6. Направления и пути эволюционного процесса
Учение о направлениях эволюционного процесса было разработано русским учёным А. Н. Северцовым.
Биологический прогресс — направление эволюции, характеризующееся повышением приспособленности систематической группы живых организмов к среде обитания.
Критерии биологического прогресса:
- увеличение численности особей;
- расширение ареала;
- увеличение числа таксонов (популяций, подвидов, видов и т. д.).
Биологический прогресс — это результат успеха систематической группы в борьбе за существование. Он обеспечивается появлением новых приспособлений, полезных в данной среде обитания. Организмы выживают и размножаются, что приводит к увеличению численности и освоению новых мест обитания. Возникают новые популяции. Они подвергаются действию разнонаправленного естественного отбора и постепенно превращаются в новые виды, виды — в роды, роды — в семейства и так далее. Происходит увеличение числа таксономических групп и их совершенствование.
В состоянии прогресса в настоящее время находятся многие сорняки (одуванчик, пырей, марь белая), вредители сельскохозяйственных культур (колорадский жук, фитофтора). Их прогресс связан с деятельностью человека.
Биологический прогресс достигается тремя путями: повышением организации и освоением новой среды обитания; приспособлением к новой среде и её заселением; понижением организации и освоением более простой среды.
Эволюционное изменение, ведущее к усложнению строения и функций организмов, повышающее общий уровень их организации, позволяющее освоить новую среду обитания — ароморфоз.
Ароморфозы привели к возникновению крупных систематических групп: типов, отделов, классов, некоторых отрядов.
Примеры ароморфозов у животных:
- двусторонняя симметрия тела;
- сквозной кишечник;
- трахейное дыхание у членистоногих;
- лёгочное дыхание у позвоночных;
- альвеолярные лёгкие;
- четырёхкамерное сердце;
- два круга кровообращения;
- теплокровность.
Примеры ароморфозов у растений:
- возникновение фотосинтеза;
- формирование тканей;
- возникновение листа, стебля, корня;
- появление семени;
- образование цветка и плода.
Эволюционное изменение, приспосабливающее организмы к конкретным условиям существования, но не повышающее общий уровень их организации — идиоадаптация (алломорфоз).
Идиоадаптации возникают на основе ароморфозов и позволяют систематической группе более полно заселить среду обитания. Приводят к возникновению видов, родов, семейств.
Примеры идиоадаптаций:
- разные типы листьев и стеблей у растений;
- разное строение цветков у растений;
- видоизменения побега растений;
- разные клювы у птиц;
- разная форма тела и окраска рыб;
- разные типы ротовых аппаратов насекомых.
Идиоадаптации ротовых органов насекомых
Упрощение строения организмов при переходе в более простую среду обитания — дегенерация.
Примеры общей дегенерации:
- упрощение нервной системы и органов чувств у паразитических червей;
- редукция пищеварительной системы у ленточных червей;
- редукция головы у двустворчатых моллюсков;
- исчезновение крыльев у некоторых паразитических насекомых;
- редукция листьев у паразитических растений.
Растение-паразит петров крест
Двустворчатый моллюск беззубка
Биологический регресс — направление эволюции, характеризующееся понижением приспособленности систематической группы живых организмов к среде обитания и её постепенным вымиранием.
Критерии биологического регресса:
- снижение численности особей в систематических группах;
- сужение ареала;
- уменьшение числа таксонов (популяций, подвидов, видов и т. д.).
Виды, находящиеся в состоянии регресса, нуждаются в охране и занесены в Красную книгу. Это уссурийский тигр, бурый и гималайский медведи, чёрный аист, венерин башмачок, женьшень и многие другие.
www.yaklass.ru
Главные направления и основные пути биологической эволюции
Эволюционный процесс носит приспособительный характер и сопровождается усложнением среды для каждой из эволюционирующих групп организмов. Отсюда — повышение организации жизни, ее прогрессивное развитие. Одновременно идет специализация применительно к узким рамкам среды обитания, а в некоторых случаях и упрощение структурной организации форм. Примерами могут служить кроты, дятлы, черепахи, змеи, паразитические организмы и др.
