Теория Эволюции (шпаргалка)

По Северцову, существует по меньшей мере четыре общих направления биологического прогресса: 1),ароморфоз, или морфо-физиологический прогресс, 2) идиоадаптация, или частное приспособление, 3) морфо-физиологический регресс, или общая дегенерация 4)ценогенез, или  эмбриональное приспособление.

Ароморфоз, или морфо-физиологическйй прогресс. Под ароморфозами понимаются изменения универсального характера, благодаря которым организация животных или растений подни­мается на более высокую ступень, что создает возможность даль­нейшего, прогрессивного изменения. Ароморфозы осуществляют­ся путем совершенствования не только отдельных органов, но и организма в целом. В этом процессе происходят глубокие функ­циональные и структурные изменения, в результате которых воз­никают новые, более широкие и более совершенные приспособле­ния к основным условиям среды, что приводит к расширению свя­зей организма со средой, к все большему и большему ее завоеванию.

 Показательным примером филогенетического развития, иду­щего путем ароморфоза, является эволюция сердца позвоночных, повысившая энергию жизнедеятельности этих животных. У рыб с их двухкамерным сердцем венозная кровь проникает в цельное, неподразделенное предсердие, а затем в желудо­чек, из которого течет в аорту и далее в жаберные сосуды, где она окисляется и оттуда разносится по всему телу. У амфибий предсердие разделено на две половины, причем правая полови­на осталась венозной, а левая сторона артериальной. Вследствие такого строения сердца в его желудочек по­ступает и венозная и артериальная кровь, которая, однако, пол­ностью не смешивается. Этому препятствует сложная система мышечных перегородок на стенках желудочка, а также его очень энергичное сокращение. В результате при сокращении желудоч­ка в аорту вначале поступает венозная кровь, которая направ­ляется по легочным артериям в легкие для окисления, в аорту, смешанная; она по дугам аорты направляется к вегетативным органам. Чисто артериальная; она поступает в сонные ар­терии и направляется в голову.

У большинства рептилий разделение предсер­дия, не полное. Здесь левая поло­вина сердца почти целиком артериальная, а правая — венозная. В ле­гочные артерии поступает только венозная кровь; в правую дугу аорты направляется исключительно артери­альная кровь, и только в левую дугу аорты по­ступает смешанная кровь, но с явным пре­обладанием окислен­ной. Наконец, у птиц и млекопитающих обе пе­регородки сердца ста­новятся полными, так что у них совсем не про­исходит смешения ар­териальной крови с ве­нозной. В результате этого все органы тела получают окисленную кровь.    Следовательно, у них наиболее интенсивный обмен веществ и наиболее интен­сивная жизнедеятельность.

 Т. о., эволюция сердца позвоночных совершалась по пути ароморфоза и имела определенное направление. Каж­дый подъем организации кровеносной системы последовательно приводил к тому, что органам тела доставлялось все большее и большее количество окисленной крови.

По Тахтаджяну, возникновение проводящей   системы, эпидермиса, устьиц и других связанных с ними приспособлений позволило высшим растениям овладеть сушей, а образование пыльцевой трубки дало возможность освободить процесс оплодотворения от необходимости капельножидкой во­ды. Возникновение всех этих признаков шло по пути типичных ароморфозов.

Ароморфозы на ранних этапах развития жизни

 4,7 млрд лет назад – образование Земли

Протерозой – 3 крупных ароморфоза:

Половой процесс – новый фактор эв-ции – рекомбинация генетического материала (Половой процесс возник у одноклеточных жгутиковых в форме слияния 2-х одинаковых клеток, неотличимых по форме от обыкновенных. Вероятно он возник на почве питания, кода один организм ассимилирует вещество другого организма. Затем он стал осуществляться при помощи специальных половых клеток).

Фотосинтез (Это возможность улавливать солнечную энергию и использовать её для синтетических процессов. До этого Е получали за счет разложения готовых органических веществ. Выделение О2 – изменение воздушной среды, новые связи между организмами).

Многоклеточные организмы (теория фагоцителлы Мечникова)

 Предки многоклеточных – жгутиковые

Жгутиковые – самые примитивные из одноклеточных

Фомы, кот. ведут и животный и растительный образ жизни

Продольное деление клеток (как 1 деление зиготы у мн.клеточных)

Колониеобразование.

Половой процесс. Мейоз и митоз. Комбинативная изменчивость. Эволюционное значение полового процесса. Рекомбинации генетического материала. Гермафродитизм.

