Направления и пути эволюции А.Н.Северцева

Эволюция– процесс исторического развития живой природы на основе изменчивости и наследственности.

Если процесс видообразования принято называть микроэволюцией, то макроэволюцией называется формирование таксонов более высокого ранга.

Макроэволюция – это процесс формирования надвидовых таксонов. (семейств, отделов, типов, классов)

Основой этого процесса являются те же самые природные механизмы:

· естественный отбор;

· репродуктивная изоляция;

· наследственность;

· изменчивость.

Макроэволюция – это процесс, имеющий дивергентный характер, то есть происходит она в результате расхождения признаков.

Она может идти по двум различным направлениям:

· Биологическому регрессу – процессу обеднения биоценозов, исчезновению видов, снижению их численности. Причинами регресса может быть вмешательство человека, природные катаклизмы, ухудшение условий обитания вследствие воздействия физических факторов среды.

· Биологическому прогрессу – процессу усложнения компонентного состава биоценозов, возникновению в них новых видов, увеличению численности популяций. Это обуславливается положительными условиями среды, наличием достаточной кормовой базы, отсутствием природных катаклизмов.

Способы осуществления макроэволюции:

1. Дивергенция – расхождение признаков у близких популяций (независимое расхождение признаков у вьюрков на Галапогосских островах под действием элементарных эволюционных факторов) В результате вид распадается на несколько независимых видов.

В результате дивергенции развиваются гомологичные органы- органы, имеющие общее происхождение, но разный внешний вид в связи с выполнением разных функций

(так как они приспосабливаются к разным условиям).

Параллелизм –эволюционное развитие в сходном направлении 2-х или более дивергировавших ранее групп (развитие саблезубости у представителей разных кошачьих). Объясняется общностью генной структуры и сходной изменчивостью.

Путём параллелизма развивались приспособления к водному образу жизни в трёх линиях эволюции ластоногих (моржи, ушастые и настоящие тюлени); у нескольких групп крылатых насекомых передние крылья преобразовались в надкрылья; у разных групп кистепёрых рыб развивались признаки земноводных;

Конвергенция– процесс развития в сходном направлении, приводящий к возникновению сходных признаков в одинаковой среде (форма тела у акул, китообразных, ихтиозавров, тюленей).

В результате конвергенции развиваются аналогичные органы - органы, имеющие разное происхождение, но сходный внешний вид в связи с выполнением одинаковых функций

(так как они приспосабливают к сходным условиям).

Рудименты (от лат. rudimentum — зачаток, первооснова) – органы, которые были хорошо развиты у древних эволюционных предков, а сейчас они недоразвиты, но полностью еще не исчезли, потому что эволюция идет очень медленно. Другими словами, рудименты — это органы, утратившие свое основное значение в процессе эволюционного развития организма, однако, их наличие указывает на родство с предками.

Примеры: у человека: волосы на теле, третье веко, копчик, мышца, двигающая ушную раковину, аппендикс и слепая кишка, зубы мудрости.

Атавизмы (от лат. atavus - предок) - это органы, в норме присутствовавшие у отдаленных предков, утраченные в ходе эволюции, но иногда проявляющиеся у отдельных организмов данного вида.

Примеры:

У человека можно отнести добавочные пары молочных желез, повышенное оволосение на теле, хвостовидный придаток, способность двигать ушной раковиной

Направления и пути эволюции А.Н.Северцева

Известный российский и советский исследователь А.Н. Северцов, изучая закономерности эволюции и их выражение в морфологии живых организмов ввел основные понятия, характеризующие эволюционные пути развития. Так, существует три основных пути эволюции:

Арогенез. Ароморфоз. Арогенез — процесс преобразования организации, ведущий к ароморфозу

Ароморфоз (от греч. Airo-поднимаю и morfozisобразец, форма) – эволюционное преобразование строения и функций организмов, имеющее общее значение для организма в целом и повышающее уровень его организации, т.е. ведущее к биологическому прогрессу.

Это изменения качественного характера, значительно расширяющие возможности организмов к завоеванию новых сред обитания. К ароморфным изменениям принято относить:

· разделение кровообращения на большой и малый круги у позвоночных, позволяющее обеспечить более интенсивный газообмен в крупном организме, а также поддерживать постоянную температуру тела. Для этого понадобилось более мощное и эффективно работающее сердце из 4 камер с внутренними перегородками, не допускающими смешения артериальной крови с венозной;

· возникновение тканей у многоклеточных животных. Примитивные многоклеточные еще не имеют тканевой дифференциации, но в связи с необходимостью активного движения, обеспечения быстроты реакции, увеличения размеров организмов потребовалось функциональное разделение клеток и возникновение их строгой дифференциации;

· приобретение хлоропластов растениями. Это одно из важнейших ароморфных изменений в живой природе, определившее дальнейший путь биосферы. До появления фотосинтеза существовал только хемотрофный способ питания. Именно обеспечение фотосинтезирующими растениями кислорода в атмосфере и синтез ими органических веществ обусловил пышное развитие жизни на планете в таком виде, как мы знаем ее сейчас.

Ароморфозы происходят очень редко и, как правило, приводят к значительным изменениям на уровне биосферы. К ним относят и появление полового способа размножения, возникновение многоклеточности.

Общая дегенерация. Это еще один из возможных путей эволюции, приводящий к упрощению организма, его анатомии, физиологии, генома. Северцов рассматривал его как один из путей достижения биологического прогресса, при котором упрощение организации позволяет освободить ресурсы организма для обретения других качеств или развития уже имеющихся. Примерами дегенеративных изменений можно назвать:

· утрату способности к фотосинтезированию растениями-паразитами. Например, повилика и петров крест, паразитируя, питаются готовыми органическими веществами растения-хозяина;

· утрату пищеварительной системы паразитирующими червями. Обитая внутри организма-хозяина, они впитывают питательный раствор всей поверхностью тела;

· двустворчатые моллюски утратили голову, перейдя к прикрепленному образу жизни.

Большой вклад в развитие представлений о путях эволюционных процессов и создание синтетической теории эволюции внес последователь и ученик Северцова, И.И. Шмальгаузен. Ему принадлежат работы «Факторы эволюции» и «Пути и закономерности эволюционного процесса», выпущенные в 1946 и 1939 годах соответственно.

Идиоадаптация. Это – сравнительно мелкие изменения организмов, случающиеся в рамках повышения приспособленности к определенной среде обитания. При них организмы могут приобретать значительные внешние и внутренние изменения, однако, они не являются принципиально новыми, а служат только для улучшения приспособляемости. К ним можно отнести:

· преобразование в крылья передних конечностей у летающих позвоночных. Это не ароморфное изменение, а приспособительное изменение уже существующего у других родственных групп признака. Также, в рамках идиоадаптации без принципиального усложнения структуры организма у подземных животных передние конечности изменены в роющий аппарат, у плавающих – в ласты;

· изменения строения клюва птиц и ротового аппарата позвоночных в рамках приспособленности к определенному виду пищи – хищники имеют отличное от травоядных количество и форму зубов, у птиц форма клюва варьирует очень значительно от одной таксономической группы к другой;

· приспособления к опылению у растений – для привлечения определенного вида насекомых у различных видов имеется разное строение цветка;

· наличие у растений колючек, мясистых стеблей и листьев у суккулентов, обеспечивающие защиту от поедания, площадь испарения влаги, возможность ее запасания.

Именно благодаря идиоадаптациям различные виды живых существ могут жить в различных климатических зонах.