Что такое ароморфоз кратко

Обновлено: 02.07.2024

АРОМОРФО́З (от греч. α ἴ ρω – под­ни­мать и μ ό ρφωσις – об­раз, вид, фор­ма), эво­лю­ци­он­ное из­ме­не­ние строе­ния и функ­ций ор­га­нов, имею­щее важ­ное зна­че­ние для ор­га­низ­ма в це­лом и ве­ду­щее к мор­фо­фи­зио­ло­гич. про­грес­су. А. со­про­во­ж­да­ет­ся по­вы­ше­ни­ем ин­те­гра­ции и диф­фе­рен­циа­ции ор­га­низ­ма, ин­тен­сив­но­сти об­ме­на ве­ществ, уров­ня го­мео­ста­за, объ­ё­ма ус­ваи­вае­мой внеш­ней ин­фор­ма­ции и со­вер­шен­ст­ва её ана­ли­за. Кон­цеп­ция А. раз­ра­бо­та­на А. Н. Се­вер­цо­вым (1925), ко­то­рый по­ни­мал под А. сам мор­фо­физио­ло­гич. про­гресс как на­прав­ле­ние эво­лю­ции (впо­след­ст­вии мор­фо­фи­зио­ло­гич. про­гресс ста­ли на­зы­вать аро­ге­не­зом или ана­ге­не­зом). Так, в хо­де ис­торич. раз­ви­тия по­зво­ноч­ных жи­вот­ных мож­но вы­де­лить сле­дую­щие А.: воз­ник­но­ве­ние че­лю­стей у пред­ков че­лю­ст­но­ро­тых; фор­ми­ро­ва­ние жа­бер­ной крыш­ки у ко­ст­ных рыб; раз­ви­тие ме­ха­низ­мов, обес­пе­чи­ваю­щих по­сто­ян­ст­во тем­пе­ра­ту­ры те­ла у птиц и мле­ко­пи­таю­щих; со­вер­шен­ст­во­ва­ние го­лов­но­го моз­га и др. А. раз­ви­ва­ют­ся под воз­дей­ст­ви­ем ес­теств. от­бо­ра и яв­ля­ют­ся од­ной из форм об­щих адап­та­ций . Они от­кры­ва­ют но­вые воз­мож­но­сти для ос­вое­ния ре­сур­сов сре­ды оби­та­ния, фор­ми­ру­ют ос­но­ву но­вых ти­пов ор­га­ни­за­ции и ста­но­вят­ся об­щи­ми при­зна­ка­ми круп­ных так­со­нов. На ос­но­ве дос­тиг­ну­то­го при А. об­ще­го уров­ня ор­га­ни­за­ции раз­ви­ва­ют­ся но­вые ча­ст­ные при­спо­соб­ле­ния ор­га­низ­мов ( идио­а­дап­та­ции , или ал­ло­мор­фо­зы). Вме­сте с тем раз­ви­тие А. и идио­а­дап­та­ций об­услов­ле­но од­ни­ми и те­ми же эво­люц. ме­ха­низ­ма­ми – на­след­ст­вен­ной из­мен­чи­во­стью и ес­теств. от­бо­ром, а А. мо­гут фор­ми­ро­вать­ся в эво­лю­ции из идио­адап­та­ций. Так, лёг­кие, воз­ник­шие у не­ко­то­рых групп древ­них ко­ст­ных рыб, пред­став­ля­ли со­бой идио­а­дап­та­цию – до­пол­ни­тель­ный ор­ган воз­душ­но­го ды­ха­ния, по­зво­ляв­ший су­ще­ст­во­вать в во­до­ёмах с не­дос­та­точ­ным со­дер­жа­ни­ем рас­тво­рён­но­го в во­де ки­сло­ро­да. Но для их по­том­ков пе­ре­ход на лё­гоч­ное ды­хание стал А., сыг­рав­шим важ­ную роль в ос­вое­нии су­ши. В про­цес­се мак­ро­эво­лю­ции осо­бен­но важ­ное зна­че­ние име­ют т. н. клю­че­вые А., из­ме­няю­щие взаи­мо­дей­ст­вия сис­тем ор­га­низ­ма и ли­к­ви­ди­рую­щие преж­ние эво­люц. мор­фо­фи­зио­ло­гич. ог­ра­ни­че­ния и за­пре­ты, соз­да­вая но­вые воз­мож­но­сти для функ­цио­ни­ро­ва­ния разл. ор­га­нов и от­кры­вая пу­ти раз­ви­тия но­вых А. Так, для выс­ших на­зем­ных по­зво­ноч­ных клю­че­вым А. ста­ло раз­ви­тие груд­ной клет­ки и её мус­ку­лату­ры (у мле­ко­пи­таю­щих так­же диа­фраг­мы), вы­сту­паю­щих в ро­ли вы­со­ко­эф­фек­тив­но­го лё­гоч­но­го на­со­са. Этот А. рез­ко уси­лил га­зо­об­мен и по­зво­лил ли­к­ви­ди­ро­вать кож­ное ды­ха­ние, ог­ра­ни­чи­ваю­щее воз­мож­но­сти даль­ней­ше­го со­вер­шен­ст­во­ва­ния ор­га­ни­за­ции зем­но­вод­ных. Бла­го­да­ря ему су­ще­ст­вен­но уси­ли­лись за­щит­ные функ­ции кож­ных по­кро­вов, ста­ло воз­мож­ным раз­де­ле­ние ар­те­ри­аль­ной и ве­ноз­ной кро­ви в серд­це, про­изош­ла зна­чит. ин­тен­си­фи­ка­ция об­ме­на ве­ществ и энер­ге­тич. про­цес­сов, раз­ви­лись ме­ха­низ­мы эко­но­мии во­ды и др. адап­та­ции, по­зво­лив­шие ос­во­ить на­зем­ную сре­ду оби­та­ния.

