Die Evolution der organischen Welt ist lang und schwieriger Prozess ausgetragen auf verschiedene Level Organisation lebender Materie und Einströmen verschiedene Richtungen. Die Entwicklung der Tierwelt kam von niedere Formen, mit einer relativ einfachen Struktur, zu immer komplexeren Formen. Gleichzeitig drinnen einzelne Gruppen Organismen entwickelten spezielle Anpassungen (Anpassungen), die es ihnen ermöglichten, in bestimmten Lebensräumen zu existieren. Beispielsweise treten bei vielen Wassertieren Membranen zwischen den Fingern auf, die das Schwimmen erleichtern (Molche, Frösche, Enten, Gänse, Schnabeltiere usw.).
Die größten russischen Evolutionisten A. N. Severtsov und I. I. Shmalgauzen analysierten die historische Entwicklung der organischen Welt und zahlreiche spezifische Anpassungen und identifizierten drei Hauptrichtungen der Evolution: Aromorphose, ideologische Anpassungen und Degeneration.
Aromorphose (oder Arogenese) ist eine große evolutionäre Veränderung, die zu einer allgemeinen Komplikation der Struktur und Funktionen von Organismen führt und es letzteren ermöglicht, grundlegend neue Lebensräume zu besetzen oder die Wettbewerbsfähigkeit von Organismen in bestehenden Lebensräumen erheblich zu steigern. Mit Aromorphosen können Sie in neue Lebensräume ziehen (dh in neue Anpassungszonen gehen). Daher sind Aromorphosen relativ seltene Phänomene in der belebten Welt und sind von grundlegender Natur und liefern großen Einfluss für die Evolution der Organismen.
Anpassungsebene oder adaptive Zone genannt bestimmten Typ Lebensräume mit charakteristischen ökologischen Bedingungen oder ein Komplex bestimmter Anpassungen, die für eine bestimmte Gruppe von Organismen charakteristisch sind ( Allgemeine Geschäftsbedingungen Leben oder ähnliche Arten der Assimilation von einigen Vitalen wichtige Ressourcen). Zum Beispiel ist die Anpassungszone der Vögel die Entwicklung Luftraum, die ihnen Schutz vor vielen Raubtieren, neue Jagdmethoden für fliegende Insekten (wo sie keine Konkurrenten haben), schnelle Bewegung im Weltraum, die Fähigkeit, große Hindernisse zu überwinden, die für andere Tiere unzugänglich sind (Flüsse, Meere, Berge usw .), die Fähigkeit zu Langstreckenwanderungen (Flügen) usw. Daher ist Flucht eine wichtige evolutionäre Errungenschaft (Aromorphose).
Die meisten anschauliche Beispiele Vielzelligkeit und das Auftreten einer sexuellen Fortpflanzungsweise können als Aromorphosen dienen. Die Mehrzelligkeit trug zur Entstehung und Spezialisierung von Geweben bei und führte zu einer Komplikation der Morphologie und Anatomie vieler Gruppen von Organismen, sowohl Pflanzen als auch Tieren. sexuelle Fortpflanzung die Anpassungsfähigkeit von Organismen erheblich erweitert (kombinative Variabilität).
Aromorphosen boten Tieren effizientere Ernährungsweisen und erhöhten die Stoffwechseleffizienz - zum Beispiel ermöglichte das Auftreten von Kiefern bei Tieren den Wechsel von passiver Ernährung zu aktiver Ernährung; Die Freisetzung des Verdauungskanals aus dem Haut-Muskel-Sack und das Auftreten einer Ausscheidungsöffnung darin verbesserten grundlegend die Effizienz der Nahrungsaufnahme aufgrund der Spezialisierung seiner verschiedenen Abschnitte (das Aussehen des Magens, des Darms, der Verdauungsdrüsen, des schnellen Entfernung unnötiger Produkte). Dadurch wurden die Überlebenschancen von Organismen auch an Orten mit geringem Gehalt an Nährstoffressourcen deutlich erhöht.
Die größte Aromorphose in der Evolution der Tiere war die Warmblüter, die die Intensität und Effizienz des Stoffwechsels in Organismen dramatisch aktivierte und ihr Überleben in Lebensräumen mit niedrigen oder stark wechselnden Temperaturen erhöhte.
Als Beispiele für Aromorphosen im Tierreich können wir uns auch an die Bildung einer inneren Höhle von Organismen (primär und sekundär), das Auftreten eines Skeletts (intern oder extern), die Entwicklung erinnern nervöses System und insbesondere die Komplikation der Struktur und Funktionen des Gehirns (das Aussehen komplexe Reflexe, Lernen, Denken, zweitens Signalsystem beim Menschen usw.) und viele andere Beispiele.
Bei Pflanzen sind die wichtigsten Aromorphosen: das Auftreten eines leitenden Systems, das verschiedene Teile der Pflanze zu einem einzigen Ganzen verband; die Bildung eines Triebs - ein lebenswichtiges Organ, das Pflanzen mit allen Aspekten des Lebens und der Fortpflanzung versorgt; die Bildung eines Samens - eines Fortpflanzungsorgans, das sexuell auftritt, dessen Entwicklung und Reifung durch die Ressourcen des gesamten mütterlichen Organismus (Baum, Strauch oder andere Lebensform von Pflanzen) gewährleistet wird und dessen Embryo gut durch das Gewebe geschützt ist des Samens (Gymnospermen und Angiospermen); das Erscheinen einer Blume, die die Effizienz der Bestäubung erhöht, die Abhängigkeit von Bestäubung und Befruchtung verringert und das Ei schützt.
Bei Bakterien kann die Aromorphose als Entstehung einer autotrophen Ernährungsweise (phototrophe und lithotrophe oder chemosynthetische) angesehen werden, die es ihnen ermöglichte, eine neue Anpassungszone zu besetzen - Lebensräume, in denen es keine oder nur wenige organische Nahrungsquellen gibt. Aromorphosen beinhalten bei Bakterien und Pilzen die Fähigkeit, bestimmte biologisch aktive Verbindungen (Antibiotika, Toxine, Wuchsstoffe etc.) zu bilden, die ihre Wettbewerbsfähigkeit deutlich steigern.
Arogenese kann auch auf der Interspezies- (oder Biozönosen-) Ebene während der Interaktion von Organismen unterschiedlicher systematischer Positionen auftreten. Als Aromorphose kann beispielsweise das Auftreten von Fremdbestäubung und die Anlockung von Insekten und Vögeln hierfür angesehen werden. Große biozönotische Aromorphosen sind: die Bildung von Mykorrhiza (Symbiose von Pilzen und Pflanzenwurzeln) und Flechten (Vergesellschaftung von Pilzen und Algen). Diese Arten von Assoziationen ermöglichten es Symbionten, an Orten zu leben, an denen sie sich niemals getrennt niedergelassen hätten (auf armen Böden, auf Felsen usw.). Besonders bedeutsam ist die Vereinigung von Pilzen und Algen, die zur Entstehung einer neuen symbiotischen Lebensform führte - Flechten, die morphologisch sehr ähnlich sind einzelner Organismus Pflanzen ähneln. Die größte Aromorphose dieser Art ist die eukaryotische Zelle, bestehend aus verschiedene Organismen(Prokaryoten), verloren ihre Individualität vollständig und verwandelten sich in Organellen. Die eukaryotische Zelle hat einen aktiveren und sparsameren Stoffwechsel als die prokaryotische Zelle und hat die Entstehung und Entwicklung der Reiche der Pilze, Pflanzen und Tiere sichergestellt.
