11 класс. Биология. Общие пути биологического прогресса

Комментарии преподавателя

 Пути биологического процесс

Одним из пер­вых ис­сле­до­ва­те­лей путей био­ло­ги­че­ско­го про­грес­са был оте­че­ствен­ный уче­ный Алек­сей Ни­ко­ла­е­вич Се­вер­цов (рис. 1).

Рис. 1. А.Н. Се­вер­цов

В на­сто­я­щее время вы­де­ля­ют сле­ду­ю­щие пути био­ло­ги­че­ско­го про­грес­са – аро­ге­нез, ал­ло­ге­нез и ка­та­ге­нез.

Аро­ге­нез (от греч. airo – под­ни­маю и genesis – раз­ви­тие) – эво­лю­ци­он­ный путь раз­ви­тия груп­пы ор­га­низ­мов, свя­зан­ный с по­вы­ше­ни­ем слож­но­сти их ор­га­ни­за­ции (по­яв­ле­ни­ем новых ор­га­нов или услож­не­ни­ем био­хи­ми­че­ских и фи­зио­ло­ги­че­ских про­цес­сов).

Аро­ге­нез обыч­но со­про­вож­да­ет­ся раз­ви­ти­ем при­спо­соб­ле­ний ши­ро­ко­го на­зна­че­ния и рас­ши­ре­ни­ем среды оби­та­ния.

 Ароморфозы

Кон­крет­ные мор­фо­фи­зио­ло­ги­че­ские из­ме­не­ния, опре­де­ля­ю­щие аро­ге­нез той или иной груп­пы, на­зы­ва­ют­сяаро­мор­фо­за­ми. 

С круп­ны­ми древни­ми аро­мор­фо­за­ми свя­за­но по­яв­ле­ние круп­ных си­сте­ма­ти­че­ских под­раз­де­ле­ний: на­дцарств, царств, типов.

С более позд­ни­ми и не столь зна­чи­тель­ны­ми аро­мор­фо­за­ми свя­за­но об­ра­зо­ва­ние под­ти­пов и клас­сов.

При­ме­ры круп­ных аро­мор­фо­зов:

1. Воз­ник­но­ве­ние мем­бран­ных ор­га­нелл. По­яв­ле­ние «на­дцар­ства эу­ка­ри­о­ты».

2. Воз­ник­но­ве­ние мно­го­кле­точ­но­сти. По­яв­ле­ние новых под­царств.

3. Воз­ник­но­ве­ние осо­бых си­стем ор­га­нов. По­яв­ле­ние новых типов.

Ниже рас­смот­рим более мел­кие аро­мор­фо­зы (бла­го­да­ря им воз­ник­ли под­ти­пы (под­от­де­лы) и клас­сы).

Жи­вот­ные

1. По­яв­ле­ние би­ла­те­раль­ной сим­мет­рии

2. Воз­ник­но­ве­ние кост­ной ткани

3. Пе­ре­ход на ле­гоч­ное ды­ха­ние

4. Фор­ми­ро­ва­ние двух кру­гов кро­во­об­ра­ще­ния

5. Фор­ми­ро­ва­ние по­я­сов ко­неч­но­стей и т. д.

Рас­те­ния

1. Воз­ник­но­ве­ние эпи­дер­ми­са, устьиц, про­во­дя­щей и ме­ха­ни­че­ской ткани.

2. За­ко­но­мер­ная смена по­ко­ле­ний в цикле раз­ви­тия.

3. Об­ра­зо­ва­ние цвет­ков и пло­дов, и т. д.

Эти аро­мор­фо­зы спо­соб­ство­ва­ли по­вы­ше­нию при­спо­соб­ля­е­мо­сти ор­га­низ­мов и воз­ник­но­ве­нию новых так­со­нов.

Такие аро­мор­фо­зы, как по­яв­ле­ние по­пе­реч­но­по­ло­са­той му­ску­ла­ту­ры и раз­ви­тие хо­диль­ных ко­неч­но­стей и кры­льев у на­се­ко­мых, от­кры­ли перед ними воз­мож­ность осво­ить сушу и воз­дух и по­лу­чить пре­иму­ще­ства перед жа­бер­но­ды­ша­щи­ми чле­ни­сто­но­ги­ми.

