Макроэволюция как процесс формирования надвидовых таксонов
Термин «макроэволюция» (так же как и термин «микроэволюция») ввел в биологию известный русский генетик Ю. А. Филипченко в 1927 г. Вслед за ним некоторые ученые полагали, что макроэволюция – качественно другой процесс по сравнению с микроэволюцией.
Однако большинство современных ученых считают, что в основе макроэволюционных процессов лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции (наследственная изменчивость, естественный отбор и репродуктивная изоляция).
Таким образом, макроэволюция – это процесс формирования на основе микроэволюции надвидовых таксонов: родов, семейств, отрядов, классов и т. д.
Макроэволюционные процессы протекают в огромном промежутке времени, поэтому непосредственно изучать их невозможно. Тем не менее исследование макроэволюции привело ученых к выводу о неравномерности ее темпов.
Палеонтологические материалы убеждают в том, что некоторые группы организмов развивались относительно быстро, а другие группы длительное время оставались практически неизмененными.
Иными словами, одни организмы склонны к «взрывной» эволюции, другие – к «застойной».
Макроэволюционные процессы идут в двух основных направлениях– биологический прогресс и биологический регресс.
Биологический прогресс
Под биологическим прогрессом понимают достижение группой организмов успеха в борьбе за существование, каким бы путем этот успех ни был достигнут – усложнением или упрощением организации.
К признакам биологического прогресса следует отнести увеличение численности данной систематической группы организмов; расширение занимаемого ею ареала; возникновение новых таксономических категорий.
Например, покрытосеменные растения испытывают биологический прогресс.
Такие усложнения в организации растений, как появление цветка и плода, обусловили развитие отдела покрытосеменных и позволили им значительно увеличить свою численность, широко освоить разные среды обитания и снизить зависимость от влияния факторов среды.
Как биологический прогресс можно характеризовать возникновение класса насекомых. Животные этого класса имеют относительно малые размеры, высокую плодовитость, короткий жизненный цикл, достаточно высокий уровень развития нервной системы и органов чувств.
У них значительно смягчена внутривидовая конкуренция между личинками и взрослыми особями вследствие пространственного и пищевого разобщения.
Перечисленные особенности позволили представителям класса насекомых заселить все основные среды жизни и стать самой многочисленной группой животного мира, расселившейся по всему земному шару. Процессы видообразования в названном классе продолжаются.
Биологический регресс характеризуется снижением численности, сужением ареала и может привести к вымиранию определенной систематической группы организмов.
Именно биологический регресс привел к резкому сужению ареала и уменьшению численности растений из отдела папоротниковидных, господствовавших в каменноугольном периоде.
Изменение климатических условий, в частности значительное снижение влажности, обусловило регресс папоротников, размножение которых полностью зависит от наличия воды в окружающей среде.
Пути достижения биологического прогресса
Вопросы о возможных путях достижения биологического прогресса разработал наш соотечественник А. Н. Северцов. Один из главных путей биологического прогресса, по мнению ученого, – ароморфоз (морфофизиологический прогресс), т. е.
возникновение в ходе эволюции адаптаций, которые существенно повышают уровень организации живых организмов. Ароморфозы ведут к освоению видами новых сред обитания.
Например, выход позвоночных на сушу был обусловлен такими ароморфозами, как появление парных конечностей, легких – специализированных органов дыхания, внутреннего оплодотворения и др.
Выход растений на сушу был предопределен такими ароморфозами, как появление механических тканей, обеспечивающих опору, восковой кутикулы, защищающей от высыхания, сосудистой системы, обеспечивающей всасывание и проведение воды в органы.
К числу крупных ароморфозов относится появление фотосинтеза, многоклеточных организмов, полового размножения и др.
Ароморфозы – длительный эволюционный процесс, происходящий на основе мутаций, естественного отбора и других факторов эволюции. Развитие каждой крупной систематической группы организмов сопровождается ароморфозами.
Ароморфозам А. Н. Северцов противопоставлял идиоадаптации (от греч. idios – свой, особый и лат. adaptatio – прилаживание, приспособление).
Идиоадаптации – это процесс приспособления организмов к разнообразным условиям окружающей среды, не сопровождающийся повышением уровня организации.
Типичный результат идиоадаптации – разнообразие форм и видов млекопитающих, приспособленных к питанию насекомыми.
Идиоадаптации насекомоядных млекопитающих
Например, результатом идиоадаптации цветковых растений являются разнообразные способы опыления.
Насекомоопыляемые растения обычно имеют яркие цветки или цветки, собранные в соцветия, обладающие ароматом или богатые нектаром.
У ветроопыляемых растений невзрачные мелкие цветки, собранные в соцветия, не имеют нектара и запаха, пыльца легкая и сухая, а длинные и тонкие тычиночные нити часто свисают из цветка.
Общая дегенерация – резкое упрощение организации, сопровождающееся утратой ряда органов и систем органов, потерей их функций. Общая дегенерация часто наблюдается при переходе видов к паразитическому образу жизни.
Так, по пути дегенерации шло развитие ленточных червей, утративших по сравнению со свободноживущими представителями типа плоских червей пищеварительную систему. Блохи и вши как следствие паразитического образа жизни утратили крылья.
В результате дегенерации некоторые растения-паразиты частично или полностью утратили такие органы, как корень и стебель (например, раффлезия Арнольди, петров крест).
Общая дегенерация – упрощение организации видов
Несмотря на то что общая дегенерация приводит к значительному упрощению организации, виды, развивающиеся по этому пути, могут увеличивать свою численность, расширять ареал обитания, образовывать новые виды и другие систематические группы, т. е. достигать биологического прогресса.
Пути эволюции органического мира либо сочетаются друг с другом, либо сменяют друг друга, причем ароморфозы происходят сравнительно редко, в то время как идиоадаптация – процесс постоянный.
