Author Archive > admin

75. Методы изучения эволюции

«метод тройного параллелизма» - сопоставление данных сравнительной анатомии взрослых современных организмов, сравнительной эмбриологии и палеонтологии. Значение данных сравнительной анатомии. Роль сравнительной анатомии состоит в том, что она позволяет изучать не только скелеты, но и мягкие ткани. Это расширяет круг сравниваемых признаков и делает сравнение надежным. Н-р, у земноводных сердце трехкамерное — два предсердия и один желудочек. У пресмыкающихся — черепах, ящериц и змей — есть межжелудочковая перегородка, но она не полностью разделяет желудочек сердца. В результате артериальная кровь от легких и венозная кровь от остального тела перемешиваются, хотя и не так сильно, как у земноводных. Однако все органы пресмыкающихся все равно снабжаются смешанной кровью, лишь наполовину обогащенной кислородом. У птиц и млекопитающих перегородка полностью оделяет друг от друга правый и левый желудочки. При этом у птиц артериальная кровь из легких поступает в правый желудочек, а у млекопитающих — в левый. На основании такого сравнения уже можно сказать, что организация пресмыкающихся выше, чем у земноводных, у птиц и млекопитающих она выше, чем у пресмыкающихся, но птицы и млекопитающие возникли от рептилий независимо друг от друга. Сравнительно-анатомические исследования дают приблизительную картину филогенеза. Они позволяют сказать, какие из современных форм продвинулись по пути эволюции дальше, а какие эволюционировали медленнее, и дать оценку степени родства между современными таксонами. Сравнительно-анатомический подход позволяет построить ряд современных форм, располагая их в порядке эволюционной примитивности — продвинутости. Позволяет он оценить и степень родства, а тем самым высказать предположение о наличии более или менее отдаленных общих предков у сравниваемых групп. Значение данных эмбриологии.. Возможность использования данных сравнительной эмбриологии основана на явлении рекапитуляции - в онтогенезе потомков довольно часто повторяются признаки, свойственные их предкам. Примером рекапитуляции может служить закладка жаберных щелей в эмбриогенезе всех высших позвоночных — пресмыкающихся, млекопитающих и птиц. Жаберные щели возникают и затем рассасываются в раннем развитии этих животных. Они нужны для того, чтобы сформировались кровеносные сосуды головы — сонные артерии и яремные вены, произошедшие от жаберных артерий и вен. Эта рекапитуляция подтверждает происхождение пресмыкающихся от земноводных, у которых жабры функционируют на стадии личиночного развития. Кладистический метод, Т. е. оценка родственных связей таксонов. Например, при исследовании структуры нуклеиновых кислот у различных групп бактерий, удалось выявить архебактерии — наиболее примитивные и наиболее древние прокариоты. Данные молекулярной биологии.

Исследование структуры нуклеиновых кислот и других макромолекул стало в настоящее время одним из важнейших дополнений к методу тройного параллелизма. По последовательности аминокислот в хорошо изученном белке цитохроме c было показано, что черепахи ближе к птицам, чем к другим современным пресмыкающимся. Рыбы удаляют конечные продукты азотного обмена в основном в виде аммиака (NH3). Аммиак хорошо растворим в воде и выделяется через жабры. У наземных позвоночных жабр нет, поэтому у них сформировалась сложная система ферментов, превращающая аммиак в мочевую кислоту (птицы, многие пресмыкающиеся) или в мочевину (взрослые земноводные, многие млекопитающие), которые выводятся из организма через почки. Земноводные на стадии личинки, живущей в воде, выделяют аммиак, который выводится через жабры. На стадии метаморфоза включается система ферментов, синтезирующих мочевину, и эта система функционирует затем в течении всей жизни животных.