Aromorphosen sind Großveranstaltungen in der Evolution der organischen Welt, und sie werden in Populationen und in erhalten weitere Entwicklung zur Entstehung neuer großer Gruppen von Organismen und Taxa von hohem Rang führen - Ordnungen (Ordnungen), Klassen, Typen (Divisionen).
Es wird angenommen, dass die Aromorphose am ehesten bei anfänglich primitiven oder wenig spezialisierten Formen von Organismen auftritt, da sie Veränderungen leichter tolerieren. Umfeld und es fällt ihnen leichter, sich an neue Umgebungen zu gewöhnen. Spezialformen angepasst an bestimmte, oft recht eng eingeschränkte Bedingungen Leben, gehen normalerweise zugrunde, wenn sich solche Bedingungen abrupt ändern. Deshalb koexistieren in der Natur hochorganisierte und spezialisierte Lebensformen große Nummer relativ primitive Organismen (Bakterien, Pilze, Wirbellose und andere), die sich perfekt an neue Bedingungen angepasst haben und sehr stabil sind. Das ist die Logik des Evolutionsprozesses.
Allgemeine Degeneration oder Katagenese
Dies sind spezifische Anpassungen an bestimmte spezifische Lebensraumbedingungen, die innerhalb derselben Anpassungszone gebildet werden. Idioadaptationen manifestieren sich sowohl während der Arogenese als auch während der Degeneration. Dies sind besondere Anpassungen, die den im Laufe der Evolution erreichten Organisationsgrad von Organismen nicht wesentlich verändern, aber ihr Überleben in diesen besonderen Lebensräumen erheblich erleichtern.
Zum Beispiel können wir eine Blume als die größte Aromorphose in der Evolution betrachten Flora, dann sind die Formen und Größen der Blume bereits durch diese bestimmt reale Bedingungen, in denen bestimmte Pflanzenarten vorkommen, oder deren systematische Stellung.
Gleiches gilt zum Beispiel für Vögel. Der Flügel ist eine Aromorphose. Die Form der Flügel, Flugmethoden (Segeln, Schwungrad) - eine Reihe von Idioadaptationen, die die morphologische oder anatomische Organisation von Vögeln nicht grundlegend verändern. Zu den Idioanpassungen gehört die in der Tierwelt weit verbreitete Schutzfärbung. Daher werden Idioanpassungen oft als Zeichen niedrigerer taxonomischer Kategorien angesehen - Unterarten, Arten, seltener Gattungen oder Familien.
Das Verhältnis verschiedener Entwicklungsrichtungen
Der Evolutionsprozess ist kontinuierlich und seine Hauptrichtungen können sich im Laufe der Zeit ändern.
Aromorphosen oder allgemeine Degeneration führen als seltene Prozesse in der Evolution zu einer Zunahme oder Abnahme der morphologischen und physiologischen Organisation von Organismen und ihrer Besetzung einer höheren oder niedrigeren Anpassungszone. Innerhalb dieser Anpassungszonen beginnen sich private Anpassungen (Idioadaptation) aktiv zu entwickeln, die eine subtilere Anpassung von Organismen an bestimmte Lebensräume ermöglichen. Beispielsweise ermöglicht das Auftreten einer großen Gruppe von Mykorrhizapilzen ihnen, eine neue Anpassungszone zu besetzen, die mit einer großen Gruppe neuer Lebensräume für Pilze und Pflanzen verbunden ist. Dies ist eine biozönotische Aromorphose, gefolgt von einer Reihe besonderer Anpassungen (Idioadaptation) - Umsiedlung verschiedene Typen Pilze auf verschiedenen Wirtspflanzen (Steinpilze, Steinpilze, Steinpilze usw.).
Im Verlauf der Evolution kann biologischer Fortschritt durch Regression, Aromorphosen - durch allgemeine Degeneration ersetzt werden, und all dies wird von neuen Idioanpassungen begleitet. Jede Aromorphose und jede Degeneration bewirken die Umsiedlung von Organismen in neue Lebensräume, die durch Idioadaptation realisiert werden. Das ist das Verhältnis dieser Richtungen des Evolutionsprozesses. Basierend auf diesen evolutionären Transformationen besetzen Organismen neue ökologische Nischen und besiedeln neue Lebensräume, das heißt, ihre aktive adaptive Strahlung tritt auf. Beispielsweise verursachte die Entstehung von Wirbeltieren an Land (Aromorphose) ihre adaptive Radiation und führte zur Bildung vieler taxonomischer und ökologischer Gruppen (Räuber, Pflanzenfresser, Nagetiere, Insektenfresser usw.) und neuer Taxa (Amphibien, Reptilien, Vögel, Säugetiere). ).
Allgemeine Merkmale der Evolutionsrichtungen durch Veränderung des Organisationsniveaus und der Art des Wohlstands der Arten.
Konvergenz und Divergenz
Eine Analyse des Speziationsmechanismus zeigt, dass das Ergebnis dieses Prozesses das Auftreten einer oder mehrerer (zwei, drei oder mehr) eng verwandter Arten ist.
Wenn man die Evolution als Ganzes betrachtet, kann man sehen, dass ihr Ergebnis die Vielfalt der auf der Erde lebenden Organismen ist. Daher können basierend auf den Ergebnissen des Evolutionsprozesses zwei Arten von Evolution unterschieden werden - Mikroevolution und Makroevolution.
Mikroevolution ist eine Reihe von Artbildungsprozessen, bei denen aus einer Art neue (eine oder mehrere) Arten von Organismen entstehen.
Die Mikroevolution ist sozusagen ein „elementarer Evolutionsakt“, der mit dem Erscheinen einer kleinen Anzahl von Arten aus einer Ausgangsart einhergeht.
Ein Beispiel für Mikro evolutionäre Prozesse Die Entstehung zweier Rassen des nachtaktiven Nachtfalters weist unterschiedliche Arten von Finken auf Galapagos Inseln, Küstenmöwenart an der Nordküste arktischer Ozean(von Norwegen bis Alaska) usw.
Die Zucht des „weißen ukrainischen Schweins“ kann als Beispiel für eine vom Menschen durchgeführte Mikroevolution dienen.
Das Ergebnis der Mikroevolution ist also die Entstehung neuer Arten aus der ursprünglichen Art, die aufgrund von Divergenz erfolgt.
Divergenz ist ein Vorgang der Divergenz von Merkmalen, durch den neue Arten entstehen oder im Laufe der Evolution entstandene Arten sich aufgrund der Anpassung dieser Arten an unterschiedliche Lebensbedingungen in verschiedenen Merkmalen voneinander unterscheiden.
Makroevolution - die Gesamtheit aller Evolutionsprozesse, als deren Ergebnis die ganze Vielfalt der organischen Welt entstanden ist; Diese Prozesse finden nicht nur auf Artebene statt, sondern auch auf der Ebene der Gattung, Familie, Klasse usw.
Das Ergebnis der Makroevolution ist die gesamte Vielfalt der modernen organischen Welt, die sowohl durch Divergenz als auch durch Konvergenz (Konvergenz von Merkmalen) entstanden ist.
Arten, die entstanden sind verschiedene Gruppen Organismen (z. B. Klassen) können konvergent sein, d.h. sie haben neben gewissen Unterschieden Gemeinsamkeiten verbunden mit der Anpassungsfähigkeit an eine Umgebung. Beispiele für konvergente Arten sind Haie, Wale und Ichthyosaurier (fossile Reptilien). Diese Arten haben eine fischähnliche Flossenform, an die sie angepasst sind aquatische Umgebung. Andere Beispiele für konvergente Organismen sind Schmetterlinge, Vögel und die Fledermäuse, da sie Flügel haben und an einen Luft-Boden-Lebensstil angepasst sind.