Классическая схема, изображающая основные формы эволюционного процесса по А. Н. Северцову: ароморфоз (a), идиоадаптацию (b) и общую дегенерацию (r). [2]

В качестве примеров ароморфозов или ароморфных изменений А. Н. Северцов приводил преобразования кровеносной системы у позвоночных (формирование четырёхкамерного сердца и разделение большого и малого кругов кровообращения), концентрацию нервной системы с образованием нервных узлов (ганглиев) и т. п. . А. Н. Северцов полагал, что ароморфозы были нечастыми эволюционными событиями, в то время как большая часть изменений должна квалифицироваться как идиоадаптации (в том числе, например, специализация конечностей наземных позвоночных, включая преобразование их в крылья).

С точки зрения современных представлений о ходе эволюционного процесса, нет достаточных оснований полагать, что имеют место качественно отличные друг от друга изменения, которые А. Н. Северцов называл ароморфозами и идиоадаптациями.

Вместе с тем, некоторые биологи в России продолжают держаться взглядов А. Н. Северцова. Те, кто считает это различение продуктивным, полагают, что идиоадаптации выражаются в изменениях формы тела, избыточной степени развития или редукции отдельных органов. Ароморфозы же, в большинстве случаев, связывают с появлением новых структур, качественными изменениями в эмбриональном развитии.

Недавние исследования показали возможность продуктивного применения понятия ароморфоза в рамках социальной эволюции. Так Л. Е. Гринин и А. В. Коротаев определяют социальный ароморфоз как

универсальное (широко распространенное) изменение (инновацию) в развитии социальных организмов и их систем, которое повышает сложность, приспособленность, интегрированность и взаимное влияние обществ [3]

Социальные ароморфозы приводят к изменению уровня сложности социума, расширению возможностей влияния на природную и социальную среду, демографическим измененим, ускоренному развитию, и т. д. Среди примеров социальных ароморфозов Гринин и Коротаев называют систему первобытного эгалитарного перераспределения, переход к производящему хозяйству, создание ирригационных систем, появление государства, появление мировых религий, изобретение книгопечатания, появление компьютерных технологий и т. д. [4]

Ароморфоз – это одно из направлений в эволюции, в ходе которого происходят серьезные и очень весомые изменения в строении живых организмов. В результате повышается уровень их организации, и они могут перейти на совершенно новую ступень в развитии. Некоторые такие ароморфозы привели к тому, что мы стали существенно отличаться от братьев своих приматов. Давайте подробнее разберем это понятие, в том числе и на конкретных примерах.

Что это – ароморфоз?

В процессе развития органического мира, растения и животные претерпели много изменений. Они научились дышать жабрами и легкими отрастили различные виды конечностей, приобрели возможность размножаться половым путем и многое другое.

