М А К Р О Э В О Л Ю... Главные направления биологической эволюции (ароморфоз,

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ
Главные направления биологической эволюции (ароморфоз,
идиоадаптация, общая дегенерация). Биологический прогресс и пути его
достижения. Биологический регресс (А.П.Северцов). Систематические
группы. Естественная система органического мира как отражение
эволюции. Основные закономерности эволюционного процесса:
дивергенция, конвергенция, параллелизм, необратимость эволюционных
преобразований. Результаты эволюции: многообразие видов, органическая
целесообразность, постепенное усложнение организации.
Ученые полагают, что число вымерших видов растений и животных, когда-либо
живших на Земле, в 5 - 9 раз больше числа современных видов. Такое
многообразие ныне живущих и вымерших видов указывает на их значение в
образовании высших систематических групп. ПРОЦЕСС ОБРАЗОВАНИЯ ИЗ
НОВЫХ ВИДОВ НОВЫХ РОДОВ, ИЗ РОДОВ - НОВЫХ СЕМЕЙСТВ И
Т.Д. НАЗЫВАЕТСЯ МАКРОЭВОЛЮЦИЕЙ. МАКРОЭВОЛЮЦИЯ
СОВЕРШАЕТСЯ ЗА ИСТОРИЧЕСКИ ГРОМАДНЫЕ СРОКИ И
НЕПОСРЕДСТВЕННОМУ НАБЛЮДЕНИЮ НЕДОСТУПНА. Однако
принципиальных различий между микро- и макроэволюцией нет: в
макроэволюции действуют те же самые факторы, что и в микроэволюции
(видообразование).
В целом эволюционный процесс непрерывно идет в направлении наибольшего
приспособления живых организмов к конкретным условиям среды. Смена
условий приводит к замене одних приспособлений на другие. Это относится и к
приспособлениям широкого характера. Например, появление легочного
дыхания, двух кругов кровообращения, теплокровности, живорождения,
млекопитания ...
Такие приспособления ведут к общему подъему организации, т.е. к
биологическому прогрессу. ПРОГРЕСС ВСЕГДА СОПРОВОЖДАЕТСЯ
УВЕЛИЧЕНИЕМ ЧИСЛЕННОСТИ, РАСШИРЕНИЕМ АРЕАЛА,
ОБРАЗОВАНИЕМ НОВЫХ ПОПУЛЯЦИЙ, ПОДВИДОВ И ВИДОВ.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГРЕСС ОЗНАЧАЕТ СНИЖЕНИЕ УРОВНЯ
ОРГАНИЗАЦИИ ЗА СЧЕТ УЗКОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ В
ПРИСПОСОБЛЕННОСТИ ОРГАНИЗМОВ. В этом случае организмы теряют
способность реагировать на изменения в окружающей среде, РЕГРЕСС ВЕДЕТ
К УМЕНЬШЕНИЮ ЧИСЛА ОСОБЕЙ, ПОПУЛЯЦИЙ, ПОДВИДОВ,
ВИДОВ, СУЖЕНИЮ АРЕАЛА. Чаще всего регресс ведет к вымиранию.
Советскими учеными А.Н. Северцевым (1866-1936) и И.И.Шмальгаузеном
(1884-1963) был разработан вопрос о путях достижения биологического
прогресса и выделено три основных направления. Это АРОМОРФОЗЫ морфофизиологические изменения общего назначения, которые в процессе
эволюции ведут к общему повышению уровня организации, но не являются узко
приспособительными изменениями.
Ароморфозы дают возможность освоения совершенно новой среды обитания
(например, выход на сушу из воды осуществился благодаря появлению
легочного дыхания); обеспечивают большие преимущества в борьбе за
существование (например, появление фотосинтеза, многоклеточности, полового
процесса на ранних этапах развития органического мира).
В результате ароморфозов возникли крупные систематические группы - типы,
классы, отряды.
Одновременно в ходе эволюции среди отдельных групп возникает большое
количество мелких приспособлений к определенным условиям среды ИДИОАДАПТАЦИИ. Например, приспособление одних цветков к опылению
ветром, других к опылению насекомыми, третьих к самоопылению - все это
проявление идиоадаптации. Путем идиоадаптаций образуются более мелкие
систематические группы - семейства, роды, виды.
В процессе эволюции идиоадаптации возникают значительно чаще, чем
ароморфозы.
Приспособительные изменения в процессе эволюции могут происходить путем
снижения уровня общей организации. Резкое упрощение организации живого
называется ОБЩЕЙ ДЕГЕНЕРАЦИЕЙ. Чаще всего дегенерация наблюдается
при переходе к паразитическому или сидячему образу жизни и связана с тем,
что окружающая Среда достаточно стабильна. Примерами могут служить
известные вам из курса зоологии паразитические черви.
