Augalų evoliucijos kryptys ir keliai. Pagrindiniai augalų evoliucijos keliai

Augalų evoliucija

Pirmieji gyvi organizmai atsirado maždaug prieš 3,5 milijardo metų. Matyt, jie valgė maistą abiogeninė kilmė ir buvo heterotrofai. Didelis greitis reprodukcija lėmė konkurencijos dėl maisto atsiradimą, taigi ir skirtumus. Autotrofiškai maitintis galintys organizmai gavo pranašumą – iš pradžių chemosintezė, o paskui fotosintezė. Maždaug prieš 1 milijardą metų eukariotai suskilo į kelias šakas, iš kurių kai kurių atsirado daugialąsčiai fotosintetiniai organizmai (žalieji, rudieji ir raudonieji dumbliai), taip pat grybai.

Pagrindinės augalų evoliucijos sąlygos ir etapai:

• proterozojaus eroje buvo plačiai paplitę vienaląsčiai aerobiniai organizmai (cianobakterijos ir žalieji dumbliai);
• dirvožemio substrato susidarymas sausumoje silūro laikotarpio pabaigoje;
• daugialąstiškumo atsiradimas, leidžiantis specializuotis ląsteles viename organizme;
• psilofitų vystymas žemėje;
• iš psilofitų devono laikotarpiu atsirado visa grupė žemės augalai- samanos, samanos, asiūkliai, paparčiai, besidauginantys sporomis;
• Gimnosėkliai išsivystė iš sėklinių paparčių devono laikais. Sėklų dauginimuisi reikalingos atsiradusios struktūros (pavyzdžiui, žiedadulkių vamzdelis) išlaisvino augalų lytinį procesą nuo priklausomybės nuo vandens aplinkos. Evoliucija sekė haploidinio gametofito redukcijos ir diploidinio sporofito vyravimo keliu;
• Paleozojaus eros anglies periodui būdinga plati sausumos augmenijos įvairovė. Medžių paparčiai plinta, formuojasi anglių miškai;
• Permo laikotarpiu dominuojančia augalų grupe tapo senoviniai gimnasėkliai. Dėl sausringo klimato atsiradimo išnyksta milžiniški paparčiai ir į medžius panašios samanos;
• V Kreidos periodas Prasideda gaubtasėklių klestėjimas, besitęsiantis iki šiol.

Pagrindiniai evoliucijos bruožai flora:

1. perėjimas prie diploidinės kartos vyravimo prieš haploidą;
2. moteriškojo ūglio vystymasis ant motininio augalo;
3. perėjimas iš spermos į vyriškojo branduolio injekciją per žiedadulkių vamzdelį;
4. augalo kūno dalijimasis į organus, laidžiosios raida kraujagyslių sistema, atraminiai ir apsauginiai audiniai;
5. žydinčių augalų dauginimosi organų ir kryžminio apdulkinimo gerinimas, susijęs su vabzdžių evoliucija;
6. sėklos vystymas, siekiant apsaugoti embrioną nuo neigiamo poveikio išorinė aplinka;
7. įvairių sėklų ir vaisių platinimo būdų atsiradimas.

Gyvūnų evoliucija

Seniausi gyvūnų pėdsakai siekia Prekambrą (daugiau nei 800 mln. metų). Manoma, kad jie kilę iš bendro eukariotų stiebo arba iš vienaląsčiai dumbliai, kurio patvirtinimas yra Euglena green ir Volvox, galinčių tiek autotrofiškai, tiek heterotrofiškai maitintis, egzistavimas.

Kambro ir Ordoviko laikotarpiais vyravo kempinės, koelenteratai, kirmėlės, dygiaodžiai, trilobitai, atsirado moliuskų.

Ordovike atsirado į žuvis panašūs organizmai be žandikaulių, o Silūre – žuvys su žandikauliais. Iš pirmųjų gnatostomų susidarė rajopelekės ir skiltinės žuvys. Skilties pelekų gyvūnų pelekai turėjo atraminius elementus, iš kurių vėliau išsivystė sausumos stuburinių gyvūnų galūnės. Iš šios žuvų grupės atsirado varliagyviai, o vėliau ir kitos stuburinių gyvūnų klasės.

Seniausi varliagyviai yra Ichthyostegas, gyvenę devone. Karbonyje klestėjo varliagyviai.

Permo laikotarpiu žemę užkariavę ropliai atsirado iš varliagyvių, nes atsirado oro į plaučius įsiurbimo mechanizmas, atsisakė odos kvėpuoti, atsirado raguotų žvynų ir kūną dengiančių kiaušinių lukštų, apsaugančių embrionus nuo išdžiūvimo ir kitas aplinkos poveikis. Manoma, kad tarp roplių išsiskyrė dinozaurų grupė, dėl kurios atsirado paukščių.