Аро­мор­фо­зы фор­ми­ру­ют­ся на ос­но­ве на­след­ствен­ной из­мен­чи­во­сти в ходе есте­ствен­но­го от­бо­ра и яв­ля­ют­ся при­спо­соб­ле­ни­я­ми ши­ро­ко­го зна­че­ния.

Они дают пре­иму­ще­ство в борь­бе за су­ще­ство­ва­ние и от­кры­ва­ют воз­мож­но­сти осво­е­ния новой, то есть пре­жде недо­ступ­ной, среды оби­та­ния.

Ал­ло­ге­нез (от греч. allo – раз­ный и genesis – раз­ви­тие) – раз­ви­тие при­спо­со­би­тель­ных из­ме­не­ний, не свя­зан­ных с пе­ре­хо­дом на более вы­со­кий уро­вень ор­га­ни­за­ции.

Кон­крет­ные из­ме­не­ния в рам­ках ал­ло­ге­не­за на­зы­ва­ет­ся идио­адап­та­ци­ей. 

В ре­зуль­та­те ал­ло­мор­фо­за воз­ни­ка­ют новые се­мей­ства и роды. Если пред­ста­вить аро­мор­фо­зы как круп­ные сту­пе­ни в ходе эво­лю­ции су­ществ, то идио­адап­та­ции будут рас­ши­рять эти сту­пе­ни.

Про­ис­хож­де­ние птиц и зве­рей от пре­смы­ка­ю­щих­ся было аро­мор­фо­зом (рис. 2). А раз­де­ле­ние этих клас­сов на более мел­кие так­со­ны было уже идио­адап­та­ци­ей.

Рис. 2. Аро­мор­фоз и идио­адап­та­ция на при­ме­ре по­зво­ноч­ных жи­вот­ных реп­ти­лий, птиц и мле­ко­пи­та­ю­щих

Ти­пич­ны­ми при­ме­ра­ми идио­адап­та­ции яв­ля­ет­ся фор­ми­ро­ва­ние боль­ших клы­ков хищ­ных мле­ко­пи­та­ю­щих и боль­ших рез­цов у тра­во­яд­ных.

Ка­та­ге­нез (от греч. kata – дви­же­ние вниз и genesis – раз­ви­тие) – раз­ви­тие так­со­на путем упро­ще­ния уров­ня ор­га­ни­за­ции ор­га­низ­мов.

Де­ге­не­ра­ция – кон­крет­ное про­яв­ле­ние ка­та­ге­не­за. На­при­мер, у видов, оби­та­ю­щих в пе­ще­рах и почве, про­ис­хо­дит ре­дук­ция ор­га­нов зре­ния, пиг­мен­та­ции, сни­жа­ет­ся ак­тив­ность пе­ре­дви­же­ния. При­ме­ром ка­та­ге­не­за яв­ля­ет­ся также воз­ник­но­ве­ние па­ра­зи­ти­че­ских форм.

Рис. 3. Аро­мор­фоз, де­ге­не­ра­ция и адап­та­ция в виде сту­пе­ней, от­ра­жа­ю­щих уро­вень слож­но­сти (по­ло­же­ние сту­пе­ни выше или ниже дру­гой) и раз­но­об­ра­зие (ши­ри­на сту­пе­ни) так­со­нов в про­цес­се эво­лю­ци­он­но­го раз­ви­тия

У рас­те­ний-па­ра­зи­тов сни­жа­ет­ся ак­тив­ность фо­то­син­те­за, на­блю­да­ет­ся ре­дук­ция ли­стьев (омела, пет­ров крест, по­ви­ли­ка).

У па­ра­зи­ти­че­ских лен­точ­ных чер­вей нет ки­шеч­ни­ка, слабо раз­ви­та нерв­ная си­сте­ма по срав­не­нию со сво­бод­но жи­ву­щи­ми фор­ма­ми.