Несмотря на значительное упрощение организации, общая дегенерация не
исключает биологического прогресса, т.е. виды, идущие по этому пути, могут
увеличивать свою численность, расширять ареал и т.д. Однако дегенерация
часто ведет к биологическому регрессу. По учебнику посмотрите соотношение
различных направлений эволюции.
Если эволюционисты видят свою задачу в объяснении разнообразия организмов
и истории их развития, а также в разработке общей теории эволюции, то ЦЕЛЬ
СИСТЕМАТИКИ заключается в СОЗДАНИИ ТАКОЙ СИСТЕМЫ
КЛАССИФИКАЦИИ, КОТОРАЯ ОТРАЖАЛА БЫ ЭВОЛЮЦИОННУЮ
ИСТОРИЮ ВИДОВ.
В современной систематике растений и животных приняты следующие
систематические группы. Для растений: отдел; класс; порядок; семейство; род;
вид. Для животных: тип; класс; отряд; семейство; род; вид.
В основу современной естественной классификации органического мира
положены признаки, свидетельствующие о родстве видов как с ныне
живущими, так и с вымершими.
Самая маленькая в системе единица классификации - вид, но и он распадается
на подвиды и популяции.
Попытки классифицировать организмы известны с древности. В прошлом,
например, мир делили на царства растений, животных и минералов. До сих пор
мы говорим: "Что это? - Растения", но "Кто это - Животные". В дальнейшем
представление о том, что живое делится на два царства устарело. Сегодня в
биологии выделяют два надцарства: прокариоты (бактерии, архебактерии) и
эукариоты (растения, грибы, животные) и отдельно выделяются вирусы
(доклеточные формы жизни).
Для описания видов и их классификации используются совокупность наиболее
существенных признаков: анатомическое строение, особенности размножения,
сложность организации (доклеточные, клеточные, безъядерные ядерные,
одноклеточные, многоклеточные), сравнивают эмбриональное развитие,
специфику химического состава (особенно белков) и физиологии, изучают
поведенческие реакции, анализируют историческое развитие по ископаемым
остаткам, проверяют прошлое и настоящее распространение по планете. Это
позволяет в большинстве случаев определить положение вида в естественной
системе классификации. ЕСТЕСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОТРАЖАЕТ
СТЕПЕНЬ РОДСТВА МЕЖДУ ГРУППАМИ ОРГАНИЗМОВ, Т.Е.
ОТРАЖАЕТ ХОД ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА НА ЗЕМЛЕ.
К основным закономерностям эволюционного процесса относятся дивергенция,
конвергенция и параллелизм.
Еще Дарвин сформулировал ПРИНЦИП РАСХОЖДЕНИЯ ПРИЗНАКОВ.
РАСХОЖДЕНИЕ ПРИЗНАКОВ У РОДСТВЕННЫХ ФОРМ
НАЗЫВАЕТСЯ ДИВЕРГЕНЦИЕЙ. В процессе дивергенции от одной
исходной популяции берет начало целый ряд форм, образуя как бы ветви одного
дерева. В бесконечном ряду поколений одни ветви отмирают, другие
развиваются. Формы, наиболее расходящиеся по своим требованиям к условиям
среды, имеют больше шансов выжить в ходе естественного отбора, так как они
меньше конкурируют между собой, чем родоначальные или промежуточные
группы. В результате дивергенции образуются подвиды, а затем и виды.
В эволюции наблюдается и другое явление - КОНВЕРГЕНЦИЯ ПРОЦЕСС
НЕЗАВИСИМОГО ПРИОБРЕТЕНИЯ НЕРОДСТВЕННЫМИ ГРУППАМИ
ОРГАНИЗМОВ СХОДНЫХ ПРИЗНАКОВ. Например, форма тела у рыб и
дельфинов. Это сходство обусловлено общей средой обитания (море) и образом
жизни.
Помимо дивергенции и конвергенции, в природе имеет место
ПАРАЛЛЕЛИЗМ, - ПРИ КОТОРОМ НАБЛЮДАЕТСЯ НЕЗАВИСИМОЕ
ПРИОБРЕТЕНИЕ СХОДНЫХ ЧЕРТ РОДСТВЕННЫМИ
ОРГАНИЗМАМИ. В данном случае речь идет об общности происхождения и
приспособлениях к одинаковой среде обитания. Например, морской котик,
морж, тюлень. Наблюдаемые различия сложились в начале процесса
видообразования.