Pirmieji žinduoliai atsirado mezozojaus eros triaso periodu. Pagrindinis progresyvus biologinės savybėsžinduoliai – jauniklius maitina pienu, šiltakraujai, išsivysčiusi smegenų žievė.

Gyvūnų pasaulio evoliucijos ypatybės:

1. laipsniškas daugialąsčių vystymasis ir dėl to audinių bei visų organų sistemų specializacija;
2. laisvai judrus gyvenimo būdas, nulėmęs įvairių elgesio mechanizmų vystymąsi, taip pat santykinę ontogenezės nepriklausomybę nuo aplinkos veiksnių svyravimų. Sukurti ir tobulėti vidinės organizmo savireguliacijos mechanizmai;
3. kieto skeleto išvaizda: išorinė daugeliui bestuburių - dygiaodžių, nariuotakojų; vidinis stuburiniuose gyvūnuose. Vidinio skeleto privalumai yra tai, kad jis neriboja kūno dydžio padidėjimo.

Progresyvus vystymasis nervų sistema tapo sistemos atsiradimo pagrindu sąlyginiai refleksai ir pagerinti elgesį.

Gyvūnų evoliucija paskatino grupinio adaptyvaus elgesio išsivystymą, kuris tapo pagrindu žmonių atsiradimui.

Pagrindiniai augalų pasaulio raidos etapai ir kryptys. Iki silūro laikotarpio pabaigos augalus atstovavo daugialąsčiai dumbliai, kurie arba plūduriavo vandenyje, arba vedė prisirištą gyvenimo būdą. Daugialąsčiai dumbliai buvo pirminė sausumos lapinių augalų šaka. Paleozojaus eros Silūro periodo pabaigoje dėl intensyvių kalnų kūrimosi procesų ir sumažėjusio jūrų ploto kai kurie dumbliai atsidūrė naujose aplinkos sąlygose (mažuose rezervuaruose ir sausumoje), mirė. Kita dalis, dėl daugiakrypčio kintamumo ir prisitaikymo prie antžeminė aplinkaįgytų savybių, kurios prisidėjo prie išlikimo naujomis sąlygomis. Tokie pirmųjų sausumos augalų - riniofitų - požymiai yra audinių diferencijavimas į vientisus, mechaninius ir laidžius bei apvalkalo buvimas sporose. Augalų atsiradimą žemėje parengė bakterijų ir melsvadumblių veikla, kurios, sąveikaudamos su mineralais, sudarė dirvos substratą žemės paviršiuje.

Devono laikotarpiu riniofitus pakeitė samanos, asiūkliai ir paparčiai, kurie taip pat dauginosi sporomis ir mėgo drėgną aplinką. Jų atsiradimą lydėjo vegetatyvinių organų atsiradimas, padidinęs atskirų augalų dalių veikimo efektyvumą ir užtikrinęs jų kaip vientisos sistemos veiklą.

Karbono periodu (angl. Carboniferous) pasirodė pirmieji gimnasėkliai, kilę iš senovinių sėklinių paparčių. Sėklinių augalų atsiradimas turėjo didelę reikšmę tolesnei augalų pasaulio raidai, nes lytinis procesas tapo nepriklausomas nuo lašelinės-skysčios terpės buvimo. Atsiradę sėkliniai augalai galėtų gyventi sausesnio klimato sąlygomis. Permo laikotarpiu klimatas daugelyje Žemės vietovių tapo sausesnis ir šaltesnis, o į medžius panašūs sporiniai augalai, savo klestėjimo laikus pasiekę karbone, išnyksta. Tuo pačiu laikotarpiu prasidėjo mezozojaus epochoje vyravusių gimnasėklių žydėjimas. Aukštesniųjų sausumos augalų evoliucija seka didėjančio haploidinės kartos (gametofito) ir diploidinės kartos (sporofito) dominavimo keliu.

Kreidos periodu įvyko kitas didelis augalų evoliucijos žingsnis – gaubtasėklių atsiradimas. Pirmieji šios augalų grupės atstovai buvo krūmai arba žemaūgiai medžiai mažais lapais. Tada gana greitai gaubtasėkliai įgavo didžiulę formų įvairovę su dideliais dydžiais ir dideliais lapais.

Įsigijus įvairių prietaisų, skirtų gėlėms apdulkinti ir vaisiams bei sėkloms paskleisti, gaubtasėkliai užėmė dominuojančią vietą kainozojaus augalų pasaulyje.

