Направления и пути эволюции
Презентция "Направления и пути эволюции"
Скачать:
| Вложение | Размер |
|---|---|
 napravleniya_i_puti_evolyutsii_prez.pptx | 2.57 МБ |
Предварительный просмотр:
Подписи к слайдам:
План: 1. Прогресс и регресс в эволюции. 2. Пути достижения биологического прогресса: - арогенез; - аллогенез ; - катагенез ; 3. Соотношение и чередование направлений эволюции.
Прогресс и регресс в эволюции Процесс эволюции идет непрерывно в направлении максимального приспособления живых организмов к условиям окружающей среды (т. е. происходит возрастание приспособленности потомков по сравнению с предками). Такое возрастание приспособленности организмов к окружающей среде А.Н. Северцов назвал биологическим прогрессом . Постоянное возрастание приспособленности организмов обеспечивает увеличение численности, более широкое распространение данного вида (или группы видов) в пространстве и разделение на подчиненные группы.
Критериями биологического прогресса являются : 1)увеличение численности особей; 2)расширение ареала; 3) прогрессивная дифференциация — увеличение числа систематических групп, составляющих данный таксон.
Эволюционный смысл выделенных критериев заключается в следующем : Возникновение новых приспособлений снижает элиминацию особей, в результате средний уровень численности вида возрастает. Стойкое повышение численности потомков по сравнению с предками приводит к увеличению плотности населения, что, в свою очередь, через обострение внутривидовой конкуренции вызывает расширение ареала; этому же способствует и возрастание приспособленности. Расширение ареала приводит к тому, что вид при расселении сталкивается с новыми факторами среды, к которым необходимо приспосабливаться. Так происходит дифференциация вида, усиливается дивергенция, что ведет к увеличению дочерних таксонов. Таким образом, биологический прогресс — это наиболее общий путь биологической эволюции .
Биологический регресс — явление, противоположное биологическому прогрессу. Он характеризуется снижением численности особей вследствие превышения смертности над рождаемостью, сужением или разрушением целостности ареала, постепенным или быстрым уменьшением видового многообразия группы. Биологический регресс может привести вид к вымиранию.
Общая причина биологического регресса — отставание темпов эволюции группы от скорости изменения внешней среды. Эволюционные факторы действуют непрерывно, в результате чего происходит совершенствование приспособлений к изменяющимся условиям среды. Однако когда условия изменяются очень резко (очень часто из-за непродуманной деятельности человека), виды не успевают сформировать соответствующие приспособления. Это приводит к сокращению численности видов, сужению их ареалов, угрозе вымирания.
В состоянии биологического регресса находятся многие виды. Среди животных это, например, крупные млекопитающие, такие как уссурийский тигр, гепард, белый медведь, среди растений — гинкговые , представленные в современной флоре одним видом — гинкго двулопастным .
Пути достижения биологического прогресса В соответствии с разнообразными преобразованиями строения организмов в процессе эволюции выделяют три главных направления, каждое из которых ведёт к биологическому прогрессу: 1. Арогенез (морфофизиологический прогресс); 2. Аллогенез ; 3. Катагенез или общую дегенерацию. Эти направления выявил и описал А.Н. Северцов .
Арогенез (от греч. Airo – поднимаю и genesis – развитие), или морфофизиологический прогресс, - эволюционное направление, сопровождающееся приобретением крупных изменений строения – ароморфозов. Ароморфоз (от греч. airo – поднимаю, moгрha – образец, форма) означает усложнение организации, поднятие ее на более высокий уровень. Изменения в строении животных в результате ароморфоза не являются приспособлениями к каким-либо специальным условиям среды, они носят общий характер и дают возможность расширить использование условий внешней среды (новые источники пищи, новые места обитания).
Ароморфозы обеспечивают переход от пассивного питания к активному (появления челюстей у позвоночных), повышают подвижность животных (появление скелета как места прикрепления мышц, замена пластов гладкой мускулатуры у червей на пучки поперечнополосатой у членистоногих), дыхательную функцию (возникновение жабр и легких), снабжение тканей кислородом (появление сердца у рыб и разделение артериального и венозного кровотока у птиц и млекопитающих). Все эти приспособления, не будучи частными приспособлениями к конкретным условиям среды, повышают интенсивность жизнедеятельности животных, уменьшают их зависимость от условий существования. Общая черта ароморфозов заключается в том, что они сохраняются при дальнейшей эволюции и приводят к возникновению новых, крупных систематических групп – классов, типов, некоторых отрядов (у млекопитающих).
Аллогенез (от греч. allos – иной, другой и genesis – развитие) эволюционное направление, сопровождающееся приобретением идиоадаптацией, или алломорфозов. Идиоадаптация (от греч. idios – особенность и лат. adaptation – приспособление) – приспособление к специальным условиям среды, полезное в борьбе за существование, но не изменяющее уровня организации. Поскольку каждый вид обитает в определённых местообитаниях, у него вырабатывается приспособление именно к этим условиям. К разным видам идиоадаптации относятся покровительственная окраска животных, колючки растений, определённая форма тела. В зависимости от условий обитания и образа жизни, многочисленным преобразованиям подвергается пятипалая конечность млекопитающих. Условия обитания накладывают различия на внешний облик животных одной систематической группы (рис.1). Форма конечности представителей одного отряда может быть одинаковой, но внешний вид разным и наоборот (рис. 2).
