Пути и направления эволюции кратко

Обновлено: 02.07.2024

Биологический прогресс — направление эволюции, характеризующееся повышением приспособленности систематической группы живых организмов к среде обитания.

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, которое приводит к существенному усложнению строения организмов, повышению их уровня организации и позволяет освоить новую среду обитания, — ароморфоз .

Ароморфозы привели к возникновению крупных систематических групп: типов, отделов, классов, некоторых отрядов.

двусторонняя симметрия тела;
сквозной кишечник;
трахейное дыхание у членистоногих;
лёгочное дыхание у позвоночных;
альвеолярные лёгкие;
четырёхкамерное сердце;
два круга кровообращения;
теплокровность.

возникновение фотосинтеза;
формирование тканей;
возникновение листа, стебля, корня;
появление семени;
образование цветка и плода.

Эволюционное изменение, которое приспосабливает организмы к условиям конкретной среды обитания, но не повышает их уровень организации, — идиоадаптация ( алломорфоз ).

Идиоадаптации возникают на основе ароморфозов и позволяют систематической группе более полно заселить среду обитания. Приводят к возникновению видов, родов, семейств.

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.

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.

Биологический регресс — направление эволюции, характеризующееся понижением приспособленности систематической группы живых организмов к среде обитания и её постепенным вымиранием.

снижение численности особей в систематических группах;
сужение ареала;
уменьшение числа таксонов (популяций, подвидов, видов и т. д.).

Это уссурийский тигр , бурый и гималайский медведи , чёрный аист , венерин башмачок , женьшень и многие другие.

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.

Posted in Биология Tags: Эволюционное учение

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).

В своих работах советский ученый Северцов А.Н. выделил понятия биологического прогресса и регресса.

Численность вида увеличивается
Ареал расширяется
Смертность особей уменьшается
Рождаемость увеличивается
Происходит процветание вида

Ароморфоз представляет собой прогрессивное эволюционное преобразование, повышающее уровень организации организмов. В результате ароморфоза становится возможным освоение новых, ранее недоступных для жизни, территорий. К примеру, теплокровность птиц позволила им заселить места с холодным климатом.

Идиоадаптация подразумевает незначительные, частные изменения в строении и функциях организма, которые помогают приспособиться к условиям среды обитания. Идиоадаптации существенно не повышают уровень организации.

Общей дегенерацией называют упрощение организации, которое заключается в утрате отдельных органов и систем органов. У многих этот пункт вызывает внутреннее противоречие: как общая дегенерация может относиться к биологическому прогрессу?

На самом деле, если орган или система органов не нужна организму в его условиях обитания - то зачем она? Эта система может исчезнуть и освободить место для других, более полезных в данных условиях, органов.

У многих паразитов отсутствуют различные органы, к примеру, у ленточных червей нет пищеварительной системы. А зачем она им, когда пища в кишке, где они обитают, уже переварена и расщеплена организмом хозяина?

Биологический регресс характеризуется признаками, противоположными биологическому прогрессу:

Численность вида уменьшается
Ареал сужается
Смертность особей возрастает
Рождаемость уменьшается
Происходит вымирание вида

Главная причина биологического регресса в том, что скорость эволюции вида отстает от скорости изменения внешней среды, эволюции других видов: это несоответствие снижает приспособленность организмов. Часто деятельность человека молниеносно меняет окружающую среду: далеко не все виды могут приспособиться к этому, происходит вымирание.

Сравнительно-анатомические доказательства эволюции

Такие органы развиваются из одних и тех же зародышевых листков, имеют общий план строения, но выполняют разные функции. Это связано с тем, что животные освоили разные среды обитания, из-за чего происходит дивергенция (лат. divergo - отклоняюсь) - расхождение признаков у первоначально близких животных в ходе эволюции.

Гомологичны между собой скелеты конечностей различных классов позвоночных: рука - ласт - крыло птицы, колючки кактуса - усики гороха - листья растений.

Аналогичные органы развиваются из разных зародышевых листков, имеют различное строение, но выполняют схожие функции. Такое сходство возникает в результате приспособления к одним и тем же условиям среды, из-за чего происходит конвергенция (лат. convergo - сближаю) - схождение признаков у неблизкородственных видов в ходе эволюции.

Аналогичными органами являются крыло птицы - крыло бабочки, глаз человека - глаз кальмара, усики винограда - усики гороха, жабры рака - жабры рыбы.

В строении нынешних животных можно найти признаки древних предковых форм, которые также свидетельствуют об эволюции. Сейчас мы обсудим рудименты и атавизмы.

Рудименты (лат. rudimentum — зачаток) - органы, которые в ходе эволюции утратили свое функциональное значение. Они сохраняются в течение всей жизни и в норме обнаруживаются у человека и животных.

У человека к рудиментарным органам относятся: зубы мудрости, копчик, ушные мышцы, аппендикс (червеобразный отросток), третье веко (эпикантус).

Атавизмы (лат. atavus — отдалённый предок) - случаи проявления у отдельных особей признаков дальних предков. Атавизмы сугубо индивидуальны и не являются нормой. Они также являются доказательством эволюции.

У человека атавизмами могут являться хвост, волосатое тело, добавочные молочные железы, незаращение межпредсердной перегородки.

Переходные формы

Переходные формы свидетельствуют о филогенетической преемственности, соединяя в своем строении черты высших и низших классов. Они - наглядное, живое доказательство эволюции.

Такими формами являются, к примеру, утконос и ехидна из класса млекопитающих. При многих признаках млекопитающих, они откладывают яйца, тем самым подтверждают родство млекопитающих с пресмыкающимися.

Эмбриологические доказательства

Эмбриология (греч. embryon - зародыш) - раздел биологии, изучающий строение эмбрионов. Только вдумайтесь: на этапе эмбриона, через который мы с вами успешно прошли, у нас можно было найти закладку жаберных дуг, которые существуют непродолжительное время, после чего исчезают.

А у рыб, например, жаберные дуги не исчезают - из них развиваются жабры.

Немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель во второй половине XIX века сформулировали биогенетический закон, гласящий, что онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития вида).

Биогенетический закон Мюллера-Геккеля объясняет повторение этапов (на стадии зародыша), которые были свойственны нашим далеким предкам. Таким образом, мы проходим их этапы, но, не останавливаясь на них, двигаемся дальше к более совершенным этапам.

У головастиков лягушек развивается плавник, есть жабры - это наглядное повторение признаков, которые характерны для их предков - рыб.

Карл Бэр сформулировал закон зародышевого сходства, который гласит, что на ранних стадиях развития зародыши позвоночных животных настолько похожи друг на друга, что практически неразличимы между собой. Это также указывает и подтверждает единство происхождения животного мира.

Палеонтологические доказательства эволюции

Палеонтология (греч. palaios – древний) изучает ископаемые останки вымерших животных, их сходства и различия с ныне живущими видами. Сопоставляя друг с другом ископаемые останки разных геологических эпох, можно увидеть как происходила эволюция различных видов животных и растений.

В результате таких исследований иногда удается открыть переходные формы, а иногда - целые филогенетические ряды, то есть совокупность последовательно сменяющих друг друга форм одного вида. Так, к примеру, был открыт филогенетический ряд лошади.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Читайте также: