макроэволюция носит необратимый характер так как
Макроэволюция. Доказательства эволюции. Направления и пути эволюции. Происхождение человека.
Макроэволюция
Макроэволюция — эволюция надвидовых таксонов, в результате которой формируются более крупные систематические группы. В её основе лежат те же эволюционные факторы, что и в основе микроэволюции. Важными процессами макроэволюции являются дивергенция и конвергенция.
Дивергенция и конвергенция
| Процесс | Характеристика | Примеры |
| Дивергенция | Расхождение признаков в ходе эволюции у родственных групп, развивающихся в разнородных условиях. Она приводит к разделению вида на популяции, рода на виды, семейства на роды и т. д. Дивергенция увеличивает разнообразие форм жизни. | Разные породы собак, расы человека, разные классы типа Хордовые. |
| Конвергенция | Схождение признаков в ходе эволюции у неродственных групп, развивающихся в схожих условиях. | Акулы, ихтиозавры и дельфины имеют внешнее сходство, но принадлежат к разным систематическим группам — рыбам, пресмыкающимся и млекопитающим соответственно. |
В результате дивергенции формируются гомологичные органы, в процессе конвергенции — аналогичные. Гомологичные и аналогичные органы
Главные направления эволюции
Отечественные учёные А. Н. Северцов и И. И. Шмальгаузен установили главные направления эволюции (биологический прогресс и биологический регресс) и главные пути эволюции (ароморфозы, идиоадаптации и дегенерации). Ароморфозы, идиоадаптации и дегенерации относят к биологическому прогрессу.
Деятельность человека является мощным фактором биологического прогресса одних видов (одомашненных животных, культурных растений, сорняков, вредителей и паразитов, болезнетворных микробов) и биологического регресса других видов (сокращается численность и сужается ареал соболя, на грани вымирания находится уссурийский тигр). Причина их вымирания заключается в том, что под влиянием хозяйственной деятельности человека среда обитания живых существ изменяется значительно быстрее, чем формируются приспособления.
Главные пути эволюции
Существуют три основных пути биологического прогресса: ароморфоз, идиоадаптация и общая дегенерация.
Происхожение и эволюция человека
К. Линней, основатель первой классификации живых организмов, поместил человека в отряд приматов вместе с обезьянами и полуобезьянами.
Ж. Б. Ламарк, автор первой теории эволюции, предположил, что человек произошел от древних обезьян, перешедших к прямохождению.
Ч. Дарвин в книге «Происхождение человека и половой отбор» (1871) проанализировал обширные данные сравнительной анатомии, эмбриологии и систематики и распространил на человека основные положения эволюционной теории. В результате он обосновал идею родства человека и человекообразных обезьян, имевших общего предка, т. е. идею происхождения человека от «нижестоящей животной формы».
Человек занимает следующее положение в современной систематике живых организмов: тип Хордовые, подтип Позвоночные, класс Млекопитающие, подкласс Плацентарные, отряд Приматы, семейство Люди, род Человек, вид Человек разумный.
Систематика вида Человек разумный
| Систематические категории | Доказательства |
| Тип Хордовые | На ранних этапах эмбрионального развития внутренний скелет представлен хордой, глотка имеет жаберные щели, нервная трубка развивается над хордой, кишечная трубка формируется под хордой, тело имеет двустороннюю симметрию |
| Подтип Позвоночные | По мере развития хорда заменяется позвоночным столбом, формируется череп и челюстной аппарат, имеется пять отделов головного мозга, сердце располагается на брюшной стороне тела |
| Класс Млекопитающие | Имеются молочные, потовые и сальные железы, волосяной покров, диафрагма, четырёхкамерное сердце, позвоночник разделён на пять отделов, хорошо развита кора головного мозга, внутриутробное развитие зародыша, теплокровность |
| Подкласс Плацентарные | Имеется матка, питание плода осуществляется через плаценту, зубы дифференцированы на резцы, клыки и коренные |
| Отряд Приматы Человекообразные обезьяны | Передние конечности хватательного типа (первый палец противопоставлен остальным), имеются ногти, одна пара сосков молочных желёз, глаза расположены в одной плоскости, что обеспечивает объёмное зрение, происходит замена молочных зубов Сходное строение мозгового и лицевого отделов черепа, хорошо развитые лобные доли головного мозга, слабо развитая обонятельная зона, большое число извилин коры больших полушарий, наличие аппендикса, исчезновение хвостового отдела позвоночника, развитие мимической мускулатуры, сходные резус-факторы и группы крови (АВ0), наличие менструального цикла у самок; продолжительность беременности около девяти месяцев; сходство кариотипов; общие болезни и др. |
| Вид Человек разумный | Высокая степень развития головного мозга. Масса головного мозга человека в 2–2,5 раза больше массы мозга человекообразных обезьян. В результате у человека мозговой отдел черепа значительно преобладает над лицевым. Особенное развитие получила кора переднего мозга с большим количеством борозд и извилин. Значительно развиты теменные, лобные и височные доли, где расположены важнейшие центры психики и речи. Развитие мозга привело к появлению абстрактного мышления, сознания и речи. Прямохождение. Оно привело к ряду изменений в строении скелета (изгибы позвоночника, уплощенная грудная клетка, широкий таз, сводчатая стопа) и мускулатуры (сильное развитие мышц пояса нижних конечностей и самих нижних конечностей: ягодичных, икроножных и др.). Значительное противопоставление первого пальца руки остальным. Это делает человеческую кисть прекрасным органом труда. |
Родство человека и животных подтверждается наличием у него рудиментов и атавизмов.