Рисунок 1. Экологическая дифференциация (идиоадаптация) в отряде насекомоядных млекопитающих. Наземные формы: А – прыгунчик, Б – землеройка, В – еж; земноводные формы: Г – кутора , Д – выдоровая землеройка, Е – выхухоль; роющие формы: Ж – крот, З – златокрот. Рисунок 2. Экологическая дифференциация (идиоадаптация) в отряде парнокопытных млекопитающих: 1 – кабан, 2 – зубр, 3 – бегемот, 4 – баран аргали, 5 – северный олень, 6 – лось, 7 – косуля, 8 – европейский олень.
После возникновения ароморфозов и особенно при выходе группы животных в новую среду обитания начинается приспособление отдельных популяций к условиям существования именно путём идиоадаптации. Так, класс птиц в процессе расселения по суше дал громадное разнообразие форм. Рассматривая их строение можно прийти к выводу, что все различия между ними сводятся к частным приспособлениям, хотя основные черты строения у всех птиц одинаковы Крайняя степень приспособления к очень ограниченным условиям существования носит название специализации. Переход к питанию только одним видом пищи, обитание в очень однородной и постоянной среде (например, в пещерах) приводят к тому, что вне этих условий организмы жить не могут. Таковы колибри, питающиеся нектаром тропических цветов, муравьеды, специализация которых обусловлена ограниченным родом пищи, хамелеоны, приспособленные к обитанию на тонких ветвях деревьев (рис. 3).
Специализация подавляет эволюционные возможности группы и при быстром изменении условий среды приводит к вымиранию. Рисунок 3. Хамелеон. Пример узкого приспособления к обитанию на ветвях деревьев.
Биологическое процветание достигается и упрощением организации. Катагенез (от греч. kata – движение вниз и genesis – развитие) – эволюционное направление сопровождающееся упрощением организации. Упрощение организации – морфологический регресс, ведёт к исчезновению органов активной жизни и носит название общей дегенерации. Общая дегенерация, как путь биологического прогресса наблюдается у многих форм и связана главным образом с переходом к паразитическому или сидячему образу жизни. Виды, перешедшие к паразитизму, резко отличаются от свободноживущих видов. У растений-паразитов атрофируются корни, листья. Нередко утрачивается способность к фотосинтезу, и такое растение существует за счёт хозяина. У животных, например ленточных червей (рис. 4), редуцируются органы чувств, пищеварительная система, упрощается строение нервной системы. Взамен у них развиваются различные частные приспособления – присоски, прицепки, способствующие удержанию в кишечнике хозяина.
Наиболее прогрессивного развития у паразитов достигает половая система. Самка одного из паразитических ракообразных, полностью утратившая признаки членистоногих и выполняющая только одну функцию – образование яиц. Плодовитость паразитов чрезвычайно велика. Бычий цепень, паразитирующий в кишечнике человека по 18-20 лет, производит около 11 млрд. яиц. Защищённость телом хозяина и высокая плодовитость обеспечивают их широкое распространение и биологическое процветание. Переход к сидячему образу жизни и пассивному питанию (например, асцидия) сопровождается упрощением организации и устранением от конкуренции с другими видами, что также ведет к сохранению вида. Рисунок 4. Общий вид бычьего цепня
Соотношение и чередование направлений эволюции В процессе эволюции происходит чередование относительно кратких периодов ароморфозов и последующих длительных периодов идиоадаптации или общей дегенерации. Ароморфозы определяют этапы в развитии органического мира, поднимая организацию какой-либо группы на более высокую ступень эволюции и открывая перед ней новые возможности для освоения внешней среды. Далее развитие идет по пути идиоадаптации, обеспечивающих более высокоорганизованной группе освоение доступного разнообразия обитания. При переходе организмов в более однотипные условия формирование частных приспособлений сопровождается упрощением строения. Общая дегенерация всегда вторична по отношению к прогрессивному развитию, так как всякое упрощение предполагает некоторый уровень исходной сложности. Тем не менее ароморфные изменения организации диалектически связаны с ее упрощением.
Направление эволюции по пути ароморфоза сопряжено с исчезновением тех признаков, которые утрачивают свое значение в новых условиях или препятствуют дальнейшему совершенствованию организации. Перьевой покров у птиц и волосяной покров у млекопитающих пришли на смену покрову из чешуи, имеющемуся у их предков – пресмыкающихся.
Таким образом, направления эволюции органического мира, сочетаясь и сменяя друг друга, в целом приводят к усложнению, прогрессивной направленности развития живой природы, к возникновению целесообразности организмов - их соответствия условиям обитания и способности меняться по мере изменения этих условий.
Спасибо за внимание!