Una forma de transición entre las algas y las terrestres. Formas de transición

Formas transitorias (intermedias)- organismos que combinan en su estructura las características de dos grandes grupos sistemáticos.

Las formas de transición se caracterizan por la presencia de rasgos más antiguos y primitivos (en el sentido de primarios) que las formas posteriores, pero, al mismo tiempo, la presencia de rasgos más progresivos (en el sentido de posteriores) que sus antepasados. Por regla general, el término “formas de transición” se utiliza en relación con las formas fósiles, aunque las especies intermedias no necesariamente tienen que morir.

Las formas transitorias se utilizan como una de las pruebas de la existencia. evolución biológica.

Historia del concepto

En 1859, cuando se publicó la obra de Charles Darwin “El origen de las especies”, el número de restos fósiles era extremadamente pequeño y la ciencia no conocía las formas de transición. Darwin describió la ausencia formas intermedias“como la objeción más obvia y seria que se puede hacer contra la teoría”, pero esto se explica por lo extremadamente incompleto del registro geológico. El lo notó Cantidad limitada colecciones disponibles en ese momento, al mismo tiempo describió la información disponible sobre los especímenes fósiles disponibles desde el punto de vista de la evolución y la acción. seleccion natural. Sólo dos años después, en 1961. Se encontró Archaeopteryx, que representaba la clásica forma de transición entre reptiles y aves. Sus hallazgos no sólo fueron una confirmación de la teoría de Darwin, sino también un hecho histórico que confirma la realidad de la existencia de la evolución biológica. Desde entonces, se han encontrado una gran cantidad de formas fósiles que demuestran que todas las clases de animales vertebrados están relacionados entre sí, la mayoría de ellos a través de formas transicionales.

Con el creciente conocimiento de la diversidad taxonómica de las plantas vasculares a principios del siglo XX, se inició la investigación de su posible ancestro. En 1917, Robert Kidston y William Henry Land descubrieron los restos de una planta muy primitiva cerca del pueblo. rhinia en Escocia. Esta planta fue nombrada Rinia. Combina las características de las algas verdes y las plantas vasculares.

Interpretación del concepto.

Las formas de transición entre dos grupos de organismos no son necesariamente descendientes de un grupo y antepasados ​​del otro. A partir de los fósiles, suele ser imposible determinar con precisión si un determinado organismo es el antepasado de otro. Además, la probabilidad de que se encuentre en el registro fósil ancestro directo una cierta forma extremadamente pequeño. Mucho más como Descubra parientes relativamente cercanos de este antepasado que son similares en estructura a él. Por lo tanto, cualquier forma de transición se interpreta automáticamente como una rama lateral de la evolución y no como una "sección del tronco filogenético".

Formas de transición y taxonomía.

La taxonomía evolutiva siguió siendo la forma dominante de taxonomía durante todo el siglo XX. La identificación de taxones se basa en varios signos, como resultado de lo cual los taxones se representan como ramas de un árbol evolutivo ramificado. Las formas de transición se consideran "cayendo" entre diferentes grupos en términos de anatomía, son una mezcla de características del clado interno y externo que se ha dividido recientemente.

Con el desarrollo de la cladística en la década de 1990. Las relaciones suelen representarse en forma de cladograma, que ilustra la ramificación dicotómica de las líneas evolutivas. Por lo tanto, en cladística, las formas de transición se consideran ramas anteriores del árbol, donde aún no se han desarrollado todos los rasgos característicos de las anteriores. descendientes conocidos en este hilo. Estos primeros representantes del grupo suelen denominarse taxón principal. Taxones basales) o taxón hermano Taxones hermanos), dependiendo de si el organismo fósil pertenece a un clado determinado o no.

Problemas de identificación e interpretación.

La falta de formas de transición entre muchos grupos de organismos es objeto de críticas por parte de los creacionistas. Sin embargo, no todas las formas de transición existen en forma de fósiles debido a que el registro fósil es fundamental y está incompleto. Lo incompleto se debe a las peculiaridades del proceso de fosilización, es decir, la transición a un estado petrificado. Para que se forme un fósil, el organismo que murió debe estar enterrado bajo una gran capa de sedimento. Debido a la muy lenta tasa de sedimentación en la tierra, las especies terrestres rara vez se fosilizan y persisten. Además, rara vez es posible identificar especies que viven en las profundidades del océano a través de casos raros de grandes áreas del fondo que ascienden a la superficie. Por tanto, la mayoría de los fósiles conocidos (y, en consecuencia, formas de transición) son especies que viven en aguas poco profundas, mares y ríos, o especies terrestres que llevan un estilo de vida semiacuático o viven cerca línea costera. A los problemas mencionados anteriormente hay que añadir el número extremadamente reducido (a escala planetaria) de paleontólogos que realizan excavaciones.

Las formas transitorias, por regla general, no sobreviven. grandes áreas y no existen durante mucho tiempo, de lo contrario serían persistentes. Este hecho también reduce la probabilidad de fosilización y posterior descubrimiento de formas de transición.

Por tanto, la probabilidad de detectar formas intermedias es extremadamente baja.

Ejemplos entre animales

Los ictiostegas son considerados los representantes más antiguos de los anfibios. Se consideran un vínculo de transición entre los peces con aletas lobuladas y los anfibios. A pesar de que los Ichthyostega tenían una terminación de cinco dedos, adaptados a la vida en tierra, pasaban una parte importante de su vida como peces, tenían una aleta caudal, línea lateral y algunos otros signos de pescado.

Los batracosaurios, que existieron en los períodos Carbonífero y Pérmico, se consideran una forma de transición entre anfibios y reptiles. Los batracosaurios, aunque pasaron su vida en etapa adulta en tierra (como los reptiles), estaban estrechamente asociados con cuerpos de agua y conservaban una serie de características inherentes a los anfibios, en particular, la puesta de huevos y el desarrollo de larvas en el agua, la presencia de branquias y similares.

Se han descubierto una gran cantidad de reptiles que han desarrollado la capacidad de volar, algunos de ellos tenían plumas, por lo que se consideran como formas de transición entre reptiles y aves. El más famoso es Archaeopteryx. Era aproximadamente del tamaño de un cuervo moderno. La forma del cuerpo, la estructura de las extremidades y la presencia de un plumaje similar al de las aves modernas pueden haber volado. Los reptiles tenían en común la estructura especial de la pelvis y las costillas, la presencia de un pico con dientes cónicos, tres dedos libres en las alas, vértebras móviles, una cola larga de 20 a 21 vértebras, es posible que los huesos no hayan sido neumatizados y el esternón sin quilla. Otras formas de transición bien conocidas entre reptiles y aves son Protoavis y Confuciusornis.

Una gran cantidad de formas fósiles de reptiles parecidos a animales (sinapsidos, terápsidos, pelicosaurios, varios dinosaurios, etc.) se encuentran en muchas áreas. globo, existió en los períodos Jurásico y Cretácico, combinando las características de reptiles y mamíferos, revela posibles direcciones y métodos de formación. varios grupos cuadrúpedos, particularmente mamíferos. Por ejemplo, un reptil parecido a un animal del grupo de los terápsidos: Lycenops. (Licenops) sobre el desarrollo óseo cavidad oral, la diferenciación de los dientes en caninos, incisivos, dientes incisivos y una serie de otros signos de la estructura corporal se asemeja a los mamíferos depredadores, aunque en otras características y forma de vida eran verdaderos reptiles.