Taigi pagrindiniai augalų pasaulio evoliucijos bruožai buvo:

laipsniškas perėjimas prie dominuojančios sporofito padėties prieš gametofitą vystymosi cikle;

patekimas į žemę, kūno diferenciacija į organus (šaknis, stiebas, lapas) ir audinių diferenciacija (laidūs, mechaniniai, vientisieji);

perėjimas nuo išorinio į vidinį tręšimą; gėlės išvaizda ir dvigubas tręšimas;

sėklų, turinčių maistinių medžiagų kvapą ir apsaugotų nuo nepalankių aplinkos sąlygų poveikio sėklos dangalu (ir gaubtasėklių apyvaisio sienelėmis), atsiradimas;

reprodukcinių organų gerinimas ir kryžminis apvaisinimas gaubtasėkliuose lygiagrečiai su vabzdžių evoliucija;

įvairių vaisių ir sėklų platinimo būdų atsiradimas.

Pagrindiniai gyvūnų pasaulio evoliucijos etapai ir kryptys. Gyvūnų evoliucijos istorija buvo išsamiai ištirta dėl to, kad daugelis jų turi skeletą ir todėl geriau išsilaiko suakmenėjusiose liekanose.

Daugialąsčiai gyvūnai kilę iš vienaląsčių organizmų per kolonijines formas. Pirmieji gyvūnai tikriausiai buvo koelenteratai. Senovės koelenteratai sukėlė plokščiųjų kirmėlių, kurie yra trijų sluoksnių gyvūnai, turintys dvišalę simetriją.

Iš senovinių blakstienuotų kirmėlių atsirado pirmosios antrinės ertmės – anelidai. Senovės jūriniai daugiasluoksniai tikriausiai buvo nariuotakojų, moliuskų ir chordatų tipų atsiradimo pagrindas.

Seniausi gyvūnų pėdsakai siekia Prekambrą (maždaug prieš 700 mln. metų). Kambro ir Ordoviko laikotarpiais vyravo kempinės, koelenteratai, kirmėlės, dygiaodžiai, trilobitai, atsirado moliuskų.

Vėlyvajame Kambre atsirado bežandikaulių šarvuotų žuvų, o devonuose – žandikaulių. Daugumai šių gyvūnų būdinga dvišalė simetrija, trečia gemalo sluoksnis, kūno ertmės, išorinis (nariuotakojų) arba vidinis (vaikštantis) kietas skeletas, progresuojantis gebėjimas aktyviai judėti, priekinio kūno galo atskyrimas nuo burnos angos ir jutimo organų, laipsniškas centrinės nervų sistemos gerėjimas.

Iš pirmųjų gnatostomų susidarė rajopelekės ir skiltinės žuvys. Skilties pelekų gyvūnų pelekai turėjo atraminius elementus, iš kurių vėliau išsivystė sausumos stuburinių gyvūnų galūnės. Svarbiausios aromatomorfozės šioje evoliucijos linijoje yra judančių žandikaulių vystymasis iš žiaunų lankų (suteikiančių aktyvų grobio gaudymą), odos raukšlės pelekai, o vėliau susiformuoja suporuotų krūtinės ir pilvo galūnių juostos (padidėja judesių manevringumas vandenyje). Plautinės žuvys ir skiltinės žuvys galėjo kvėpuoti atmosferos deguonimi per plaukimo pūsles, sujungtas su stemple ir aprūpintas kraujagyslių sistema.

Pirmieji sausumos gyvūnai – stegocefalijos – kilę iš skiltinių žuvų. Stegocefalijos buvo suskirstytos į kelias varliagyvių grupes, kurios savo viršūnę pasiekė karbone. Pirmųjų stuburinių gyvūnų išėjimą į sausumą užtikrino pelekų pavertimas antžeminėmis galūnėmis, o oro pūslės – plaučiais.

Tikrai sausumos gyvūnai – ropliai, permo laikotarpio pabaigoje užkariavę žemę, kilę iš varliagyvių. Roplių vystymasis žemėje užtikrino sausų keratinizuotų odos sluoksnių buvimą, vidinį apvaisinimą, didelį trynio kiekį kiaušinyje ir apsauginius kiaušinių lukštus, apsaugančius embrionus nuo išdžiūvimo ir kitokio aplinkos poveikio. Tarp roplių išsiskyrė dinozaurų grupė, iš kurios atsirado žinduoliai. Pirmieji žinduoliai atsirado mezozojaus eros triaso periodu. Vėliau, taip pat iš vienos iš roplių šakų, išsivystė dantytieji paukščiai (Archaeopteryx), o vėliau ir šiuolaikiniai paukščiai. Paukščiams ir žinduoliams būdingi tokie bruožai kaip šiltakraujiškumas, keturių kamerų širdis, vienas aortos lankas (sukuriantis visišką didžiųjų ir mažųjų kraujotakos ratų atskyrimą), intensyvi medžiagų apykaita – ypatumai, kurie užtikrino šių žmonių grupių klestėjimą. organizmai.