Ряд изменений оказался настолько удачным, что позволил организмам совершить значительный эволюционный скачок, расширил их возможности и резко увеличил их приспособляемость к условиям обитания. Кардинальные усовершенствования во внутреннем и внешнем строении живых существ – это ароморфозы. Благодаря им происходит не просто видоизменение уже существующих органов и систем, а появляются совершенно новые признаки. Ярким примером служит возникновение челюсти у животных, которое позволило перейти к активному способу питания вместо пассивного.

Кроме ароморфозов, в эволюции выделяют идиоадаптации. Они также представляют собой морфологические изменения организмов, но имеют гораздо меньшие масштабы. Идиоадаптации касаются мелких трансформаций, которые имеют влияние лишь в пределах вида, семейства или рода. Они не приводят к значительным различиям между новыми и предковыми формами, так как связаны с изменениями уже существующих систем и органов.

Ароморфозы являются более редкими, но крупными преображениями. При них образуются новые системы и органы, которые могут провоцировать появление крупных таксонов, например, классов, типов и даже царств. Так, возникновение волосяного покрова у млекопитающих является ароморфозом, а его многочисленные вариации являются идиоадаптациями.

Ароморфозы органического мира

• Возникновение ядер и органелл в живых клетках. Так, помимо прокариот, на Земле появились еще и эукариоты, к которым относятся все организмы, кроме бактерий и архей.
• Образование специализированных клеток, способных выполнять разные функции. Так, возникли многоклеточные существа, у которых со временем появились органы, ткани и целые системы.
• Появление полового размножения. Это позволило увеличить генетическое разнообразие и создать более гибкие к изменениям среды организмы. До этого они могли только копировать своих родителей, полностью перенимая их генетические особенности.

Развитие растений

Флора Земли прошла длинный эволюционный путь. Крохотные синезеленые водоросли развились в мхи и папоротники, травы, кустарники, огромные деревья и лианы, породив сотни разнообразных, непохожих друг на друга видов.

Первые ее представители жили в воде и появились больше 2,5 миллиарда лет назад. К жизни на суше они приспособились только 450 миллионов лет назад, но здесь они смогли образовать гораздо больше новых форм и разновидностей.

Крупнейшим ароморфозом у растений является способность к фотосинтезу. С его помощью они могут производить органические вещества из неорганических, за счет солнечного света. Кроме них, такой способностью обладают лишь некоторые бактерии, а вот все остальные существа на планете не могут сами генерировать энергию, и вынуждены получать ее от них. Таким образом, ароморфоз растений повлиял не только на них, но и на всю планету. Другие важные изменения ознаменовались появлением у них:

• цветка и способности к опылению;
• проводящей системы;
• эпидермиса;
• устьиц;
• закономерной смены поколений.

Беспозвоночные

Беспозвоночные охватывают большую и очень разрозненную группу организмов, к которой относится больше 95 % всех известных существ на планете. К основным ароморфозам, которые характерны для всех, или для части из них, относятся:

• лучевая и билатеральная симметрия тела;
• двуслойная и трехслойная тканевая организация тела;
• появление нескольких полостей тела;
• концентрация центральной нервной системы;
• наружный скелет у моллюсков и членистоногих;
• сегментированные конечности у насекомых;
• возникновение кровообращения;
• появление сердца у моллюсков;
• развитие мускулатуры и специализации мышц.

Позвоночные

Возникновение позвоночного столба и черепной коробки – это важнейшие ароморфозы у животных. Они привели к образованию обширной группы позвоночных, в которую сегодня входят рыбы, амфибии, круглоротые, бесчелюстные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. В дальнейшем у них развились пояса конечностей, челюсть для хватания добычи, а также:

• легочное дыхание;
• разделение нервной трубки на спинной и головной мозг;
• головной мозг с отделами;
• камеры сердца (от двух у рыб до четырех у млекопитающих и птиц);
• разделение кровотока на венозный и артериальный (у птиц и млекопитающих);
• многослойный эпидермис с различными железами;
• пищеварительные железы и отделы;
• поперечно-полосатая мускулатура.

Млекопитающие

По сравнению с беспозвоночными, позвоночные стали более развитой и усовершенствованной группой. У них появились легкие, внутренний скелет и конечности, которые позволили эффективнее передвигаться в пространстве, а развитая нервная система позволила лучше выполнять сложные задачи.

Новым этапом в их развитии стало вскармливание детенышей молоком, чем ознаменовалось появление еще одной, более узкой группы организмов – млекопитающих. С материнским молоком детеныши получают витамины, белки, а также иммунитет.

