Главные направления эволюционного процесса

⇐ ПредыдущаяСтр 31 из 36Следующая ⇒

Эволюционный процесс в целом непрерывно идет в направлении максимального приспособления живых организмов к условиям окружающей среды

Под биологическим прогрессом следует понимать возрастание приспособленности организмов к окружающей среде, ведущее к увеличению численности и более широкому распространению вида.

. Биологический регресс — это снижение уровня приспособленности к условиям обитания, уменьшение численности вида и площади видового ареала.

прогресс, или ароморфоз, т. е. возникновение в ходе эволюции признаков, которые существенно повышают уровень организации живых организмов.

Идиоадаптации — это приспособления живого мира к окружающей среде, открывающие перед организмами возможность прогрессивного развития без принципиальной перестройки их биологической организации.

Общая дегенерация. т. е. резкого упрощения организации, связанного с исчезновением целых систем органов и функций. Очень часто общая дегенерация наблюдается при переходе видов к паразитическому образу существования. У крабов известен паразит — саккулина, имеющая вид мешка, набитого половыми продуктами, и обладающая как бы корневой системой, пронизывающей тело хозяина. Эволюция этого организма такова

62. 75. Макроэволюция, ее особенности. Формы, типы и правила эволюции групп.

Макроэволюция, ее особенности

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).

Правила эволюции групп

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.

Формы эволюции групп

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

63. 76. Происхождение жизни на Земле. Гипотезы формирования эукариотических клеток и многоклеточных организмов.

64. 77. Место человека в системе классификации животного мира. Доказательства животного происхождения человека. Сходство человека с приматами. Морфофизиологические отличия человека от животных.

Место человека разумного в современной классификации представляется следующим образом:

1. Подвид Homo sapiens sapiens

2. Вид Homo sapiens

3. Род Homo

4. Триба Homini

5. Подсемейство Homininae

6. Семейство Hominidae

7. Надсемейство Hominoidea

8. Секция Catarrhini

9. Подотряд Harlorhini (Antropoidea)

10. Отряд Primates

2) Доказательства животного происхождения человека - сравнительно анатомические

Сравнительно-анатомические доказательства. О животном происхождении человека свидетельствует наличие у него рудиментарных органов и атавизмов.

Рудименты – это органы, которые в процессе эволюции утратили свое первоначальное значение. Всего 90 рудиментов имеется в организме человека:

1. копчиковые позвонки (остаток хвостового отдела);

2. слабо развитой волосяной покров на теле;

3. подкожная мышца;

4. мышцы, поднимающие волосы;

5. мышцы, двигающие ушные раковины;

6. в области гортани, выше голосовых связок, у человека имеются особые морганьевы желудочки, у обезьян на том месте – крупные голосовые мешки;

7. надбровные дуги в черепе;

8. зубы мудрости;

9. аппендикс – слепая кишка;

10. в углу глаза – третье веко;

11. в кровеносной системе – срединная крестцовая артерия.

Атавизмы – являются доказательством животного происхождения. Это отклонения от нормы.

Атавизмы – появление признаков, свойственных далеким предкам. Это признаки, которые закладывались в эмбриональном развитии, но не исчезли, а остались на всю жизнь в генотипе человека:

o несколько пар сосков – многососковость;

o волосяной покров – полимастия по всему телу;

o шейная фистула – в результате незаращивания жаберной щели;

o сильное проявление клыков;

o хорошо развитый бугорок в уголке уха.

o Атавизмы, нарушающие нормальную жизнедеятельность:

o отверстие в межжелудочковой перегородке сердца;

o отверстие между предсердиями – боталлов проток.

К сравнительно-анатомическим доказательствам относятся: одинаковое строение опорно-двигательной, кровеносной, дыхательной, выделительной и других систем органов у человека и обезьян.

2) Сходство человека с приматами

o Сходства человека и человекообразных обезьян

o Одинаковое выражение чувств радости, гнева, печали.

o Обезьяны нежно ласкают детенышей.

o Обезьяны заботятся о детях, но и наказывают их за непослушание.

o У обезьян хорошо развита память.

o Обезьяны способны использовать предметы природы как простейшие орудия.

o Обезьяны имеют конкретное мышление.

o Обезьяны могут ходить на задних конечностях, опираясь на руки.

o На пальцах у обезьян, как у человека, ногти, а не когти.

o У обезьян 4 резца и 8 коренных зубов — как у человека.

o У человека и обезьян общие болезни (грипп, СПИД, оспа, холера, брюшной тиф).

o Человек и обезьяны имеют общих паразитов (головная вошь).

o У человека и человекообразных обезьян сходное строение всех систем органов.

o Биохимические доказательства близости человека и обезьян:

o степень гибридизации ДНК человека и шимпанзе равна 90-98 %, человека и гиббона — 76 %, человека и макаки - 66 %;

o Цитологические доказательства близости человека и обезьян:

o у человека 46 хромосом, у шимпанзе и мартышек по 48, у гиббонов - 44;

o в хромосомах 5-й пары хромосом шимпанзе и человека имеется инвертированный перицентрическии участок

Все перечисленные факты свидетельствуют о том, что человек и человекообразные обезьяны произошли от общего предка и позволяют определить место человека в системе органического мира Человек относится к типу хордовых, подтипу позвоночных, классу млекопитающих, виду человек разумный.

Сходство между человеком и обезьянами является доказательством их родственности, общности происхождения, а отличия - следствием разных направлений эволюции обезьян и предков человека, особенно влияния трудовой (орудийной) деятельности человека. Труд-ведущий фактор в процессе превращения обезьяны в человека.