Но именно ароморфозы определяют новые этапы в развитии органического мира. Возникнув в результате ароморфоза, новые систематические группы занимают другие среды жизни.
Далее эволюция идет путем идиоадаптации, результатом которой является многообразие форм организмов. В некоторых случаях идиоадаптация завершается общей дегенерацией.
Источник: http://blgy.ru/biology10/macroevolution
Макроэволюция
Михаил Октябрь 09, 2016 Эволюционная теория Комментировать
Содержание:
Понятие о макооэволюиии
Макроэволюция — это эволюционные преобразования, приводящие к возникновению систематических групп более высокого порядка, чем вид (т.е. род, семейство, отряд и т.д.). ■ Т.е. макроэволюция — это надвидовая эволюция.
■ В общем смысле макроэволюция — это процесс развития жизни на Земле в целом, включая ее (жизни) происхождение.
■ Макроэволюция является результатом многих микроэволюционных процессов, происходящих па больших пространствах в течение длительного времени.
■ В основе макро- и микроэволюции лежат одни и те же эволюционные закономерности.
Формы (способы осуществления) макроэволюции: дивергентная, филитическая, параллельная, конвергентная.
Дивергентная эволюция: независимое образование различных признаков у родственных организмов в процессе их приспособления к разным условиям существования, приводящее к распаду одной систематической группы на несколько групп (несколько видов галапагосских вьюрков произошли от одного общего предка в результате приспособления к разным видам пищи).
Филитическая эволюция: постепенное, происходящее без дивергенции, эволюционное изменение (перестройка) определенной систематической группы, ведущее к возникновению новой группы, отличной от исходной (филогенетический ряд предков лошади: фенокодус → эогиппус → миогиппус → парагиппус → плиогиппус → эквус).
Параллельная эволюция: независимое, параллельное формирование сходных адаптивных признаков у родственных, ранее дивергировавшихся групп, попавших в сходные условия существования (саблезубость в семействе кошачьих возникала четыре раза в двух независимых родах).
Конвергентная эволюция: приобретение сходных признаков у неродственных групп, развивавшихся в одинаковых условиях (сходство формы тела у акул, ихтиозавров и дельфинов, общие черты строения тела у прыгающих млекопитающих).
Главные направления эволюции
Историческая справка: 1925 г. — разработка А.Н. Северцовым учения о главных направлениях эволюции; 1934 г. — уточнение и дополнение этого учения И.И. Шмальгаузеном.
Биологический прогресс — происходящее эволюционным путем развитие систематической группы организмов, идущее в направлении возрастания приспособленности потомков к окружающей среде по сравнению с их предками. Это — общий путь развития живой природы от простого к сложному, от примитивного к более совершенному.
❖ Критерии (признаки) биологического прогресса: ■ увеличение численности особей в систематической группе; ■ расширение ареала обитания видов, составляющих эту группу; ■ повышение темпов дифференциации внутри группы.
■ Примеры прогрессирующих систематических групп: насекомые, костистые рыбы, грызуны, цветковые растения.
Главные направления эволюции (пути биологического прогресса): арогенез, аллогенез, катагенез, гипергенез.
Арогенез (или морфофизиологический прогресс) — путь развития группы организмов посредством приобретения ими каких-то принципиально новых приспособлений, позволяющих значительно расширить свою или выйти в другую адаптивную зону.
■ Примеры, одноклеточность → многоклеточность; двухкамерное сердце → трехкамерное сердце → четырехкамерное сердце; споровое размножение → семенное размножение → появление цветка.
Адаптивная зона — совокупность условий, характерных для определенных местообитаний, где возможно существование организмов, располагающих определенными адаптациями.
Ароморфоз — конкретные морфофизиологические изменения, определяющие арогенез той или иной группы.
■ Примеры: симметрии тела, половая дифференциация, переход на легочное дыхание, появление двух кругов кровообращения и др. ■ Ароморфозы формируются на основе наследственной изменчивости и естественного отбора;
■ они являются приспособлениями широкого значения, дающими преимущества в борьбе за существование, и открывают возможности для освоения новой, прежде недоступной среды обитания.
Аллогенез — направление эволюции группы организмов внутри одной адаптивной зоны, сопровождающееся возникновением большого числа близких форм, различающихся мелкими, частными приспособлениями одного масштаба. ■ Примеры: экологические группы млекопитающих; разные способы опыления и распространения семян и плодов у цветковых растений и др.
■ Аллогенез вызывает увеличение видового разнообразия и быстрое повышение численности групп.
Алломорфозы (или идиоадаптации) — это мелкие, эволюцион-но возникшие приспособления к новым специфическим условиям среды, принципиально не изменяющие уровень биологической организации организмов группы, но в совокупности приводящие к появлению новых систематических групп.
■ Примеры: формирование узкоспециализированных форм организмов: ленивец, хамелеон, глубоководные рыбы и др.
Катагенез (или общая дегенерация) — особый, регрессивный путь эволюции, реализующийся (в некоторых случаях) после проникновения организмов в более простую среду обитания и приспособления к ней и заключающийся в резком упрощении строения и образа жизни организмов. ■ Примеры: возникновение паразитических форм и сидячего образа жизни.
■ Катагенез приводит к максимальной специализации органов и даже к утрате отдельных органов и целых систем (например, паразитические ленточные черви лишены органов пищеварения, растение-паразит повилика не имеет хлорофилла).
Гипогенез — недоразвитие организма или его отдельных органов (разновидность катагенеза).
Гипергенез — увеличение размеров тела, переразвитие отдельных органов. Каждая систематическая группа организмов имела свои гигантские формы (гигантские ящеры-динозавры, слоны, жирафы, киты, носороги; из растений — секвойя и др.).