Слияние 2-х гамет

Независимое расхождение хромосом

Кроссинговер

Гермафродитизм существует, т.к в некоторых случаях наблюдается:

Малая плотность популяции

Паразитизм

Сидячий образ жизни (т.е. невозможное или маловероятная встреча половых партнеров)

По поводу роли полового размножения, никто точно не знает, зачем нужны 2 пола, но есть гипотеза, что мужчины нужны для качества, а женщины для количества, на мужчинах природа испытывает критерии выживаемости всего вида.

Рекомбинация генетического материала является одним из основных факторов эв-ции, она поставляет материал для отбора и сохраняет редкие мутации (в гетерозиготе) поэтому, виды, размножающиеся половым путём могут считаться более прогрессивными, хотя существует множество процветающих видов без полового размножения (бактерии).

Половой процесс необходим для поддержания достаточной степени генетической гетерогенности популяций, сохранения редких мутаций. Популяция с боле высокой степенью генетической гетерогенности является более усойчивой.

Идиоадаптация, или частное приспособление. В отличие от ароморфозов при идиоадаптациях вырабатываются частные, а не общие приспособления. При этом уровень "организации и ин­тенсивности обмена веществ не повышается. Изменения, кот. происходят в этом случае, обычно касаются отдельных, часто второстепенных частей организма. В результате идиоадаптации организм оказывается лучше приспособленным к определен­ным, специфическим условиям среды, чем его предки, хотя и на­ходится на одном с ними уровне организации.

Идиоадаптации могут быть во всех органах любого организ­ма, к какому бы виду животных или растений он ни принадле­жал. Т. о., идиоадаптации оказываются чрезвычайно широко распространенными в природе.

Н-р Скаты, перешедшие к донному образу жизни, произошли от акул. В связи с приспособлением к новым услови­ям у них возникли существенные изменения в организации: тело стало плоским, грудные плав­ники сильно разрослись, хвостовой плавник подвергся редук­ции, жаберные щели переместились на брюшную сторону.

Все эти изменения являются типичными идиоадаптациями к донному образу жизни. Хотя общая организация этих форм по сравнению с их акуловыми предками сильно изменилась, од­нако от этого она нисколько не стала выше.

Аналогичный пример представляет плоская форма тела кам­балы. Для всех хордовых животных билатеральная симметрия тела является одним из очень стойких и древних признаков ор­ганизации. В связи с переходом к донному образу жизни у кам­балы в первую очередь изменился именно этот признак.

К числу типичных идиоадаптации у животных относятся все разнообразные случаи покровительственных окрасок и форм.

У растений к идиоадаптациям относятся,  все разнооб­разные случаи специфичных приспособлений к перекрестно­му опылению, к распространению семян и плодов или приспособ­ления к вегетативному размножению.

 Дегенерация=Морфо-физиологический регресс, или общая дегенерация. При морфо-физиологическом регрессе строение от­дельных систем органов потомков оказывается яв­но упрощенным по срав­нению с таковыми у их предков.

У животных морфо-фи­зиологический регресс обычно бывает связан с переходом к сидячему об­разу жизни или к паразитизму. У асцидий редук­ция кровеносной и нерв­ной систем, а также хор­ды произошли в связи с переходом к сидячему об­разу жизни. С этим же связано упрощение орга­низации у усоногих рач­ков. У многих паразитиче­ских животных произошла редукция органов движе­ния, упрощение в строении тела, редукция нервной системы.

Примером резкого упрощения организации в связи с парази­тическим образом жизни может служить усоногий рачок сакку­лина. Кишечник у саккулины отсутствует; пита­ние соками хозяина происходит с помощью особого стебелька, кот. внедрен в брюшко хозяина и на своем конце отсылает массу корневидно ветвящихся тонких отростков, проникающих во все органы, кроме сердца и жабр. Организация саккулины изменена настолько сильно, что судить о ее принадлежности к усоногим можно, только основываясь на строении личиночных форм. Ее личинки имеют такое же строение, как и личинки дру­гих усоногих.

У растений морфо-физиологический регресс также встречает­ся в случаях перехода к паразитическому образу жизни. При этом у паразитических растений часто утрачивается наиболее существенный из всех органов — лист; происходит редукция кор­невой системы, причем корни заменяются присосками.

Весьма характерно, что морфо-физиологический регресс, од­них систем органов обычно бывает связан компенсационной зависимостью с морфо-физиологическим прогрессом других систем органов. При переходе к паразитизму такой прогрессивно раз­вивающейся системой является половая система, что и приво­дит к биологическому прогрессу вида.