Рудименты и атавизмы человека
Появление атавизмов свидетельствуют о том, что гены, ответственные за данный признак, сохраняются в процессе эволюции в генофонде, но их действие при нормальном онтогенезе блокировано.
Рудименты встречаются практически у всех особей данного вида, а атавизмы являются отклонением от нормы.
Доказательствами происхождения человека от «ниже стоящей животной формы» являются пять групп фактов:
Урок Бесплатно Макроэволюция. Направления эволюции
Введение
Макроэволюция – это эволюция на уровнях выше видового (образование новых родов, семейств, отделов, типов, классов). Она идет очень длительное время и исчисляется миллионами лет.
К макроэволюции можно отнести возникновение и развитие жизни на Земле.
Изучать процессы, которые идут на протяжении миллионов лет очень сложно, хотя, исходя из современной синтетической теории эволюции, закономерности, происходящие при микроэволюции, совпадают с закономерностями, идущими в масштабах макроэволюции, что позволяет ученым предположить механизмы возникновения, к примеру, нового класса животных.
Основные направления эволюции. Биологический прогресс
Живые организмы развивались прогрессивным путем, от простого к сложному, от низших форм к высшим.
При этом процесс эволюции не всегда связан с усложнением организмов, в некоторых случаях упрощение строения способствовало более лучшей выживаемости и большему распространению, что активно закреплялось из в поколения в поколение, например, у паразитических червей.
Именно отечественный биолог – эволюционист Алексей Николаевич Северцов (1866—1936) разработал теорию прогресса и регресса организмов, а его ученик И. И. Шмальгаузен развил учение о прогрессе в эволюции.
Алексей Николаевич Северцов:
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Алексей Николаевич Северцов – русский биолог, основоположник эволюционной морфологии животных.
Широко известен мировой науке как крупнейший сравнительный анатом и эмбриолог.
Основные труды посвящены установлению закономерностей эволюции, проблемам индивидуального развития организмов.
В своих работах он применял сравнительно-эмбриологический метод исследования, что в последующем вылилось в теорию филэмбриогенезов, согласно которой изменения органов, происходящие в эмбриональном развитии, являются причиной изменения этих органов у взрослых животных в процессе их эволюции.
Разработал теорию о четырёх типах эволюционного процесса: ароморфоз, идиоадаптация, ценогенез, общая дегенерация.
Алексей Николаевич увлекся преподавательской деятельностью, читал лекции по сравнительной анатомии, эволюционной теории Ч.Дарвина.
Выделяют три направления биологической эволюции:
Биологический прогресс – это направление эволюции, которое характеризуется повышением приспособленности систематической группы живых организмов к среде обитания.
Основные признаки биологического прогресса:
В настоящее время биологический прогресс наблюдается у покрытосеменных или цветковых растений, среди животных прогресс наблюдается у насекомых, у птиц (воробьинообразные), у млекопитающих и многих других.
Посмотрите на разнообразие млекопитающих:
Биологический прогресс у живых организмов достигается тремя путями:
Ароморфоз – это достижение биологического прогресса путем повышения общего уровня организации живых организмов, является крупным эволюционным изменением.