Биологический регресс — это эволюционный упадок в развитии систематической группы, характеризующийся уменьшением ее видового многообразия, сужением (и распадом на отдельные пятна) ареалов и снижением численности популяций и особей в популяциях (вследствие превышения смертности над рождаемостью).
■ Примеры регрессирующих систематических групп: у растений — семейство гинкговых (остался один вид), у животных — род выхухолей (осталось лишь два вида), белый медведь. ■ Массовая катастрофическая элиминация (вследствие малой численности) может привести к вымиранию данной группы.
■ Причина биологического регресса — отставание темпов эволюции группы от скорости изменения внешней среды.
Морфологический регресс — это упрощение в строении организмов того иного вида в результате мутаций.
Закономерности (правила) эволюции
Правило необратимости эволюции: эволюция — процесс необратимый, т.е. организм не может вернуться к прежнему состоянию, характерному для его предков.
■ Это правило распространяется на организм как целостную систему (киты и ихтиозавры, вернувшись к жизни в воде, не эволюционируют в рыб и др.) и на вид как этап эволюции.
■ Оно не распространяется на отдельные признаки далеких предков, которые могут появляться у потомков в результате обратных мутаций.
Правило происхождения от неспециализированных предков: новые крупные группы организмов происходят не от высших представителей предковых групп, а от относительно неспециализированных групп.
■ Причина этого в том, что отсутствие специализации предоставляет возможность для возникновения новых приспособлений принципиально иного характера (например, млекопитающие произошли от неспециализированных рептилий).
Правило прогрессирующей специализации: группа, вступившая на путь специализации, в своем дальнейшем развитии, как правило, будет углублять эту специализацию.
■ Действительно, организм, освоив какую-либо среду, и далее будет развиваться в пределах этой адаптивной зоны (птеродактили, летучие мыши, ластоногие, кроты и др.).
Правило адаптивной радиации: историческое развитие любой группы сопровождается ее разделением от одного ствола на ряд дочерних групп, осваивающих разные экологические условия.
■ Это правило лежит в основе внутривидовой дивергенции и над-видовой идиоадаптации. Именно так образуются многие семейства, роды и виды животных, освоивших разные места обитания.
Закон Северцова (закон чередования главных направлений эволюции): в пределах конкретной монофилитической (т.е. имеющей общее происхождение) группы организмов за периодом арогенеза всегда следует период возникновения частных приспособлений — аллогенез.
■ На основе одних и тех же арогенезов, в зависимости от конкретных условий среды, могут возникнуть различные «надстройки» — аллогенезы.
Источник: https://esculappro.ru/makroevolyutsiya.html
Направления макроэволюции. Макроэволюция- происхождение надвидовых таксонов. – презентация
1 Направления макроэволюции<\p>
2 Макроэволюция- происхождение надвидовых таксонов<\p>
3 Способы осуществления макроэволюции Дивергенция ПараллелизмКонвергенция Разные признаки у родственных организмов в разных условиях обитания Сходные признаки у родственных, но живущих в разное время организмов Сходные признаки у неродственных организмов в сходных условиях обитания Гомологичные органы Аналогичные органы<\p>
4 Определите способы осуществления макроэволюции Дивергенция или Конвергенция Ихтиозавр Акула Дельфин<\p>
5 Дивергенция или Конвергенция Хамелеон и лазающая агама Определите способы осуществления макроэволюции<\p>
6 Дивергенция или Конвергенция Дивергенция Галапагосские вьюрки Определите способы осуществления макроэволюции<\p>
7 Дивергенция или Конвергенция Европейский и сумчатый крот Определите способы осуществления макроэволюции<\p>
8 Аналогия или Гомология Аналогия Определите аналогию и гомологию<\p>
9 Аналогия или Гомология Аналогия Роющие конечности крота и медведки Определите аналогию и гомологию<\p>
10 Аналогия или Гомология Колючки барбариса и усики гороха Определите аналогию и гомологию<\p>
11 Аналогия или Гомология Определите аналогию и гомологию<\p>
12 Дивергенция Конвергенци Параллализм Параллелизм Саблезубость кошачьих Саблезубый тигр Кошка Определите способы осуществления макроэволюции<\p>
13 Направления эволюции Биологический регресс Биологическая стабилизация Биологический прогресс Уменьшение численности особей и площади ареала Снижение приспособленности Угроза исчезновения вида Увеличение численности особей и площади ареала Повышение приспособленности Образование новых популяций, подвидов, видов<\p>
14 Направления эволюции Биологический регресс Биологическая стабилизация Биологический прогресс Глобальные климатические изменения Деятельность человека<\p>
15 Виды, вымершие из-за глобальных климатических изменений Шерстистый носорог Мамонт Саблезубый тигр<\p>
16 Виды, истребленные человеком Дронт Странствующий голубь Моа<\p>
17 Исчезающие виды Выхухоль Колпица Дрофа Степной орел Аполлон<\p>
18 Зубр Исчезающие виды Морская или Стеллерова корова Черный журавль<\p>
19 Исчезающие виды Гепард Амурский или Уссурийский тигр Белый медведь<\p>
20 Дикая лошадь Пржевальского Речной бобр Исчезающие виды<\p>
21 Направления эволюции Биологический регресс Биологическая стабилизация Биологический прогресс мечехвост плаун хвощ гинкго неопилина наутилус – сохранение «живых ископаемых форм»<\p>
22 Живые (слева) и окаменевшие (справа) листья дерева гинкго «Живые ископаемые»<\p>
23 Современный и юрский мечехвосты «Живые ископаемые»<\p>
24 Латимерия Гаттерия<\p>
25 АРОМОРФОЗ ИДИОАДАПТАЦИЯ ДЕГЕНЕРАЦИЯ Направления эволюции Биологический регресс Биологическая стабилизация Биологический прогресс Пути достижения биологического прогресса<\p>
26 Ароморфоз Возникновение: 4 клетки 4 ядра 4 многоклеточности 4 хорды 4 фотосинтеза и др. – крупное преобразование организмов, повышающее уровень организации, дающее возможность использования новых ресурсов среды – морфофизиологический прогресс.<\p>