Учение о биологическом прогрессе и его главных направлениях разработано А. Н. Северцовым. В соответствии со взглядами этого ученого биологический прогресс характеризуется: 1) возрастанием приспособленности организмов к среде обитания, 2) увеличением численности особей данной группы, 3) .появлением многообразия форм, 4) более широким распространением (расширением ареала). В настоящее время биологический прогресс переживают насекомые, птицы, млекопитающие, круглые черви — нематоды. Последние заселяют почву, моря и океаны, а также паразитируют у растений, животных и человека.
Главными направлениями биологического прогресса являются 1) арогенез (морфологический прогресс), 2) аллогенез, 3) катагенез (общая деградация)
Арогенез — эволюционное направление, сопровождающееся прообретением крупныхизменений 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.
Аллогенез — эволюционное направление, сопровождающееся прообретением идиоадаптаций. Идиоадаптации (от греч. «идиос» — особенность, «адаптация» — приспособление) — это эволюционные приспособления к специальным условиям среды, наступающие после ароморфозов. При этом общего подъема уровня организации и интенсивности жизнедеятельности организмов не происходит. Например, возникновение млекопитающих стало эволюционным изменением на уровне ароморфоза, но в дальнейшем, без коренных преобразований организации, наступает широкая адаптивная радиация этой группы, при этом появляются многие новые виды, роды, семейства и т. д., которые приспособились к обитанию в разнообразных условиях суши, в водной и воздушной среде.
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 Личиночнохор-довые) 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.
Таким образом, многие паразиты, относящиеся к животному или растительному миру, или сидячие животные при значительном упрощении своей организаций оказались на пути биологического прогресса. Это дополнительно иллюстрирует тот факт, что эволюция в живой природе носит приспособительный характер, который достигается тремя путями: 1) общим повышением организации и активизацией жизнедеятельности, 2) узкой специализацией, 3) упрощением строения и функций.
Основные пути эволюционного процесса (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблицах. М.,2000)
Ароморфоз — основной путь прогрессивной эволюции, так шла эволюция от одноклеточных к многоклеточным, от двуслойных к трехслойным
Идиоадаптация — эволюция идет вширь на одном уровне организации
Дегенерация — переход на нижеследующий уровень
www.examen.ru
Направления эволюции
☰
Выделяют три основных направления эволюции — ароморфоз, идиоадаптацию и общую дегенерацию. Все они ведут к биологическому прогрессу, т. е. процветанию видов и более крупных таксонов, когда группа увеличивает свою численность и видовое разнообразие, расширяет ареал.
Биологическому прогрессу противопоставляется биологический регресс, когда численность, ареал вида(ов), а также количество видов таксона уменьшаются в следствии неспособности группы приспособиться к изменяющимся условиям среды. Другими словами, биологический регресс происходит, когда историческое развитие таксона не идет по какому-либо из направлений эволюции.
Ароморфоз
Ароморфозом называют крупные эволюционные преобразования, обычно приводящие к появлению крупных таксонов, например, классов у животных. Ароморфозы повышают общий уровень организации, делают его более сложным, являются магистральным путем эволюции. Происходят редко, существенно изменяют морфофизиологию организмов, позволяют заселять новые среды обитания.
Ароморфоз имеет комплексный характер, затрагивает разные системы органов. Так появление легких «потянуло» за собой появление трехкамерного сердца. Возникновение четырехкамерного сердца и полное разделение кругов кровообращения сыграло важную роль в появлении теплокровности.
Примеры ароморфозов: появление фотосинтеза, многоклеточности, полового размножения, внутреннего скелета, развитие легких, появление теплокровности у животных, формирование корней и проводящих тканей у растений, появление цветка и плода.
Появление легких позволило организмам выйти на сушу, т. е. заселить среду обитания с новыми условиями среды. Теплокровность, возникшая у птиц и млекопитающих, дала им возможность меньше зависеть от температуры и заселить места обитания, недоступные для земноводных и пресмыкающихся.