Ценогенез, или эмбриональное приспособление. Ценогенезами называются полезные приспособления, кот. развиваются на определенных фазах онтогенеза, но позже исчезают. Типич­ными ценогенезами являются различные виды яйцевых оболочек, защищающие зародышей от всякого рода механических повреж­дений, как, н-р, известковые оболочки яиц рептилий и птиц или стекловидные оболочки яиц акул с их длинными нитя­ми, при помощи которых они прикрепляются к подводным расте­ниям. К ценогенезам относятся также: желток яиц, предоставляющий готовую пищу для эмбриона; амнйотическая оболочка зародышей рептилий, птиц и млекопитающих; аллантоис, представляющий собой орган эмбрионального дыхания животных; пла­цента млекопитающих. У многих животных, дышащих во взрослом состоя­нии легкими (лягушки) или трахеями (стрекозы, поденки), раз­вивающиеся в воде личинки обладают жабрами того или иного типа. Эти органы личиночного дыхания представляют собой ценогенезы.

Связь между различными направлениями биологического прогресса. Некот. авторы  считают неправильным противопоставление ценогенезов ароморфозам и идиоадаптациям. Основное возражение в данном случае заключается в том, что сами ценогенезы могут носить характер, как   идиоадаптаций,  так и ароморфозов. С этой точки зрения правильнее говорить о ценогенетических ароморфозах и ценогенетических идиоадаптациях.

Связь между различными направлениями биологического прогресса

                Многие крупные группы живот­ных развивались в течение первого  периода  своего  филогенеза; путем ароморфоза, после чего для   них обычно   наступал пери­од идиоадаптаций или в некоторых случаях   период морфофи-зиологического регресса. Иначе говоря, в таких группах в фило­генезе происходила смена одного   эволюционного   направления другим. Н-р, процесс филогенеза хордовых животных в самом начале шел по пути ароморфоза. Затем от общего ствола хордовых отдели­лась ветвь; которая продолжала развиваться по пути ароморфозов: она дала начало всем группам позвоночных. Другая ветвь пошла по пути идиоадаптаций и в виде примитивной формы (ланцетника) дожила до нашего времени. Наконец, третья ветвь (асцидий) в связи с переходом к сидячему образу жизни пошла по пути морфо-физиологического регресса.

Монофилия и полифилия

Монофилия - происхождение группы организмов от одного общего предка, Подразумевает происхождение любого ранга от одного исходного вида, хотя иногда под монофилией понимают происхождение более выского ранга от одного более низкого (тип от класса, класс от отряда и.т.д.). Осуществляется путём дивергенции и адаптивной радиации

Полифилия – происхождение таксона нескольких предковых групп, не связанных близким родством. Осуществляется путём конвергенции.

С формированием каких таксонов связано появление идиоадаптации и ароморфозов?

С появление ароморфозов связывают появление типв, классов и инфракласов, идиоадаптации появляются у более мелких таксонов: надотряды, отряды, семейства, рода, виды и подвиды.

Критерии прогресса

1. Критерием биологического прогресса может быть: количество таксонов меньшего ранга (подвидов в виде, видов в роду и.т.д.)

2. Важным критерием биологического прогресса оказывается число дочерних форм, образовавшихся из родоначалъной группы.

3. Успех конкретного вида в борьбе за сущ-ие чаще всего выражается увеличением численности особей в популяциях, чис­ла популяций, расширением ареала вида

5. Критерием прогресса можно считать также такую характеристику как, «коэффи­циент полезного действия» органов и систем (В. Франц) (Пример: переход от стопохождения (у большинства рептилий) к пальцехождению (у многих млекопи­тающих) признан более эффективным способом передвижения на земле, так как он обеспечивает совершенство толчковой опоры и увеличение ско­рости передвижения.)

В чем выражается необратимость эв-ции?

Процесс исторического развития ор­ганических форм по своей сущности является необратимым про­цессом. Всякая существовавшая раньше и затем вымершая фор­ма в дальнейшем процессе филогенетического развития больше не повторяется. Эволюция никогда не имеет, обратного движе­ния; если в некоторых случаях при определенных условиях получается результат, как будто сходный с уже пройденным эво­люционным этапом, то при ближайшем рассмотрении это сход­ство оказывается конвергентным. Такой поступательный харак­тер эв-ции получил название закона необратимости эв-ции. Он был сформулирован бельгийским палеонто­логом Л. Долло (1893 г.).

Необратимое эволюционное явление заключается в образовании генетически изолированного комплекса, т.е. вида.

После того как произошло образование вида он не может вернуться к предковой форме, также не возможно в эв-ции образование двух одинаковых форм.

Вопрос Хаксли «Кто прогрессивнее, туберкулезная бацилла или человек» можно дать. Ответ: и туберкулезная бацилла, и человек — формы биологически прогрессивные, поскольку не сокра­щается занимаемый ими ареал и не падает их численность.

