Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Основы современного эволюционного учения. Факторы эволюции.
Эволюционный процесс носит приспособительный характер и сопровождается усложнением среды для каждой из эволюционирующих групп организмов. Отсюда – повышение организации жизни, ее прогрессивное развитие. Одновременно идет специализация применительно к узким рамкам среды обитания, а в некоторых случаях и упрощение структурной организации форм.
Учение о биологическом прогрессе и его главных направлениях разработано А.Н. Северцевым. В соответствии со взглядами этого ученого биологический прогресс характеризуется: 1) возрастанием приспособленности организмов к среде обитания; 2) увеличение численности особей данной группы; 3) появление многообразия форм; 4) более широкое распространение т.е. расширение ареала.
В настоящее время биологический прогресс переживают многие типы и классы животных и растений: насекомые, птицы, млекопитающие, нематоды и многие другие.
Ароморфоз – это такое качественное изменение, при котором значительно увеличивается приспособленность группы, повышается ее жизнедеятельность в новых условиях обитания, что дает широкие преимущества данной группе и способствует расширению ее ареала. Например, появление у плоских червей двусторонней симметрии тела и третьего зародышевого листка послужило основой для усложнения в последующих группах животных пищеварительной системы, мускулатуры, кровеносной и выделительной систем, а также возникновения скелета у позвоночных и т.п.
У млекопитающих, ароморфозы обусловили разделение сердца на четыре камеры и дифференцировку двух кругов кровообращения с одновременным увеличением рабочей емкости легких, усложнение головного мозга и органов чувств, а отсюда и развитие сложных реакций поведения, более гибкое приспособление к быстрой смене обстановки. У растений ароморфозы обеспечили переход из водной среды на сушу, от размножения спорами к размножению семенами. Ароморфозы всегда открывают широкий простор дивергентной эволюции и ведут к биологическому прогрессу.
Идиоадаптации – это эволюционные приспособления к специальным условиям среды, наступающие после ароморфозов. При этом общего подъема уровня организации и интенсивности жизнедеятельности организмов не происходит. Например, возникновение млекопитающих стало эволюционным изменением на уровне ароморфоза, но в дальнейшем, без коренных преобразований организации, наступает широкая адаптивная радиация этой группы, при этом появляются многие новые виды, роды, семейства и т.д., которые приспособились к обитанию в разнообразных условиях суши, в водной и воздушной среде.
Дегенерация – это эволюционные изменения, сопровождающиеся упрощением организации, которое несмотря на это приводит к биологическому прогрессу. Например, переход многих видов к паразитизму ведет к потере органов чувств, пищеварительной систему, у растительных форм – к утрате листа, преобразованию корней в присоски и т.п. В этих случаях организмы оказываются в новой, более простой среде с меньшим количеством взаимосвязей.
Многие паразиты, относящиеся к животному или растительному миру, или сидячие животные при значительном упрощении своей организации оказались на пути биологического прогресса. Это дополнительно иллюстрирует тот факт, что эволюция в живой природе носит приспособительный характер, который достигается тремя путями: 1) общим повышением организации и активизацией жизнедеятельности, 2) узкой специализацией, 3) упрощением строения и функций.
Микроэволюцией называются явления и процессы, происходящие в пределах вида, в его элементарных эволюционных единицах – популяциях и приводящие к видообразованию.
Видообразование начинается не с отдельной особи, а с внутривидовых группировок – популяций – в результате перестройки их структуры.
Ареной эволюционного процесса служат биогеоценозы. Биогеоценоз – это исторически сложившаяся устойчивая совокупность популяций разных видов, связанных между собой и с окружающей неживой природой обменом веществ, энергии и информации. Примером таких группировок может служить однородный участок луга, леса, степи, поля. Популяции каждого вида в биогеоценозе контактируют и взаимодействуют с популяциями других видов и с условиями неживой природы, в результате чего осуществляются борьба за существование и естественный отбор.
Необходимыми предпосылками эволюционного процесса служат изменения генетического состава популяции вследствие мутаций разного типа и обмен генетическим материалом при половом размножении (рекомбинативная наследственная изменчивость), которые усиливают генетическую неоднородность состава отдельных популяций, создавая возможность для их эволюционирования в разных направлениях (дивергенция). Важная роль в процессах микроэволюции принадлежит популяционным волнам – колебаниям численности популяций под влиянием резких перепадов погоды, урожая кормов, наводнений, лесных пожаров, засухи, морозов и др. Массовая гибель или, напротив, резкий подъем численности тех или иных популяций («волны жизни») приводят к случайному и резкому изменению концентрации различных генов внутри популяций. В итоге мутации, рекомбинации и популяционные волны поставляют эволюционный материал в сферу действия естественного отбора. Существенное значение в эволюционном процессе имеет и изоляция, т.е. возникновение различных барьеров (географического, физиологического, генетического), ограничивающих либо исключающих свободное скрещивание исходных форм, усиливая их расчленение и закрепляя возникшие генетические и морфофизиологические различия популяций. Результатом микроэволюции может быть внутривидовое многообразие форм, обеспечивающее их пластичность в изменяющихся условиях среды и способствующее их процветанию Разнонаправленность микроэволюционных процессов в популяциях, разобщенных территориально, может привести к образованию географических разновидностей, подвидов или видов.