Mezozojaus pabaigoje atsirado placentos žinduoliai, kuriems pagrindiniai progresuojantys požymiai buvo placentos atsiradimas ir vaisiaus intrauterinis vystymasis, jauniklių maitinimas pienu, išsivysčiusi smegenų žievė. Iš pradžių Kainozojaus era Nuo vabzdžiaėdžių atsiskyręs primatų būrys, kurio vienos iš šakų evoliucija paskatino žmonių atsiradimą.

Lygiagrečiai su stuburinių gyvūnų evoliucija buvo bestuburių gyvūnų vystymasis. Perėjimas iš vandens į sausumos buveines įvyko voragyviams ir vabzdžiams, susiformavus tobulam vientisam egzoskeletui, sąnarių galūnėms, šalinimo organams, nervų sistemai, jutimo organams ir elgesio reakcijoms bei atsiradus trachėjos ir plaučių kvėpavimui. Tarp moliuskų patekimas į žemę buvo pastebėtas daug rečiau ir nesukėlė vabzdžių rūšių įvairovės.

Pagrindiniai gyvūnų pasaulio evoliucijos bruožai:

laipsniškas daugialąsčių vystymasis ir dėl to audinių bei visų organų sistemų specializacija;

laisvas gyvenimo būdas, nulėmęs įvairių elgesio mechanizmų vystymąsi, taip pat santykinę ontogenezės nepriklausomybę nuo veiksnių svyravimų aplinką;

kieto skeleto išvaizda: išorinis kai kuriems bestuburiams (nariuotakojams) ir vidinis chordatuose;

laipsniškas nervų sistemos vystymasis, kuris buvo sąlyginio refleksinio aktyvumo atsiradimo pagrindas.

Tarp pagrindinių augalų pasaulio evoliucijos etapų galima išskirti patekimą į žemę, perėjimą nuo išorinio į vidinį tręšimą, sėklų atsiradimą ir jų platinimo būdų tobulinimą; gyvūnų pasaulio evoliucijoje - audinių ir organų sistemų specializacija, tvirto skeleto atsiradimas, laipsniškas nervų sistemos vystymasis ir gebėjimas gyventi laisvą gyvenimo būdą

Pagrindinės kryptys biologinė pažanga yra 1) arogenezė(morfologinė pažanga), 2) alogenezė, 3) katagenezė(bendras degradavimas)

A rogenezė - evoliucinė kryptis, lydima didelių struktūrinių pokyčių – aromorfozių. Aromorfozė(iš graikų kalbos „airo“ - aš keliu, „morpho“ - forma, modelis) - tai kokybinis pokytis, kurio metu žymiai padidėja grupės tinkamumas, padidėja jos gyvybinis aktyvumas naujomis gyvenimo sąlygomis, o tai suteikia plačių pranašumų. grupę ir prisideda prie jos asortimento išplėtimo . Pavyzdžiui, plokščiųjų kirmėlių atsiradimas dvišalė simetrija kūnas ir trečiasis gemalo sluoksnis buvo komplikacijų pagrindas vėlesnėse virškinimo sistemos, raumenų, kraujotakos ir. išskyrimo sistemos, taip pat skeleto atsiradimas stuburiniams gyvūnams ir kt. Kalbant apie tam tikras grupes, pavyzdžiui, žinduolių, aromorfozės lėmė širdies padalijimą į keturias kameras ir dviejų kraujotakos ratų diferenciaciją, kartu padidinant darbingumą. plaučių, smegenų ir jutimo organų komplikacijos, taigi ir sudėtingų elgesio reakcijų išsivystymas, lankstesnis prisitaikymas prie greita pamaina situacija. Augaluose aromorfozės užtikrino perėjimą iš vandens aplinkos į žemę, nuo dauginimosi sporomis prie dauginimosi sėklomis. Aromorfozės visada atveria plačias galimybes įvairiai evoliucijai ir veda į biologinę pažangą.