Таким образом, ароморфоз представляет собой различные адаптации, которые полезны организму в самых разнообразных условиях среды и повышают его организацию.
Ароморфозы имеют сложный комплексный характер, так как преобразование идет сразу по многим признакам.
Например, чтобы появилось четырехкамерное сердце, необходимо, чтобы одновременно изменилась дыхательная и кровеносная системы, а также ряд других органов.
Ароморфоз – это очень длительный процесс, происходящий на основе наследственной изменчивости и естественного отбора.
Ароморфозы кишечнополостных (гидры, медузы, коралловые полипы):
Ароморфозы кольчатых червей (дождевых червей):
Ароморфозы Членистоногих (насекомые, паукообразные, ракообразные):
Идиоадаптация– путь развития видов, связанный с развитием частных приспособлений к конкретным условиям окружающей среде, которые не связанны с изменениями уровня их биологической организации.
Пчела имеет грызуще- сосуще- лижущий ротовой аппарат:
У комара колюще-сосущий ротовой аппарат:
Идиоадаптация обеспечивает большое разнообразие приспособленности к существующим условиям жизни.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Бешенный огурец. Почему его так назвали?
У этого растения есть удивительная способность к активному распространению своих семян.
Когда этот огурец созревает, то становится достаточно плотным, а жидкость, которая находится внутри, начинает бродить, создавая высокое давление.
В момент, когда кто-то задевает растение, наружная оболочка огурца разрывается, после чего фонтаном извергаются семена.
Еще есть такое растение перекати-поле, которое имеет сходство с шаром.
В конце осени стебель отрывается, и ветер перекатывает это растение на огромные расстояния, благодаря чему семена также активно распространяются
Дегенерация характеризует эволюционные изменения, ведущие к упрощению уровня организации, строения и функции.
При этом могут упрощаться, а порой и полностью исчезать органы и даже целые системы органов, утратившие свое биологическое значение.
У паразитических червей утрачена пищеварительная система, отсутствуют органы чувств, упрощено строение в целом.
При этом у них формируются различные приспособления к обитанию во внутренней среде другого организма (кутикула, присоски и крючки, с помощью которых они удерживаются на внутренних стенках кишечника хозяина).
У паразитических червей хорошо развита половая система, которая позволяет им активно размножаться.
Несмотря на резкое упрощение своей организации, они идут по направлению биологического прогресса, так как сумели адаптировались к новым условиям существования, что способствовало процветанию их вида (большая численность, активное распространение, повышение видового разнообразия).
Общая дегенерация способствует достижению биологического прогресса группы, за счет изменений, приводящих чаще к упрощению строения некоторых органов.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Рыба без глаз или астианакс мексиканский- «слепая пещерная тетра»
Этот вид рыб достаточно популярен среди любителей аквариумов.
У этих видов рыб в процессе эволюции редуцировались глаза.
В природе они встречаются только в пещерах, где нет света, поэтому зрение им там совершенно не нужно.
Но как же они ищут добычу и прячутся от хищников?
Рыбы пользуются своей боковой линией для ориентации в пространстве и вкусовыми рецепторами.
Кроме прочего они являются альбиносами, то есть у них совсем нет пигментации.
Кстати, у мальков есть глаза, но по мере взросления они зарастают кожей.
Стоит отметить, что все указанные три пути биологического прогресса (ароморфоз, идиоадаптация и дегенерация) очень взаимосвязаны и порой один путь сменяет другой или является предпосылкой для начала возникновения какого-либо эволюционного процесса.
Чаще всего после краткого ароморфоза эволюция идет по пути длительной идиоадаптации или общей дегенерации, что приводит к возникновению целесообразности организмов- их соответствию условиям обитания и способности меняться по мере изменения окружающей среды.
Пути эволюции действуя и сменяя друг друга, в конечном итоге приводят к усложнению, и прогрессивной направленности развития живой природы.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Основные направления эволюции. Биологический регресс и стабилизация
Биологический регресс, в противоположность биологическому прогрессу, характеризуется:
Биологический регресс в крайних случаях может привести к полному вымиранию вида из-за влияния биологических, абиотических и антропогенных факторов.
Почему это происходит?
Оказывается, что некоторые виды просто не успевают адаптироваться к изменяющимся условиям.