Una de las formas conservadas en forma fósil es el ambulocetus. Ambulocetus natans(“ballena andante”) es una forma de transición entre los mamíferos terrestres y los cetáceos, que son formas acuáticas. Exteriormente, el animal parecía un cruce entre un cocodrilo y un delfín. La piel debe estar parcialmente reducida de pelo. El animal tenía patas palmeadas; la cola y las extremidades están adaptadas como órganos auxiliares de movimiento en el agua.

Ejemplos entre plantas

Las primeras plantas terrestres de la clase riniópsida, las familias rinio y psilofitas, que vivieron en el Silúrico-Devónico, combinaron las características de las algas verdes y las formas primitivas de las plantas superiores. Su cuerpo no tenía hojas, era un órgano axial cilíndrico; el cuerpo en la parte superior estaba ramificado dicotómicamente en los ápices con esporangios. La función de nutrición mineral de los rinopsidos la realizaban los rizoides.

Las formas fósiles de helechos con semillas que florecieron a finales del Devónico combinan características de helechos y gimnospermas. Formaron no solo esporas (como los helechos), sino también semillas (como las semillas de las plantas). La estructura del tejido conductor de sus tallos se asemeja a la madera de las gimnospermas (cícadas).

Se ha identificado otro precursor de la planta con semillas en los depósitos del Devónico Medio. Runkaria (Runcaria heinzelinii) Existió hace unos 20 millones de años. Era una planta pequeña con simetría radial; Tenía un esporangio rodeado por un tegumento y un plus. Runkaria demuestra el camino de la evolución de las plantas desde la espora hasta la semilla.

Formas de transición en la evolución humana.

En la actualidad se han encontrado un gran número de restos fósiles que revelan camino evolutivo Homo sapiens de sus ancestros antropoides. Las formas que, en mayor o menor medida, pueden clasificarse como transicionales incluyen: Sahelanthropus, Ardipithecus, Australopithecus (africanos, lejanos y otros), Homo habilis, Homo trabajador, Homo erectus, Homo precursor, Hombre de Heidelberg y Cromañones.

Entre las formas mencionadas, el Australopithecus merece una atención especial. Desde un punto de vista evolutivo, el Australopithecus afarensis se encuentra entre los humanos bípedos modernos y sus antiguos ancestros de cuatro patas. Una gran cantidad de esqueletos de este Australopithecus reflejan claramente la bipedalidad, hasta tal punto que algunos investigadores creen que esta propiedad surgió mucho antes de la aparición del Australopithecus afarensis. Entre características comunes Anatomía, su pelvis es mucho más parecida a los huesos de los humanos que de los simios. Los bordes del ilion son más cortos y anchos, el sacro es ancho y está ubicado directamente detrás de la articulación de la cadera. Existe evidencia clara de la existencia de sitios de inserción de los músculos extensores de la rodilla, que garantizan la posición vertical de este organismo. Si bien la pelvis del Australopithecus no es exactamente parecida a la humana (notablemente más ancha, con el borde de los huesos ilíacos orientado hacia afuera), estas características indican una reestructuración fundamental asociada con caminar sobre dos piernas. El fémur forma un ángulo hacia la rodilla. Esta característica permite colocar la pierna más cerca de línea media cuerpo y es una clara evidencia de la naturaleza habitual del movimiento sobre dos piernas. Hoy en día, el homo sapiens, los orangutanes y los koats tienen las mismas características. Las patas del Australopithecus tenían pulgares, lo que hace que sea casi imposible agarrarse a las ramas de los árboles con el pie. Además de las características de locomoción, Australopithecus también fue significativamente cerebro más grande que los de los chimpancés modernos y los dientes eran significativamente más similares a los de los humanos modernos que a los de los simios.

Serie filogenética

Las series filogenéticas son series de formas fósiles que están interconectadas en el proceso de evolución y reflejan cambios graduales en su desarrollo historico.

Fueron estudiados por el científico ruso A. Kovalevsky y el científico inglés J. Simpson. Demostraron que los ungulados modernos de un solo dedo descienden de antiguos pequeños omnívoros. El análisis de los caballos fósiles ayudó a establecer el proceso gradual de evolución dentro de este grupo de animales, en particular, cómo, cambiando con el tiempo, las formas fósiles se volvieron cada vez más similares a los caballos modernos. Comparando el Eoceno Eohypus con el caballo moderno, es difícil probar su relación filogenética. Sin embargo, la presencia de una serie de formas de transición que se reemplazaron sucesivamente en grandes áreas de Eurasia y América del Norte permitió restaurar la serie filogenética de los caballos y establecer la dirección de sus cambios evolutivos. Consta de una serie siguientes formularios(en forma simplificada): Fenacodo — Eohippus — Miohippus — Parahippus — Pliohippus — Equus.

Gilgendorf (1866) describió la serie paleontológica gasterópodos procedente de sedimentos del Mioceno acumulados durante dos millones de años en sedimentos lacustres de la cuenca de Steinheim (Württemberg, Alemania). Encontrado en 29 capas sucesivas. diversas formas, perteneciente a la serie planorbis (Planorbis). Los moluscos antiguos tenían una concha en forma de espiral, y los posteriores tenían una concha en forma de turboespiral. La fila tenía dos ramas. Se cree que el cambio en la forma de la tortuga fue causado por el aumento de las temperaturas y el aumento del contenido de carbonato de calcio como resultado de las fuentes volcánicas calientes.

Por tanto, las series filogenéticas representan una secuencia histórica de formas transicionales.

Actualmente se conocen series filogenéticas de amonites (Waagen, 1869), gasterópodos del género Viviparidae. (Vivíparo)(Neymayrom, 1875), rinocerontes, elefantes, camellos, artiodáctilos y otros animales.

sobre el tema: “Biocenosis y ecosistemas”

PROPIEDADES Y TIPOS DE BIOCENOSIS

Las biocenosis naturales son muy complejas. Se caracterizan principalmente por la diversidad de especies y la densidad de población.

Diversidad de especies- el número de especies de organismos vivos que forman la biocenosis y determinan los distintos niveles nutricionales en ella. El tamaño de las poblaciones de especies está determinado por el número de individuos de una especie determinada por unidad de área. Algunas especies son dominantes en la comunidad y superan en número a otras. Si una comunidad está dominada por unas pocas especies y la densidad de otras es muy baja, entonces la diversidad es baja. Si, con la misma composición de especies, el número de cada una de ellas es más o menos igual, entonces la diversidad de especies es alta.

Excepto composición de especies La biocenosis se caracteriza por la biomasa y la productividad biológica.

Biomasa- total materia orgánica y la energía contenida en ella de todos los individuos de una población determinada o de toda la biocenosis por unidad de área. La biomasa está determinada por la cantidad de materia seca por 1 ha o la cantidad de energía (J) 1.

La cantidad de biomasa depende de las características de la especie y su biología. Por ejemplo, las especies que mueren rápidamente (microorganismos) tienen una biomasa pequeña en comparación con los organismos de larga vida que acumulan grandes cantidades de sustancias orgánicas en sus tejidos (árboles, arbustos, animales grandes).

Productividad biológica- tasa de formación de biomasa por unidad de tiempo. Este es el indicador más importante de la actividad vital de un organismo, población y ecosistema en su conjunto. Distinguir productividad primaria- la formación de materia orgánica por autótrofos (plantas) en el proceso de fotosíntesis y secundaria - la tasa de formación de biomasa por heterótrofos (consumidores y descomponedores).