Folglich sind im Laufe der Makroevolution sowohl Divergenz als auch Konvergenz möglich.
Längst historische Entwicklung Makroevolution geführt drastische Veränderung die organische Welt als Ganzes. Ja, modern organische Welt deutlich von der des Proterozoikums oder Mesozoikums unterscheidet.
Wege und Richtungen der Evolution
Wie oben erwähnt, wird die Evolution auf zwei Arten durchgeführt - divergent und konvergent, und als Ergebnis dieser Prozesse Verschiedene Arten sowohl in Bezug auf ihren Organisationsgrad als auch auf die Art der Anpassung an Lebensräume. Daher werden drei Evolutionspfade je nach Art der Veränderung der Organisationsebene entstehender Organismen unterschieden: Idioadaptation, Aromorphose und Degeneration.
1. Aromorphose (Arogenese) - der Evolutionsweg, bei dem der Organisationsgrad der Organismen im Vergleich zu den ursprünglichen Formen zunimmt.
Zu den Aromorphosen gehören: die Entstehung photosynthetischer Organismen aus Heterotrophen; Aussehen mehrzellige Organismen von einzelligen; die Entstehung von Psilophyten aus Algen; das Auftreten von Angiospermen mit doppelter Befruchtung und neuen Schalen im Samen von Gymnospermen; die Entstehung von Organismen, die ihre Jungen mit Milch ernähren können usw.
2. Idioadaptation (Allogenese) - der Weg der Evolution, auf dem neue Arten auftreten, die sich in Bezug auf den Organisationsgrad nicht von der ursprünglichen Art unterscheiden.
Die Arten, die während der Idioadaptation entstanden sind, unterscheiden sich von den ursprünglichen in Merkmalen, die es ihnen ermöglichen, normal zu existieren verschiedene Bedingungen Lebensraum. Idioadaptation kann auf das Auftreten verschiedener Arten von Finken auf den Galapagos-Inseln zurückgeführt werden, in denen verschiedene Nagetiere leben unterschiedliche Bedingungen(Hasen, Erdhörnchen, mausähnliche Nagetiere) und andere Beispiele.
3. Degeneration (Katagenese) - der Weg der Evolution, in dem allgemeine Ebene neu entstandener Organismen wird reduziert.
In manchen Quellen werden die Entwicklungswege als Richtungen bezeichnet. In diesem Fall muss angegeben werden: die Richtung der Evolution entsprechend der Art der Veränderung der Organisationsebene, da es Evolutionsrichtungen entsprechend der Art des Wohlstands gibt. Von gegebenes Merkmal Es gibt zwei Richtungen - biologischer Fortschritt und biologischer Rückschritt.
biologischer Fortschritt- Dies ist eine solche Evolutionsrichtung, in der die Anzahl der Populationen, Unterarten zunimmt und sich das Verbreitungsgebiet (Lebensraum) ausdehnt diese Gruppe Organismen befinden sich in einem Zustand ständiger Speziation.
Derzeit befinden sich Säugetiere, Arthropoden (von Tieren), Angiospermen (von Pflanzen) in einem Zustand des biologischen Fortschritts. Biologische Fortschritte bedeuten keine Erhöhung des Organisationsgrades der Organismen, schließen sie aber auch nicht aus.
Biologische Regression - die Richtung der Evolution, in der die Reichweite und Anzahl der Organismen abnimmt, die Speziationsrate verlangsamt wird (die Anzahl der Populationen, Unterarten, Arten nimmt ab).
Derzeit in der Lage biologische Regression es gibt Reptilien, Amphibien (von Tieren), Farne (von Pflanzen). Gleichzeitig hat die menschliche Aktivität einen großen Einfluss auf den Zustand des Fortschreitens oder Rückschritts von Organismen. So sind viele Tierarten durch menschlichen Einfluss ausgestorben (z. B. Steller-Kuhrobbe, Auerochsen etc.).
Anpassungsfähigkeit von Organismen an Umweltbedingungen, ihre Arten und Relativität
Die erste wissenschaftlich fundierte Definition der Art stammt von Charles Darwin. Gegenwärtig wurde dieses Konzept vom Standpunkt aller aus geklärt moderne Theorien, auch aus genetischer Sicht. In der modernen Interpretation lautet der Wortlaut des Begriffs "Art" wie folgt:
Eine Art ist eine Sammlung aller Individuen, die die gleichen erblichen morphologischen und physiologischen Merkmale aufweisen, sich frei kreuzen und normal fruchtbare Nachkommen hervorbringen können, das gleiche Genom haben, den gleichen Ursprung haben, einen bestimmten Lebensraum besetzen und an die Bedingungen angepasst sind Existenz darin.
Die Kriterien für die Art und ihre ökologisches Merkmal wird weiter diskutiert. In diesem Unterabschnitt stellen wir den Mechanismus der Speziation vor.
Innerhalb von Populationen, bei verschiedenen Individuen dieser Populationen, aufgrund mutationsbedingter (erblicher) Variabilität, verschiedene Zeichen Daher weisen alle Individuen dieser Population gewisse Unterschiede voneinander auf.
Die Merkmale, die bei einzelnen Individuen auftreten, können für diesen Organismus in einem bestimmten Lebensraum entweder vorteilhaft oder schädlich sein. Im Laufe des Lebens überleben in der Regel diejenigen Individuen, die an einen bestimmten Lebensraum besser angepasst sind. Bei Individuen verschiedener Populationen sind diese Zeichen unterschiedlich, insbesondere wenn die Bedingungen ihrer Lebensräume sehr unterschiedlich sind.
Im Laufe der Zeit häufen sich die Merkmale, die Individuen einer Population von einer anderen unterscheiden, und die Unterschiede zwischen ihnen werden immer bedeutender. Als Ergebnis dieser Prozesse entstehen aus einer Ausgangsart mehrere Unterarten (ihre Anzahl entspricht der Anzahl der Artenpopulationen, die unter verschiedenen Umweltbedingungen leben - 2, 3 usw.).
Wenn verschiedene Populationen unter verschiedenen Existenzbedingungen ausreichend voneinander isoliert sind, kommt es nicht zu einer Vermischung von Merkmalen aufgrund von Hybridisierung von Individuen. Die Unterschiede zwischen Individuen verschiedener Populationen werden so signifikant, dass es möglich ist, die Entstehung neuer Arten festzustellen (ihre Individuen kreuzen sich nicht mehr und geben keine vollwertigen fruchtbaren Nachkommen).
Im Prozess der Speziation entstehen neue Arten, die gut an die Bedingungen ihrer Existenz angepasst sind, was den Menschen immer überrascht und erfreut hat, und Religiose Menschen gezwungen, die "Weisheit des Schöpfers" zu bewundern. Betrachten Sie die Essenz des Fitnessphänomens sowie die Relativität von Fitness.
Als Anpassung werden bestimmte Merkmale von Organismen bezeichnet, die es ihnen ermöglichen, unter bestimmten spezifischen Umweltbedingungen zu überleben.
Ein markantes Beispiel für Anpassungsfähigkeit ist die weiße Farbe des Hasen Winterzeit. Diese Färbung macht es vor dem Hintergrund der weißen Schneedecke unsichtbar.
Viele Organismen haben im Laufe der Evolution Merkmale entwickelt, aufgrund derer sie sich sehr gut an ihre Umgebung angepasst haben. Evolutionstheorie enthüllte die Ursache und den Mechanismus der Anpassungsfähigkeit des Organismus an die Bedingungen seiner Umgebung, zeigte das materialistische Wesen dieses Prozesses.