Благодаря появлению корней, закрепляющих растение в почве и всасывающих воду, а также проводящей системе, доставляющей воду ко всем клеткам, растения смогли расти на суше. Их биомасса достигла здесь огромной величины.
Идиоадаптация
Идиоадаптацией называют небольшое эволюционное изменение, позволяющее виду приспособиться к специфическим особенностям среды обитания и узкой экологической нише. Это частные приспособления, не изменяющие общий уровень организации.
Идиоадаптация обеспечивает появление разнообразных приспособительных форм в пределах одного уровня организации.
Так все млекопитающие имеют сходное внутреннее строение. Однако разнообразие видов, приспособленных к разным местам обитания, способам питания достигалось таким направлением эволюции как идиоадаптация.
У покрытосеменных растений существует множество разных видов, ряд жизненных форм (травы, кустарники, деревья). Они сильно отличаются по внешнему виду, но их морфология и физиология имеют одинаковый уровень организации.
В результате идиоадаптаций изменяются несущественные для крупного таксона признаки. Например, все птицы обладают клювом, его появление обеспечил ароморфоз. Но у каждого вида своя форма и размер клюва, приспособленные к конкретным способам питания. Это было обеспечено идиоадаптациями.
Общая дегенерация
Общая дегенерация, или морфофизиологический регресс, – направление эволюции, приводящее к существенному упрощению строения вида. При этом вид начинает процветать. В основном по пути дегенерации идут организмы, приспосабливающиеся к паразитическому образу жизни, а также неподвижному у животных.
Так определенные группы паразитических червей не имеют пищеварительной системы, хотя она была у их предков, а также есть у других представителей таксона, к которому они относятся. Пример: свиной цепень не имеет кишечника.
Примером дегенерации в мире растений является повилика, у которой нет собственного хлорофилла, питается она за счет других покрытосеменных растений.
Видимо общую дегенерацию по значимости следует поставить вровень с ароморфозом, а не идиоадаптацией, так как она обычно затрагивает существенные изменения организма. Например, утрата целой системы или даже систем органов – это крупное изменение.
Мелкие частные дегенерации, приводящие к упрощению строения какого-либо органа, например, утрата хорошего зрения у зверей, ведущих подземный образ жизни, следует рассматривать как идиоадаптацию.
biology.su
Урок биологии по теме «Главные направления эволюции органического мира»
Ещё в начале ХIX столетия в биологии во взглядах на проблему вида сложилась дилемма, которую можно выразить одной фразой: “ Либо виды без эволюции, либо эволюция без видов”. (Слайд № 6)А что такое эволюция?
Эволюция – процесс исторического развития живой природы на основе изменчивости, наследственности и естественного отбора.
Прогресс и регресс – два главных направления органической эволюции.
Современные представления о направлениях эволюции основываются на работах Ивана Ивановича Шмальгаузена (1884-1963 гг.) и Алексея Николаевича Северцова (1866–1936)
(Слайд № 7)
Биологический прогресс (от лат. progressus - движение вперёд) – достижение данной группой организмов успеха в борьбе за существование, каким бы путём этот успех ни был достигнут (с упрощением или усложнением организации).
Биологический регресс (от лат. regressus - движение назад) – эволюционный упадок данной группы организмов, которая не смогла приспособиться к изменениям условий внешней среды или не выдержала конкуренции с другими группами.
Критерии биологического прогресса:
увеличение численности особей;
расширение ареала;
активное образование новых видов, популяций.
Всё это гарантирует видам дальнейшее развитие.
Критерии биологического регресса:
снижение численности особей данного вида;
сужение ареала обитания, всё это влечёт к вымиранию группы организмов.
Пути достижения биологического прогресса:
(Слайд № 8)
Ароморфоз (арогенез),
Идиоадаптация (алломорфоз),
Общая дегенерация (катагенез).