La relación entre productividad y biomasa varía entre los diferentes organismos. Además, la productividad varía según los ecosistemas. Depende de la cantidad de radiación solar, del suelo, del clima. Los desiertos y la tundra tienen la biomasa y la productividad más bajas, mientras que los bosques tropicales tienen las más altas. En comparación con la tierra, la biomasa del Océano Mundial es significativamente menor, aunque ocupa el 71% de la superficie del planeta, lo que se debe al bajo contenido. nutrientes. EN zona costera La biomasa aumenta significativamente.

En las biocenosis se distinguen dos tipos de red trófica: pastos y detritos. EN tipo de pasto Red alimentaria la energía va desde plantas hasta animales herbívoros y luego hasta consumidores de un orden superior. Los herbívoros, independientemente de su tamaño y hábitat (terrestre, acuático, suelo), pastan, comen plantas verdes y transfieren energía a los siguientes niveles.

Si el flujo de energía comienza con restos de plantas y animales muertos, excrementos y pasa a los detritívoros primarios, descomponedores, que se descomponen parcialmente. materia orgánica, entonces dicha red trófica se llama detrítico, o una red de descomposición. Los detritívoros primarios incluyen microorganismos (bacterias, hongos) y animales pequeños (gusanos, larvas de insectos).

En las biogeocenosis terrestres están presentes ambos tipos de redes tróficas. En las comunidades acuáticas predomina la cadena de pastoreo. En ambos casos, la energía se utiliza por completo.

Evolución de los ecosistemas

SUCESIÓN

Todos los ecosistemas evolucionan con el tiempo. El cambio sucesivo de los ecosistemas se llama sucesión ecológica. La sucesión ocurre principalmente bajo la influencia de procesos que ocurren dentro de la comunidad durante la interacción con el medio ambiente.

La sucesión primaria comienza con el desarrollo de un entorno que antes no estaba habitado: destruido roca, roca, duna de arena, etc. El papel de los primeros pobladores aquí es importante: bacterias, cianobacterias, líquenes, algas. Al liberar productos de desecho, modifican la roca madre, la destruyen y favorecen la formación del suelo. Al morir, los organismos vivos primarios enriquecen la capa superficial con sustancias orgánicas, lo que permite que otros organismos se asienten. Gradualmente crean las condiciones para una creciente diversidad de organismos. La comunidad de plantas y animales se vuelve más compleja hasta alcanzar un cierto equilibrio con el medio ambiente. Una comunidad así se llama menopausia. Mantiene su estabilidad hasta que se altera el equilibrio. El bosque es una biocenosis estable, una comunidad clímax.

La sucesión secundaria se desarrolla en el sitio de una comunidad previamente formada, por ejemplo, en el lugar de un incendio o un campo abandonado. Sobre las cenizas se asientan plantas amantes de la luz y bajo su dosel se desarrollan especies tolerantes a la sombra. La aparición de la vegetación mejora el estado del suelo, sobre el que comienzan a crecer otras especies, desplazando a los primeros pobladores. La sucesión secundaria ocurre con el tiempo y, dependiendo del suelo, puede ser rápida o lenta hasta que finalmente se forma una comunidad clímax.

Un lago, si se altera su equilibrio ecológico, puede convertirse en una pradera y luego en un bosque, característico de una zona climática determinada.

La sucesión conduce a una complicación progresiva de la comunidad. Sus redes alimentarias son cada vez más ramificadas y los recursos medioambientales se utilizan cada vez más plenamente. Una comunidad madura está más adaptada a las condiciones ambientales; las poblaciones de especies son estables y se reproducen bien.

ECOSISTEMAS ARTIFICIALES. AGROCENOSIS

agrocenosis- ecosistemas creados artificialmente y mantenidos por el hombre (campos, campos de heno, parques, jardines, huertas, plantaciones forestales). Se crean para producir productos agrícolas. Las agrocenosis tienen malas cualidades dinámicas y baja fiabilidad ecológica, pero se caracterizan por una alta productividad. Las agrocenosis, que ocupan aproximadamente el 10% de la superficie terrestre, producen anualmente 2.500 millones de toneladas de productos agrícolas.

Como regla general, en una agrocenosis se cultivan una o dos especies de plantas, por lo que las interconexiones de organismos no pueden garantizar la sostenibilidad de dicha comunidad. La acción de la selección natural es debilitada por el hombre. La selección artificial avanza hacia la preservación de organismos con la máxima productividad. Excepto energía solar en la agrocenosis también hay otra fuente: mineral y fertilizantes organicos aportado por los humanos. La mayor parte de los nutrientes se eliminan constantemente del ciclo de los cultivos. Por tanto, no se produce el ciclo de sustancias.

En una agrocenosis, como en una biocenosis, hay cadenas de comida. Un eslabón obligatorio en esta cadena es una persona. Además, aquí actúa como consumidor de primer orden, pero en este punto la cadena alimentaria se interrumpe. Las agrocenosis son muy inestables y existen sin intervención humana desde 1 año (cereales, verduras) hasta 20-25 años (frutas y bayas).

DESARROLLO DE LA BIOLOGÍA EN EL PERIODO PRE-DARWIN

El origen de la biología como ciencia está asociado a las actividades del filósofo griego Aristóteles (siglo IV a. C.). Intentó construir una clasificación de organismos basada en estudios anatómicos y fisiológicos. Logró describir casi 500 especies de animales, que ordenó en orden de complejidad. Mientras estudiaba el desarrollo embrionario de los animales, Aristóteles descubrió una gran similitud en las etapas iniciales de la embriogénesis y llegó a la idea de la posibilidad de la unidad de su origen.

En el período comprendido entre los siglos XVI y XVIII. Existe un desarrollo intensivo de la botánica y la zoología descriptivas. Los organismos descubiertos y descritos requirieron sistematización e introducción de una nomenclatura unificada. Este mérito pertenece al destacado científico Carl Linnaeus (1707-1778). Primero llamó la atención sobre la realidad de la especie como unidad estructural fauna silvestre. Introdujo la nomenclatura binaria de especies, estableció jerarquías de unidades sistemáticas (taxones), describió y sistematizó 10 mil especies de plantas y 6 mil especies de animales, además de minerales. En su cosmovisión, C. Linneo era un creacionista. Rechazó la idea de evolución, creyendo que hay tantas especies como formas diferentes creadas por Dios en el principio. Al final de su vida, K. Linneo, sin embargo, estuvo de acuerdo con la existencia de variabilidad en la naturaleza, la creencia en la inmutabilidad de las especies se vio algo sacudida.

El autor de la primera teoría evolutiva Fue el biólogo francés Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829). Lamarck inmortalizó su nombre al introducir el término "biología", creando un sistema del mundo animal, donde por primera vez dividió a los animales en "vertebrados" e "invertebrados". Lamarck fue el primero en crear un concepto holístico del desarrollo de la naturaleza y formular tres leyes de variabilidad de los organismos.

1. La ley de adaptación directa. Los cambios adaptativos en plantas y animales inferiores ocurren bajo la influencia directa del medio ambiente. Las adaptaciones surgen debido a la irritabilidad.

2. La ley del ejercicio y no ejercicio de los órganos. El medio ambiente tiene un efecto indirecto sobre los animales con sistema nervioso central. La influencia ambiental a largo plazo provoca hábitos en los animales asociados con el consumo frecuente de órganos. Fortalecer su ejercicio conduce al desarrollo paulatino de este órgano y a la consolidación de cambios.

