего строения органов.

Во внутреннем строении плавников дельфина и кита сохранены признаки пятипалой конечности млекопитающих.

Так, если на каком-то этапе от пресмыкающихся возникли птицы, то птицы не могут вновь дать начало пресмыкающимся.

Яркий пример необратимости эволюции – вечнозеленый кустарник иглица. На ее стебле имеются блестящие толстые листья, но это никакие не листья, а видоизмененные стебли! Настоящие чешуевидные листья располагаются в центральной части этих видоизмененных стеблей. Листья у иглицы исчезли очень давно из за сильнейших засух, а после изменения климата, когда влаги стало достаточно много, то у растения вместо листьев появились стебли, которые видоизменились в органы, подобные листьям.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Источник