Alogenezė - evoliucinė kryptis, lydima įsigijimo idioadaptacijos. Idiominės adaptacijos (iš graikų kalbos „idios“ – savybė, „adaptacija“ – prisitaikymas) – tai evoliuciniai prisitaikymai prie specialios sąlygos aplinka, atsirandanti po aromorfozių. Tuo pačiu metu nekyla bendras organizmų organizuotumo lygis ir gyvybinės veiklos intensyvumas. Pavyzdžiui, žinduolių atsiradimas buvo evoliucinis pokytis aromorfozės lygmenyje, tačiau vėliau, be esminių organizacijos pokyčių, atsiranda plati adaptacinė šios grupės spinduliuotė, atsiranda daug naujų rūšių, genčių, šeimų ir kt. prisitaikę gyventi įvairiomis sąlygomis žemėje, vandenyje ir ore.

Pagrindiniai evoliucijos proceso keliai (T.A. Kozlova, V.S. Kučmenko. Biologija lentelėse. M., 2000)

Aromorfozė- pagrindinis progresyvios evoliucijos kelias, taip evoliucija perėjo iš vienaląstės į daugialąstę, iš dvisluoksnės į trisluoksnę
Idiominis prisitaikymas- evoliucija plečiasi viename organizacijos lygmenyje
Degeneracija- perėjimas į kitą lygį

Evoliucinių pokyčių rūšys.

Pagrindiniai evoliucinių pokyčių tipai yra: paralelizmas, konvergencija ir divergencija.

Lygiagretumas yra evoliucinis pokytis, dėl kurio gimininguose organizmuose susiformuoja panašios savybės. Pavyzdžiui, tarp žinduolių banginių šeimos ir irklakojai savarankiškai persikėlė gyventi vandens aplinka ir įsigijo atitinkamus prietaisus – pelekus. Negiminingi žmonės turi žinomą bendrą panašumą žinduoliai atogrąžų zona, gyvena skirtinguose žemynuose, panašiomis klimato sąlygomis (89 pav.).

Konvergencija – evoliucinių pokyčių rūšis, dėl kurios nesusiję organizmai įgauna panašių savybių (90 pav.). Dviejų ar daugiau rūšių, kurios nėra glaudžiai susijusios, atsiranda vis daugiau panašus draugas ant draugo. Šio tipo evoliuciniai pokyčiai yra prisitaikymo prie panašių aplinkos sąlygų rezultatas.

Konvergenciniai pokyčiai veikia tik organus, tiesiogiai susijusius su tais pačiais aplinkos veiksniais. Ant medžių šakų gyvenantys chameleonai ir vijoklinės agamos savo išvaizda labai panašios, nors priklauso skirtingiems pobūriams. Žvėrių ir placentos žinduoliams dėl panašaus gyvenimo būdo panašios struktūros ypatybės atsirado nepriklausomai viena nuo kitos. Europinis kurmis ir skraidantis kurmis, skraidyklė ir skraidanti voverė yra panašūs. Konvergencinis panašumas pastebimas net gyvūnų grupėse, kurios sistemingoje padėtyje yra labai toli vienas nuo kito. Paukščiai ir drugeliai turi sparnus, tačiau šių organų kilmė skiriasi. Pirmuoju atveju tai pakitusios galūnės, antruoju – odos raukšlės.

Divergencija yra didžiausia bendras tipas evoliucinis procesas, naujų sisteminių grupių formavimosi pagrindas.

Divergencija (iš lot. divergantia – divergencija) – divergentinė raida. Divergencijos procesas dažniausiai pateikiamas evoliucinio medžio su besiskiriančiomis šakomis pavidalu (91 pav.). Tai skirtingos evoliucijos arba radiacijos vaizdas: bendras protėvis sukėlė dvi ar daugiau formų, kurios savo ruožtu tapo daugelio rūšių ir genčių protėviais. Divergencija beveik visada atspindi padidėjusį prisitaikymą prie naujų gyvenimo sąlygų. Žinduolių klasė skirstoma į daugybę kategorijų, kurių atstovai skiriasi sandara, gyvenimo būdu, fiziologinių ir elgesio adaptacijų pobūdžiu (vabzdžiaėdžiai, chiropteranai, plėšrūnai, banginių šeimos gyvūnai ir kt.).

Pagrindinės evoliucijos kryptys.

Gyvosios gamtos raida nuo paprastos iki sudėtingos ir buvo progresyvi. Be to, rūšys prisitaikė prie specifinių gyvenimo sąlygų ir specializuotos.

Norint suprasti organinio pasaulio istorinę raidą, svarbu nustatyti pagrindines evoliucijos linijas. Pagrindiniai Rusijos mokslininkai A. N. Severtsovas ir I. I. Shmalgauzenas svariai prisidėjo prie evoliucijos problemos plėtros. Jie nustatė, kad pagrindinės evoliucijos kryptys yra aromorfozės, idioadaptacijos ir degeneracijos (92 pav.).