3. La ley de “herencia de características adquiridas”, según la cual los cambios útiles se transmiten y fijan en la descendencia. Este proceso es gradual.

Autoridad insuperable del siglo XIX. En el campo de la paleontología y la anatomía comparada estuvo el zoólogo francés Georges Cuvier (1769-1832). Fue uno de los reformadores de la anatomía comparada y la taxonomía de los animales e introdujo el concepto de "tipo" en zoología. Basándose en un rico material fáctico, Cuvier estableció el "principio de correlación de las partes del cuerpo", a partir del cual reconstruyó la estructura de formas animales extintas. En su opinión, era un creacionista y defendía la inmutabilidad de las especies, y consideraba la presencia de rasgos adaptativos en los animales como evidencia de la armonía originalmente establecida en la naturaleza. J. Cuvier vio las razones del cambio de faunas fósiles en las catástrofes ocurridas en la superficie de la Tierra. Según su teoría, después de cada catástrofe, se recreaba el mundo orgánico.

DISPOSICIONES BÁSICAS DE LA TEORÍA DE DARWIN

El honor de crear la teoría científica de la evolución pertenece a Charles Darwin (1809-1882), un naturalista inglés. El mérito histórico de Darwin no es el establecimiento del hecho de la evolución en sí, sino el descubrimiento de sus principales causas y fuerzas impulsoras. Introdujo el término "selección natural" y demostró que la base de la selección natural y la evolución es la variabilidad hereditaria de los organismos. El resultado de sus muchos años de trabajo fue el libro "El origen de las especies mediante la selección natural" (1859). En 1871 se publicó su otra gran obra, “El origen del hombre y la selección sexual”.

Las principales fuerzas impulsoras de la evolución. Charles Darwin nombrado variabilidad hereditaria, lucha por la existencia Y seleccion natural. El punto de partida de las enseñanzas de Darwin fue su afirmación sobre la variabilidad de los organismos. Identificó la variabilidad grupal o específica, que no se hereda y depende directamente de factores ambientales. El segundo tipo de variabilidad es individual o incierta, que surge en organismos individuales como resultado de influencias ambientales inciertas sobre cada individuo y se hereda. Es esta variabilidad la que subyace a la diversidad de individuos.

Al observar y analizar una de las principales propiedades de todos los seres vivos: la capacidad de reproducirse ilimitadamente, Darwin concluyó que existía un factor que impedía la superpoblación y limitaba el número de individuos. Conclusión: intensidad de reproducción, así como limitada recursos naturales y los medios de vida conducen a la lucha por la existencia.

La presencia de un espectro de variabilidad en los organismos, su heterogeneidad y la lucha por la existencia conducen a la supervivencia de los más adaptados y a la destrucción de los individuos menos adaptados. Conclusión: En la naturaleza se produce la selección natural, que contribuye a la acumulación de rasgos útiles, su transmisión y consolidación en la descendencia. La idea de la selección natural surgió de las observaciones de Darwin sobre la selección artificial y la selección de animales. Según Darwin, el resultado de la selección natural en la naturaleza fue:

1) la aparición de dispositivos;

2) variabilidad, evolución de organismos;

3) formación de nuevas especies. La especiación se produce sobre la base de la divergencia de caracteres.

Divergencia- divergencia de características dentro de una especie que surge bajo la influencia de la selección natural. Los individuos con rasgos extremos tienen la mayor ventaja en la supervivencia, mientras que los individuos con rasgos promedio similares mueren en la lucha por la existencia. Los organismos con rasgos evasivos pueden convertirse en fundadores de nuevas subespecies y especies. La razón de la divergencia de caracteres es la presencia de variabilidad incierta, competencia intraespecífica y la naturaleza multidireccional de la acción de la selección natural.

La teoría de la especiación de Darwin se llama monofilética: el origen de las especies a partir de un ancestro común, la especie original. Charles Darwin demostró el desarrollo histórico de la naturaleza viva, explicó las formas de especiación, fundamentó la formación de adaptaciones y su naturaleza relativa, determinó las causas y fuerzas motrices evolución.

EVIDENCIA DE EVOLUCIÓN

Evolución biológica- proceso historico el desarrollo del mundo orgánico, que va acompañado de cambios en los organismos, la extinción de unos y la aparición de otros. Ciencia moderna Tiene muchos hechos que indican procesos evolutivos.

Evidencia embriológica de la evolución.

En la primera mitad del siglo XIX. Se está desarrollando la teoría de la “similitud germinal”. El científico ruso Karl Baer (1792-1876) descubrió que en las primeras etapas del desarrollo embrionario existe una gran similitud entre distintas especies dentro de un filo.

Los trabajos de F. Müller y E. Haeckel les permitieron formular ley biogenética:"La ontogénesis es una repetición breve y rápida de la filogenia". Interpretación posterior ley biogenética fue desarrollado y aclarado por A. N. Severtsov: “en la ontogénesis, se repiten las etapas embrionarias de los antepasados”. Los embriones en las primeras etapas de desarrollo son los más similares. Las características generales de un tipo se forman durante la embriogénesis antes que las especiales. Por tanto, todos los embriones de vertebrados en la etapa I tienen hendiduras branquiales y un corazón de dos cámaras. En las etapas intermedias aparecen los rasgos característicos de cada clase, y sólo en etapas posteriores se forman los rasgos de la especie. Evidencias anatómicas y morfológicas comparadas de la evolución.

La prueba de la unidad de origen es estructura celular organismos, plan unificado Estructuras de órganos y sus cambios evolutivos.

Órganos homólogos tienen un plan estructural similar y origen común, realizan funciones iguales y diferentes. Los órganos homólogos permiten probar la relación histórica de diferentes especies. La similitud morfológica primaria es reemplazada, en diversos grados, por diferencias adquiridas durante la divergencia. Un ejemplo típico de órganos homólogos son las extremidades de los vertebrados, que tienen plan General edificios independientemente de las funciones desempeñadas.

Algunos órganos vegetales se desarrollan morfológicamente a partir de primordios foliares y son hojas modificadas (tencilos, espinas, estambres).

Cuerpos similares- secundario, no heredado de ancestros comunes, similitud morfológica en organismos de diferentes grupos sistemáticos. Órganos similares son similares en sus funciones y se desarrollan en el proceso. convergencia. Indican adaptaciones similares que surgen durante la evolución en las mismas condiciones ambientales como resultado de la selección natural. Por ejemplo, órganos animales similares son las alas de una mariposa y un pájaro. Esta adaptación al vuelo en las mariposas se desarrolló a partir de la cubierta quitinosa y en las aves, a partir del esqueleto interno de las extremidades anteriores y la cubierta de plumas. Filogenéticamente, estos órganos se formaron de manera diferente, pero realizan misma funcion- servir para el vuelo del animal. A veces órganos similares adquieren parecido sorprendente, como los ojos de los cefalópodos y los vertebrados terrestres. Tienen el mismo plano de estructura general, similar elementos estructurales, aunque se desarrollan a partir de diferentes primordios en la ontogénesis y no están relacionados de ninguna manera entre sí. La similitud se explica únicamente por la naturaleza física de la luz.

Un ejemplo de órganos similares son las espinas de las plantas, que las protegen de ser comidas por los animales. Las espinas pueden desarrollarse a partir de hojas (agracejo), estípulas (acacia blanca), brotes (espino) y corteza (mora). Se parecen sólo en apariencia y en las funciones que realizan.