Особенно тяжело приходится узкоспециализированным видам, которые не могут быстро адаптироваться к другим условиям существования.
Примеры животных, для которых сегодня характерен биологический регресс: калифорнийский кондор, филиппинский орел, черный журавль, разные виды попугаев, китообразные (синий кит, финвал), лошадь Пржевальского, слоны, уссурийский тигр, снежный барс, человекообразные обезьяны, первозвери (утконосы, ехидны), кистеперые и двоякодышащие рыбы (латимерия).
Примерами биологического регресса среди растений служат почти все реликтовые виды: гинкго, секвойя, древовидные папоротники.
Ускоренное изменение окружающей среды идет чаще всего из-за негативной деятельности человека, поэтому все выше перечисленные животные просто не успевают восстановить свою популяцию и быстро реагировать на значительные изменения, что приводит к их вымиранию.
Организмы, которые вымерли:
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Вымирание мамонтов, саблезубых тигров, истребленный человеком странствующий голубь, птица дронт- это все примеры регресса.
Например, птица дронт или иначе ее зазывали птица додо, вымерла по большей части из-за деятельности человека.
Эта птица была нелетающая, и гнезда свои строила на земле, была очень безобидной и даже доверчивой, так как на острове не было хищных млекопитающих, которые были бы опасны для этих птиц.
Доверчивостью этих птиц и пользовался человек – отсутствие страха перед ним и неспособность летать сделали птицу лёгкой добычей для моряков.
У этих птиц была очень низкая плодовитость, но за счет длительной заботы о своем потомстве их немногочисленные птенцы выживали.
С началом заселения Маврикия вымерли многие эндемичные виды этого острова из-за активной охоты на этих животных, из-за вырубки лесов и завоза туда новых животных (собак, свиней и др.), которые разоряли гнёзда и соперничали за ограниченные пищевые ресурсы.
Биологическая стабилизация
Под термином биологическая стабилизация И. И.Шмальгаузен подразумевал более или менее плавную эволюцию – изменение таксонов по мере изменения среды.
«Биологическая стабилизация определяется согласованностью темпов эволюции и изменениями окружающей среды, при которой приспособленность организма к изменяющейся среде поддерживается на известном уровне….» (И.И.Шмальгаузен)
Для этого направления характерно следующее:
Рассмотрим пример – у растений при снижении среднегодовой температуры в эпидерме увеличивается количество кроющих волосков.
Это явление позволяет выжить всем особям. При этом преимущества между разными видами не наблюдается, так как у других растений при понижении температуры происходят аналогичные изменения.
Следует отметить, что представление об эволюционной стабилизации после работ И. И. Шмальгаузена не развивалось ни у нас в стране, ни за рубежом, поэтому это направление эволюции следует рассматривать всего лишь как теоретическую модель.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Закономерности эволюции. Дивергенция, конвергенция, параллелизм
Изучая и сравнивая разные таксоны живых организмов, можно выявить три главные закономерности их морфологических изменений:
Выбор той или иной закономерности эволюции определяется благодаря сложному взаимоотношению среды обитания и генетических особенностей организмов.
Например, если какой-то вид животного в ходе эволюции постепенно переходит к жизни в водной среде, то у этого вида постепенно развиваются признаки, характерные для большинства водных животных.
Например, у китов хорошо развиты плавники, но при изучении их строения можно увидеть признаки пятипалой конечности млекопитающих, которые говорят о том, что в далеком прошлом киты были обитателями суши.
Рассмотрим основные закономерности эволюции.
Дивергенция— процесс расхождения признаков у представителей родственных таксонов в процессе адаптации к разным условиям существования.
При дивергенции сходство между организмами объясняется общностью их происхождения, а различия- приспособлением к разным условиям среды.
Ярким примером является изменение строения конечностей у млекопитающих в ходе их приспособления к разным условиям обитания.
Органы называют гомологичными, если они имеют общее происхождение и контролируются сходными генами.
Примерами гомологичных органов являются:
В результате дивергенции гомологичные органы у родственных форм приобретают разные функции и разное строение.
Крыло летучей мыши, плавник кита, лапы медведя, кисть человека – все эти типы конечностей млекопитающих имеют существенно разное строение. Эти различия возникли в результате дивергенции.
Также благодаря дивергентной эволюции класс млекопитающих распался на многочисленные отряды, представители которых отличаются по строению, образу жизни, характеру физиологических и поведенческих адаптаций.