27 Идиоадаптация – частные приспособления к конкретным условиям среды без повышения уровня организации Появление: 4 покровительственной окраски 4 маскировки 4 мимикрии 4 видоизменений побегов и др.<\p>
28 Дегенерация – упрощение организации, исчезновение органов активной жизни – морфофизиологический регресс. Редукция: 4 пищеварительной системы 4 крыльев 4 глаз 4 корней 4 хлоропласт и др.<\p>
29 Схема соотношений между различными путями эволюции Ароморфозы Идиоадаптации Дегенерация В природе все процессы эволюции идут непрерывно и одновременно, сочетаясь между собой и сменяя друг друга А.Н. Северцов:<\p>
30 Выявите аморфные и адаптивные черты строения Утрата четырех пальцев у лошадей Удлинение конечностей лошадей Утрата шерстного покрова слонами Ячеистые легкие у рептилий Отсутствие конечностей у змей Отсутствие потовых желез у собак Перегородка в желудочке сердца у рептилий Возникновение хорды Образование пятипалой конечности<\p>
31 Выявите аморфные и адаптивные черты строения Утрата четырех пальцев у лошадей Адаптация Удлинение конечностей лошадей Адаптация Утрата шерстного покрова слонами Адаптация Ячеистые легкие у рептилий Ароморфоз Отсутствие конечностей у змей Адаптация Отсутствие потовых желез у собак Адаптация Перегородка в желудочке сердца у рептилий Ароморфоз Возникновение хорды Ароморфоз Образование пятипалой конечности Ароморфоз<\p>
Источник: http://www.myshared.ru/slide/899120/
Макроэволюция и способы ее осуществления
Сущность макроэволюции. Этим понятием обозначают происхождение надвидовых таксонов (родов, отрядов, классов, типов, отделов).
В общем смысле макроэволюцией можно назвать развитие жизни на Земле в целом, включая и ее происхождение.
Макроэволюционным событием считается также возникновение человека, по многим признакам отличающегося от других биологических видов. Между микро- и макроэволюцией нельзя провести резкую грань, потому что процесс микроэво-
люции, первично вызывающий дивергенцию популяций (вплоть до видообразования), продолжается без какого-либо перерыва и на макроэволюционном уровне внутри вновь возникших форм.
Отсутствие принципиальных различий в протекании микро- и макроэволюционно! о процессов позволяет рассматривать их как две стороны единого эволюционного процесса и применять для анализа всего процесса понятия, разработанные в теории микроэволюции, поскольку макроэволюционные явления охватывают десятки миллионов лет и исключают возможность их непосредственного экспериментального исследования.
Способы осуществления макроэволюции. Макроэволюция может осуществляться несколькими способами. Основной способ —дивергенция — представляет собой независимое образование различных признаков у родственных организмов. В основе дивергенции лежит экологическая дифференциация вида (или группы видов) на самостоятельные ветви.
Различия между видами одной группы в процессе эволюции, в силу изменения направления отбора, все более и более углубляются. Но вместе с тем сохраняется и определенная общность признаков морфофизиологической организации. Это свидетельствует о происхождении данной группы от общего родоначального предка.
При дивергенции сходство между организмами объясняется общностью их происхождения, аразли-чия — приспособлением к разным условиям среды.
Примером дивергенции форм является возникновение разнообразных по морфофизиологическим особенностям вьюрков от одного или немногих предковых видов на Галапагосских островах. Расхождение внутривидовых форм и видов по разным местообитаниям определяется конкуренцией в борьбе за одинаковые условия, выход из которых и заключается в расселении по разным экологическим нишам.
Механизм дивергентной эволюции основан на действии элементарных эволюционных факторов.
В результате мутационного процесса, волн жизни, изоляции, борьбы за существование и естественного отбора популяции и группы популяций приобретают и сохраняют признаки, все более заметно отличающие их от родительского вида.
В какой-то момент эволюции (этот «момент» может длиться многие поколения) накопившиеся различия окажутся настолько значительными, что приведут к распаду исходного вида на два и более дочерних.
Дивергенция любого надвидового масштаба — результат действия изоляции и в конечном итоге естественного отбора, выступающего в форме группового отбора (сохраняются и устраняются виды, роды, семейства и т. д.
). Групповой отбор основан на отборе индивидов внутри популяции; вымирание вида происходит лишь посредством гибели отдельных особей. В результате дивергенции у родственных форм возникают гомологичные органы.
Еще один способ осуществления макроэволюции —параллелизм (параллельное развитие). Это процесс эволюционного развития в сходном направлении двух или нескольких первоначально дивергировавших групп. Например, палеонтологи очень часто обнаруживают асинхронный параллелизм, т. е.
независимое приобретение сходных черт родственными, но живущими в разное время организмами. Примером может служить развитие саблезубости у представителей разных подсемейств кошачьих.
С генетической точки зрения параллельная эволюция объясняется общностью генной структуры родственных групп и сходной ее изменчивостью.
В эволюции может наблюдаться также конвергенция (конвергентное развитие) — процесс эволюционного развития двух или более неродственных групп в сходном направлении. Конвергенция обусловлена одинаковой средой обитания, в которую попадают неродственные организмы.
Классическим примером конвергентного развития считается возникновение сходных форм тела у акуловых (первичноводные формы), ихтиозавров и китообразных (вторичноводные формы).
При конвергентном развитии сходство между неродственными организмами бывает всегда только внешним (эволюционным изменениям в одном направлении подвергаются внешние признаки как результат приспособления к одинаковым условиям среды).