Órganos vestigiales- estructuras relativamente simplificadas o poco desarrolladas que han perdido su propósito original. Se ponen durante el desarrollo embrionario, pero no se desarrollan completamente. A veces, los rudimentos asumen funciones diferentes en comparación con los órganos homólogos de otros organismos. Por lo tanto, el apéndice humano rudimentario realiza la función de formación linfática, en contraste con el órgano homólogo: el ciego de los herbívoros. Los rudimentos de la cintura pélvica de una ballena y las extremidades de una pitón confirman el hecho de que las ballenas se originaron a partir de cuadrúpedos terrestres y las pitones, de ancestros con extremidades desarrolladas.

Atavismo - el fenómeno del retorno a las formas ancestrales observado en individuos individuales. Por ejemplo, coloración cebroide en potros, múltiples en humanos.

Evidencia biogeográfica de la evolución.

El estudio de la flora y la fauna de varios continentes nos permite restaurar progreso general proceso evolutivo e identificar varias zonas zoogeográficas con animales terrestres similares.

1. La región holártica, que une las regiones Paleártica (Eurasia) y Neoártica (América del Norte). 2. Región neotropical ( Sudamerica). 3. Región de Etiopía (África). 4. Región Indo-Malaya (Indochina, Malasia, Filipinas). 5. Región australiana. En cada una de estas zonas existe una gran similitud entre el mundo animal y vegetal. Una zona se distingue de otras por ciertos grupos endémicos.

Endémicas- especies, géneros, familias de plantas o animales, cuya distribución se limita a una pequeña zona geográfica, es decir, se trata de una flora o fauna específica de una zona determinada. El desarrollo de la endemicidad se asocia con mayor frecuencia con el aislamiento geográfico. Por ejemplo, la primera separación de Australia de continente sur Gondwana (más de 120 millones de años) condujo al desarrollo independiente de varios animales. Sin experimentar la presión de los depredadores, que están ausentes en Australia, aquí se han conservado mamíferos primitivos monotremas: el ornitorrinco y el equidna; marsupiales: canguro, koala.

La flora y la fauna de las regiones Paleártica y Neoártica, por el contrario, son similares entre sí. Por ejemplo, los arces, fresnos, pinos y abetos americanos y europeos están estrechamente relacionados. Entre los animales, en América del Norte y Eurasia viven mamíferos como los alces, las martas, los visones y los osos polares. El bisonte americano está estrechamente relacionado con el bisonte europeo. Esta relación demuestra la unidad a largo plazo de los dos continentes.

Evidencia paleontológica de la evolución.

La paleontología estudia los organismos fósiles y nos permite establecer el proceso histórico y las causas del cambio en el mundo orgánico. A partir de hallazgos paleontológicos se ha elaborado una historia del desarrollo del mundo orgánico.

Formas de transición fósiles - Formas de organismos que combinan las características de grupos más viejos y más jóvenes. Ayudan a restaurar la filogenia grupos separados. Representantes: Archaeopteryx: una forma de transición entre reptiles y aves; inostracevia: una forma de transición entre reptiles y mamíferos; Los psilofitos son una forma de transición entre las algas y las plantas terrestres.

Serie paleontológica están compuestos de formas fósiles y reflejan el curso de la filogenia (desarrollo histórico) de la especie. Estas filas existen para caballos, elefantes y rinocerontes. La primera serie paleontológica de caballos fue compilada por V. O. Kovalevsky (1842-1883).

reliquias- especies de plantas o animales preservadas de antiguos organismos extintos. Se caracterizan por signos de grupos extintos de épocas pasadas. El estudio de formas relictas permite restaurar la apariencia de organismos desaparecidos y sugerir sus condiciones y forma de vida. Hatteria es un representante de los antiguos reptiles primitivos. Estos reptiles vivieron en el Jurásico y período cretáceo. El celacanto, pez de aletas lobuladas, se conoce desde el Devónico temprano. Estos animales dieron origen a los vertebrados terrestres. Los ginkgos son la forma más primitiva de gimnospermas. Las hojas son grandes, en forma de abanico, las plantas son de hoja caduca.

La comparación de las formas modernas primitivas y progresivas permite restaurar algunas características de los supuestos antepasados ​​de la forma progresiva y analizar el curso del proceso evolutivo.

Para fundamentar la teoría de la evolución, Charles Darwin utilizó ampliamente numerosas pruebas de los campos de la paleontología, la biogeografía y la morfología. Posteriormente se obtuvieron hechos que recrearon la historia del desarrollo del mundo orgánico y sirvieron como nueva evidencia de la unidad del origen de los organismos vivos y la variabilidad de las especies en la naturaleza.

Hallazgos paleontológicos - quizás la evidencia más convincente del proceso evolutivo. Estos incluyen fósiles, huellas, restos fósiles, formas de transición fósiles, series filogenéticas y secuencias de formas fósiles. Echemos un vistazo más de cerca a algunos de ellos.

1. Formas de transición fósiles- formas de organismos que combinan las características de grupos mayores y más jóvenes.

De particular interés entre las plantas son psilofitos. Se originaron a partir de algas, fueron las primeras plantas en hacer la transición a la tierra y dieron lugar a plantas superiores con esporas y semillas. helechos de semillas - una forma de transición entre helechos y gimnospermas, y cícadas - entre gimnospermas y angiospermas.

Entre los vertebrados fósiles, se pueden distinguir formas que son de transición entre todas las clases de este subtipo. Por ejemplo, el grupo más antiguo pez con aletas lobuladas dio origen a los primeros anfibios - estegocéfalo (Figuras 3.15, 3.16). Esto fue posible gracias a la estructura característica del esqueleto de las aletas pareadas de los peces con aletas lobuladas, que tenían los requisitos anatómicos previos para su transformación en extremidades de cinco dedos de los anfibios primarios. Se conocen formas que forman la transición entre reptiles y mamíferos. Éstas incluyen lagartos bestia (enfermedad extranjera) (Fig. 3.17). Y el vínculo que unía a los reptiles y las aves era por ave (Archaeopteryx) (Fig. 3.18).

La presencia de formas de transición prueba la existencia de conexiones filogenéticas entre organismos modernos y extintos y ayuda a construir sistema natural y el árbol genealógico de la flora y la fauna.

2. Serie paleontológica- una serie de formas fósiles relacionadas entre sí en el proceso de evolución y que reflejan el curso de la filogénesis (del griego. filón- clan, tribu, génesis- origen). Un ejemplo clásico del uso de series de formas fósiles para dilucidar la historia de un grupo particular de animales es la evolución del caballo. El científico ruso V.O. Kovalevsky (1842-1883) mostró la evolución gradual del caballo, estableciendo que las sucesivas formas fósiles se hacían cada vez más parecidas a las modernas (Fig. 3.20).

Los animales modernos de un solo dedo descienden de pequeños ancestros de cinco dedos que vivieron en los bosques hace 60-70 millones de años. El cambio climático ha provocado un aumento de la superficie de estepas y la proliferación de caballos en ellas. El movimiento a largas distancias en busca de alimento y protección de los depredadores contribuyó a la transformación de las extremidades. Al mismo tiempo, aumentó el tamaño del cuerpo y de las mandíbulas, la estructura de los dientes se volvió más compleja, etc.

Hasta la fecha se conoce un número suficiente de series paleontológicas (probóscides, carnívoros, cetáceos, rinocerontes, algunos grupos de invertebrados), que prueban la existencia de un proceso evolutivo y la posibilidad del origen de una especie a partir de otra.