Aromorfozė (iš graikų airomorphosis - formos pakėlimas) yra tokia didelė, didelio masto, evoliuciniai pokyčiai, kurios veda į bendrą organizacijos pakilimą, padidina gyvenimo intensyvumą, bet nėra siauros adaptacijos prie smarkiai ribotų egzistavimo sąlygų. Aromorfozės suteikia didelių pranašumų kovoje už būvį, todėl galima pereiti į nauja aplinka buveinė.

Aromorfozės gyvūnams apima gyvybingumo atsiradimą, gebėjimą palaikyti pastovią kūno temperatūrą, uždaros kraujotakos sistemos atsiradimą, o augaluose – gėlių, kraujagyslių sistemos atsiradimą, gebėjimą palaikyti ir reguliuoti dujų mainus organizme. lapai.

Per aromorfozę evoliucijos procese atsiranda didelės sisteminės grupės, aukštesnės už šeimą. Aromorfozės padeda padidinti išgyvenamumą ir sumažinti populiacijų mirtingumą. Daugėja organizmų, plečiasi jų arealas, formuojasi nauji gyventojų , naujų rūšių formavimasis spartėja. Visa tai sudaro biologinės pažangos esmę arba rūšies (kito sisteminio vieneto) pergalę kovoje už būvį.

Idioadaptacija (iš graikų idios – savitas ir lot. adaptatio – prisitaikymas) – nedidelis evoliucinis pokytis, didinantis organizmų prisitaikymą prie tam tikrų aplinkos sąlygų. Priešingai nei aromorfozė, idioadaptacija nėra lydima pagrindinių organizacijos bruožų pasikeitimo, bendro jos lygio kilimo ir organizmo gyvybinės veiklos intensyvumo padidėjimo.

Idioadaptacijų pavyzdžiai yra apsauginis gyvūnų dažymas arba kai kurių žuvų (plekšnių, šamų) prisitaikymas prie gyvybės dugne – kūno suplokštėjimas, dažymas pagal dirvožemio spalvą, antenų vystymas ir kt. Kitas pavyzdys – kai kurių žinduolių rūšių (šikšnosparnių, skraidančių voverių) prisitaikymas skraidyti.

Augalų idioadaptacijos pavyzdys yra įvairūs prisitaikymai prie gėlių kryžminio apdulkinimo vabzdžių ar vėjo ir prisitaikymo prie sėklų sklaidos.

Paprastai mažos sisteminės grupės – rūšys, gentys, šeimos – atsiranda evoliucijos procese per idioadaptaciją. Idioadaptacija, kaip ir aromorfozė, lemia rūšių skaičiaus padidėjimą, arealo plėtimąsi, specifikacijos pagreitėjimą, t.y., biologinį progresą.

Daugelis šiuolaikinių rūšių yra užkluptos biologinės pažangos. Pavyzdžiui, prieš šimtą metų rudojo kiškio paplitimo riba šiaurėje siekė liniją Sankt Peterburgas – Kazanė, o rytuose – iki Uralo upės. Dabar išplito į šiaurę – iki Centrinė Karelija o rytuose – į Omską. Dabar žinoma apie 20 jo porūšių.

Gamtoje taip pat stebima biologinė regresija. Jai būdingi biologiniam progresui priešingi bruožai: skaičiaus mažėjimas; ploto susiaurėjimas; rūšių ir populiacijų skaičiaus mažėjimas. Dėl to dažnai išnyksta rūšys.

Iš daugybės seniausių varliagyvių šakų liko tik tos, dėl kurių susiformavo šiuolaikinės varliagyvių ir roplių klasės. Senovės paparčiai ir daugelis kitų augalų ir gyvūnų grupių išnyko.

Vystantis žmonių civilizacijai, biologinės pažangos ir biologinės regresijos priežastys vis dažniau siejamos su žmonių daromais Žemės peizažų pokyčiais, kurie sutrikdo evoliucijos proceso metu susiformavusius gyvų būtybių ryšius su aplinka.