Ароморфоз – главный путь достижения биологического прогресса (от греч. airo – поднимаю и morfozis – образец, форма) – эволюционное преобразование строения и функций организмов, имеющее общее значение для организма в целом и повышающее уровень его организации, т.е. ведущее к биологическому прогрессу. (Слайд №10-12)
Ароморфоз формируется на основе наследственной изменчивости и естественного отбора. Они дают преимущества в борьбе за существование и открывают возможности освоения новой, прежде недоступной среды обитания.
Примеры:
Эволюция кровеносной системы от трубчатого сердца у ланцетника к двух -, трёх-, четырёх- камерному сердцу у позвоночных;
Обособление кругов кровообращения и разделение артериального и венозного кровотоков;
Появление челюстей у позвоночных; появление скелета; возникновение жабр и лёгких;
Переход растений от размножения спорами к размножению семенами; образование цветков и плодов у цветковых растений; появление проводящей системы у наземных растений.
Идиоадаптация (от греч. idios – особый и лат. adapto – прилаживаю) – приспособление к специальным условиям среды, полезное в борьбе за существование, но не изменяющее уровня организации данной группы организмов.
(Слайд № 13-14)
Пример:
— покровительственная окраска насекомых; строение ног, клюва у птиц; форма тела скатов и камбалы и др.
Но существует крайняя степень приспособления к очень ограниченным условиям существования, носящая название специализации (от лат. specialis – особенный).
Переход к питанию одним видом пищи, обитание в однородной среде приводит к тому, что вне этих условий организмы жить не смогут. Специализация подавляет эволюционные возможности группы и при быстром изменении условий среды приводит к вымиранию.
Общая дегенерация – (лат. degenero — вырождаюсь) – упрощение организации в ходе эволюции данной группы организмов, сопровождающееся утратой ряда функций и выполняющих их органов. (Слайд №15-20)
Согласно учению Дарвина, выживают наиболее приспособленные, а не более высокоорганизованные существа.
Поэтому упрощение организации тоже может привести к биологическому прогрессу.
Дегенерация связана с переходом к пещерному, сидячему или паразитическому образу жизни.
Пример:
У пещерных обитателей часто наблюдается редукция органов зрения, снижение активности, отсутствие пигментации;
У паразитов – редукция кишечника, ротового и анального отверстий, упрощение строения нервной системы и т.д.
Соотношение главных путей эволюции органического мира. (Слайд № 21)
Ароморфозы обычно охватывают краткие периоды в процессе эволюции. Они определяют этапы в развитии органического мира, поднимая организацию какой – либо группы на более высокую ступень эволюции и открывая перед ней новые возможности среды.
Идиоадаптации занимают более длительные периоды эволюции. После ароморфозов дальнейшее развитие группы идёт по пути идиоадаптаций.
Дегенерация является частным случаем идиоадаптаций, т.к. её можно рассматривать как приспособленность организмов к более простым условиям существования.
Влияние деятельности человека на главные направления органической эволюции.
(Слайд № 23-25)
С появлением человека причины биологического прогресса и биологического регресса часто связаны с изменениями, которые он вносит в ландшафты Земли, нарушая связи живых существ со средой, сложившиеся в проц
urok.1sept.ru
60. Биологический прогресс и регресс. Критерии биологического прогресса. Основные пути достижения биологического прогресса.
Билогический прогресс — направление эволюции, для которого характерно увеличение численности вида, расширение его ареала, образование новых популяций, видов. Биологический регресс — направление эволюции, которое приводит к сокращению численности вида, сужению его ареала, уменьшению числа популяций вида и, возможно, в конечном счете к его гибели. Критериями биологического прогресса являются:
Увеличение численности особей;
Расширение ареала;
Прогрессивная дифференциация — увеличение числа систематически тех групп, составляющих данный таксон.