Evidencia morfológica se basan en el principio: la profunda similitud interna de los organismos puede mostrar la relación de las formas comparadas, por lo tanto, cuanto mayor es la similitud, más estrecha es su relación.

1. Homología de órganos.órganos que tienen estructura similar y de origen común se llaman homólogo. Ocupan la misma posición en el cuerpo del animal, se desarrollan a partir de rudimentos similares y tienen el mismo plan estructural. Un ejemplo típico de homología son las extremidades de los vertebrados terrestres (fig. 3.21). Así, el esqueleto de sus extremidades anteriores libres tiene necesariamente un húmero, un antebrazo formado por el radio y el cúbito, y una mano (muñeca, metacarpo y falanges de los dedos). El mismo patrón de homología se observa al comparar el esqueleto de las extremidades traseras. En el caballo, los huesos del estilo son homólogos a los huesos metacarpianos del segundo y cuarto dedo de otros ungulados. Es evidente que en el caballo moderno estos dedos han desaparecido durante el proceso de evolución.

Se ha demostrado que las glándulas venenosas de las serpientes son un homólogo de las glándulas salivales de otros animales, la picadura de una abeja es un homólogo del ovipositor y la trompa chupadora de las mariposas es un homólogo del par de mandíbulas inferiores de otros. insectos

Las plantas también tienen órganos homólogos. Por ejemplo, los zarcillos de guisantes, los cactus y las espinas de agracejo son hojas modificadas.

Establecer la homología de órganos nos permite encontrar el grado de relación entre organismos.

2. Analogía.Cuerpos similares - Estos son órganos que son externamente similares y realizan las mismas funciones, pero tienen diferentes orígenes. Estos órganos indican sólo una dirección similar de adaptación de los organismos, determinada en

el proceso de evolución a través de la acción de la selección natural. Las branquias externas de los renacuajos, las branquias de los peces, los anélidos poliquetos y las larvas de insectos acuáticos (como las libélulas) son similares. Los colmillos de morsa (colmillos modificados) y los colmillos de elefante (incisivos demasiado grandes) son órganos análogos típicos, ya que sus funciones son similares. En las plantas, las espinas de agracejo (hojas modificadas), las espinas de acacia blanca (estípulas modificadas) y los escaramujos (que se desarrollan a partir de células de la corteza) son similares.

Rudimentos.Vestigial (del lat. rudimento- rudimento, base primaria) son órganos que se forman durante el desarrollo embrionario, pero luego dejan de desarrollarse y permanecen en formas adultas en un estado subdesarrollado. Es decir, los rudimentos son órganos que han perdido sus funciones. Los rudimentos son la evidencia más valiosa del desarrollo histórico del mundo orgánico y del origen común de las formas vivas. Por ejemplo, los osos hormigueros tienen dientes rudimentarios, los humanos tienen músculos de las orejas, músculos de la piel, el tercer párpado y las serpientes tienen extremidades (fig. 3.22).

Atavismos. La aparición en organismos individuales de cualquier tipo de características que existieron en ancestros lejanos, pero que se perdieron durante la evolución, se llama atavismo (del lat. atavus- antepasado). En los humanos, los atavismos son la cola, línea de pelo en toda la superficie del cuerpo, con múltiples pezones (Fig. 3.23). Entre miles de caballos de un solo dedo, hay ejemplares con extremidades de tres dedos. Los atavismos no desempeñan ninguna función importante para la especie, pero muestran la relación histórica entre las formas extintas y las formas relacionadas actualmente existentes.

Prueba embriológica stva. En la primera mitad del siglo XIX. El embriólogo ruso K.M. Baer (1792-1876) formuló la ley de la similitud germinal: cuanto más tempranamente se estudian las etapas del desarrollo individual, más similitudes se encuentran entre diferentes organismos.

Por ejemplo, en las primeras etapas de desarrollo, los embriones de vertebrados no se diferencian entre sí. Sólo en las etapas intermedias aparecen los rasgos característicos de los peces y anfibios, y en las etapas posteriores aparecen los rasgos del desarrollo de reptiles, aves y mamíferos (Fig. 3.24). Este patrón en el desarrollo de los embriones indica la relación y secuencia de divergencias en la evolución de estos grupos de animales.

La profunda conexión entre lo individual y lo histórico se expresa en ley biogenética, Fundado en la segunda mitad del siglo XIX. Los científicos alemanes E. Haeckel (1834-1919) y F. Müller (1821-1897). Según esta ley, cada individuo en su desarrollo individual (ontogénesis) repite la historia del desarrollo de su especie, o la ontogénesis es corta

Y repetición rápida filogenia. Por ejemplo, en todos los vertebrados se forma una notocorda durante la ontogénesis, un rasgo que era característico de sus ancestros lejanos. Los renacuajos de los anfibios sin cola desarrollan una cola, que es una repetición de las características de sus ancestros con cola.

Posteriormente, se realizaron modificaciones y adiciones a la ley biogenética. El científico ruso A.N. Severtsov (1866-1936).

Está claro qué tipo de Corto plazo, como desarrollo individual, todas las etapas de la evolución no pueden repetirse. Por tanto, la repetición de las etapas del desarrollo histórico de una especie en el desarrollo embrionario se produce de forma comprimida, con la pérdida de muchas etapas. Al mismo tiempo, los embriones de organismos de una especie no son similares a las formas adultas de otra especie, sino a sus embriones. Así, las hendiduras branquiales de un embrión humano de un mes de edad son similares a las de un embrión de pez, pero no a las de un pez adulto. Esto significa que durante la ontogénesis, los mamíferos pasan por etapas similares a los embriones de peces y no a los peces adultos.

Cabe señalar que Charles Darwin llamó la atención sobre el fenómeno de la repetición en la ontogénesis de las características estructurales de las formas ancestrales.

Toda la información anterior es de gran importancia para probar la evolución y dilucidar las relaciones relacionadas entre organismos.

Evidencia biogeográfica. Biogeografía es la ciencia de los patrones de asentamiento moderno de animales y plantas en la Tierra.

Ya sabes por el curso de geografía física que las zonas geográficas modernas se formaron durante el desarrollo histórico de la Tierra, como resultado de la acción de factores climáticos y geológicos. También sabes que a menudo zonas naturales similares resultan estar habitadas por diferentes organismos y diferentes zonas son similares. Sólo se pueden encontrar explicaciones a estos hechos desde el punto de vista de la evolución. Por ejemplo, la originalidad de la flora y la fauna de Australia se explica por su aislamiento en un pasado lejano y, por lo tanto, el desarrollo del mundo animal y vegetal se produjo aislado de otros continentes. En consecuencia, la biogeografía aporta mucha evidencia a la evolución del mundo orgánico.

Actualmente, los métodos de bioquímica y biología molecular, genética e inmunología se utilizan ampliamente para probar procesos evolutivos.

Así, al estudiar la composición y secuencia de nucleótidos en ácidos nucleicos y aminoácidos en proteínas en diferentes grupos de organismos y detectar similitudes, se puede juzgar su relación.

La bioquímica tiene métodos de investigación que pueden usarse para determinar el “parentesco sanguíneo” de los organismos. Al comparar las proteínas sanguíneas, se tiene en cuenta la capacidad de los organismos para producir anticuerpos en respuesta a la introducción de proteínas extrañas en la sangre. Estos anticuerpos pueden aislarse del suero sanguíneo y determinarse a qué dilución reaccionará este suero con el suero del organismo de comparación. Este análisis mostró que los parientes más cercanos de los humanos son los grandes simios, y los más lejanos son los lémures.