По форме тела ихтиозавр похож на акулу и дельфина, но по таким существенным чертам, как строение кожных покровов, черепа, мускулатуры, кровеносной системы, дыхательной и других систем, эти группы позвоночных различны. При конвергентном способе эволюции возникают аналогичные органы.
Источник : Н.А. Лемеза Л.В.Камлюк Н.Д. Лисов “Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы”
Источник: http://sbio.info/materials/obbiology/obbevolut/obbmakrevol/59
Мир науки
Цели урока: рассмотреть особенности макроеволю-ции процесса, обратить внимание на его отличие от микроэволюции; развивать внимание и логику; воспитывать взаимоуважение к оппоненту и культуру дискуссии.
Базовые понятия и термины: вид, макроэволюция, биологический прогресс, биологический регресс, ароморфоз, Идиоадаптация, общая дегенерация, параллелизм, полифилетични таксоны, монофилетического таксоны.
Макроэволюция – это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов – новых родов, из родов – новых семейств и т. д. Процессы макроэволюции требуют больших промежутков времени, и непосредственно изучать ее невозможно.
Тем более, в основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и др..Н. Северцов и 1.1. Шмальгаузен установили два главных направления эволюционного процесса: биологический прогресс и биологический регресс.
Биологический прогресс характеризуется расширением ареала, увеличением численности вида, образованием новых популяций и систематических единиц, преобладанием рождаемости над смертностью. Примерами биологического прогресса является распространение покрытосеменных растений, насекомых, моллюсков, грызунов.
Биологический регресс характеризуется сужением ареала, уменьшением численности вида, сокращением численности популяций и уменьшением систематических единиц, преобладанием смертности над рождаемостью. Это приводит к сокращению количества видов в роде, количества родов в семье (иногда до одного), семей в ряду (одна) и т. д.
Часть видов, родов, семейств вымирают полностью (например, снижение численности хвощей и плаунов). Биологический регресс наблюдается для хоботных (слонов осталось два вида, мастодонты вымерли вообще) и больших кошек (львы, тигры, леопарды).Пути достижения биологического прогресса установлены О. М. Се-верцовим и связанные с различными преобразованиями в строении организмов.
К ним относятся ароморфоз, Идиоадаптация и общая дегенерация.Ароморфоз – орогенез, или морфофизиологические прогресс сопровождается значительными изменениями в строении организмов, повышением уровня их организации. Ароморфозы имеют общий характер и не являются приспособительными к специальным условиям. Они дают возможность освоить новые места обитания, расширить ареал.
В результате ароморфозы возникли такие крупные таксоны, как типы и классы.
Примером ароморфоза являются: возникновение челюстей, плавников у рыб; образования сердца и его дальнейшая эволюция; преобразования пловцов рыб на пятипалые конечности у амфибий и рептилий; багатоклитиннисть, образования тканей и органов у растений, что обеспечило выход их из воды на сушу; появление коры головного мозга и т.д..
Преобразование парных плавников кистеперых рыб на парные конечности земноводных стало предпосылкой выхода позвоночных на сушу. Появление яйца, зародышевых оболочек вокруг него обеспечила развитие позвоночных на суше, и только благодаря этому сформировались настоящие наземные позвоночные, не связаны в период размножения с водой.
Развитие трех-, а впоследствии и четырехкамерного сердца обеспечил их теплокровность и возможность завоевания всех сред обитания.Идиоадаптация – галогенез, что сопровождается возникновением в организме отдельных приспособлений к условиям среды, места жительства без изменения уровня организации. При этом происходит освоение новых сред жизни.
Изменения, возникшие носят приспособительный характер, иногда узкоспециализированные к конкретным условиям. В результате происходит дивергенция признаков внутри одной систематической группы и образуются более мелкие таксоны: ряды, семьи, рода. Иногда происходит независимое развитие сходных признаков в око-коспориднених групп организмов – параллелизм.
Например, развитие ласт в ластоногих (моржей и тюленей).Типичными примерами идиоадаптаций могут быть защитная окраска тела у животных; колючки и шипы – у растений, различные приспособления для распространения семян. Идиодаптациямы также изменения строения тела у птиц: курицы, утки, ласточки, дятла и многих других.
Уровень организации у них один, но, например, форма и размер клюва у всех разные, приспособлены к определенной пище. У млекопитающих, обитающих в воде (китообразные) и на суше, – уровень организации один (в строении, например, органов кровообращения, дыхания, выделения), а формы тела, конечностей – разные.Общая дегенерация – морфофизиологические регресс, сопровождающийся упрощением уровня организации, исчезновением некоторых органов или систем органов. Дегенерация связана с переходом к паразитическому или сидячего образа жизни, например, потеря корней и листьев у растения-паразита повилики, органов пищеварения у ленточных червей, редукция хорды в асцидии. В результате узкой специализации появляются специализированные приспособления – присоски, крючки. Однако, общая дегенерация многих паразитических групп сопровождается их значительным биологическим прогрессом.
Еще одним существенным отличием макроеволюцийних процессов является возможность объединения в новой группе генетического материала и возможностей отдаленных систематических групп.
Так, симбиогенез примитивных эукариотических клеток с определенным видом бактерий привел к появлению митохондрий и формирование нескольких новых крупных таксонов. Следует также отметить, что систематические таксоны большого ранга могут иметь полифилетичне происхождения.
Так, в мезозое существовало несколько родственных групп рептилий, которые в процессе эволюции превращались в птицеподобных животных. Некоторые из них даже овладели полет (конфуциосорнисы, енанциорнисы, виялохвости птицы).
До наших времен сохранилась только одна из этих групп, но и другие мы можем рассматривать в широком смысле как представителей класса Птицы. Современные млекопитающие также имеют полифилетичне происхождения. Одна из групп териоморфних пресмыкающихся мезозоя стала предками яйцекладущих млекопитающих, а другая – сумчатых и плацентарных.
