Лекция № 17: Основные пути и направления эволюции. Биологический прогресс и регресс.

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. Примерами могут служить кроты, дятлы, черепахи, змеи, паразитические организмы.
Учение о биологическом прогрессе и его главных направлениях разработано А. Н. Северцовым. В соответствии со взглядами этого ученого биологический прогресс характеризуется: 1) возрастанием приспособленности организмов к среде обитания, 2) увеличением численности особей данной группы, 3) появлением многообразия форм, 4) более широким распространением (расширением ареала). В настоящее время биологический прогресс переживают насекомые, птицы, млекопитающие, круглые черви - нематоды. Последние заселяют почву, моря и океаны, а также паразитируют у растений, животных и человека.

Биологический регресс представляет собой процессы, противоположные биологическому прогрессу. Он характеризуется уменьшением числа особей, сужением ареала, постепенным уменьшением видового многообразия и внутривидовых форм.как и биологический прогресс, биологический регресс проявляется не только в упрощении организации, но и всеусложнении, если это снижает защищенность группы. По мнению И.И.Шмальгаузена, возможность и вероятность биологического регресса зависят от направления адаптивной специализации группы. В соответствии с этим он выделил два направления: теломорфоз и гиперморфоз. Теломорфоз –это направление эволюции в сторону узкой специализации к условиям обитания. Такие адаптации часто становятся тупиковыми и в дальнейшем не прогрессируют. Они могут сопровождаться частичной или полной редукцией органов и признаков или крайней формой специализации (миноги, кроты, хамелеоны, ленивцы, глубоководные рыбы). Формирование крайних адаптаций называется телогенезом. Теломорфоз усиливается в случае ограничения среды обитания ( у роющих форм- кроты, слепыши). Узкая специализация еще не означает скорой гибели вид или группы- этого не произойдет если не случится резкого изменения условий обитания. Гиперморфоз- это чрезмерное увеличение размеров организма или отдельных органов без корреляции с другими частями организма. Множество фактов гиперморфоза собрано палеонтологами. Среди них гигантские динозавры, саблезубые кошки с огромными клыками, торфяной олень титанотерий с трехметровыми рогами. Современным примером гиперморфоза являются жирафы, длинная шея которых позволяет легко доставать листья высокорасположенных веток деревьев. Однако жирафы не в состоянии щипать траву и исчезновение деревьев неминуемо приведет к их гибели.

Вопросы для закрепления темы:

1. Кто разработал учение о биологическом прогрессе?

2.Каковы характеристики биологического прогресса?

3.Что называется биологическим регрессом?

4.Чем характеризуется биологический регресс?

5.Какие два направления биологического регресса выдвинул И.И.Шмальгаузен?

6.Каковы признаки теломорфоза?

7. Что называется гиперморфозом? Приведите примеры.

Лекция №18: Арогенез(морфологический прогресс), аллогенез(идиоадаптация), катагенез(общая деградация)

Главными направлениями биологического прогресса являются 1) арогенез(морфологический прогресс), 2) аллогенез (идиоадаптация), 3) катагенез (общая деградация)
Арогенез -эволюционное направление, сопровождающееся приобретением крупных изменений строения - ароморфозов. Ароморфоз (от греч. "айро" - поднимаю, "морфо" - форма, образец) - 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. Применительно к отдельным группам, например 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.
Аллогенез - эволюционное направление, сопровождающееся приобретением идиоадаптаций.Идиоадаптации (от греч. "идиос" - особенность, "адаптация" - приспособление) - 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.
Катагенез -эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации (дегенерацией). Дегенерация ~ это эволюционные изменения, сопровождающиеся упрощением организации (от лат. "дегенераре" - вырождение), которое несмотря на это приводит к биологическому прогрессу. Например, переход многих видов к паразитизму ведет к потере органов чувств, пищеварительной системы, 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. Так, асцидия (подтип Оболочники, или Личиночнохордовые) в личиночной фазе существования ведет активный подвижный образ жизни и имеет более прогрессивные черты строения (трубчатая нервная система, наличие органов чувств, хорды, активный поиск и захват пищи), а в результате регрессивного метаморфоза взрослая форма асцидии переходит к сидячему образу жизни, у нее рассасывается хорда, упрощаются нервная система, органы чувств, образуется очень прочная оболочка, что в совокупности делает ее малоуязвимой. С другой стороны, взрослая форма, приспособившись к более простой среде обитания, вступает в конкурентные взаимоотношения с другими формами организмов и поэтому, несмотря на упрощенную организацию, успешно выживает.
Таким образом, многие паразиты, относящиеся к животному или растительному миру, или сидячие животные при значительном упрощении своей организаций 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. В основе эволюционного процесса лежит явление расхождения признаков- дивергенция, что связано с приспособлением к местным географическим и экологическим условиям существования. Дивергировать могут виды, роды, семейства, отряды. Органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение, независимо от выполняемых функций называются гомологичными (усики гороха, колючки кактуса). Конвергенция- приобретение сходного строения в одинаковых условиях существования организмов, относящихся к разным систематическим группам. Органы, выполняющие сходные функции, но имеющие принципиально различное строение и происхождение, называются аналогичными (крылья птиц и бабочек).

Ароморфоз - основной путь прогрессивной эволюции, так шла эволюция от одноклеточных к многоклеточным, от двуслойных к трехслойным
Идиоадаптация - эволюция идет вширь на одном уровне организации
Дегенерация - переход на нижеследующий уровень

Вопросы для закрепления темы:

1. Какие главные направления биологического прогресса вы знаете?

2. Чем характеризуется ароморфоз?

3. Приведите примеры идиоадаптации.

4. Что называется дегенерацией?

5. К чему относится появление у плоских червей двусторонней симметрии?

6. Обратима ли эволюция? Докажите это на примере.

7. Что лежит в основе эволюционного процесса?

8. Приведите примеры гомологичных и аналогичных органов.

Лекция № 19: Биосфера и свойства биомассы планеты Земля.