Копыта и лапы млекопитающих-пример гомологичных органов:
Конвергенция – процесс развития сходных признаков у неродственных групп организмов. Возникает в процессе адаптации к сходным условиям среды.
Например, крыло бабочки и крыло летучей мыши имеют общие черты строения и функционирования, но в ходе эмбрионального развития формируются из совершенно различных клеток и контролируются разными генами.
Такие органы называют аналогичными, то есть они сходны по функции и даже внешне, но различны по происхождению.
Конвергентная эволюция затрагивает изменения во внешнем строении организмов и связано с изменением условий среды обитания.
Примерами конвергентного развития являются:
В результате конвергенции образуются аналогичные органы как результат адаптации к сходным условиям обитания.
Параллелизм (параллельное развитие) – такое явление, когда в результате однотипного, но независимого друг от друга изменения окружающей среды или образа жизни у отделившихся друг от друга близкородственных групп организмов возникают сходные изменения гомологичных органов.
Причиной параллелизма, по-видимому, является дальнородственная связь, приводящая к высокой вероятности похожих мутаций одних и тех же генов у разных видов.
Примером параллелизма служит независимое возникновение саблезубых форм у млекопитающих: вымершие южноамериканские саблезубые тигры, вымерший австралийский сумчатый саблезубый волк. Получается, что один и тот же признак в разных группах млекопитающих (тигры и волки) возник независимо.
Еще одним примером является сходство формы тела и плавников у быстроплавающих животных – акул, дельфинов, ихтиозавров.
Общий предок африканского и австралийского дикобраза был похож на большую, покрытую шерстью крысу. Когда эти континенты разошлись, то два вида эволюционировали в одних направлениях, хотя и были географически изолированы друг от друга. Несмотря на то, что эти дикобразы не живут вместе уже более 70 млн лет, тем не менее существенных отличий между ними нет и они очень сходны по образу жизни и строению как внешнему, так и внутреннему строению.
Эволюция – необратимый процесс
Если у организма, приспособленного к новым условиям, изменился орган или совсем исчез, то при возвращении к прежним условиям исчезнувший орган не восстановится или преобразуется во что-то другое.
То есть вид не может вернуть себе тот комплекс адаптации, который был утрачен его предками, даже оказавшись в прежней среде их обитания.
Примером необратимости эволюции является невозможность китов, даже при фантастической возможности выхода на сушу, стать похожими на своего сухопутного предка пакицета, который своим обликом напоминал большеголовую, длинномордую собаку размером с волка, обладающую копытцами и длинным хвостом, и вел полуводный образ жизни.
Вторичноводные животные– это животные, предки которых в процессе эволюции сначала вышли из воды на сушу, а потом вернулись обратно в воду (проще говоря, водные животные, у которых предки жили на суше).
Примеры вторичноводных животных:
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Моллюск прудовик- вторичноводное животное, у которого от прошлой жизни на суше осталось легкое – орган воздушного дыхания.
У некоторых прудовиков, которые живут в очень глубоких озерах и реках и не имеют возможность всплывать на поверхность воды и подышать, легкое всегда заполнено водой и выполняет роль жабр.
Еще Чарльз Дарвин писал о необратимости эволюции: «Если даже среда обитания полностью повторяется, то вид никогда не может вернуться к прежнему состоянию».
Например, дельфины и киты никогда не становились рыбами, хотя внешний вид очень схож с представителями класса рыб.
При переходе наземных животных в водную среду конвергентно изменяются конечности- при этом конвергенция участвует лишь в изменении внешнего строения органов.
Во внутреннем строении плавников дельфина и кита сохранены признаки пятипалой конечности млекопитающих.
Так, если на каком-то этапе от пресмыкающихся возникли птицы, то птицы не могут вновь дать начало пресмыкающимся.
Яркий пример необратимости эволюции – вечнозеленый кустарник иглица. На ее стебле имеются блестящие толстые листья, но это никакие не листья, а видоизмененные стебли! Настоящие чешуевидные листья располагаются в центральной части этих видоизмененных стеблей. Листья у иглицы исчезли очень давно из за сильнейших засух, а после изменения климата, когда влаги стало достаточно много, то у растения вместо листьев появились стебли, которые видоизменились в органы, подобные листьям.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации