Запитання 7 Макроеволюція
Макроеволюціяорганічного світу - це процес формування великих систематичних одиниць: з видів - нових пологів, з пологів - нових сімейств і т. д. В основі макроеволюції лежать: спадковість, мінливість, природний відбір та репродуктивна ізоляція. Макроеволюція має дивергентний характер.
Напрями еволюції груп!Напрям еволюції кожної систематичної групи визначається взаємовідносинами між особливостями середовища, в якому протікає еволюція даного таксона, та його генетичною організацією, що склалася в ході його попередньої еволюції.
Дивергенція. Найчастіше під час еволюції ми спостерігаємо дивергенцію чи розбіжність ознак у видів, що походять від загального предка. Дивергенція починається на популяційному рівні, вона обумовлена відмінностями в умовах середовища, в яких мешкають і до яких по-різному пристосовуються під впливом природного добору дочірні види. Певну роль дивергенції грає і дрейф генів. Дивергенція зумовлює збільшення числа видів та продовжується на рівні надвидових таксонів. Дивергентною еволюцією обумовлено разючу різноманітність живих істот. Прикладом дивергенції може бути зміна кінцівок ссавців у ході їх пристосування до різних умов середовища. Рука людини, крило кажана, копита коня, лапа ведмедя, ласта морського лева, плавець кита – це результати дивергенції. Вони виникли шляхом тривалого природного відбору дрібних випадкових ухилень у будові передньої кінцівки загального предка ссавців. Структури та органи, що мають загальне походження, називають гомологічними. Гомологіякінцівок у хребетних настільки виражена, що подібні елементи простежуються через сотні мільйонів років після початку дивергенції.
Конвергенція(сходження ознак) спостерігається у тих випадках, коли неспоріднені таксони пристосовуються до однакових умов. Про конвергенцію говорять у тих випадках, коли виявляється зовнішня схожість у будові та функціонуванні будь-якого органу, що має у порівнюваних груп живих організмів зовсім різне походження. Наприклад, крило бабки і кажана мають спільні риси у будові та функціонуванні, але формуються в ході ембріонального розвитку з різних клітинних елементів і контролюються різними групами генів. Такі органи називають аналогічним. Вони зовні подібні, але різні за походженням, вони не мають філогенетичної спільності. Подібність у будові очей у ссавців та головоногих молюсків – інший приклад конвергенції. Вони виникли незалежно під час еволюції та формуються в онтогенезі з різних зачатків.
Паралелізм- таке еволюційне явище, коли подібність організмів, що відносяться до різних таксонів, заснована на подібних змінах тих самих гомологічних структур. Як приклад морфологічного паралелізму можна вказати на велику подібність форми тіла у акули, іхтіозавра (вимерлої рептилії) та дельфіна. Батьки іхтіозаврів та предки дельфінів були наземними тваринами. У міру освоєння ними водного середовища еволюція осьового скелета цих тварин йшла з урахуванням гомологічних зачатків хребетного стовпа у подібних умовах. Прикладом функціонального паралелізму може бути виникнення крил птеродактилей, птахів і кажанів.
Загальні та приватні пристосування.Питання про можливі шляхи еволюційного процесу розробив А. Н. Северцов. Один із головнихтаких шляхів, по Северцову, — ароморфоз (арогенез), чи виникнення у ході еволюції пристосувань, які значно підвищують рівень організації живих організмів і відкривають проти них абсолютно нові еволюційні можливості. Такими пристосуваннями були: виникнення фотосинтезу, статевого розмноження, багатоклітинності, легеневого дихання у предків амфібій, теплокровності у предків птахів і нісенітників. Ароморфози – природний результат еволюційних процесів. Вони відкривають можливості для освоєння видами нових, раніше недоступних середовищ існування.
Ароморфози не виникають миттєво, при появі вони практично не відрізняються від звичайних адаптацій. Поява легеневого дихання у древніх мешканців прісних водойм не змінила кардинально способу їхнього життя, рівня організації і т. д. Проте в результаті виникнення цієї адаптації з'явилася можливість для освоєння суші — довкілля. Ця можливість була активно використана в наступній еволюції, з'явилися багато тисяч видів амфібій, рептилій, птахів і ссавців, що заповнили різноманітні ніші проживання. Тому набуття хребетних легень — великий ароморфоз, що спричинив підвищення рівня організації багатьох видів.
Ідіоадаптації- це пристосування організмів до навколишнього середовища без принципової перебудови біологічної організації. Приклад ідіоадаптації - різноманітність форм у комахоїдних ссавців, різні види яких, маючи загальний вихідний рівень організації, змогли придбати властивості, що дозволили їм зайняти різні місця проживання в природі. p align="justify"> Серед багатьох паразитичних організмів ми виявляємо явище одегенерації, тобто різкого спрощення організації, пов'язаного зі зникненням цілих систем органів і функцій.
ФІЛОГЕНЕЗ- історичний розвитокорганізмів. Виділяють первинні та вторинні форми філогенезу. Первинні форми представлені філітичною еволюцією та дивергенцією. Філітична – це поступова зміна філітичної групи без дивергенції (еволюція кінцівки коня). Сенс форм філогенезу у тому, що є конвергентна еволюція і паралелізм.