Der Grund für das Auftreten von Anpassungen an Umweltbedingungen ist die erbliche Variabilität, die unter dem Einfluss von Umweltbedingungen auftritt.
Die resultierenden Mutationen werden, falls nützlich, aufgrund des besseren Überlebens von Individuen mit diesen Merkmalen in den Nachkommen fixiert.
Ein klassisches Beispiel für die Entstehung der Anpassungsfähigkeit von Organismen an die Umwelt wurde in den Werken von Charles Darwin gezeigt.
In England gibt es eine Mottenbirkenmotte, die eine hellgelbe Farbe hat. Vor dem Hintergrund eines hellen Birkenstamms sind diese Schmetterlinge unsichtbar, daher bleiben die meisten von ihnen erhalten, da sie für Vögel unsichtbar sind.
Wenn im Bereich eines rußproduzierenden Unternehmens Birken wachsen, verdunkeln sich ihre Stämme. Vor ihrem Hintergrund machen sich helle Schmetterlinge bemerkbar, daher werden sie leicht von Vögeln gefressen. Im Verlauf einer langen vorübergehenden Existenz der Arten dieser Schmetterlinge traten aufgrund von Mutationen Formen mit dunkler Farbe auf. Dunkle Formen überlebten unter neuen Bedingungen besser als helle. So entstanden in England zwei Unterarten von Mottenschmetterlingen (helle und dunkle Formen).
Die Rekonstruktion der Produktion und die Verbesserung der Technologie unter Berücksichtigung der Anforderungen führten dazu, dass die Unternehmen aufhörten, Ruß zu emittieren und die Farbe der Birkenstämme zu ändern. Dies führte dazu, dass die dunklen Formen nicht an die neuen Bedingungen angepasst wurden und die von ihnen erworbene Eigenschaft nicht nur nicht nützlich, sondern sogar schädlich wurde. Daraus lässt sich schließen, dass die Fitness von Organismen relativ ist: Eine starke, auch kurzfristige Veränderung der Umweltbedingungen kann aus einem an die Umwelt angepassten Organismus einen unangepassten machen: zum Beispiel einen Schneehasen mit zu früh a Die Schneedecke wird vor dem dunklen Feld des Hintergrunds deutlicher sichtbar sein, als wenn sie in der Farbe "Sommer" (Grau) gemalt wäre.
Es gibt verschiedene Arten von Anpassungsfähigkeit in Organismen. Betrachten wir einige von ihnen.
1. Schutzfarbe - eine Farbe, die es dem Körper ermöglicht, vor dem Hintergrund der Umgebung unsichtbar zu sein.
Beispiele: Grünfärbung von Blattläusen vor dem Hintergrund von Grünkohlblättern; dunkle Färbung des Rückens des Fisches vor dunklem Grund bei Betrachtung von oben und helle Färbung des Bauches vor hellem Grund bei Betrachtung von unten; Fische, die im Dickicht der Wasservegetation leben, haben eine gestreifte Farbe (Hecht) usw.
2. Nachahmung und Verkleidung.
Mimikry ist die Tatsache, dass ein Organismus in seiner Form einem anderen Organismus ähnlich ist. Ein Beispiel für Mimikry ist die Wespenfliege, deren Körperform einer Wespe ähnelt und diese vor einer Gefahr warnt, die nicht besteht, da diese Fliege keinen Stachel hat.
Die Tarnung besteht darin, dass der Organismus die Form eines Objekts der Umgebung annimmt und unsichtbar wird.
Ein Beispiel sind Stabheuschrecken – Insekten, die wie Fragmente von Pflanzenstängeln geformt sind; es gibt Insekten, die eine blattähnliche Form haben usw.
3. Warnfarbe – eine helle Farbe, die vor Gefahren warnt. Beispiele: Farbstoff giftig Marienkäfer, Bienen, Wespen, Hummeln usw.
4. Spezielle Anpassungen von Pflanzen zur Durchführung von Bestäubungsprozessen. Windbestäubte Pflanzen haben lange, hängende Staubblätter, die länglich sind und herausragen verschiedene Seiten Narben von Stempeln mit Vorrichtungen zum Einfangen von Pollen und anderen Formen. Insektenbestäubte Pflanzen haben Blütenstände, leuchtende Farben und exotische Blütenformen, die sie anziehen eine bestimmte Art Insekten, die die Bestäubung durchführen.
5. besondere Formen tierisches Verhalten - bedrohliche Posen von manchmal harmlosen und manchmal gefährlichen Reptilien, Strauß, der seinen Kopf in den Sand steckt usw.
Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass durch die Häufung von durch Mutationen entstehenden Unterschieden zwar neue, an ihre Umwelt angepasste Arten gebildet werden können, diese Fitness aber relativ ist, da veränderte Bedingungen dazu führen, dass die Anpassungsfähigkeit des Organismus an diese verloren geht Umgebung.
Es gibt viele Hypothesen bzgl mögliche Wege Ursprung der wichtigsten Tierreiche. Betrachten wir die Hauptwege der historischen Entwicklung der Pflanzen- und Tierreiche, die unter diesem Gesichtspunkt am besten untersucht sind.
Die Artenzahl der derzeit existierenden Pflanzen erreicht 500.000, von denen etwa 300.000 blühen. Die ersten Autotrophen waren Blaualgen und teilweise Grünalgen. Ihre Überreste werden sogar in Felsen gefunden Archäisch Alter.
BEIM Proterozoikum Viele lebten in den Meeren verschiedene Vertreter grün u goldene Algen. Zur gleichen Zeit erschienen anscheinend am Boden haftende Algen. Auf der Oberfläche von leblosem Land entsteht der erste Boden, der durch die Einwirkung von abiotischem ( Klimabedingungen) und biotischen (Vorhandensein von Bakterien und Zyanid) Bedingungen.
BEIM Paläozoikum Im Pflanzenreich findet ein wichtiges evolutionäres Ereignis statt – Pflanzen ziehen an Land. In den frühen Perioden dieser Ära bewohnen Pflanzen jedoch noch hauptsächlich die Meere. Am Boden haften grüne und braune Algen, und in der Wassersäule befinden sich Kieselalgen, goldene Euglenoide. Am Ende Ordovizium und früh Silur und das Auftreten der ersten Landpflanzen - Psilophyten, die Küstengebiete mit einem durchgehenden grünen Teppich bedeckten, wurde festgestellt. Es gibt Umlagerungen im Leitungssystem und in den Hautgeweben von Pflanzen: eine Leitung Gefäßsystem mit schlecht differenziertem Phloem und Xylem, Cuticula und Stomata. Psilophyten wurden mit Hilfe von dichotom verzweigten unteren Achsen fester am Substrat befestigt. Einige haben primitive Blätter. Psilophyten nahmen eine Zwischenstellung zwischen terrestrischen Gefäßpflanzen und Algen ein.
Die weitere Entwicklung der Pflanzen unter terrestrischen Bedingungen führte zu einer Zunahme der Kompaktheit des Körpers, dem Auftreten von Wurzeln, der Entwicklung von Epidermisgewebe mit dicken Wänden, die mit wachsartigen Substanzen imprägniert waren, einer Änderung der Fortpflanzungs-, Verbreitungsmethoden usw.