Среди других ароморфозов млекопитающих:

• теплокровность (есть также у птиц);
• возникновение волосяного покрова;
• четырехкамерное сердце;
• внутриутробное вынашивание эмбриона;
• развитие полушарий головного мозга;
• возникновение плаценты (привело к появлению инфракласса млекопитающих).

Человек

Человек относится к классу млекопитающих и отряду приматов. Современные представители нашего вида разошлись в ветках со своими ближайшими предками десятки тысяч лет назад, а первые изменения, позволившие нам отличиться от других приматов, произошли еще раньше. Стать человеком разумным нам помогло значительное увеличение объема мозга, развитие речи, прямохождения.

Это повлекло ряд других изменений, например, увеличение тазобедренного сустава и пяточного отдела стопы, изменению работы мышц и длины ног, появлению двойного изгиба позвоночника, опущение гортани и подъязычной кости. Сегодня эти отличия характеризуют исключительно человека.

Роль ароморфозов

Все изменения представителей живой природы в ходе эволюции служат одной важной цели – увеличить их шансы на выживание. Отсюда и вытекает основное значение ароморфозов. Их возникновение у животных и растений повышает конкурентоспособность видов, помогает осваивать новые экологические ниши и территории. В результате могут появляться новые формы жизни, которые значительно отличаются от предков и занимают более высокие уровни в развитии.

В результате ароморфозов от прокариотов возникли эукариоты, из одноклеточных организмов – многоклеточные. Благодаря им когда-то впервые появились организмы, способные дышать кислородом, рыбы вышли на сушу, а человек занял самую обширную нишу, в которой и до теперь ему нет равных.

Ароморфозом в биологии называют способность живых организмов в процессе эволюции адаптироваться к изменению окружающей среды, при этом значительно повышая свой уровень организации, приобретая новые полезные способности и умения. Ярким примером ароморфоза может служить возникновение шерстного покрова у млекопитающих, что дало им возможность адаптироваться к общему понижению температуры на нашей планете, и в то время как большие и теплолюбивые динозавры вследствие похолодания, попросту вымерли, сумевшие адаптироваться млекопитающие стали доминирующей формой жизни. По сути, ароморфоз – это главное направление в эволюции и детальное изучение его помогает ученым более детально проследить все основные этапы эволюции живых существ.

Также помимо этого в эволюции известны такие трансформации, как идиоадаптация и дегенерация. Идиоадаптация – небольшое усовершенствование в рамках одного вида, в то время как ароморфоз – это качественный скачок на более высокий уровень. Дегенерация же наоборот обратный процесс в эволюции, переход на более низкий уровень.

Значение в биологии

Формирование ароморфоза – очень длинный процесс, порой длящийся сотнями тысяч лет. Тем не менее его значение очень велико, ведь благодаря ему живые существа развиваются. В основе этого развития стоят такие биологические механизмы, как наследственность (приобретенные положительные гены от родителей передаются их детям), так и естественный отбор, когда особи, не поддающиеся воздействию ароморфоза, вымирают (помним про динозавров). Далее детально разберем, какие есть виды ароморфозов.

Примеры в органическом мире

Прежде всего, ароморфозы сыграли большую роль в эволюции органического мира, и самым первым и важным тут является ароморфоз образования многоклеточных организмов, которые в ходе эволюции стали доминировать над более примитивными одноклеточными. По времени это произошло в архейскую эру, то есть около 4 миллиарда (плюс минус пару миллионов) лет назад.

Также к весьма важному ароморфозу органического мира можно отнести и половое деление клеток, как и половое размножение в целом. Именно благодаря ему, все мы, как люди, так и животные, разделены на полы.

Примеры у растений

Одним из важнейших ароморфозов в эволюции растений, пожалуй, является возникновение у них явления фотосинтеза – процесса преобразования энергии света в энергию химических связей. По времени этот ароморфоз можно отнести к началу палеозойской эры, когда растения и живые организмы постепенно стали осваивать сушу (вы ведь помните, что жизнь на Земле зародилась в воде).

Также стоит отметить важный ароморфоз у растений, произошедший в силурийский период палеозойской эры (443 миллиона лет назад) – появление первых споровых, риниофитов. Они были первыми растениями, тело которых было представлено побегом, а не талломом (как у подводных водорослей), по сути это были уже первые полноценные наземные растения нашей планеты. Благодаря им, атмосфера Земли пополнилась кислородом и стала пригодной для обитания и первых наземных животных.