Пути достижения биологического прогресса : 1. Ароморфоз — морфофизиологический прогресс, который сопровождается значительными изменениями в строении организмов, повышением уровня их организации. Ароморфозы имеют общий характер и не являются приспособлениями к специальным условиям. Они дают возможность освоить новые места обитания, расширить ареал. В итоге ароморфозов возникли такие большие таксоны, как типы и классы. 2. Идиоадаптация — сопровождается возникновением в организме отдельных приспособлений к условиям среды, места обитания, без изменения уровня организации. При этом происходит освоение новых сред жизни. Возникшие изменения носят приспособительный характер, иногда узкую специализацию к конкретным условиям. В результате происходит дивергенция признаков внутри одной систематической группы и образуются более мелкие таксоны: ряды, семьи, роды. 3. Конвергенция — появление разных признаков в результате приспособления разных организмов к тем же условиям обитания (бабочки и птицы, киты и рыбы). Так возникают аналогичные органы. 4. Параллелизм — независимое развитие подобных признаков у близкородственных групп организмов. Например, развитие ластов в ластоногих (моржей и тюленей). 5. 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. Это дает возможность освоить новые среды обитания.
61. Популяция как элементарная эволюционная единица. Действие мутационного процесса и популяционных волн в природных и человеческих популяциях.
Популяцией называют минимальную самовоспроизводящуюся группу особей одного вида, населяющих определенную территорию (ареал) достаточно долго (в течение многих поколений).
Важная особенность популяции — большое генотипическое сходство составляющих ее особей и как следствие сходство во всех свойствах и признаках по сравнению с особями даже соседних популяций того же вида. Это объясняется тем, что внутри популяции случайное свободное скрещивание и «перемешивание» особей осуществляются легче и чаще, чем между различными популяциями, из-за их территориальной обособленности друг от друга. Например, одна дубрава от другой находится за несколько километров, а пыльца дуба разносится на несколько сот метров. Однако в сильные бури пыльца, подхватываемая ветром, может переноситься на значительно большие расстояния и достигать соседней популяции.
Популяция — самая мелкая из групп особей, способная к эволюционному развитию, поэтому ее и называют элементарной эволюционной единицей. Отдельно взятый организм не является элементарной эволюционной единицей, так как его генотип остается неизменным на протяжении всей жизни. Популяция, благодаря большой численности особей, представляет собой непрерывный поток поколений.
Изменения наследственного материала половых клеток в виде генных, хромосомных и геномных мутаций происходят постоянно. Особое место принадлежит генным мутациям. Они приводят к возникновению серий аллелей и, таким образом, к разнообразию содержания биологической информации. Вклад мутационного процесса в видообразование носит двоякий характер. Изменяя частоту одного аллеля по отношению к другому, он оказывает на генофонд популяции прямое действие. Еще большее значение имеет формирование за счет мутантных аллелей резерва наследственной изменчивости. Это создает условия для варьирования аллельного состава генотипов организмов в последовательных поколениях путем комбинативной изменчивости. Благодаря мутационному процессу поддерживается высокий уровень наследственного разнообразия природных популяций. Совокупность аллелей, возникающих в результате мутаций, составляет исходный элементарный эволюционный материал. В процессе видообразования он используется как основа действия других элементарных эволюционных факторов.
Популяционными волнами или волнами жизни (С.С. Четвериков) называют периодические или апериодические колебания численности организмов в природных популяциях. Это явление распространяется на все виды животных и растений, а также на микроорганизмы. Причины колебаний часто имеют экологическую природу. Так, размеры популяций «жертвы» (зайца) растут при снижении давления на них со стороны популяций «хищника» (рыси, лисицы, волка). Отмечаемое в этом случае увеличение кормовых ресурсов способствует росту численности хищников, что, в свою очередь, интенсифицирует истребление жертвы.
Популяционные волны — это эффективный фактор преодоления генетической инертности природных популяций. Вместе с тем их действие на генофонды не является направленным. В силу этого они, так же как и мутационный процесс, подготавливают эволюционный материал к действию других элементарных эволюционных факторов.
studfile.net
Основные направления эволюции | Student Guru
Все живые организмы, которые в наше время встречаются на Земле, прошли длинный путь эволюционного развития, результатом которого было появление высокоорганизованных форм жизни. Известные русские ученые Северцов А.Н. и Шмальгаузеном И.И. провели огромную работу по теоретическому анализу этого эволюционного развития и выделили 3 основных направления эволюционного процесса:
- ароморфоз;
- идиоадаптация;
- дегенерация.