Von dem Moment an, in dem sie an Land landen, entwickeln sich Pflanzen in zwei Hauptrichtungen: Gametophyt und Sporophyt. Die Gametophytenrichtung wurde durch Moose repräsentiert, die Sporophytenrichtung wurde durch andere Pflanzen repräsentiert. Der Sporophytenzweig erwies sich als besser an die terrestrische Lebensweise angepasst. Bei diesen Pflanzen verbesserten sich allmählich das Wurzel- und Leitungssystem, das Haut- und das mechanische Gewebe und wurden komplizierter. Bereits in Devon Es gibt üppige Wälder mit Schachtelhalmen, Bärlappen, Farnen und uralten Gymnospermen (Cordaiten).in Kohlenstoff Diese Wälder sind noch häufiger anzutreffen, und das Klima ist das ganze Jahr über feucht und gleichmäßig warm. Pflanzen erreichen eine Höhe von 40 m.
Im gleichen Zeitraum werden die ersten Samengehölze von Gymnospermen gefunden, deren Blüte zum Ende fällt Kohlenstoff – Perm Zeitraum. Ihr Unterschied zu farnähnlichen und schwimmähnlichen ist die Umwandlung von Megasporangium in eine Eizelle. Vollständige Freigabe bei einigen Pflanzen der Prozess der sexuellen Fortpflanzung aus Wasser. Daher wird die Bestäubung bei Gymnospermen durch den Wind durchgeführt, und nach der Befruchtung verwandelt sich die Eizelle in einen Samen, und die Samen haben Anpassungen für die Verbreitung durch Wind und Tiere.
Mesozoikum Die Ära ist geprägt von intensiven Bergbauprozessen: Ural, Tien Shan, Altai usw. Das Klima trocknet weiter aus und die Flächen der Ozeane und Meere schrumpfen. BEIM Trias die Entwicklung von Wüsten, das Aussterben von Riesenfarnen, baumartigen Schachtelhalmen und Bärlappen wurden festgestellt. BEIM Jura Zeitraum, vor dem Hintergrund der Blüte von Gymnospermen, erscheinen die ersten Angiospermen und Bennetit- ein Prototyp von Blütenpflanzen.
Angiospermen breiten sich allmählich aus und erobern alle Kontinente, was mit einer Reihe von Vorteilen verbunden ist. Angiospermen haben ein hoch entwickeltes Leitsystem, eine Blüte und eine Frucht (der Embryo wird mit einem Vorrat versorgt Nährstoffe). Im Laufe der Evolution erfährt die Blume erhebliche Veränderungen. Pflanzen mit Fremdbefruchtung wurden bevorzugt. Bestäuber wurden vom Aroma des Nektars, der leuchtenden Farbe der Blume, angezogen.
KänozoikumÄra gilt als die Blütezeit der Angiospermen. Zu Beginn des Känozoikums herrscht noch ein warmes Klima. Im Neogen und Paläogen werden die Anden, die Pyrenäen, der Himalaya, das Mittelmeer, Schwarze, Kaspische und Aralsee. Es werden botanische und geografische Gebiete gebildet, die den modernen nahe kommen. Im Norden überwiegen Nadelwälder, im Süden Kastanien-Buchenwälder mit Beteiligung von Sequoia und Ginkgo. Ganz Europa war mit üppigen Wäldern aus Eichen, Birken, Kiefern, Kastanien, Buchen, Weinreben, Walnüssen usw. bedeckt. Das Klima ist warm und gemäßigt.
Im Quartär Känozoikum (vor 2-3 Millionen Jahren), die Niederschlagsmenge nahm zu und die Vereisung eines bedeutenden Teils der Erde begann, was zum Aussterben oder Rückzug der wärmeliebenden Tertiärvegetation nach Süden führte. Kälteresistente krautige und strauchartige Pflanzen traten auf. Auf der weite Gebiete Wälder wurden durch Steppe, Halbwüste und Wüste ersetzt. Die Vegetation erscheint mit ausgeprägter Saisonalität im Entwicklungszyklus und es bilden sich moderne Phytozenosen.
Die Hauptmerkmale der Evolution des Pflanzenreichs sind also folgende:
1. Übergang von haploid zu diploid. Bei vielen Algen und Moosen sind alle Zellen (außer der Zygote) haploid. Bei Farnen ist noch ein eigenständiger Gametophyt vorhanden, aber bereits bei Gymnospermen und Angiospermen wird eine vollständige Reduktion des Gametophyten und ein Übergang in die diploide Phase beobachtet.
2. Die Befreiung des Prozesses der sexuellen Fortpflanzung aus der Anwesenheit von Wasser.
3. Differenzierung des Körpers mit dem Übergang zu irdischen Bedingungen: Wurzel, Stängel, Blatt.
4. Spezialisierung der Bestäubung (Insekten).
Arten evolutionärer Veränderungen.
Zu den wichtigsten Arten evolutionärer Veränderungen gehören: Parallelität, Konvergenz und Divergenz.
Parallelität ist eine evolutionäre Veränderung, die zur Bildung ähnlicher Merkmale in verwandten Organismen führt. Zum Beispiel wechselten unter Säugetieren Wale und Flossenfüßer unabhängig voneinander zum Leben in der aquatischen Umwelt und erwarben die entsprechenden Anpassungen - Flossen. Bekannt allgemeine Ähnlichkeit beziehungslos haben Säugetiere tropische Zone, die auf verschiedenen Kontinenten unter ähnlichen klimatischen Bedingungen leben (Abb. 89).
Konvergenz ist eine Art evolutionäre Veränderung, durch die nicht verwandte Organismen ähnliche Merkmale erhalten (Abb. 90). Zwei oder mehr Arten, die nicht eng miteinander verwandt sind, werden immer mehr ähnlicher Freund auf einen Freund. Diese Art der evolutionären Veränderung ist das Ergebnis von Anpassungen an ähnliche Bedingungen. Außenumgebung.
Konvergente Veränderungen betreffen nur Organe, die in direktem Zusammenhang mit denselben Umweltfaktoren stehen. Chamäleons und Kletteragamen, die auf Ästen leben, sehen sehr ähnlich aus, obwohl sie unterschiedlichen Unterordnungen angehören. Bei Beutel- und Plazentasäugern entstanden durch eine ähnliche Lebensweise unabhängig voneinander ähnliche Strukturmerkmale. Ähnlich sind der Europäische Maulwurf und der Beutelmaulwurf, der Beuteltierflieger und das fliegende Eichhörnchen. Konvergente Ähnlichkeit wird sogar in Gruppen von Tieren beobachtet, die in der systematischen Position sehr weit voneinander entfernt sind. Vögel und Schmetterlinge haben Flügel, aber der Ursprung dieser Organe ist ein anderer. Im ersten Fall handelt es sich um veränderte Gliedmaßen, im zweiten um Hautfalten.
Divergenz ist das Größte allgemeiner Typ Evolutionsprozess, die Grundlage für die Bildung neuer systematischer Gruppen.
Divergenz (von lat.divergantia - Divergenz) - divergierende Entwicklung. Der Divergenzprozess wird üblicherweise als dargestellt evolutionärer Baum mit divergenten Zweigen (Abb. 91). Dies ist ein Bild von divergierender Evolution oder Strahlung: Ein gemeinsamer Vorfahr brachte zwei oder mehr Formen hervor, die wiederum die Vorfahren vieler Arten und Gattungen wurden. Divergenz spiegelt fast immer die Ausweitung der Anpassung an neue Lebensbedingungen wider. Die Klasse der Säugetiere zerfiel in zahlreiche Ordnungen, deren Vertreter sich in Struktur, Lebensweise und der Art der physiologischen und verhaltensbezogenen Anpassungen unterscheiden (Insektenfresser, Fledermäuse, Fleischfresser, Wale usw.).