Источник: http://worldofscience.ru/biologija/4650-makroevolyutsionnyj-protsess-biologiya.html
Макроэволюция: закономерности и доказательства, исследование палеонтологических данных
Макроэволюция — это процесс, который ведет к образованию надвидовых, систематических категорий (родов, семейств, отрядов). Для изучения макроэволюции требуются огромные промежутки времени, поэтому возникают трудности во время исследований. В конце 20 ст. с этой целью стали применять компьютерное моделирование.
Изучение макроэволюции и ее закономерности
При изучении макроэволюции были выявлены следующие закономерности:
- Необоротность макроэволюционных изменений — возникшие новые формы жизни уже не вернутся к обличию предков.
- Постоянное приспособление к меняющимся условиям среды — усложнение внутреннего строения, поведения.
- Непредсказуемость — эволюция не имеет конкретной цели, а определяется естественным отбором.
Процессы, которые происходят на микро- или макроэволюционном уровне не имеют существенных отличий. Систематические единицы (таксоны) высшего ранга самостоятельно не возникают. Они образуются в результате появления новых видов, что обусловлено изменением генетической информации, дивергенцией и естественным отбором.
Макроэволюционные процессы возможны только благодаря микроэволюционным. Макроэволюция в отличие от микроэволюции ведет к образованию новых родов, семейств, классов, всех высших таксонов.
Микроэволюция обеспечивает изменения только внутривидовые и популяционные. Макроэволюция приводит к появлению новых органов, примеры: внутриутробное развитие потомства млекопитающих, живорождение, появление молочных желез.
Доказательства макроэволюции
Данные, подтверждающие возникновение новых надвидовых таксонов в эволюционной истории организмов сводятся к следующей таблице:
| Доказательства макроэволюции | Характеристика макроэволюции |
| Сравнительно анатомические | Представители животного мира имеют сходный план строения, что свидетельствует о единстве происхождения. Примером служит пятипалая конечность, зачатки которой встречались в плавниках кистеперых рыб. Теперь такое строение характерно для млекопитающих, птиц, рептилий, земноводных, рыб. Доказательством макроэволюции служат также атавизмы и рудименты. Атавизмы — органы давних предков, которые развиваются у современных видов (человек может родиться с несколькими сосками или полностью покрыты волосами). Рудименты – органы, которые утратили свою роль, но не исчезли полностью (остатки третьего века, копчик). |
| Эмбриологические | Первые этапы развитиявсех позвоночных животных на эмбриональном уровне практически идентичны (форма тела, жаберные дуги, хвост, один круг кровообращения).Но постепенно по мере созревания и роста, отличия стают существенными, каждый организм развивается и приобретает черты своего вида. |
| Палеонтологические | Данная группа доказательств объединяет находки останков вымерших предков, которые относились к переходным формам. Они позволяют отследить путь от одного вида животных к другому. К примеру, найдена пятипалая лошадь, которая является предком современных видов, которые имеют один палец. Это свидетельствует, что у предков лошадей было по 5 пальцев на конечностях. |
| Биохимические | Одинаковый химический состав клеток, как современных представителей, так и их предков. Сходство генетической информации у всего живого (ДНК, РНК).Процессы пластического и энергетического обмена имеют единые принципы. Большинство живых существ для выживания используют универсальный источник энергии АТФ. Сходные также этапы расщепления питательных веществ (белков, жиров, углеводов), их зависимость от ферментативных систем. |
| Биогеографические | Распространение флоры и фауны на разных континентах Земли отражает процессы макроэволюции. Чем ближе находятся континенты, тем больше похожих видов их населяет, чем дольше они были в изоляции, тем больше отличий в животном и растительном мире. |
Какие доказательства макроэволюции дают нам палеонтологические данные?
Палеонтологические раскопки позволяют получить информацию о растениях и животных прошлого, возобновить прежний облик давно вымерших существ, установить связь между древними предками и современными потомками.
Изучение останков, полученных из земных пластов различных эр и эпох, дает возможность установить закономерности появления и развития разных видов. К примеру, самые древние пласты — это источники останков беспозвоночных животных, а более поздние пласты — хордовых. Молодые геологические слои содержат тела, похожие на современных животных и растений.
Археоптерикс
Ученые обнаружили также переходных существ, которые обладали свойствами древних и молодых видов. Такие находки доказывают существование макроэволюции. Ископаемая первоптица археоптерикс — связывает рептилий и птиц. Археоптерикс, как и рептилии, обладает длинным хвостом и несросшимися позвонками, а как птица — крыльями и покрывающими тело перьями.
Доказательством макроэволюции служат и филогенетические ряды. Сходство между остатками ранее живших животных и растений свидетельствует о происхождении одних видов от других.
Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (Пока оценок нет)
Загрузка…
Источник: https://animals-world.ru/makroevolyuciya/
Макроэволюция, ее особенности. Формы, типы и правила эволюции групп
Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т. д. В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и репродуктивная изоляция.
Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер. Понятие макроэволюции интерпретировалось многократно, но окончательного и однозначного понимания не достигнуто. Согласно одной из версий, макроэволюция — изменения системного характера, соответственно, огромных промежутков времени они не требуют.
Макроэволюция – процесс формирования таксонов надвидового ранга. Процесс можно изучать методами палеонтологии, сравнительной анатомии и сравнительной эмбриологии, молекулярной биологии и генетики. В основе макроэволюции лежат закономерности наследственности и изменчивости, раз- витие приспособлений и естественный отбор, который является направляющей и контролирующей силой.
Главные направления эволюции групп
• Арогенез – развитие группы с расширением адаптивной зоны и с освоением новой среды обитания. Осуществляется на основе ароморфозов (на- пример, развитие земноводных).