76. Макро — и микроэволюция

МИКРОЭВОЛЮЦИЯ, совокупность эволюционных процессов, протекающих внутри отдельных или смежных популяций вида, приводящих к изменению генетической структуры этих популяций, возникновению различий между организмами и образованию новых видов. МАКРОЭВОЛЮЦИЯ, эволюция надвидовых таксонов. В широком смысле это вся эволюция жизни на Земле. Термин — макроэволюция — был предложен Филипченко. Поскольку виды являются генетически изолированными системами, макроэволюция, в отличие от микроэволюции, оказывается необратимой. Сложились три точки зрения на взаимосвязь микро - и макроэволюции. 1) макроэволюция представляет собой всего лишь длительную микроэволюцию. Такой подход характерен для классического дарвинизма и неодарвинизма. Палеонтологические данные свидетельствуют о значительных различиях в темпах возникновения и вымирания различных таксонов в разное время. Возникновение альтернативной точки зрения, основанной на принципиальном различии механизмов микро - и макроэволюции. Таковы, например, различные теории ортоламаркизма или сальтационизма. 3) макроэволюционный процесс заключается в регуляции скорости и направленности микроэволюционного. На скорость эволюции влияют размеры ареала и популяционная структура группы, место вида в трофических цепях, его численность и скорость размножения. Широко распространенные группы со сложной популяционной структурой эволюционируют быстрее. Изменение организма как целого обеспечивается корреляциями. Они основаны на взаимовлиянии частей генома, согласованном возникновении структур в ходе эмбриогенеза и компенсационном развитии или ослаблении отдельных органов и частей в постэмбриональном развитии. Для каждой группы организмов характерна своя система корреляций, складывавшаяся в ходе эволюции под влияние предшествующих. В эволюции одних групп организмов согласованное изменение органов определяется адаптациями к условиям среды. Например, для бесхвостых амфибий в связи со способом охоты характерна обратная корреляция между длиной ног и языка, не обусловленная взаимосвязью ног и языка как органов. У других организмов, напротив, эволюционирующие системы органов жестко связаны друг с другом, что проявляется в существовании эволюционно устойчивых планов строения. Адаптивное изменение одних систем органов может приводить к согласованному изменению других. Северцов различал ароморфоз, идиоадаптацию и дегенерацию. Любая из этих форм ведет к биологическому прогрессу группы. Ароморфозы сопровождаются морфологическим прогрессом, при идиоадаптациях не происходит существенного изменения уровня организации, а при дегенерации наблюдается морфофизиологический регресс. Длительность и необратимость макроэволюции делает невозможной экспериментальную проверку теоретических положений, описывающих этот процесс. Теории макроэволюции, в отличие от микроэволюционных построений, более разнообразны и во многом — противоречивы.

77. Вид и видообразование

Видом называется совокупность особей, сходных по строению, имеющих общее происхождение, свободно скре­щивающихся между собой и дающих плодовитое потом­ство. Все особи одного вида имеют одинаковый кариотип, сходное поведение и занимают определенный аре­ал обитания. Одна из важных характеристик вида — его репро­дуктивная изоляция, т. е. наличие механизмов, препятствующих скрещиванию с особями других видов и вследствие этого предотвращающих поток генов извне. Сроки размножения у близких видов могут не сов­падать. Если сроки одни и те же, то не совпадают пред­почитаемые места размножения. У многих видов животных существует строгий ритуал поведения при спаривании. Если у одного из потенциальных партнеров для скре­щивания ритуал поведения отклоняется от видового, спаривания не происходит. Известный пример — мул — гибрид лошади и осла. Мул бесплоден из-за нарушений в мейозе: негомологичные хромосомы не конъюгируют. Перечисленные механизмы, предотвра­щающие обмен генами между видами, имеют неодина­ковую эффективность, но в комплексе в природных ус­ловиях они создают практически непроницаемую гене­тическую изоляцию между видами. Популяции всегда представляют собой динамические систе­мы, В которых с течением времени может меняться сте­пень давления различных факторов и меняться давление этих факторов. Под влиянием давления элементарных эволюцион­ных факторов внутри видового ареала могут возникать устойчивые изменения генотипического состава популя­ций. В местах более сильной изоляции эволюционные явления могут накапливаться в популяциях, определяя возникновение различий. Возникновение различий между по­пуляциями может приводить к образованию внутривидовых форм — подвидов. Подвид — Это группа популяций данного вида, достаточно резко отличающаяся' От всех других групп популяций внутри вида. Признаки, по которым отличаются друг от друга подвиды, могут быть разнообразными, начиная от особенностей строения и внешнего вида и кончая особенностями физиологии или поведения животных. Между подвидами внутри вида возможен обмен особями. До тех пор, пока особи из разных популяций внутри вида могут скрещи­ваться друг с другом в природе и давать плодовитое потомство вид остается единым. Возникновение изоляции между разными частями ви­дового населения означает разделение одного вида на два — процесс видообразования. ВИдообразование — Это разделение во времени или пространстве прежде единой видовой формы на две или несколько.

78. Аро — и аллогенез

Арогенезом Называют путь эволюции, который характеризуется Повы­шением организации, Развитием Приспособлений ши­рокого значения, расширением среды обитания.

Повышение организации характеризуется следующи­ми чертами: 1) усилением жизнедеятельности организ­ма; 2) большей дифферен­циацией его частей; 3) боль­шей целостностью организма; 4) развитием более активных способов борьбы за существование; 5) усовершенствованием нервной системы и органов чувств.