Die Hauptrichtungen der Evolution.
Die Entwicklung der belebten Natur ging von einfach zu komplex und hatte progressiven Charakter. Damit einhergehend erfolgte die Anpassung der Arten an spezifische Lebensbedingungen, ihre Spezialisierung wurde durchgeführt.
Um die historische Entwicklung der organischen Welt zu verstehen, ist es wichtig, die Hauptlinien der Evolution zu bestimmen. Einen wesentlichen Beitrag zur Entwicklung des Evolutionsproblems leisteten die prominenten russischen Wissenschaftler A. N. Severtsov und I. I. Shmalgauzen. Sie fanden heraus, dass die Hauptrichtungen der Evolution Aromorphose, Idioadaptation und Degeneration sind (Abb. 92).
Aromorphose (von griech. airomorphosis – ich erhebe die Form) ist eine solche großangelegte, evolutionäre Veränderung, die zu einer allgemeinen Steigerung der Organisation führt, die Intensität des Lebens erhöht, aber keine enge Anpassung an stark begrenzte Existenzbedingungen darstellt. Aromorphosen bieten erhebliche Vorteile im Kampf ums Dasein und ermöglichen den Einzug neue Umgebung Lebensraum.
Aromorphosen bei Tieren umfassen das Auftreten einer Lebendgeburt, die Fähigkeit, eine konstante Körpertemperatur aufrechtzuerhalten, die Entstehung eines geschlossenen Kreislaufsystems und bei Pflanzen - das Auftreten einer Blume, eines Gefäßsystems, die Fähigkeit, den Gasaustausch aufrechtzuerhalten und zu regulieren Blätter.
Durch Aromorphose, groß systematische Gruppen, einen Rang höher als die Familie. Aromorphosen tragen zu einem erhöhten Überleben und einer verringerten Sterblichkeit in Populationen bei. Die Zahl der Organismen nimmt zu, ihr Verbreitungsgebiet erweitert sich, neue bilden sich. Bevölkerungen beschleunigt die Bildung neuer Arten. All dies ist die Essenz des biologischen Fortschritts oder des Sieges einer Art (einer anderen systematischen Einheit) im Kampf ums Dasein.
Idioadaptation (von griech. idios – eigentümlich und lat. adaptatio – Anpassung) ist eine kleine evolutionäre Veränderung, die die Anpassungsfähigkeit von Organismen an bestimmte Umweltbedingungen erhöht. Im Gegensatz zur Aromorphose geht die Idioadaptation nicht mit einer Änderung der Hauptmerkmale der Organisation, einer allgemeinen Erhöhung ihres Niveaus und einer Erhöhung der Intensität der Vitalaktivität des Organismus einher.
Beispiele für Idioadaptationen sind die Schutzfärbung von Tieren oder die Anpassung mancher Fische (Flundern, Welse) an das Leben am Grund – Abplattung des Körpers, Färbung an die Farbe des Bodens, Entwicklung von Fühlern und so weiter. Ein weiteres Beispiel sind Fluganpassungen bei einigen Säugetierarten (Fledermäuse, fliegende Eichhörnchen).
Ein Beispiel für Idioadaptation bei Pflanzen ist eine Vielzahl von Anpassungen an die Fremdbestäubung einer Blume durch Insekten oder Wind, Anpassungen an die Samenausbreitung.
Normalerweise entstehen im Laufe der Evolution durch Idioadaptation kleine systematische Gruppen – Arten, Gattungen, Familien. Die Idioadaptation führt ebenso wie die Aromorphose zu einer Zunahme der Artenzahl, Erweiterung des Verbreitungsgebiets, Beschleunigung der Speziation, also zu biologischem Fortschritt.
Viele moderne Arten werden vom biologischen Fortschritt erfasst. Zum Beispiel erreichte die Grenze der Verteilung des Hasen vor hundert Jahren im Norden die Linie St. Petersburg - Kasan und im Osten - bis zum Ural. Derzeit hat es sich im Norden - nach Zentralkarelien und im Osten - nach Omsk ausgebreitet. Heute sind etwa 20 seiner Unterarten bekannt.
In der Natur wird auch eine biologische Regression beobachtet. Er ist durch Merkmale gekennzeichnet, die dem biologischen Fortschritt entgegengesetzt sind: zahlenmäßiger Rückgang; Einengung des Bereichs; Rückgang der Artenzahl, Populationen. Dadurch kommt es häufig zum Artensterben.
Von den zahlreichen Zweigen der ältesten Amphibien blieben nur diejenigen übrig, die zur Bildung moderner Klassen von Amphibien und Reptilien führten. Die alten Farne und viele andere Pflanzen- und Tiergruppen verschwanden.
Mit der Entwicklung der menschlichen Zivilisation werden die Ursachen des biologischen Fortschritts und des biologischen Rückschritts zunehmend mit den Veränderungen in Verbindung gebracht, die der Mensch an den Landschaften der Erde vornimmt und die im Laufe der Evolution entstandenen Verbindungen zwischen Lebewesen und Umwelt auflöst.
Die menschliche Aktivität ist ein starker Faktor für den biologischen Fortschritt einiger Arten, die ihm oft schaden, und der biologischen Regression anderer, die für ihn notwendig und nützlich sind. Denken Sie an das Aufkommen vieler Insektenarten, die gegen Pestizide resistent sind, an krankheitserregende Mikroben, die gegen Medikamente resistent sind, an die Vermehrung von Blaualgen im Abwasser. Bei der Aussaat dringt der Mensch in Wildtiere ein, vernichtet großflächig viele Wildpopulationen und ersetzt sie durch wenige künstliche. Die zunehmende Ausrottung vieler Arten durch den Menschen führt zu ihrer biologischen Rückbildung, die sie vom Aussterben bedroht. Korrelation von Evolutionspfaden. Die Evolutionswege großer systematischer Gruppen (z. B. Typen und Klassen) sind sehr komplex. Oft findet in der Entwicklung dieser Gruppen ein sukzessiver Wechsel von einem Evolutionsweg zum anderen statt. Von allen betrachteten Wegen zum biologischen Fortschritt sind Aromorphosen die seltensten, die die eine oder andere systematische Gruppe auf eine qualitativ neue, höhere Entwicklungsstufe heben. Aromorphosen können als Wendepunkte in der Entwicklung des Lebens betrachtet werden. Für Gruppen, die entsprechende morphophysiologische Transformationen durchlaufen haben, eröffnen sich neue Möglichkeiten bei der Bewältigung der äußeren Umgebung.
Auf jede Aromorphose folgen viele Idioanpassungen, die eine vollständigere Nutzung aller verfügbaren Ressourcen und die Entwicklung neuer Lebensräume gewährleisten.
Vögel und Säugetiere haben unter den Landtieren eine dominierende Stellung eingenommen. Der Erwerb einer konstanten Körpertemperatur (Aromorphose) ermöglichte es ihnen, unter Vergletscherungsbedingungen zu überleben und weit in kalte Länder vorzudringen, die weitere Evolution setzte sich durch Idioanpassungen fort, was zur Entstehung neuer Arten führte, die verschiedene Lebensräume beherrschten.
Parallelität. Konvergenz. Abweichungen. Aromorphose. Idioadaptation. Allgemeine Degeneration. biologischer Fortschritt. biologische Regression.
1. Was sind die Hauptmerkmale des biologischen Fortschritts und der biologischen Regression? 2. Nennen Sie die wichtigsten Arten evolutionärer Veränderungen und geben Sie ihre Merkmale an. 3. Was sind die Hauptentwicklungsrichtungen?