La evolución del mundo orgánico en la Tierra está confirmada por muchos hechos de todos los campos de la biología: paleontología (series filogenéticas, formas de transición), morfología (homología, analogía, rudimentos, atavismos), embriología (ley de similitud embrionaria, ley biogenética), biogeografía, etc.

La monografía está dedicada a la consideración del problema más complejo de la botánica: el origen y la evolución de las briofitas, plantas superiores únicas de dos vertientes de la dirección de desarrollo gametofítica. El desarrollo de este problema se basa en el modelado lógico utilizando el método morfológico comparativo como herramienta principal de cognición. Basado en el análisis de materiales relacionados con la organización de briofitas desde el nivel molecular hasta el nivel orgánico, teniendo en cuenta las ideas existentes sobre este problema El autor ha desarrollado un modelo conceptual holístico del origen y evolución de las briófitas, a partir de los ancestros de los arquegoniales, similares a las algas. Atención especial dedicado a Antho-cerotaceae y Takakiaceae como las plantas terrestres más antiguas, una especie de "fósil viviente", taxones clave para comprender la etapa inicial de la evolución de los embriófitos.
Destinado a un amplio abanico de especialistas en el campo de la botánica, la ecología, la geografía, estudiantes y profesores de universidades biológicas y cualquier persona interesada en la evolución de las plantas superiores.

Las algas como formas ancestrales de arquegonados.
Debido al hecho de que las briófitas muestran una similitud mucho mayor con las traqueófitas que con las algas y poseen prácticamente todas las características principales de las plantas superiores, en primer lugar debemos abordar formas posibles el origen de este último en su conjunto como un nuevo nivel de organización en el desarrollo del mundo vegetal.

La aparición de plantas superiores (aregoniadas o embriofitas) marcadas etapa importante desarrollo progresivo y progresivo de las plantas, su entrada en un ámbito ecológico fundamentalmente nuevo, el desarrollo de un entorno terrestre mucho más complejo e integrado, una manifestación vívida de la expansión de la materia viva por todo el planeta, la “ubicuidad” de la vida (en el expresión adecuada de V.I. Vernadsky, 1960). De aquí se deduce claramente que la evolución de los organismos es esencialmente adaptatogénesis.

Para desarrollar el problema del origen de las plantas superiores, son importantes los estudios exhaustivos de los distintos grupos de plantas superiores y de las algas, que se consideran los antepasados ​​de los arquegoniales.

Hasta la fecha, se han logrado avances significativos en el estudio de las algas, incluidas sus formas modernas y fósiles. En particular, llaman la atención los trabajos de K. D. Stewart, K. R. Mattox (1975, 1977, 1978), K. J. Niklas (1976), L. E. Graham (1984, 1985), Yu.

CONTENIDO
Prefacio
Metodología de la investigación de la evolución
Teoría evolutiva
El estado actual de la enseñanza evolutiva.
Ideas sobre las leyes básicas de la evolución.
Origen de las plantas superiores.
Las algas como formas ancestrales de arquegonios.
Cambio de fases nucleares (ciclo de desarrollo de centrales superiores)
Apomixis y su papel en la evolución de las plantas superiores. El concepto de “generación” en relación con los embriofitos.
Posible certeza citológica de formas ancestrales de plantas superiores.
Predecesores de plantas superiores y su transformación en arquegonados primarios.
Situación ecológica al llegar a tierra formas originales plantas superiores
La aparición de la embriofía.
Transformación de cloroplastos durante la aparición de plantas superiores.
Las plantas terrestres más antiguas. Formas de transición entre algas y plantas superiores. Riniófitos
Caminos de transformación de las primeras plantas terrestres.
Origen y evolución de los principales grupos de briofitas.
Antocerotophyta
La unicidad de la organización grupal como motivo de la incertidumbre de su posición filogenética y relaciones genéticas.
Plantas fósiles que exhiben características similares a las antocerotas y sus análisis comparativo
Forma ancestral de antocerotas.
Características de la analogía de los antocerotes con otras plantas superiores y génesis de adaptación de este grupo de briofitas.
Hepáticas (Marchantiophyta)
Las formas fósiles más antiguas de hepáticas.
Las hepáticas como los organismos “menos terrestres” entre las briófitas
Condicionalidad ecológica inicial de las hepáticas.
Relaciones históricas entre los morfotipos hoja-tallo y talo del gametofito
Cambios en la estructura del esporogón en el Devónico Medio-Inferior
Evolución del gametofito de la hepática en el Devónico tardío-Carbonífero temprano
Protonema (plántula), su significado en el ciclo de desarrollo y transformación.
Transformación de la estructura del esporogón en el Devónico superior.
Evolución de las hepáticas en el Carbonífero
Morfotipo inicial del gametofito briofito.
Simetría en la morfogénesis de las hepáticas en relación con su estilo de vida.
Divergencia de la división de hepáticas.
Signos de organización de los helechos como medio para comprender las vías de desarrollo de las briofitas.
Características de la organización de las hepáticas de Jungermann (Jungermanniophytina)
Organización de Marchantiophytina como consecuencia
su ecología específica. Divergencia del grupo
Cuerpos oleosos y su dislocación en hepáticas.
Taxones con caracteres mixtos de los dos grupos principales de hepáticas y modelos del origen de estos grupos.
Época de aparición de familias y géneros modernos de hepáticas.
Clasificación más nueva hepáticas
Musgos (Bryophyta)
Detalles de la organización del grupo.
Musgos fósiles antiguos
La naturaleza de la relación entre musgos y hepáticas.
El mayor grado de terrestre de los musgos entre las briófitas.
Restauración del proceso de formación del morfotipo principal de los musgos.
Series morfológicas comparadas de esporogones como modelo de sus cambios durante la evolución de los musgos.
takakiophytina
Musgos propiamente dichos (Bryophytina)
Musgo Sphagnum (Sphagnopsida)
Musgos de Andrés (Andreaeopsida)
Musgos Lndreobryopsida (Andreaeobryopsida)
briopsida
Cambios en el número básico de cromosomas en briófitos durante su evolución.
Briofitas en el Paleoceno y Eoceno
Impacto del cambio climático sobre las briófitas en el Oligoceno y Neógeno
Briófitos bajo estrés antropogénico severo
Inversiones ecológicas de briofitas.
Pronóstico de la evolución de las briofitas en relación con cambios naturales y antropogénicos en la biosfera.
Relaciones filogenéticas entre los taxones más grandes de briófitos, así como entre briófitos y otras plantas superiores.
Conclusión
Panorama general de la evolución de las briófitas según el modelo conceptual sugerido por nosotros (resumen)
Literatura.

BIOLOGÍA GENERAL

EVOLUCIÓN. ENSEÑANZA EVOLUTIVA

EVIDENCIA DE EVOLUCIÓN

La evolución biológica es el proceso histórico de desarrollo del mundo orgánico, que va acompañado de cambios en los organismos, la extinción de unos y la aparición de otros. La ciencia moderna opera con muchos hechos que indican procesos evolutivos.

Evidencia embriológica de evolución.

En la primera mitad del siglo XIX. Comienza a desarrollarse la teoría de la “similitud germinal”. El científico ruso Karl Baer (1792-1876) descubrió que en las primeras etapas del desarrollo embrionario existe una gran similitud entre embriones de diferentes especies dentro del tipo.