Ароморфоз (морфофизиологический прогресс) – это приспособительные эволюционные изменения: происходит усложнение строения организма и его функций, в результате общий уровень его организации и жизнедеятельности повышается. Появление ароморфозов – процесс очень длительный, основанный на наследственной изменчивости и естественного отбора. При дальнейшей эволюции ароморфозы сохраняются, приводя к возникновению больших систематических групп – типов и классов.
К самым важным ароморфозам на ранних этапах развития жизни на Земле можно отнести следующие: возникновение фотосинтеза, половой процесс и появление многоклеточных организмов. Позднее благодаря ароморфозам произошел выход растений на сушу, и, кроме того переход растений от размножения спорами к размножению семенами. У беспозвоночных организмов произошло появление третьего зародышевого листка (мезодермы) и двусторонней симметрии (тоже ароморфозы). Это привело к дифференциации тела на ткани и органы, которые выполняют специфические функции. У позвоночных животных также произошли прогрессивные изменения: появилось легочное дыхание, у панцирных рыб развились челюсти, произошло возникновение внутреннего оплодотворения, ороговение кожи, усложненилось строения сердца и легких и других органов.
Идиоадаптация – частные эволюционные изменения приспособительного характера. Они не затрагивают общий уровень организации. Данные изменения являются результатом приспособления к конкретным условиям окружающей среды. В качестве примеров идиоадаптации у животных могут служить защитная окраска, приспособленость земноводных к жизни на суше, разная форма крыльев и клюва у птиц и т.п.. У растений это различные приспособления цветка к опылению, у семян и плодов — к распространению, а у листьев – к уменьшению испарения.
Дегенерация (в отличие от ароморфоз — это морфофизиологический регресс) – это упрощение организации, которое приводит к утрате определенных органов. Данный процесс может происходить в случаях, когда организм, приспосабливаясь к определенным условиям своего обитания, перестает нуждаться в каких-то органах. К папримеру, у многих паразитических растений отсутствуют листья. Они утратили их, т. к. питаются уже готовыми органическими веществам. У паразитических червей (ленточные и т.д.) утрачены большинство органов чувств и пищеварительная система, нервная система у них тоже значительно упростилась и т.д.
Соотношения между основными направлениями эволюционного процесса
Все описанные выше направления эволюции связаны между собой тесным образом. Как правило, ароморфозы в процессе эволюции возникают довольно редко и всегда приводят к появлению новых и более высокоорганизованных форм, которые могут приспосабливаться к другим средам обитания. Затем эволюционный процесс идет путем идиоадаптаций. Это позволяет организмам обживать новые экологические ниши. А вот дегенерация может наступить в случае глубокого частного приспособления к определенным условиям среды, т.е. в результате идиоадаптации, но в то же самое время создаются условия, при которых могут возникнуть новые идиоадаптации.
К главным направлениям эволюционного процесса помимо морфофизиологического прогресса (ароморфоза) и регресса (дегенерации) относят и биологический прогресс и регресс. Особенностью биологического прогресса является лучшее приспособление организмов к условиям окружающей среды, в результате этого происходит увеличение численности особей данного вида, его ареал расширяется, появляются новые популяции, подвиды и виды. Биологический прогресс может быть следствием как усложнения организации (к примеру, появление покрытосеменных растений или различных классов позвоночных животных), так и, наоборот, ее упрощения (утрата большинства органов, характерное для различных паразитов). Таким образом, существуют различные пути для биологического процветания вида. К качестве примеров биологического прогресса можно привести распространение зайца русака на огромной территории нашей страны, вытеснение серыми крысами черных крыс и их широкое распространение, широкое распространение рыжих тараканов и вытеснение ими черных тараканов и т.д.