• Аллогенез – развитие группы в пределах одной адаптивной зоны осуществляется на основе идиоадаптаций (например, появление разнообразных форм в отряде насекомоядных млекопитающих – землеройка, крот, выхухоль).
• Катагенез – развитие группы с сужением адаптивной зоны (напри- мер: развитие личиночнохордовых).
Формы эволюции (дивергенция, конвергенция, параллелизм)
Данные систематики, палеонтологии, сравнительной анатомии и других биологических дисциплин дают возможность с большой точностью восстановить ход эволюционного процесса на надвидовом уровне. Среди форм эволюции групп живых организмов можно выделить: дивергенцию, конвергенцию и параллелизм.
Дивергенция
Появление новых форм всегда связано с приспособлением к местным географическим и экологическим условиям существования.
Так, класс млекопитающих состоит из многочисленных отрядов, представители которых отличаются родом пищи, особенностями мест обитания, то есть условиями существования (насекомоядные, рукокрылые, хищные, парнокопытные, китообразные и т. д.).
Каждый из этих отрядов включает подотряды и семейства, которые, в свою очередь характеризуются не только специфическими морфологическими признаками, но и экологическими особенностями (формы бегающие, скачущие, лазающие, роющие, плавающие). Внутри любого семейства виды и роды различаются образом жизни, объектами питания и т. п.
Как указывал Дарвин, в основе всего эволюционного процесса лежит дивергенция. Дивергенция любого масштаба есть результат действия естественного отбора в форме группового отбора (сохраняются или устраняются виды, роды, семейства и т. д.). Групповой отбор так же основан на индивидуальном отборе внутри популяции. Вымирание вида происходит за счёт гибели отдельных особей.
Своеобразие морфологических особенностей организмов, приобретаемых в процессе дивергенции, имеет некоторую единую основу в виде генофонда родственных форм.
Конечности всех млекопитающих сильно отличаются, но имеют единый план строения и представляют собой пятипалую конечность. Поэтому органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение, независимо от выполняемой функции, называют гомологичными.
Примером гомологичных органов у растений являются усы гороха, колючки кактуса – всё это видоизменённые листья.
Конвергенция
В одинаковых условиях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное строение. Такое сходство строения возникает при сходстве функций и ограничивается лишь органами, непосредственно связанными с одними и теми же факторами среды. Внешне очень похожи хамелеоны и агамы, лазающие по ветвям деревьев, хотя относятся к разным подотрядам
У позвоночных животных конвергентное сходство обнаруживают конечности морских рептилий и млекопитающих . Схождение признаков затрагивает в основном лишь те органы, которые непосредственно связаны со сходными условиями среды.
Конвергенция наблюдается и у групп животных, далеко отстоящих друг от друга в систематическом отношении. Организмы, обитающие в воздухе, имеют крылья . Но крылья птицы и летучей мыши – это изменённые конечности, а крылья бабочки – выросты стенки тела.
Органы, выполняющие сходные функции, но имеющие различное в принципе строение и происхождение, называют аналогичными.
Параллелизм
Параллелизм представляет собой форму конвергентного развития, свойственного для генетически близких групп организмов.
Например, среди млекопитающих китообразные и ластоногие независимо друг от друга перешли к обитанию в водной среде и приобрели сходные приспособления для передвижения в этой среде – ласты.
Известное общее сходство имеют неродственные млекопитающие тропического пояса, обитающие на разных континентах в близких климатических условиях
Правила эволюции групп
У разных групп растений и животных эволюционный процесс характеризуется своими особенностями. Все же можно выделить несколько общих закономерностей или правил эволюции групп (правил макроэволюции).
Правило необратимости эволюции
Положение о невозможности повторного возникновения вымершей формы или эволюционного возврата к исходному предковому состоянию вытекает из теории естественного отбора.
Отбор в среде поколений постоянно совершенствует адаптации, перестраивает фенотип и генотип в соответствии с изменяющимися условиями среды. Трудно представить, что эти изменения могут идти в строго обратном направлении и тем самым привести вид к предыдущему состоянию.
Даже в этом гипотетическом случае вид не может вернуться к исходному состоянию, так как его изменения и приспособления к новым условиям будут осуществляться уже на новой генетической основе.
На это обращал внимание и Дарвин, утверждавший, что если вид однажды исчезает с лица Земли, нет оснований полагать, что та же самая, тождественная форма когда-нибудь появится вновь. Рептилии не могут дать начало примитивным амфибиям, от которых они произошли.
Бельгийский палеонтолог Л. Долло (1857-1931) сформулировал (1893) правило: эволюционный процесс необратим, организм не может вернуться к состоянию своих предков.
Правило необратимости эволюционного процесса распространяется на организм как целостную систему, на вид как этап эволюции, но не на отдельные признаки. Отдельные признаки далеких предков могут появляться у потомков, обратные мутации могут привести к повторному возникновению данного аллеля, но не целого генного комплекса и соответствующего целостного фенотипа
Правило неограниченности эволюции
Естественный отбор постоянно подхватывает адаптивные новшества и постоянно совершенствует относительную приспособленность к меняющейся среде.
Даже если предположить, что абиотические условия какой-то промежуток времени будут постоянными, эволюция будет продолжаться, так как на каждом этапе возникает необходимость совершенствования адаптации не только к абиотической среде, но и к другим видам. К тому же сама жизнь изменяет среду обитания, превращает неорганические и органические вещества.
И в этих условиях виды должны эволюционировать, приспосабливаться к меняющимся условиям. Эволюционный процесс будет продолжаться без остановки столько, сколько будет существовать жизнь на Земле. Эволюция – биологическая необходимость.