2) Морфофизиологические отличия человека от животных

Наиболее характерной особенностью человека, отличающей его от антропоморфных обезьян, является исключительно сильное развитие большого мозга. По массе тела человек занимает примерно среднее место между гориллой и шимпанзе. Данные о величине мозга у человека и других приматов приведены в табл. 11 и на рис. 13.9.

Большой мозг человека отличается от большого мозга антропоморфных обезьян не только большой массой, но и другими важными особенностями: более развита лобная доля и теменные, увеличена численность мелких борозд. Значительная часть коры у человека связана с речью: «двигательный центр» речи, «слуховой центр». Отмечается большее богатство межнейронных контактов. У человека возникли новые качества — звуковой и письменный язык, абстрактное мышление. Многие анатомические особенности человека связаны с прямохождением и трудовой деятельностью, что потребовало перестройки многих органов. Позвоночный столб человека имеет характерные изгибы в сагиттальной плоскости (лордозы и кифозы), грудная клетка имеет уплощенную форму, таз расширен, так как он принимает на себя давление внутренних органов (рис. 13.10).

Для человека характерно значительное укрепление связи позвоночного столба с тазом, более массивные нижние конечности: бедренная кость — самая мощная в скелете, она может выдержать нагрузку до 1650 кг. Сильно развиты и мышцы нижних конечностей: ягодичные, которые обеспечивают отведение и разгибание бедра, большая седалищная (препятствует стремлению туловища опрокинуться вперед), икроножная мышца и пяточное сухожилие (рис. 13.11). Стопа — орган опоры, обладает высоким сводом в отличие от плоской стопы обезьян.

Первый палец у человека менее подвижен. У обезьян верхние конечности приспособлены к подвешиванию тела в вытянутом состоянии и к передвижению по деревьям путем «брахиации». Первые пальцы кисти и стопы короткие (рис. 13.12), они играют роль крюка при подвешивании на ветке. При передвижении по земле длинные передние конечности выполняют роль дополнительной опоры. У человека верхние конечности, не выполняющие функцию опоры, укорочены, менее массивны (рис. 13.13). Для быстрых свободных движений чрезмерно большие конечности кистей рук были бы невыгодны.

У человека увеличена подвижность кисти, что дает возможность большей свободы движений и обеспечивает их разнообразие. Значительно лучше развит первый палец, мускулатура его более дифференцирована.

Для человека характерно доминирующее развитие мозгового отдела черепа, отсутствие сагиттального и затылочного гребней, к которым у обезьян прикрепляются жевательные мышцы, более слабое развитие надглазничного рельефа (надбровные дуги). Лицевой отдел черепа в отличие от обезьян менее развит (рис. 13.14), что связано с уменьшением массивности жевательного аппарата, масса нижней челюсти в процентах по отношению к массе черепа у гориллы составляет около 45 %, а у человека лишь 15 %.

Зубы имеют относительно небольшие размеры, типичным признаком человека является отсутствие конической формы клыков и меньшая их величина. Характерно развитие подбородочного выступа, чего не наблюдается ни у одной из обезьян, у древних предков человека этот выступ отсутствует. Образование подбородка связывают с редукцией альвеолярной части, выпрямлением зубов и особенностями роста костей лицевого черепа. У человека редуцирован волосяной покров. Указанные черты свидетельствуют о коренном отличии человека от животных, в том числе и от обезьян.

Все современные приматы не являются предками человека, они отделились от общего ствола предковых форм еще в третичном периоде. В понимании природы человека наблюдаются две тенденции; с одной стороны, недопонимание качественной специфики человека и сведение его особенностей только к количественным (вульгарное биологизаторство), с другой — противоположное нигилистическое отношение к биологической основе человека, противопоставление его другим живым организмам, отрыв его от животного мира и от природы, частью которой он является. Диалектический материализм даст основу для научного определения сущности человека, имеющего двойственную природу: биологическую и социальную.

65. 78. Палеонтологические данные о происхождении приматов и человека. Парапитеки, дриопитеки, австралопитеки, архантропы, палеоантропы, неоантропы.

9. 6. Палеонтологические доказательства — находки ископаемых остатков предков человека, сходство их строения с современным человеком и человекообразными обезьянами — свидетельство их родства, а также развития предков человека и современных человекообразных обезьян по разным направлениям: по пути все большего формирования человеческих черт у предков человека и узкой специализации человекообразных обезьян к жизни в определенных условиях, к определенному образу жизни.

2) Древние предки гоминид дриопитеки- происхождение и эволюция

Дриопитеки («древесные обезьяны») - это ранние человекообразные обезьяны, которые, вероятно, появились в Африке в миоцене и пришли в Европу во время пересыхания доисторического моря Тетис. Группы этих обезьян лазали по дубам и субтропическим деревьям и раскачивались на их ветвях. Они питались плодами, поскольку их коренные зубы, покрытые тонким слоем эмали, не были приспособлены для пережевывания грубой пищи. Относящийся к этому подсемейству дриопитек, живший 11, 5 - 9 млн. лет назад, может считаться наряду с африканским кениопитеком одним из ранних представителей семейства гоминид.

1) Дриопитек имел широкие, низкие резцы, длинные нижние клыки и короткие примитивные коренные зубы. Существовало два вида дриопитеков, представители одного из них были крупнее, чем другого. Время - средний и поздний миоцен. Место - Европа. Ранние гоминоиды объединяются в семейство проконсулов, которое существовало 22 - 15 млн. лет назад и, возможно, явилось предком человекообразных обезьян и человека.

2) Проконсул. К этому виду относились некоторые крупные ранние гоминоиды, превышавшие по размерам низших обезьян; своим несколько выступавшим вперед лицом они были похожи на шимпанзе.

⇐ Предыдущая 26 27 28 29 303132 33 34 35 Следующая ⇒