Zusammenfassung des Kapitels
Die evolutionäre Idee ist, dass sich Lebewesen im Laufe der Zeit allmählich verändern. Charles Darwin enthüllte die wichtigsten Antriebskräfte Evolution: Vererbung, Variabilität und natürliche Selektion .
Vererbung ist die Eigenschaft aller Organismen, die Eigenschaften der Eltern zu bewahren und an die Nachkommen weiterzugeben.
Variabilität ist die Eigenschaft von Organismen, neue Eigenschaften zu erwerben. Laut Charles Darwin entspricht die Variabilität von Lebensformen Veränderungen der Umweltbedingungen, in denen sie leben.
Das Vorhandensein fortschrittlicher Eigenschaften ermöglicht es Organismen, Gewinner im Kampf ums Dasein zu sein. Sie überleben und haben den Vorteil, fortschrittliche Eigenschaften an ihre Nachkommen weiterzugeben. Darwin nannte diesen Vorgang natürliche Auslese.
Die erbliche Variabilität wird durch das Aussehen ständig aufrechterhalten Mutationen und genetische Rekombination- ein kontinuierlicher Gen-Shuffling-Prozess während der Bildung von Zygoten.
Wissenschaftler definieren Mikroevolution als gerichtete Veränderungen im Genpool einer Population, die durch die Häufigkeit des Vorkommens bestimmter Gene gekennzeichnet ist. Faktoren und Mechanismen, die Veränderungen im Genpool steuern, werden von der Populationsgenetik untersucht.
Die natürliche Auslese zerstört die weniger Fitten Genotypen , was zu einer Erhöhung der Anpassungsfähigkeit von Populationen an Umweltbedingungen führt. Die Stabilisierung der Selektion zielt darauf ab, die bereits vorhandenen Eigenschaften von Organismen zu erhalten. Fahrauswahl trägt zur Veränderung der Eigenschaften von Organismen bei. Disruptive Selektion führt zur Entstehung von Polymorphismus, der die Existenzmöglichkeit unter verschiedenen Umweltbedingungen gewährleistet.
Reproduktive Isolationsmechanismen (Isolationsmechanismen) führen zu Einschränkungen beim Austausch von genetischem Material zwischen Populationen. Die Fixierung der reproduktiven Isolation wird durch natürliche Selektion unterstützt. Eine neue Art kann als Folge der Zerstückelung des Verbreitungsgebiets einer Population oder Populationsgruppe durch physische Barrieren entstehen. Diese Art des Auftretens neuer Arten wird als allopatrische Speziation bezeichnet. Es wird normalerweise im peripheren Teil des Verbreitungsgebiets der ursprünglichen Art beobachtet. Die zweite Art der Speziation wird sympatrisch genannt. In diesem Fall können die isolierenden Mechanismen einer Gruppe von Lebewesen von einer anderen plötzlich auftreten, als Folge von chromosomal Umlagerungen im Genotyp (z. B. Polyploidie).
Der Prozess der Bildung größerer systematischer Gruppen, Gattungen, Familien, Ordnungen usw. wird als Makroevolution bezeichnet. Die Makroevolution findet über riesige Zeiträume statt und ist daher nicht für direkte Studien verfügbar.
Die gleichen Prozesse laufen in der Makroevolution ab: die Bildung phänotypischer Veränderungen, der Kampf ums Dasein, die natürliche Selektion, das Aussterben der am wenigsten angepassten Formen.
Im Verlauf der Evolution werden folgende charakteristische Arten evolutionärer Veränderungen unterschieden: Parallelität, Konvergenz und Divergenz. Die wichtigsten Evolutionslinien sind: Aromorphose, Idioadaptation, Degeneration.
Die Evolutionswege großer systematischer Gruppen (z. B. Typen und Klassen) sind sehr komplex. Oft gibt es in der Entwicklung dieser Gruppen einen Wechsel von einer Evolutionslinie zur anderen.
Frage 1. Was sind die Hauptrichtungen der Evolution von Organismen?
Es gibt drei Hauptrichtungen der Evolution, die jeweils zum Gedeihen einer Gruppe von Organismen führen: 1) Aromorphose (morphophysiologischer Fortschritt); 2) Idioadaptation; 3) allgemeine Degeneration.
Aufgabe 2. Nennen Sie Beispiele für Aromorphosen in Pflanzen.
Ein Beispiel für Aromorphose in Angiospermen dienen kann:
Doppelte Befruchtung.
Die Samen liegen in der Frucht und die Samenanlagen befinden sich im Eierstock.
Gefäßbildung.
Frage 3. Betrachten Sie die Abbildungen 66 und 67. Nennen Sie Beispiele für Idioadaptationen bei Säugetieren.
Je nach Lebensumständen und Lebensstil erfährt das fünffingrige Glied der Säugetiere zahlreiche Veränderungen. Die Formen der Gliedmaßen von Vertretern der Ordnungen von Nagetieren und Hasentieren sind vielfältig. Ebenso die Unterschiede Aussehen und Details der Struktur von Tieren, die zu den Ordnungen der Paarhufer und Hühneraugen gehören, werden durch die ungleichen Bedingungen ihrer Existenz verursacht.
Frage 5. Stimmen Sie der Aussage zu, dass allgemeine Degeneration zu biologischem Wohlstand und Erfolg beitragen kann? Rechtfertige deine Antwort.
Frage 6. Welcher biologische Mechanismus sorgt für die Bewegung von Organismengruppen in eine bestimmte Evolutionsrichtung?
Natürliche Selektion und Konkurrenz sorgen für die Bewegung von Organismengruppen in eine bestimmte Evolutionsrichtung.
Frage 7. Kann argumentiert werden, dass Evolution sowohl progressiv als auch regressiv sein kann? Begründen Sie die Antwort.
Diese Aussage ist wahr, da die Evolution in zwei Richtungen fortschreiten kann – progressiv und regressiv. Das Ergebnis dieser Bewegung ist die Anpassungsfähigkeit von Organismen an sich ändernde Umweltbedingungen.
biologischer Fortschritt. Im Allgemeinen ist Evolution ein Prozess der Entwicklung von niedrigeren zu höheren Formen, von einfach zu komplex. Akademiker A. N. Severtsov betonte die Existenz von biologischem Fortschritt und biologischer Regression in der Entwicklungsgeschichte der organischen Welt.
biologischer Fortschritt- Es ist ein Erfolg bestimmten Typ oder systematische Gruppen im Kampf ums Dasein. Die wichtigsten Anzeichen des biologischen Fortschritts: a) eine Zunahme der Anzahl von Individuen systematischer Gruppen; b) Erweiterung des Sortiments; c) die Bildung einer neuen Population, Sorte, Art.
Richtungen biologische Evolution. Die Akademiker A. N. Severtsov und I. I. Shmalgauzen identifizierten drei Richtungen der biologischen Evolution, die zum biologischen Fortschritt führen:
1. Aromorphose (Arogenese).
2. Idioadaptation (Allogenese).
3. Degeneration (Katagenese).
1. Aromorphose(griechisch air o- "erheben", morpha - "formen") oder morphophysiologischer Fortschritt, die Komplikation der Struktur von Individuen, die Entwicklung von Anpassungen an das Leben. Stellen Sie sich das Ergebnis der Aromorphose vor
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Tabelle 2
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Notiz. Die in der Tabelle angegebenen Materialien sind den Entwicklungsepochen entsprechend angegeben.
in Form einer Tabelle (Tabelle 2). Als Ergebnis der Aromorphose werden neue systematische Gruppen gebildet: Typen und Klassen.