В ходе эво­лю­ции про­ис­хо­дит по­сто­ян­ная смена эво­лю­ци­он­ных путей раз­ви­тия так­со­на.

Для кон­крет­ной груп­пы ор­га­низ­мов, как пра­ви­ло, за пе­ри­о­дом аро­ге­не­за все­гда сле­ду­ет пе­ри­од кон­крет­ных из­ме­не­ний,ал­ло­ге­не­за.

За­ко­но­мер­ность смены раз­ных путей и эво­лю­ции на­зы­ва­ет­ся за­ко­ном Се­вер­цо­ва. На­при­мер, для ам­фи­бий были важны сле­ду­ю­щие аро­мор­фо­зы:

1. Пе­ре­ход на ле­гоч­ное ды­ха­ние;

2. Фор­ми­ро­ва­ние по­я­сов ко­неч­но­стей.

Но, даль­ше внут­ри этих аро­мор­фо­зов про­ис­хо­дит идио­адап­та­ция.

На­при­мер, среди ам­фи­бий (см. урок Ам­фи­бии курс био­ло­гии 7 класс), хво­ста­тые ам­фи­бии живут пол­но­стью в воде, ча­стич­но со­хра­ня­ют жабры, их ма­ло­по­движ­ные ко­неч­но­сти хо­ро­шо при­спо­соб­ле­ны к пла­ва­тель­ным функ­ци­ям хво­ста. Бес­хво­стые ам­фи­бии со­хра­ни­ли хвост толь­ко в ли­чи­ноч­ном со­сто­я­нии и при­об­ре­ли силь­ные по­движ­ные ко­неч­но­сти, бла­го­да­ря ко­то­рым при­сту­пи­ли к осво­е­нию суши. Без­но­гие ам­фи­бии оби­та­ют в почве – это черве­об­раз­ные формы, ли­шён­ные ко­неч­но­стей и хво­ста.

Аро­ге­нез по­яв­ля­ет­ся зна­чи­тель­но реже, чем ал­ло­ге­нез.

Сле­ду­ет от­ме­тить, что пути эво­лю­ции из­ме­ня­ют слож­ность ор­га­ни­за­ции живых су­ществ, и да­ле­ко не все­гда слож­ность ор­га­ни­за­ции прямо свя­за­на с био­ло­ги­че­ским про­грес­сом.

Био­ло­ги­че­ский про­гресс – уве­ли­че­ние при­спо­соб­ля­е­мо­сти так­со­на, ве­ду­щее к уве­ли­че­нию чис­лен­но­сти его пред­ста­ви­те­лей и рас­ши­ре­нию аре­а­ла.

Био­ло­ги­че­ский про­гресс может быть до­стиг­нут как путем услож­не­ния ор­га­ни­за­ции – аро­ге­не­за, так и путем ее упро­ще­ния – ка­та­ге­не­за.

На­при­мер, класс Птицы по­явил­ся после су­ще­ствен­но­го услож­не­ния ор­га­ни­за­ции, по срав­не­нию с клас­сом пре­смы­ка­ю­щи­е­ся, что обу­сло­ви­ло его био­ло­ги­че­ский про­гресс.

Тип Нема­то­ды имеет еще более при­ми­тив­ное стро­е­ние, но, тем не менее, в био­ло­ги­че­ском плане он более про­грес­си­вен, чем класс Птицы и Пре­смы­ка­ю­щи­е­ся. 

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/11-klass/bmakroevolyuciyab/obschie-puti-biologicheskogo-progressa?seconds=0&chapter_id=736

источник видео:

http://www.youtube.com/watch?v=oNtHeUucEKE

http://www.youtube.com/watch?v=nzOZr_PkSkU

http://www.youtube.com/watch?v=GVbezhucjLc

http://www.youtube.com/watch?v=I4nEyIvWy60

http://www.youtube.com/watch?v=XkLy6Y1Rh4E

http://www.youtube.com/watch?v=LWlhicB3ikM

http://www.youtube.com/watch?v=T-oExwGQaGU

источник презентации - http://prezentacii.com/biologiya/3559-puti-dostizheniya-biologicheskogo-progressa.html

Файлы