Далее перечислим другие не менее важные ароморфозы у высших растений, произошедшие за долгие миллионы лет эволюции:

• Появление семезачатков.
• Появление пыльцевых зерен и оплодотворение цветов пыльцой, переносимой пчелами, фруктовыми летучими мышами и другими животными и насекомыми.
• Появление нектара, служащего приманкой для насекомых, (этот ароморфоз тесно связан с предыдущим).
• Появление пестиков у цветов.

Примеры у земноводных

Ученные до сих спорят о происхождение земноводных, но согласно наиболее популярной теории, они ведут свое начало от кистеперых рыб, являющихся далекими предками современных амфибий. И согласной этой же теории, самым важным ароморфозом, который позволил первым земноводным осваивать сушу, было развитие у них легких, позволяющих дышать кислородом.

Помимо этого можно отметить и другие не менее важные ароморфозы древних земноводных, а именно:

• Появление пятипалой конечности.
• Развитие среднего уха.
• Появление трехкамерного сердца.

Примеры у пресмыкающихся

Пресмыкающиеся, появившиеся следом за земноводными, по сути, были следующим этапом в освоении животными наземной жизни. Это были первые, уже полноценные наземные животные, дышащие исключительно легкими и исключительно кислородом.

Среди важных ароморфозов, которые позволили древним пресмыкающимся вытеснить древних земноводных можно отметить:

• Появление защитных оболочек вокруг яиц детенышей.
• Внутреннее оплодотворение.
• Появление ячейстых легких с развитыми дыхательными путями.

Впоследствии от первых пресмыкающихся произошли гигантские динозавры, ставшие на долгие миллионы лет подлинными хозяевами нашей планеты.

Примеры у птиц

Первые птицы на Земле появились в Юрский период мезозойской эры (200 миллионов лет назад). Первым предком всех пернатых был такой себе археоптерикс, по мнению ученых занимающий промежуточное положение между пресмыкающимися и собственно птицами.

Археоптерикс еще не умел летать, а только лишь планировать с ветки на ветку, но, несмотря на это он дал начало развития рода птиц. Само же развитие сопровождалось важными ароморфозами, позволившими птицам, наконец-таки подняться в небо. Приведем основные ароморфозы, которые привели к появлению птиц:

• Появление перьевого покрова и формирование крыльев.
• Значительное развитие органов зрения и слуха.
• Развитие четырехкамерного сердца.
• Развитие двойного дыхания.
• Наличие теплокровности и значительное увеличение интенсивности обмена веществ.

Примеры у рыб

Если брать во внимание, то, что жизнь наша зародилась в воде, и рыбы, по сути, являются древнейшими (не считая водоросли, планктон и прочие одноклеточные организмы) представителями жизни на Земле, они те не менее в процессе своей эволюции также прошли через ряд важных ароморфоз, среди которых можно отметить:

• Появление костного скелета.
• Возникновение замкнутой кровеносной системы с одним кругом в сочетании с жаберным дыханием.

Примеры у млекопитающих

Важным ароморфозом животных млекопитающих, уже упоминавшемся нами в начале статьи стало развитие у них шерстяного покрова, равно как и приобретение постоянной температуры тела, что позволило млекопитающим приспособится к более холодному климату умеренных широт. Также можно отметить и такие важные ароморфозы как развитие легких, кровеносной системы, головного мозга, кормление детенышей молоком матери.

Отдельно можно отметить ароморфозы, которые обеспечили теплокровность млекопитающим, это:

• Полное разделение венозного и артериального потоков крови, когда все тело снабжается именно артериальной кровью.
• Наличие альвеолярных легких, которые имеют большую поверхность газообмена. Они увеличивают интенсивность обмена веществ.
• Появление шерстяного покрова и подкожной жировой клетчатки, обеспечивающей сохранение тепла.

Примеры у насекомых

Насекомые, самые мелкие (не считая микробов, разумеется) обитатели нашей планеты также в процессе эволюции проходи через свои различные ароморфозы, правда не так интенсивно, как другие животные, например, те же тараканы вообще никак не видоизменялись еще со времен динозавром. Тем не менее, может отметить следующие ароморфозы у насекомых:

Читайте также:

  
• Чем отличается косская школа от книдской
  
• Какие паспорта должны быть в школе
  
• Педагогическая и психологическая диагностика нарушений школьной адаптации
  
• Когда образовалась империя тимура каковы были планы тимура ответ кратко
  
• Видят ли кошки потусторонний мир кратко