Мутационный процесс и популяционные волны поставляют элементарный эволюционный материал; изоляция, особенно физиологическая, определяет становление и усиление межпопуляционных различий. Но эти факторы – в отдельности и в совокупности – не направляют эволюционный процесс. Только естественный отбор выступает единственным и направляющим фактором и может быть назван фактором «творческим», он определяет вероятность достижения определенными индивидами воспроизводительного возраста, а также сохраняет либо устраняет вероятность оставления потомства одними формами организмов по сравнению с другими. Естественный отбор происходит на фоне избирательной гибели неприспособленных форм и приводит к накоплению полезных изменений, способствуя совершенствованию приспособлений популяций.
В конечном итоге микроэволюционный процесс, действующий в разнообразных популяциях, завершается видообразованием. Непрерывность микроэволюционного процесса, лежащего в основе любого эволюционного явления, подтверждает возникновение различных рас наземных улиток с преобладанием среди них разновидностей, имеющих расцветку и полосатость раковины под фон растительности луга, леса, почвы. Примерами быстрой эволюции, также идущей в результате преобразования популяций и обусловленной деятельностью человека, служит появление лекарственно устойчивых рас микроорганизмов, распространение в некоторых местностях Англии и Дании разновидности крысы, устойчивой к действию сильного яда.
Макроэволюция – процесс эволюционных преобразований надвидового масштаба, происходящих на больших пространствах, на протяжении больших отрезков времени, который приводит к возникновению высших систематических групп – родов, семейств, отрядов, классов, типов (отделов). Макроэволюция совершается на основе микроэволюционных процессов, т.е. действия факторов наследственной изменчивости, генетической дифференцировки, изоляции при направляющем действии естественного отбора. Сходство таких групп обусловливается общностью происхождения, а различия – результатом приспособленности к разной среде. Дивергенция (расхождение) начинается внутри вида, в его популяциях, при образовании географических подвидов. Она необратима и возникает вследствие разнообразия генетической структуры вида, а также разнонаправленности действия естественного отбора.
Дивергенция может возникнуть в следующих случаях: 1) в результате распадения одного вида на два дочерних, 2) вследствие образования из исходной формы нескольких дочерних и 3) отщепления (предковый вид существует одновременно с дочерними, происшедшими из обособленных в разное время популяций).
В более или менее одинаковых условиях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное строение. Такое сходство – конвергенция – возникает при одинаковой функции и ограничивается лишь органами, непосредственно связанными с одними и теми же факторами среды.
У позвоночных животных конвергентное подобие обнаруживают ласты морских рептилий и млекопитающих (у ихтиозавров, плезиозавров и ластоногих). Сходный образ жизни сумчатых и плацентарных млекопитающих привел их независимо друг от друга к формированию приспособлений путем конвергенции (например, европейский крот и сумчатый крот, сумчатый летун и белка-летяга, сумчатый волк и обыкновенный волк). Однако исторически сложившаяся организация в целом никогда не конвергирует. Схождение признаков затрагивает в основном лишь те органы, которые непосредственно связаны с подобными условиями среды. Конвергентное сходство строения органов наблюдается у групп животных, далеко отстоящих друг от друга в систематическом отношении. У организмов, обитающих в воздухе, имеются крылья для полета. Но крылья птицы и летучей мыши – измененные конечности, а крылья бабочки – вырост стенки тела.
Органы, выполняющие сходные функции, но имеющие принципиально различное строение и происхождение, называются аналогичными. Аналогичны жабры рака и рыбы, роющие конечности крота и медведки.
Морфологические особенности организмов, приобретаемые в процессе дивергенции, имеют некоторую единую основу в виде генофонда родственных форм. Конечности лазающих, скачущих, плавающих, роющих млекопитающих отличаются друг от друга, но все они имеют единый план строения и представляют собой пятипалую конечность, характерную для класса млекопитающих в целом. Поэтому органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение, независимо от выполняемых ими функций называются гомологичными.