У млекопитающих разделение сердца на правую и левую половины с двумя кругами кровообращения, наблюда­ется увеличение рабочей емкости легких; дифференцировка и специализация органов пищеварения мле­копитающих приводит к более полному использованию пищевых веществ; усложнение головного мозга и обострение органов чувств спо­собствуют развитию реакций поведения. Другим примером могут слу­жить такие ароморфозы, как образование поперечнополосатой мускулатуры, развитие ходильных конечностей и крыльев у насе­комых. Эти ароморфозы открыли перед насекомыми возможно­сти завоевания суши и частично воздуха.

Аллогенез. Этот путь эволюции свя­зан с проникновением организмов в какие-либо дифференциро­ванные условия среды в результате развития Частных приспособ­лений. Аллогенезы многообразны и выражают собой многообразие дивергентной эволюции какой-ли­бо группы в период ее процветания. Аллогенная эволюция Ведет к быстрому повышению численности, многообразию видового со­става, к полноте приспособлений, к высокому жизненному потен­циалу. В других случаях организмы Более узкоспециализированы, например, хамелеоны, способные жить только на тонких ветвях деревьев тропических и субтропических лесов, или ленивцы, которые нежизнеспособны вне леса. ных условий; таковы глубоководные хищные рыбы, нежизнеспо­собные в верхних слоях воды. Узкоспециализованные аллогенезы называют Телогенезами. Телогенная организация дает ее облада­телю определенные преимущества только Пока существует дан­ная среда. Аллогенная организация не заключает в себе указанной опасности.

79. Формы филогенеза

ФИЛОГЕНЕЗ - историческое развитие организмов, в отличие от онтогенеза— индивидуального развития организмов. Выделяют первичные и вторичные формы филогенеза. Первичные формы представлены филитической эволюцией и дивергенцией. Любая крупная группа, возникающая на пути арогенеза, в дальнейшем развивается по пути аллогенеза, т. е. Дивергентно. Движет дивергенцию естественный отбор. Дивергирование становит­ся формой видового приспособления, снижающего элиминацию. Оно становится биологической необходимостью, условием су­ществования вида. Дивергенция есть форма разви­тия вида. Существование и развитие вида неразрывно связаны. Вид в процессе развития диф­ференцируется на виды-потомки и прекращает свое существование. В этих условиях дивергенция расши­ряет свои рамки: она превращается из внутривидовой во внутри-родовую. Дальнейшая эволюция видов ведет к образованию новых родов, семейств, отрядов, классов и т. п. Этот путь дивергирования — самая общая черта эволюции всех естественных групп организмов, и он ведет к увеличению «суммы жизни» на нашей планете. Дивергенция видов есть дивергенция приспособительных сис­тем. Оно определяется как проникновение в различные частные среды. Например, класс млекопитающих в ходе дивергентной эво­люции занял все доступные ему среды обитания. Класс разделился по разным приспособительным направлени­ям. (Поэтому иногда явление диверген­ции групп в процессе эволюции называют Коадаптивной радиацией.) Филитическая – Это постепенное изменение филитической группы без дивергенции (эволюция конечности лошади). Смысл форм филогенеза состоит в том, что существует конвергентная эволюция и параллелизм. Конвергенция — процесс, противоположный дивергенции. Представители различных естест­венных групп попадали в одну и ту же среду. Сходство условий вызывало по­верхностное, конвергентное сходство меж­ду представителями различных естествен­ных групп. Без наличия дивергенции число случаев конвергенции было бы ограниченным. В более или менее одинаковых усло­виях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное строение. Такое сходство возникает при одинаковой функции и ограничивается лишь органами, на которые непосредственно влияют одни и те же факторы среды. У позвоночных животных конвергентное подобие обнаруживают ласты морских рептилий и млекопитаю­щих. Сходный образ жизни сумчатых и плацентарных млекопитающих привел их к формированию приспособлений путем конвергенции. Конвергентное сходство строения органов наблюдается у групп животных, далеко отстоящих друг от друга в сис­тематическом отношении. У организмов, обитающих в воздухе, имеются крылья для полета. Но крылья птицы и летучей мыши — измененные конечности, а крылья бабочки — вырост стенки тела.

Параллелизм. Если две группы видов развивались в разных направлениях, а значит, в разных условиях, но в дальней­шем, уже после дивергенции, проникли в одну и ту же среду, то развитие их приспособлений будет идти теперь уже не дивергентно, а парал­лельно. Такие случаи называют Параллелизмами. У вымерших представителей от­ряда липоптерны по мере перехода их к степному образу жизни развитие однопалой конечности протека­ло так же, как у предков современной лошади, хотя они филогенетически далеки от линии лошадей.

Страница 147 из 642« Первая...102030...145146147148149...160170180...Последняя »