БІОЛОГІЧНИЙ ПРОГРЕС, що виникає в процесі еволюції екологічне процвітання видів - збільшення чисельності особин та їх розселення в нові місцеперебування, що веде до подальшого видоутворення. Поняття введено А. Н. Северцевим у рамках вчення про основні напрямки еволюційного процесу. У основі біологічного прогресу лежить підвищення пристосованості нащадків проти предками.
Біологічний регрес- це еволюційний рух, при якому відбувається скорочення ареалу проживання; зменшення чисельності особин через непристосованість до довкілля; зниження числа видів груп через тиск інших видів, зникнення виду.
Причини біологічного регресу: зникнення здатності організмів пристосовуватися змін умов довкілля.
Біологічному регресу піддаються:
1. Організми, які ведуть паразитичний спосіб життя.
2. Тварини, які ведуть нерухомий спосіб життя.
3. Тварини, які живуть під землею чи печерах.
Правило незворотності еволюції (Л. Долло, 1893)
Еволюція - процес незворотний і організм не може повернутися до колишнього стану, вже здійсненого в ряду його предків
Правило прогресуючої спеціалізації (Ш. Депере, 1876)
Група, що вступила на шлях спеціалізації, як правило, у подальшому розвитку йтиме шляхом все більш глибокої спеціалізації. Якщо в процесі еволюції одна з груп хребетних, скажімо гілкарептилій, що набула адаптації до польоту, то на наступному етапі еволюції цей напрямок адаптації зберігається і посилюється, оскільки організм певної будови не може жити в будь-якому середовищі.
Правило походження від неспеціалізованих предків
Зазвичай нові великі групи беруть початок немає від спеціалізованих представників предкових груп, як від порівняно неспеціалізованих. Ссавці виникли не від високоспеціалізованих форм рептилій, а від неспеціалізованих. уточне становище.
Причина походження нових груп від неспеціалізованих предків у тому, що відсутність спеціалізації визначає можливість виникнення нових пристроїв іншого характеру. У таких форм швидше можуть виникнути еволюційні зміни, спрямовані на краще прикріплення всередині організму господаря, краще використання поживних речовин, більш ефективний спосіб розмноження і т.п.
Правило адаптивної радіації (Г. Ф. Осборн, 1902)
Філогенез будь-якої групи супроводжується поділом групи на ряд окремих філогенетичних стовбурів, які розходяться в різних адаптивних напрямках від вихідного середнього стану. Фактично, це правило нічим іншим, як принцип дивергенції, докладно описаний Ч. Дарвіном (1859) при обгрунтуванні гіпотези природного добору. Дарвін говорив про внутрішньовидову пристосувальну дивергенцію до різної їжі, кілька різних умов існування тощо і розглядав її як обов'язковий етап утворення нових видів. Надалі принцип дивергенції був покладений в основу уявлень про ідіоадаптації (А. Н. Северцов) і відповідно про розвиток групи шляхом алогенезу в еволюційній морфології.
Правило чергування основних напрямів еволюції (І.І. Шмальгаузен, 1939)
Арогенна еволюція чергується з періодами алогенної еволюції у всіх группах.Эволюция представляє безперервний процес виникнення та розвитку нових і нових адаптації – адаптаціогенез. Одні з адаптації, що знову виникають, виявляються дуже приватними, і їх значення не виходить за межі вузьких умов. Інші дають можливість виходу групи в нову адаптивну зону і неодмінно ведуть до швидкого розвитку груп у новому напрямку. Зазвичай одна з форм отримує якусь нову адаптацію, яка є основою наступного швидкого періоду філогенетичних новоутворень.
Правило посилення інтеграції біологічних систем
(І. І. Шмальгаузен, 1961)
Біологічні системи в процесі еволюції стають все більш інтегрованими, з дедалі більш розвиненими регуляторними механізмами, що забезпечують таку інтеграцію. На рівні популяції це підтримка певного рівня гетерозиготності, яка є основою інтеграції всього популяційного генофонду до складної, лабільної та стійкої одночасно генетичної системи, здатної до саморегуляції (чисельності, структури), генетико-екологічної гомеостази.
Питання 8: Основні напрями та способи морфофункціональних перетворень покривів тіла у процесі еволюції. Причини та клітинні механізми онто-філогенетично обумовлених вад розвитку покривів тіла у людини.
Напрями еволюції: морфо-фізіологічний прогрес (підвищення ефективності захисту).
Способи еволюційних перетворень:
Посилення функцій захисту (від одношарового епідермісу до багаторядного ороговеючого у хребетних).
Активація функцій (поява похіднихепідермісу: слизових, потових, молочних залоз, придатків шкіри: луски, кігтів, нігтів, волосся і сальних залоз)
Розширення функції (дихання, виділення, трофічна, регуляторна: тепло-і терморегуляція, рецепторна і т.д.)
Інтеграція функцій покривів тіла з дихальною, кровоносною, видільною, нервовою системами організму