Los trabajos de F. Müller y E. Haeckel les dieron la oportunidad de formular la ley biogenética: "la ontogénesis es una repetición breve y rápida de la filogenia". Posteriormente, la interpretación de la ley biogenética fue desarrollada y aclarada por V.M. Severtsovim: “en la ontogénesis, se repiten las etapas embrionarias de los ancestros”. Los embriones en las primeras etapas de desarrollo tienen la mayor similitud. Señales generales El tipo se forma durante la embriogénesis antes que los especiales. Por tanto, todos los embriones de vertebrados en la etapa I tienen hendiduras branquiales y un corazón de dos cámaras. En las etapas intermedias aparecen las características propias de cada clase, y solo en etapas posteriores se forman las características de la especie.

Evidencias anatómicas y morfológicas comparadas de la evolución.

La prueba de la unidad de origen de todos los seres vivos es la estructura celular de los organismos, un plan estructural único de los órganos y sus cambios evolutivos.

Los órganos homólogos tienen un plan estructural similar, origen común, realice lo mismo y Varias funciones. La presencia de órganos homólogos permite probar la relación histórica de diferentes especies. La similitud morfológica primaria es reemplazada en diversos grados por diferencias adquiridas durante el proceso de divergencia. Un ejemplo típico de órganos homólogos son las extremidades de los vertebrados, que tienen el mismo plan estructural independientemente de las funciones que realicen.

Algunos órganos vegetales se desarrollan morfológicamente a partir de capas de gérmenes y son hojas modificadas (antenas, espinas, estambres).

Los órganos análogos son similitudes morfológicas secundarias que no se heredan de ancestros comunes de organismos de diferentes grupos sistemáticos. Los órganos similares son similares en sus funciones y se desarrollan mediante el proceso de convergencia. Indican la uniformidad de adaptaciones que surgen en el proceso de evolución en las mismas condiciones ambientales como resultado de la selección natural. Por ejemplo, órganos animales similares.alas de mariposa y pájaro. Esta adaptación al vuelo en las mariposas se desarrolló a partir de la cubierta quitinosa y en las aves, a partir del esqueleto interno de las extremidades anteriores y la cubierta de plumas. Filogenéticamente, estos órganos se formaron de manera diferente, pero realizan la misma función: los animales se utilizan para volar. A veces órganos similares adquieren similitudes excepcionales, como los ojos. cefalópodos y vertebrados terrestres. Tienen el mismo plan estructural general, elementos estructurales similares, aunque en la ontogénesis se desarrollan a partir de diferentes hojas embrionarias y no tienen ninguna relación entre sí. La similitud se explica únicamente por la naturaleza física de la luz.

Un ejemplo de órganos similares son las espinas de las plantas, que las protegen de ser comidas por los animales. Las espinas pueden desarrollarse a partir de hojas (agracejo), estípulas (acacia blanca), brotes (espino) y corteza (mora). Se parecen sólo en apariencia y en las funciones que realizan.

Órganos vestigiales, estructuras relativamente simplificadas o poco desarrolladas que han perdido su finalidad original. Se ponen durante el desarrollo embrionario, pero no se desarrollan completamente. A veces, los rudimentos realizan funciones diferentes en comparación con los órganos homólogos de otros organismos. Por lo tanto, el apéndice humano rudimentario realiza la función de formación de linfa, a diferencia del órgano homólogo, el ciego, en los herbívoros. Los rudimentos de la cintura pélvica de una ballena y las extremidades de una pitón confirman el hecho de que las ballenas se originaron a partir de cuadrúpedos terrestres y las pitones, de ancestros con extremidades desarrolladas.

El atavismo es el fenómeno de un retorno a formas ancestrales que se observa en individuos individuales. Por ejemplo, coloración cebra en los potros, pezones ricos en los humanos.

Evidencia biogeográfica de la evolución.

Estudio de flora y fauna. diferentes continentes nos permite restablecer el curso general del proceso evolutivo e identificar varias zonas zoogeográficas con animales terrestres similares.

1. La región holártica une las regiones Paleártica (Eurasia) y Neoártica (América del Norte).

2. Región neotropical (América del Sur).

3. Región de Etiopía (África).

4. Región Indo-Malaya (Indochina, Malasia, Filipinas).

5. Región australiana.

En cada una de estas zonas existe una gran similitud entre el mundo animal y vegetal. Las regiones se diferencian entre sí por ciertos grupos endémicos.

Las endémicas son especies, géneros, familias de plantas o animales, cuya distribución se limita a un área geográfica pequeña, es decir, flora o fauna específica de un área determinada. El desarrollo de la endemicidad se asocia con mayor frecuencia con el aislamiento geográfico. Por ejemplo, la separación más temprana de Australia del continente sur de Gondwana (más de 120 millones de años) condujo al desarrollo independiente de varios animales. Sin sentir la presión de los depredadores, que están ausentes en Australia, aquí se han conservado mamíferos monotremas, bestias primitivas: el ornitorrinco y el equidna; marsupiales: canguro, koala.

La flora y la fauna de las regiones Paleártica y Neoártica, por el contrario, son similares entre sí. Por ejemplo, los árboles estrechamente relacionados incluyen arces, fresnos, pinos y abetos americanos y europeos. En América del Norte y Eurasia viven mamíferos como los alces, las martas, los visones y los osos polares. El bisonte americano se encuentra mirada familiar- Bisonte europeo. Estas similitudes indican la unidad a largo plazo de los dos continentes.

Evidencia paleontológica de la evolución.

La paleontología estudia los organismos fósiles y nos permite establecer el proceso histórico y las causas del cambio en el mundo orgánico. A partir de hallazgos paleontológicos se ha elaborado una historia del desarrollo del mundo orgánico.

Las formas de transición fósiles son formas de organismos que combinan grupos antiguos y modernos. Ayudan a restaurar la filogenia de grupos individuales. Representantes: Archaeopteryx: una forma de transición entre reptiles y aves; Inostrantseviya es una forma de transición entre reptiles y mamíferos; Los psilofitos son una forma de transición entre las algas y las plantas terrestres.

Las series paleontológicas se componen de formas fósiles y reflejan el curso de la filogénesis (desarrollo histórico) de la especie. Estas filas existen para caballos, elefantes y rinocerontes. La primera serie paleontológica de caballos fue compilada por V. A. Kovalevsky (1842-1883).

Las reliquias son especies raras de plantas o animales que han sobrevivido en un territorio determinado y se han conservado desde épocas geológicas pasadas. Se caracterizan por signos de grupos extintos de épocas pasadas. El estudio de formas relictas nos permite restaurar la apariencia de organismos desaparecidos, recrear sus condiciones y forma de vida. Hatteria es un representante de los antiguos reptiles primitivos. Estos reptiles vivieron en los períodos Jurásico y Cretácico. El celacanto, pez de aletas cruzadas, se conoce desde el Devónico temprano. Estos animales dieron origen a los vertebrados terrestres. El ginkgo es la forma más primitiva de gimnosperma. Las hojas son plantas de noviembre grandes, en forma de abanico. En el territorio de Ucrania, entre las plantas relictas, se conservan la azalea amarilla, el pino tiza y mil bayas. Entre los animales relictos se encuentran la rata almizclera común, la venda y otros animales.

La comparación de las formas modernas de organismos primitivos y progresivos permite restaurar algunas de las características de los supuestos antepasados ​​​​de la forma progresiva y analizar el curso del proceso evolutivo.