Žmogaus veikla yra galingas kai kurių rūšių, dažnai jai kenksmingų, biologinio progreso, kitų, reikalingų ir naudingų, biologinio regreso veiksnys. Prisiminkite daugelio rūšių vabzdžių, atsparių pesticidams, atsiradimą, patogeninių mikrobų, atsparių vaistams, spartų melsvadumblių vystymąsi nuotekose. Sėjant žmonės įsiveržia į laukinę gamtą, sunaikindami didelius daugelio laukinių populiacijų plotus, pakeisdami juos keliomis dirbtinėmis. Žmonėms suintensyvėjęs daugelio rūšių naikinimas sukelia jų biologinį regresą, o tai gresia išnykimui. Evoliucijos kelių koreliacija. Didelių sisteminių grupių (pavyzdžiui, filų ir klasių) evoliucijos keliai yra labai sudėtingi. Dažnai šių grupių raidoje vienas evoliucijos kelias nuosekliai pakeičiamas kitu. Iš visų svarstomų būdų pasiekti biologinę pažangą rečiausios yra aromorfozės, kurios vieną ar kitą sisteminę grupę pakelia į kokybiškai naują, aukštesnį išsivystymo lygį. Aromorfozės gali būti laikomos lūžio taškais gyvybės raidoje. Grupėms, patyrusioms atitinkamas morfofiziologines transformacijas, atsiveria naujos galimybės įvaldant išorinę aplinką.

Po kiekvienos aromorfozės seka daug idioadaptacijų, kurios suteikia daugiau pilnas naudojimas visų turimų išteklių ir naujų buveinių kūrimo.

Paukščiai ir žinduoliai užėmė dominuojančią padėtį tarp sausumos gyvūnų. Pastovios kūno temperatūros įgijimas (aromorfozė) leido jiems išgyventi apledėjimo sąlygomis ir prasiskverbti toli į šaltas šalis, tada evoliucija tęsėsi per idioadaptacijas, dėl kurių atsirado naujų rūšių, kurios įvaldė skirtingas buveines.

Lygiagretumas. Konvergencija. Divergencija. Aromorfozė. Idioadaptacija. Bendra degeneracija. Biologinė pažanga. Biologinė regresija.

1. Įvardykite pagrindines biologinės pažangos ir biologinės regresijos charakteristikas. 2. Išvardykite pagrindinius evoliucinių pokyčių tipus ir juos apibūdinkite. 3. Kokios yra pagrindinės evoliucijos kryptys?

Skyriaus SANTRAUKA

Evoliucinė idėja yra ta, kad gyvi daiktai laikui bėgant palaipsniui keičiasi. Charlesas Darwinas atskleidė pagrindinį varomosios jėgos evoliucijos: paveldimumas, kintamumas ir natūrali atranka .

Paveldimumas – tai visų organizmų savybė išsaugoti ir perduoti palikuonims savo tėvų savybes.

Kintamumas – tai organizmų savybė įgyti naujų savybių. Anot Charleso Darwino, kintamumas gyvybės formų atitinka aplinkos sąlygų, kuriose vyksta jų gyvenimas, pokyčius.

Pažangių savybių buvimas leidžia organizmams tapti nugalėtojais kovoje už būvį. Išgyvendami jie turi pranašumą, kad savo palikuonims perduoda pažangias savybes. Darvinas šį procesą pavadino natūralia atranka.

Paveldimą kintamumą nuolat palaiko išvaizda mutacijų Ir genetinė rekombinacija- nuolatinis genų maišymosi procesas formuojantis zigotams.

Mokslininkai mikroevoliuciją apibrėžia kaip kryptingus populiacijos genofondo pokyčius, kurių charakteristikos yra tam tikrų genų atsiradimo dažniai. Veiksnius ir mechanizmus, kontroliuojančius genofondo pokyčius, tiria populiacijos genetika.

Natūrali atranka pašalina tuos, kurie mažiau tinka genotipai , kurio pasekmė – populiacijų prisitaikymo prie aplinkos sąlygų padidėjimas. Stabilizuojančia atranka siekiama išlaikyti jau esamas organizmų savybes. Vairavimo pasirinkimas skatina organizmų savybių pokyčius. Trikdanti atranka lemia polimorfizmo atsiradimą, kuris užtikrina egzistavimo galimybę įvairiomis aplinkos sąlygomis.

Reprodukcinės izoliacijos mechanizmai (izoliavimo mechanizmai) lemia medžiagų apykaitos apribojimus genetinė medžiaga tarp populiacijų. Reprodukcinės izoliacijos įtvirtinimą palaiko natūrali atranka. Nauja rūšis gali atsirasti dėl fizinių kliūčių suskaidžius populiacijos arealą ar populiacijų grupę. Šis naujų rūšių atsiradimo būdas vadinamas alopatrine specifikacija. Paprastai jis stebimas periferinėje pirminės rūšies arealo dalyje. Antrasis specifikacijos būdas vadinamas simpatiniu. Tokiu atveju staiga gali atsirasti vienos gyvų būtybių grupės izoliavimo nuo kitos mechanizmai chromosominės genotipo pertvarkymai (pavyzdžiui, poliploidija).

