Основные пути и направления эволюции

 

Основные направления эволюции – биологический прогресс и биологическийрегресс, пути их осуществления – ароморфоз, идиоадаптация и дегенерация (А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен).

 

 

 

Биологический прогресс характеризуется возрастанием приспособленности организмов к окружающей среде, увеличением численности особей, расширением ареала. Образованием новых популяций, подвидов.

Биологический регресс - это снижение уровня приспособленности к условиям обитания, снижением численности особей, уменьшением ареала обитания, уменьшением числа популяций.

Сравните эти два понятия по данным характеристикам:

Характеристики Биологический прогресс Биологический регресс
Численность популяции    
Внутривидовая дифференцировка    
Ареал обитания    
Смертность    
Рождаемость    
Адаптивные свойства    
Результат    

 

 

 

 

Ароморфоз – эволюционные морфо-физиологические изменения, повышающие общий уровень организации и жизнеспособности (выход растений на сушу, теплокровность и т.п.). Ароморфозы приводили к образованию новых систематических групп (типов, классов) – макроэволюция.

На схеме, расположенной ниже показано эволюционное развитие позвоночных животных. Каждая вновь образовавшаяся группа (класс) появились благодаря ароморфозам (см. в таблице ниже)

 

 

Название класса Ароморфозы
Рыбы
  • тело рыб покрыто чешуей, которая выполняет защитную функцию;
  • дополнение или замена осевого скелета (хорды) хрящевым, а затем костным позвоночником;
  • появление черепа, защищающего мозг со всех сторон;
  • хорошо развитые подвижные челюсти, снабженные зубами, служащие для захвата и удержания добычи;
  • появление парных конечностей (грудных и брюшных плавников) и их поясов;
  • сердце двухкамерное, один круг кровообращения;
  • более дифференцированный пищеварительный тракт, у большинства видов обособляется желудок, имеются тонкий и толстый отделы кишечника;
  • дифференцировка пищеварительных желез на специализированные структуры – печень и поджелудочную железу;
  • органы дыхания – жабры; появление жабр значительно интенсифицировало процесс газообмена;
  • выделительная система представлена обособленным специализированным органом – парными первичными (туловищными) почками;
  • парные обонятельные органы; орган слуха – внутреннее ухо с тремя полукружными каналами; хорошо развитые органы зрения;
  • прогрессивное развитие нервной системы – увеличение среднего отдела мозга и мозжечка.
Земноводные
  • формирование пятипалой конечности рычажного типа, которая позволяет передвигаться по твердому субстрату;
  • потеря жаберного дыхания – легкие, расположенные в полости тела;
  • в связи с появлением легочного дыхания – возникновения второго круга кровообращения, сердце трехкамерное;
  • прогрессивное развитие нервной системы и совершенствование органов чувств, что позволило эффективно приспособиться к новым наземным условиям существования
Пресмыкающиеся
  • появление зародышевых оболочек, обеспечивающих развитие эмбриона в наземных условиях, большое количество желтка в яйцеклетке;
  • внутреннее оплодотворение;
  • прямое развитие зародыша;
  • дыхание исключительно легочное, тип дыхания – всасывающий;
  • более совершенное разделение венозного и артериального токов за счет появления неполной перегородки в желудочке сердца;
  • прогрессивное преобразование скелета;
  • появление вторичных (тазовых) почек, обеспечивающих всасывание воды в почечных канальцах;
  • дальнейшее развитие нервной системы – появление зачатков коры больших полушарий и, как следствие, совершенствование приспособительного поведения за счет выработки условных рефлексов
 
Птицы
  • высокий уровень развития нервной системы и органов чувств;
  • четырехкамерное сердце и полное разделение венозного и артериального токов крови;
  • интенсивный обмен веществ, более совершенная терморегуляция, теплокровность;
  • губчатые легкие, система воздушных мешков, двойное дыхание;
  • преобразование передних конечностей в крылья;
  • перестройка скелета и мускулатуры;
  • перьевой покров;
  • образование костного киля на грудине;
Млекопитающие
  • высокий уровень развития ЦНС, в первую очередь – коры больших полушарий;
  • интенсивный обмен веществ и совершенная система терморегуляции, обеспечивающие животным относительно высокую и постоянную температуру тела;
  • живорождение и выкармливание детенышей молоком.
  • тело покрыто волосяным покровом (за редким исключением);
  • хорошо развиты многочисленные кожные железы;
  • зубы дифференцированы, расположены в альвеолах и сменяются в течение жизни;
  • череп сочленен с позвоночником двумя затылочными мыщелками;
  • три слуховые косточки в среднем ухе;
  • альвеолярные легкие;
  • полость тела разделена диафрагмой на грудной и брюшной отделы;
  • сердце четырехкамерное, сохраняется только левая дуга аорты; зрелые эритроциты лишены ядер.
 

 

 

Идиоадаптация - мелкие эволюционные морфо-физиологические изменения, обеспечивающие приспособления организмов к определенным условиям среды обитания (не связанные с подъемом уровня организации) – новые виды, роды – микроэволюция.

На рисунке изображены растения отдела Покрытосеменных, у которых (у всех) есть крупные изменения – ароморфозы, которые повысили их уровень организации с предыдущей группой растений: образование цветков и плодов с семенами. А вот приспособления (идиоадаптации) к распространению плодов и семян у них разные (крылатки – распространение ветром, колючки или сочные плоды – распространение животными и т.п.):

 

У класса Птицы в процессе эволюции появились крупные изменения ароморфозы, которые и дали начало этой группе животных, освоивших воздушное пространство, но в связи со способами добычи пищи, образа жизни и среды обитания у них появилось много приспособлений частного характера (идиоадаптации):

 

Класс (ароморфозы) Виды (идиоадаптации)
4-х камерное сердце + усовершенствованные легкие и наличие легочных мешков = теплокровность.   Перья обеспечивают сохранение тепла и придают обтекаемость телу.   Легкость в полете обеспечили пневматичные кости и легочные мешки.   Передние конечности – крылья (кости срослись).   Наличие киля (рассекает воздух + к нему прикрепляются мышцы).   Дополнительная часть ноги –цевка.   Головной мозг хорошо развит. Особенно полушария переднего мозга и мозжечок.   Яйца содержат несколько яйцевых оболочек, которые предохраняют от механических повреждений, высыхания и др. Утка: плавательная перепонка на ногах, длинная шея, клюв приплюснутый, тело уплощенное в спино-брюшном направлении, ноги короткие, отставлены назад и расставлены широко, перья смазаны жиром (выделение копчиковой железы)
Дятел: 4 пальца , расположены по два (Х), хвост короткий, жесткий, клюв острый, крепкий
Страус: ноги длинные и сильные, на ногах 2 пальца, шея длинная, Крылья частично редуцированы – они не летают
Орел: когти и клюв сильно загнуты, много маховых перьев на крыльях (парит в воздухе), острое зрение
Синица: крылья небольшие (машущий полет), клюв маленький – пища семена и насекомые

 

Дегенерация – это эволюционные изменения, ведущие к упрощению организма (черви-паразиты – отсутствие пищеварительной системы, растения-паразиты – отсутствие листьев, хлорофилла)