Почему в настоящее время одновременно существуют прогрессивные и регрессивные формы?

Биологический прогресс отражает успех группы в борьбе за сущ-ие. Успех может достигаться упрощением и усложнением организации, сле­довательно, «носителями» биологичес­кого прогресса могут быть как «высо­ко», так и «низкоорганизованные» фор­мы.

Какие прогрессивные морфо-физиологические признаки у насекомых, и в рез-те каких из них остановилась дальнейшая прогрессивная эво­люция этой группы?

Хитиновый покров, трахейное дыхание – эти признаки не дают развиться крупным формам, но с другой стороны небольшие размеры позвляют занимать новые, небольшие ниши, в биосфере Земли этот план строения группы обеспечил огромное разнообразие форм членистоногих. Закрытый тип нервной системы (преобладание врож­денных рефлексов над приобретен­ными) именно в результате данных особенностей (закрытый тип НС, хитиновый покров) насекомые остановились в своей прогрессивной эв-ции.

В чем преимущества гермафродитизма и особенности раздельнопо­лости?

Гермафродитизм существует, т.к в некоторых случаях наблюдается. Малая плотность популяции

Паразитизм. Сидячий образ жизни (т.е. невозможное или маловероятная встреча половых партнеров)

Раздельнополость выгодна тем, что не происходит  гомозиготизация мутаций, поэтому меньше летальных случаев при размножении. Увеличивается генетическая изменчивость популяции.

Можно ли паразитизм считать ароморфозом?

Переход к паразитизму сопровождается общей дегенерацией систем организма пищеварительной, кровеносной (кроме половой), короче вопрос поставлен не корректно.

Паразиты освоили новую экологическую нишу.

Ароморфозы растений и животных, способствующие завоеванию суши:

Растения: Покровные ткани (эпидермис, пробка), проводящие ткани, механические ткани, половой процесс, не зависящий от капельно-жидкой воды,

Животные: появление лёгких, сначала влажные, затем сухие и жёсткие покровы тела, развитие органов чувств, приспособленных к наземным условиям (зрение), размножение, независящее несвязанное с водой, совершенствование системы выделения (продукты выделения стали совеем другими, из-за недостатка воды).

Семинар №6

Элементарные понятия синтетической теории эв-ции.

1. Основные свойства живой материи на нашей планете.

Необходимо иметь общие представления об объекте эв-ции, основных свойствах живого. Порознь такие свойства как обмен веществ, подвижность, раздражимость, рост, размножение, приспособляемость встречаются и среди неживой природы, и поэтому не могут рас­сматриваться как специфические свойства живого.

Пять аксиом теоретической биологии. В одной из последних и наиболее удачных попыток живое хар-тся следующими особенностями, сформулированными Б. М. Медниковым (1982) в виде аксиом теоретической биологии:

1) Все живые организмы оказываются единством фенотипа и про­граммы для его построения (гено­типа), передающейся по наследству из поколения в поколение (аксиома А. Вейсмана).

2) Генетическая программа обра­зуется матричным путем. В качестве матрицы, на которой строится ген будущего поколения, используется ген предшествующего поколения (аксиома Н. К. Кольцова).

3) В процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в результате различных причин изменя­ются случайно и ненаправленно, и лишь случайно такие изменения могут ока­заться удачными в данной среде (1-я аксиома Ч. Д.а).

4) Случайные изменения генети­ческих программ при становлении фе­нотипа многократно усиливаются (ак­сиома Н. В. Тимофеева-Ресовского).

5) Многократно усиленные измене­ния генетических программ подвер­гаются отбору условиями внешней сре­ды (2-я аксиома Ч. Дарвина).

Некот. свойства, имеющие прямое отношение к протекающему всюду процессу эволюционного разви­тия.

Дискретность и целостность—два фундаментальных свойства организации жизни на Земле.

Живые объекты в природе относительно обособлены друг от друга (особи, популяции, виды). Любая особь многоклеточного животного состоит из клеток, а любая клетка и одноклеточные существа — из определенных органелл. Органеллы состоят из дискретных, обычно высоко­молекулярных, органических веществ, кот. в свою очередь состоят из дискретных атомов, элементарных (то­же дискретных!) частиц. В то же время сложная организация немыслима без взаимодействия ее частей и структур— без целостности. Целостность биологических систем качественно отличает­ся от целостности неживого, и прежде всего тем, что целостность живого поддерживается в процессе развития. Для них характерна отрицательная энтропия. Вероятно, что в живом проявляется способность к са­моорганизации материи.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16