Правило направленности эволюции
Материалом для эволюции служат случайные ненаправленные мутации и их комбинации. На базе этих случайных по отношению к приспособленности изменений естественный отбор преобразовывает популяции и виды, направляет развитие вида в сторону лучшей приспособленности к конкретным условиям среды.
Эта тенденция хорошо просматривается в филогенетических рядах лошадей, слонов, многих групп моллюсков. Так, эволюция предков лошадей естественным отбором направлялась в сторону перестройки конечности и выработки однопалости, увеличения размеров особей, преобразования зубной системы.
Эти эволюционные изменения были адаптивными, они обеспечивали лучшую выживаемость в условиях открытых степей с жесткой растительностью.
Эволюция предков лошадей шла не в одном направлении. На каждом этапе развития можно обнаружить ряд форм, но только отдельные ветви оказались эволюционно перспективными. Большинство же ветвей прекратили свое существование на определенном этапе развития, поскольку были инадаптивными, менее приспособленными.
Некоторые исследователи объясняли такую направленность действием особой внутренней энергии или целеустремленностью эволюционного процесса. Это течение называется теологическим ортогенезом.
Дарвин впервые показал, что органическая эволюция направляется естественным отбором, а не какими-то мифическими силами.
Он раскрыл процесс закономерного превращения случайных изменений особей в необходимые свойства вида.
Правило происхождения от неспециализированных предков
Правило сформулировано американским палеонтологом Э. Копом (1904): ковые крупные таксоны происходят не от высших представителей предковых групп, а от сравнительно неспециализированных форм.
Последние характеризуются относительно большими эволюционными возможностями и могут дать начало новой ветви эволюции с принципиально новыми адаптациями.
Специализированные же формы, например внутренние паразиты, этой возможностью не обладают.
Обсуждая этот вопрос, необходимо иметь в виду, что у специализированных форм не все органы и функции достигли одинакового уровня специализации и некоторые из них могут открыть путь эволюционному направлению.
Наряду с этим признаки с высоким уровнем специализации в одной среде могут быть неспециализированными в других условиях.
Поэтому и специализированные формы при определенных соотношениях со средой могут дать начало новой ветви эволюции.
Правило прогрессирующей специализации
Правило сформулировано Ш. Депере (1876): если группа вступила на путь специализации, она, как правило, в последующем филогенетическом развитии будет углублять специализацию и совершенствовать приспособляемость к определенным условиям жизни, например, в воздушной, водной среде или под землей (птеродактили и летучие мыши, ластоногие, крот и т. д.).
Правило адаптивной радиации
Правило фиксирует внимание на том, что филогенетическое развитие группы идет в разных направлениях дивергентно и один ствол распадается на ряд дочерних, осваивающих разные экологические условия.
Это явление называют адаптивной радиацией, или, по В. О. Ковалевскому, иррадиацией.
По этому эволюционному принципу в классе млекопитающих формировались отряды; в отряде грызунов, образовалось много семейств, родов, видов, освоивших разные места обитани
Правило чередования главных направлений эволюции (закон А. Н. Северцова)
А. Н.
Северцов определил главные направления эволюции и показал, что между арогенезом и другими путями эволюции имеются определенные соотношения: после арогенеза и выхода группы в новую среду начинается интенсивный аллогенез – освоение новых условий среды и формирование новых таксонов данной естественной группы организмов – происходит адаптивная радиация. Такое чередование направлений эволюции характерно для всех групп животных и растений.
Источник: https://cyberpedia.su/7xf305.html
Презентация по биологии “Макроэволюция”
МАКРОЭВОЛЮЦИЯ
Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов , из родов — новых семейств и т. д.
В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность , изменчивость , естественный отбор и репродуктивная изоляция .
Так же, как и микроэволюция , макроэволюция имеет дивергентный характер.
Макроэволюция — изменения системного характера.
Процессы макроэволюции требуют огромных промежутков времени и непосредственно изучать её в большинстве случаев не представляется возможным. Одно из исключений — наблюдаемое ускоренное формирование новых надвидовых таксонов моллюсков в условиях гибели Аральского моря [1] .
ДОКАЗАТЕЛЬСТВА
ЭВОЛЮЦИИ
СРАВНИТЕЛЬНО-
АНАТОМИЧЕСКИЕ
БИОГЕОГРАФИЧЕСКИЕ
ЭМБРИОЛОГИЧЕСКИЕ
БИОХИМИЧЕСКИЕ
ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ
Палеонтологические доказательства
К таким доказательствам относятся нахождение остатков вымерших переходных форм, позволяющих проследить путь от одной группы живых существ к другой.
Например, обнаружение трёхпалого и пятипалого предполагаемых предков современной лошади, имеющей один палец, доказывает, что у предков лошади было пять пальцев на каждой конечности.
Обнаружение ископаемых останков археоптерикса позволило сделать вывод о существовании переходных форм между пресмыкающимися и птицами.
Нахождение остатков вымерших семенных папоротников позволяет решить вопрос об эволюции современных голосеменных и т. п.
На основании палеонтологических находок были выстроены филогенетические ряды, то есть ряды видов, последовательно сменяющих друг друга в процессе эволюции.
Археопте́рикс — вымершая птица позднего Юрского периода , величиной с ворону , занимающая по морфологии промежуточное положение между пресмыкающимися и птицами .
Самый примитивный и ранний из всех известных представителей птиц, обитавший 150—147 млн лет назад.
Все находки археоптерикса относятся к окрестностям Зольнхофена на юге Германии .
В большинстве случаев особенности эволюционных изменений остаются неизвестными – не всегда можно найти промежуточные формы:
Более половины организмов, когда-либо существовали на Земле, утрачены. Их нет среди ископаемых видов(беспозвоночные ископаемые с мягкими телами).
Источник: https://videouroki.net/razrabotki/prezentatsiya-po-biologii-makroevolyutsiya.html
Загрузка...