Каковы же общие черты эволюционного процесса? ПРЕЖДЕ ВСЕГО, ЭТО
ВОЗНИКНОВЕНИЕ "ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ" ОРГАНИЗМОВ, Т.Е. ИХ
СООТВЕТСТВИЯ УСЛОВИЯМ ОБИТАНИЯ И ИХ СПОСОБНОСТЬ
МЕНЯТЬСЯ ПО МЕРЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭТИХ УСЛОВИЙ. ВО-ВТОРЫХ,
ЭТО ПРОЦЕСС ВИДООБРАЗОВАНИЯ. В-ТРЕТЬИХ, ПОСТОЯННОЕ
УСЛОЖНЕНИЕ ЖИЗНИ ОТ ПРИМИТИВНЫХ ДОКЛЕТОЧНЫХ ФОРМ
ДО ЧЕЛОВЕКА.
За всю историю существования жизни на Земле обитало около 500 млн. видов.
Сегодня их насчитывается около 2 млн. Это показывает, что совершенство
современных форм - результат эволюции, в процессе которой погибли сотни
миллионов видов. Эволюционные преобразования необратимы, любое
упрощение или отклонение в организации ведет в конечном счете, к регрессу и
вымиранию.
В мире, находящемся под угрозой разрушения в результате деятельности
человека, важно как можно быстрее понять механизмы взаимодействия видов
между собой и их реакции на создаваемые нами изменения, ибо это
единственный способ избежать необратимых экологических изменений.
Подводя итог можно сказать о ПРАВИЛАХ ЭВОЛЮЦИИ. Их три.
ПРАВИЛО НЕОБРАТИМОСТИ ЭВОЛЮЦИИ. Эволюция - процесс
необратимый. Группа организмов не может вернуться к прежнему состоянию,
уже осуществленному в ряду их предков. Так в эволюции позвоночных на
каком-то этапе от примитивных амфибий возникли рептилии, то они никогда не
дадут начала амфибиям. Вернувшись к обитанию в океане, рептилии
(ихтиозавры) и млекопитающие (киты) не стали рыбами.
Даже обратная мутация, по конкретному признаку приводящая к повторному
возникновению данного гена не приводит к повторению всего генотипа в целом.
ПРАВИЛО ПРОГРЕССИРУЮЩЕЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ. Группа,
вступившая на путь специализации, как правило, в дальнейшем будут идти по
пути ВСЕ БОЛЕЕ ГЛУБОКОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ К УЗКИМ
УСЛОВИЯМ СУЩЕСТВОВАНИЯ. Если в процессе эволюции одна из групп
позвоночных приобрела адаптации к полету, то на последующем этапе
эволюции это направление сохраняется и усиливается. Организм определенного
строения не может жить в любой среде. В выборе адаптивной зоны или ее части
группа ограничена особенностями своего строения.
ПРАВИЛО ЧЕРЕДОВАНИЯ ГЛАВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ЭВОЛЮЦИИ.
При рассмотрении главных направлений в эволюции групп ароморфозов и
идиоадаптаций подчеркивалось регулярное чередование этих типов развития в
эволюции.
ТАКИМ ОБРАЗОМ, ЭВОЛЮЦИЯ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ
НЕПРЕРЫВНЫЙ ПРОЦЕСС ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ НОВЫХ
АДАПТАЦИЙ. ОДНИ ИЗ ВНОВЬ ВОЗНИКАЮЩИХ АДАПТАЦИЙ
ОКАЗЫВАЮТСЯ ОЧЕНЬ ЧАСТНЫМИ, И ИХ ЗНАЧЕНИЕ НЕ
ВЫХОДИТ ЗА РАМКИ УЗКИХ УСЛОВИЙ. ДРУГИЕ ДАЮТ
ВОЗМОЖНОСТЬ ВЫХОДА ГРУППЫ В НОВУЮ СРЕДУ И
НЕПРЕМЕННО ВЕДУТ К БОЛЕЕ БЫСТРОМУ ЭВОЛЮЦИОННОМУ
РАЗВИТИЮ ГРУПП В НОВОМ НАПРАВЛЕНИИ, К БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ
ОРГАНИЗАЦИИ.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. В чем состоит биологический прогресс и биологический регресс?
2. Каковы главные направления биологической эволюции (прогресса)
3. В чем заключается биологическое значение ароморфозов и идиоадаптаций?
4. Чем характеризуется дегенерация?
5. Чем занимается наука систематика?
6. Верно ли утверждение о том, что современная систематика является
отражением эволюционного процесса?
7. Перечислите основные закономерности эволюционного процесса.
8. Поясните биологическую сущность дивергенции, конвергенции,
параллелизма.
9. Расскажите о результатах эволюции.