Didesnių sisteminių grupių, genčių, šeimų, kategorijų ir kt. formavimosi procesas vadinamas makroevoliucija. Makroevoliucija vyksta ilgą laiką, todėl ji yra neprieinama tiesioginiam tyrimui.

Makroevoliucijoje veikia tie patys procesai: fenotipinių pokyčių formavimasis, kova už būvį, natūrali atranka ir mažiausiai prisitaikiusių formų išnykimas.

Evoliucijos procese išskiriami šie būdingi evoliucinių pokyčių tipai: paralelizmas, konvergencija ir divergencija. Pagrindinės evoliucijos kryptys yra: aromorfozė, idioadaptacija, degeneracija.

Didelių sisteminių grupių (pavyzdžiui, filų ir klasių) evoliucijos keliai yra labai sudėtingi. Dažnai šių grupių raidoje vyksta pasikeitimas iš vienos evoliucijos linijos į kitą.

Visi gyvi organizmai, kurie šiandien yra Žemėje, praėjo ilgas kelias evoliucinis vystymasis, kurio rezultatas buvo labai organizuotų gyvybės formų atsiradimas. Įžymūs Rusijos mokslininkai Severtsovas A.N. Ir Shmalhausen I.I. atliko puikų darbą teorinė analizėšį evoliucinį vystymąsi ir nustatė 3 pagrindines evoliucijos proceso kryptis:

1. aromorfozė;
2. idioadaptacija;
3. degeneracija.

Aromorfozė (morfofiziologinis progresas) yra adaptyvūs evoliuciniai pokyčiai: organizmo struktūra ir jo funkcijos tampa sudėtingesnės, todėl bendras lygis didėja jo organizuotumas ir gyvybinė veikla. Aromorfozių atsiradimas yra labai ilgas procesas, pagrįstas paveldimas kintamumas Ir natūrali atranka. Toliau vystantis, išsaugomos aromorfozės, dėl kurių atsiranda didelių sisteminių grupių – tipų ir klasių.

Idiominis prisitaikymas – privatūs adaptacinio pobūdžio evoliuciniai pokyčiai. Jie neturi įtakos bendram organizacijos lygiui. Šie pokyčiai yra prisitaikymo prie konkrečių aplinkos sąlygų rezultatas. Gyvūnų idioadaptacijos pavyzdžiai yra apsauginė spalva, varliagyvių prisitaikymas prie gyvenimo sausumoje, skirtinga forma paukščių sparnai ir snapai ir tt Augaluose tai įvairūs gėlės prisitaikymai prie apdulkinimo, sėklose ir vaisiuose – pasiskirstymui, o lapuose – siekiant sumažinti garavimą.

Visos aukščiau aprašytos evoliucijos kryptys yra glaudžiai tarpusavyje susijusios. Paprastai aromorfozės evoliucijos procese atsiranda gana retai ir visada sukelia naujų ir labiau organizuotų formų, galinčių prisitaikyti prie kitų buveinių, atsiradimą. Tada evoliucijos procesas eina keliu idioadaptacijos. Tai leidžia organizmams įsitvirtinti naujame ekologinės nišos. Bet degeneracija gali atsirasti giliai dalinai prisitaikant prie tam tikrų aplinkos sąlygų, t.y. dėl idioadaptacijos, bet tuo pačiu susidaro sąlygos, kurioms esant gali atsirasti naujų idioadaptacijų.

Skirtingai nuo biologinio progreso biologinė regresija gali būti būdingas prisitaikymo prie gyvenimo sąlygų lygio sumažėjimas. Dėl to mažėja rūšies individų, traukiasi jos arealas, mažėja ir populiacijų skaičius bei įvairovė. Dėl to biologinė regresija lemia šios rūšies išnykimą. Pavyzdžiui, trilobitai, vėžiagyvių skorpionai, dinozaurai, psilofitai, sėkliniai paparčiai ir kt. patyrė biologinę regresiją. Šiuo metu biologinė regresija vyksta tarp samanų, asiūklių, juodųjų tarakonų, juodųjų žiurkių, bizonų, bebrų, ondatrų ir kt., sąrašą galima tęsti. Šiame procese vienas iš pagrindinių veiksnių dabar yra žmogaus veikla: tai apima ir tiesioginį naikinimą (Ussuri tigras, bizonai), ir rūšių skaičiaus bei jų buveinių sumažėjimą dėl to. ekonominė veikla(įvairūs stepių augalai ir gyvūnai).