В отличие от биологического прогресса биологический регресс можно охарактеризовать снижением уровня приспособленности к условиям обитания. В результате этого численность особей вида уменьшается, его ареал сокращается, число и разнообразие популяций также уменьшается. В итоге биологический регресс приводит к вымиранию данного вида. Например, биологическому регрессу подверглись трилобиты, ракоскорпионы, динозавры, псилофиты, семенные папоротники и т.д. В настоящее время биологический регресс происходит у плаунов, хвощей, черных тараканов, черных крыс, зубров, бобров, выхухолей и т.д., список можно продолжить. В этом процессе одним из главных факторов сейчас становится деятельность человека: это как и прямое истребление (уссурийский тигр, зубры), так и сокращение численности видов и их ареалов в результате хозяйственной деятельности (различные степные растения и животные).
Примерные экзаменационные вопросы по теме «Эволюционное учение».
Перейти к оглавлению.
from your own site.
www.studentguru.ru
Прогресс и регресс в эволюции. Пути достижения биологического прогресса
Прогресс и регресс в эволюции
Если проанализировать историю развития органического мира, то можно заметить, что многие таксономические группы организмов с ходом времени становились более совершенными и многочисленными. Однако отдельные группы постепенно сокращали свою численность и исчезали с арены жизни. Следовательно, эволюция протекала в двух направлениях. Учение об основных направлениях эволюции — биологическом прогрессе и биологическом регрессе было разработано А. Н. Северцовым и дополнено его учеником И. И. Шмальгаузеном.
Биологический прогресс (от лат. progressus — движение вперед) — направление эволюции, характеризующееся повышением приспособленности организмов определенной систематической группы к окружающей среде. Появление новых приспособлений обеспечивает организмам успех в борьбе за существование, сохранение и размножение в результате естественного отбора. Это приводит к вспышке численности и, как следствие, к освоению новых мест обитания и формированию многочисленных популяций. Популяции, оказавшиеся в разных условиях среды, подвергаются действию разнонаправленного естественного отбора. В результате они постепенно превращаются в новые виды, виды — в роды и т. д. В результате систематическая группа (вид, род, семейство и др.) находится в состоянии процветания, так как включает много подчиненных форм.
Таким образом, биологический прогресс является результатом успеха систематической группы в борьбе за существование, благодаря повышению приспособленности ее особей.
Биологический регресс (от лат. regressus — возвращение, движение назад) — направление эволюции, характеризующееся снижением приспособленности организмов определенной систематической группы к условиям обитания. Если у организмов темпы эволюции (формирование приспособлений) отстают от изменений внешней среды и родственных форм, то они не могут конкурировать с другими группами организмов. Это значит, что они будут удаляться естественным отбором. Произойдет снижение численности особей. В результате уменьшится площадь заселенной ими территории и, как следствие, сократится число таксонов. В результате может произойти вымирание данной группы.
Таким образом, биологический регресс — постепенное вымирание систематической группы (вида, рода, семейства и др.) вследствие снижения приспособленности ее особей. Деятельность человека также может приводить к биологическому регрессу некоторых видов. Причиной может быть прямое истребление (зубр, соболь, стеллерова корова и др.). Но это может произойти и в результате сокращения ареалов при освоении новых территорий (дрофа, журавль белый, жаба камышовая и др.). Виды, находящиеся в состоянии биологического регресса, заносятся в Красную книгу и подлежат охране.
В четвертое издание Красной книги Республики Беларусь включено 202 вида животных, 189 — растений, 34 — мхов, 21 — водорослей, 25 — лишайников и 34 вида грибов. Очень важным природоохранным мероприятием является создание так называемых красных тетрадей — списков редких видов данной местности, составляемых юными экологами в школах.
Признаки, характерные для биологического прогресса и биологического регресса, представлены в таблице:
| Биологический прогресс | Биологический регресс |
|---|---|
| Увеличение численности особей | Уменьшение численности особей |
| Расширение ареала | Сокращение ареала |
| Увеличение числа популяций, подвидов, видов и т. д. (прогрессивная дифференциация) | Уменьшение числа систематических групп более низкого ранга (снижение разнообразия особей) |
Пути достижения биологического прогресса
Биологический прогресс может достигаться тремя основными путями — посредством арогенеза, аллогенеза и катагенеза. Каждый из путей характеризуется возникновением у организмов определенных приспособлений (адаптаций).