Auf der Grundlage wird Aromorphose gebildet erbliche Variabilität und natürliche Selektion. Eine Zunahme der allgemeinen Aktivität von Tieren trug zum Auftreten komplexer Veränderungen in den Atmungsorganen bei: Kiemen, Lunge. Die Herzen von Fischen, Vögeln und Säugetieren sind komplizierter geworden. All dies trug zum aktiven Leben der Tiere bei und verringerte ihre Abhängigkeit von Umweltbedingungen. Große systematische Gruppen - Typus, Klasse, Ordnung - wurden im Laufe der langen Evolution durch Aromorphose gebildet. Die Aromorphose ist der Hauptweg zum biologischen Fortschritt.
Evolution Kreislauf- Dies ist eine Komplikation von den röhrenförmigen Blutgefäßen der Lanzette zu einem Herz mit zwei, drei, vier Kammern. In der Evolution der Säugetiere lassen sich mehrere große Aromorphosen unterscheiden: Lebendgeburt, Warmblüter, fortschreitende Entwicklung des Kreislaufsystems (Bildung des großen und kleinen Blutkreislaufs) und des Gehirns (Abb. 32). Das hohe allgemeine Organisationsniveau der Säugetiere, das aufgrund der aufgeführten aromorphen Veränderungen erreicht wurde, ermöglichte es ihnen, alle zu meistern mögliche Umgebungen Lebensräume (Arktis, Antarktis) und führten schließlich zum Auftreten höhere Primaten und ein Mensch.
Reis. 32. Aromorphose der Wirbeltiere
Pflanzenaromorphose:
1) Übergang von der Vermehrung durch Sporen zur Vermehrung durch Samen; 2) Blütenentwicklung; 3) die Bildung einer Frucht aus Blüten; 4) Reproduktion im Wasser und an Land; 5) Komplikation der Struktur von Pflanzen.
Die Aromorphose ist der Hauptevolutionsweg, der in folgende Richtung geht:
a) von einzellig zu mehrzellig;
b) von einem zweischichtigen zu einem dreischichtigen Organismus;
hier niedrigere Level zu Akkorden.
2. Idioadaptation- Allogenese (griechisch idios - "Merkmal", lateinisch adaptatio - "Anpassung"), d.h. Anpassung an spezielle Bedingungen Umwelt, nützlich im Kampf ums Dasein, aber ohne eine grundlegende Umstrukturierung ihrer biologische Organisation. Da ist jede Art von Organismus in bestimmte Orte Wohnen, entwickelt es eine Anpassung an diese Bedingungen. Beispiele für Idioadaptation sind die Schutzfärbung von Tieren, Drüsenhaare, Stacheln von Pflanzen, die flache Körperform von Rochen und Flundern (Abb. 33).
Reis. 33. Beispiele für Idioadaptation: 1 - Flunder; 2 - Rampe
Je nach Lebensstil ändern sich die Gliedmaßen der Vögel: Bei einer Eule sind die Finger angepasst, um Nahrung zu fangen (die gleichen vier Finger), bei einem Specht - für die freie Bewegung entlang eines Baumstamms, bei einem Storch sind lange Gliedmaßen angepasst Bewegung in einem Sumpf. Zu typische Beispiele idioadaptation umfassen: Merkmale in der Struktur der Gliedmaßen (Maulwurf, Huftiere, schwimmend), Unterschiede im Schnabel von Vögeln (bei Raubtieren - gebogen, Sumpf - sehr lang, bei Nussknackern - Kreuzung, zum Spalten von Samen). Die Schutzfärbung verschiedener Insekten, Fische, in Pflanzen, die Anpassung einer Blume zur Bestäubung, Früchte und Samen zur Verbreitung. Die Lanzette und Wirbeltiere hatten gemeinsamer Vorfahre, wahrscheinlich ein schädelloses Tier. Das Lanzettchen hat bis heute nur dank seiner Anpassung an den sandigen Meeresboden überlebt. Viele Arten mit einem ähnlichen Organisationsgrad konnten Eigenschaften erwerben, die es ihnen ermöglichten, völlig unterschiedliche Orte in der Natur einzunehmen. Zum Beispiel leben einige Fischarten darin frisches Wasser, andere - in Salz, andere - in tiefe Schichten Reservoir.
Skat - knorpeliger Fisch, die in tiefen Gewässern lebten, wurden am Grund zum Leben erweckt. Im Laufe der Evolution nahm der Stachelrochen mit zunehmendem Wasserdruck eine flache Körperform an. Aufgrund der langsamen Bewegung verlor der Stachelrochen seinen Schwanz und wurde für Feinde verfügbar. Daher entstand eine Schutzfärbung, die der Farbe des Sandbodens (Sand, Muscheln) und der Schwanzspitzen entspricht. Der dunkle Boden trug zur Bildung einer elektrischen Orgel bei. Die wichtigsten strukturellen Merkmale, die für Fische charakteristisch sind, haben sich jedoch nicht geändert.
biologischer Fortschritt. Aromorphose. Idioadaptation. Degeneration.
1. Biologischer Fortschritt ist eine Steigerung der Fitness von Organismen, die zu einer hohen Anzahl von Individuen in einer systematischen Gruppe führt, Erweiterung des Verbreitungsgebiets und Aufteilung in untergeordnete systematische Gruppen, Anpassung der Population und Arten an den Lebensraum.
1. Wie verstehen Sie biologischen Fortschritt?
2. Nennen Sie die Hauptrichtungen der Evolution der Organismen.
1. Welche Art von biologischer Evolution erhöht den Organisationsgrad von Organismengruppen?
2. Nennen Sie Beispiele für Aromorphose.
1. Was ist Idioadaptation?
2. Zerlegen Sie die Struktur von Fischen, Fröschen, Eidechsen, Vögeln und Affen separat (Abb. 32).
Labor Nr. 5
Analyse von Beispielen für Aromorphose, Idioadaptation von Pflanzen und Tieren
Ausrüstung: Herbarien von Sporenpflanzen (Moos, Kochbananen, Koniferen), Angiospermen (alle Blütenpflanzen); Pflanzen mit Dornen, Haare (Kameldorn, Wildrose), Zeichnungen von Schnäbeln und Beinen von Vögeln, Tiere mit einer schützenden (maskierenden) Farbe, Rochenfische.
Aufgaben in Bearbeitung.
1. Analyse der Hauptmerkmale von Sporen und Angiospermen, Verstehen der Aromorphosen von Pflanzen.
2. Bestimmung der Idioadaptation durch Pflanzendorn und Drüsenfasern.
3. Analysieren Sie Beispiele für Idioadaptation: die Struktur des Schnabels und der Beine von Vögeln, die unter verschiedenen Umweltbedingungen leben.
4. Die Ursachen der Idioadaptation in der Struktur des Rochenfisches zu identifizieren.
Bezieht sich das Auftreten einer Mesodermschicht bei Würmern auf Aromorphose? Wenn ja, welche Würmer?
1. Analysieren Sie das Phänomen der Aromorphose in der Struktur des Herzens von Wirbeltieren.
2. Welche Möglichkeiten gibt es, biologischen Fortschritt zu erzielen?
3. Welche Komplikationen sind in der Struktur von Säugetieren mit progressivem Entwicklungspfad aufgetreten?
4. Was ist die größte Aromorphose bei Pflanzen?
5. Ändert es sich biologische Ebene Struktur von Organismen während der Idioadaptation?
6. Nennen Sie Beispiele für Idioadaptation in Pflanzen.