Арогенез (от греч. airо — поднимаю, genesis — развитие) — путь развития адаптаций, повышающих уровень организации особей и их приспособленность к различным средам обитания до такой степени, что это позволяет им перейти в новую среду жизни (например, из водной среды в наземно-воздушную). Эти адаптации называются ароморфозами (от греч. airо — поднимаю, mоrphоsis — образец, форма). Они представляют собой глубокие изменения в строении и функциях организмов. В результате появления данных адаптаций значительно повышается уровень организации и интенсивность процессов жизнедеятельности организмов. Поэтому Северцов называл ароморфозы морфофизиологическим прогрессом. Примеры основных ароморфозов представлены в таблице:
| Животные | Растения |
|---|---|
| Двусторонняя (билатеральная) симметрия тела | Хлорофилл и хлоропласты (фотосинтез) |
| Два типа половых систем | Ткани (покровная, механическая, проводящая) |
| Подвижные конечности | Органы (корень, стебель, лист) |
| Трахейное дыхание у беспозвоночных животных | Чередование поколений (спорофит и гаметофит) |
| Легочное дыхание у позвоночных животных | Цветок и плод |
| Центральная нервная система, развитые отделы головного мозга | Двойное оплодотворение (без воды) |
| Четырехкамерное сердце | |
| Два круга кровообращения (теплокровность) | |
| Альвеолярные легкие |
Арогенез приводит к появлению крупных систематических групп (классов, отделов, типов, царств). Примерами арогенеза является возникновение отделов голо- и покрытосеменных растений, классов наземных позвоночных животных и др.
Аллогенез (от греч. allos — другой, иной, genesis — происхождение, возникновение) — путь развития частных адаптаций, не изменяющих уровень организации особей. Но они позволяют особям более полно заселить прежнюю среду обитания. Эти адаптации называются алломорфозами. Алломорфозы возникают на основе ароморфозов и представляют собой разнообразие форм органов без изменения их внутреннего строения. Примерами алломорфозов могут быть разные формы конечностей у позвоночных, клювов и ног у птиц, разные типы листьев, стеблей, цветков у растений и др. За счет алломорфозов аллогенез приводит к увеличению видового разнообразия в пределах крупных систематических групп. Например, увеличение видового разнообразия класса двудольных растений произошло за счет появления разной формы цветков.
Катагенез (от греч. kata — приставка, означающая движение сверху вниз, genesis — происхождение, возникновение) — особый путь эволюции в более простой среде, сопровождающийся редукцией отдельных систем органов с одновременным повышением эффективности репродуктивной системы. Упрощения систем органов проявляют себя как адаптации, поэтому закрепляются естественным отбором. Эти адаптации называются катаморфозами. А. Н. Северцов называл их общей дегенерацией. Примерами катаморфозов являются: редукция нервной системы, органов чувств, движения и пищеварения у паразитических червей; утрата листьев и корней у растений-паразитов и др. Упрощение организации у паразитических форм сопровождается совершенствованием репродуктивной системы. Это приводит к их процветанию, т. е. к биологическому прогрессу, сочетающемуся с морфофизиологическим регрессом.
А. Н. Северцов также отмечал, что в ходе эволюции наблюдается закономерная смена путей эволюции (закон Северцова). Любая крупная систематическая группа начинает свое развитие по пути арогенеза благодаря появлению ароморфозов. Это позволяет ей перейти в новую среду обитания. Далее организмы расселяются в различные местообитания. На основе ароморфозов возникают алломорфозы, и эволюция протекает по пути аллогенеза. В результате происходит полное заселение новой среды и т. д. Северцов рассматривал катагенез как частный случай при арогенезе и аллогенезе.
Основными направлениями эволюции являются биологический прогресс (процветание таксономической группы) и биологический регресс (вымирание таксономической группы). Биологический прогресс может достигаться разными путями: посредством арогенеза, аллогенеза и катагенеза.
jbio.ru
