Эволюционные процессы

В зависимости от уровня эволюционных изменений различают три типа эволюционных процессов: микроэволюция, видообразования и макроэволюция. Общим для этих процессов есть такие признаки: а) движущим фактором эволюционных изменений является естественный отбор ; 6) материалом для эволюционных изменений является мутации ", в) все эволюционные изменения начинаются в популяциях; г) результатом эволюционных процессов является появление новых систематических групп.

Сравнительная характеристика микроэволюции, видообразования и макроэволюции

признаки

микроэволюция

видообразования

макроэволюция

На каком уровне проявляются закономерности?

На уровне популяций

На уровне вида

На уровне надвидовых таксонов

чем

завершается?

Относительная приспособленность И организмов. Образование популяций, подвидов

образование видов

Общее усложнение и повышение организации. Образование надвидовых групп

Какой характер?

Обратный характер (популяции могут терять отличие через обмен генов)

необратимый характер

необратимый характер

Микроэволюция - эволюционный процесс, происходящий внутри вида, в пределах популяции на основе естественного отбора и завершается формированием приспособленности организмов и образованием новых популяций и подвидов. Согласно синтетической теории эволюции, естественный отбор направляет разные элементарные изменения фенотипов, возникших в результате мутаций в сторону формирование приспособлений организмов к изменениям условий окружающей среды. Эволюция популяций, подвидов и видов осуществляется через эволюцию их приспособлений.

Приспособления, или адаптации, - приспособление в процессе эволюции строения, функций, поведения организмов к определенным условиям существования. Возникают в виде преадаптаций на основе нейтральных мутаций или модификаций. Адаптации является результатом естественного отбора в конкретных условиях существования. Новые приспособления возникают не сразу в готовом виде, а длительное время формируются в процессе эволюции. После прохождения преадаптивнои пределы отбор обеспечивает усовершенствование новой адаптации. Любая совокупность адаптации помогает организмам выжить лишь в тех условиях, в которых она сформировалась под влиянием факторов эволюции. Но и тогда она относительна. Доказательствами относительного характера приспособленности могут быть следующие факты:

■ защитные приспособления от одних врагов неэффективны от других (например, ядовитых змей поедают мангусты)

■ проявление инстинктов у животных может не иметь целесообразности (например, ночные бабочки на огонь)

■ полезен в одних условиях орган становится бесполезным и даже вредным в другой среде (например, перепонки на лапах в горных гусей).

Микроэволюция обеспечивает формирование самых адаптаций, которые можно разделить на:

морфологические адаптации - совокупность приспособлений во внешней строении и форме тела:

мимикрия - сходство между незащищенными и защищенными видами (осовидни бабочки и осы, джмелевидни мухи и шмели, глухая крапива и крапива двудомная) термин впервые введен в зоологии Г. Бейтсом для обозначения случаев чрезвычайной внешней схожести между различными видами животных;

маскировки - сходство с предметами окружающего (бабочка-Калима к листьям, морской конек к водорослям, палочники и гусеница березовой пяденицы в веточек и т.п.);

защитная окраска помогает спрятаться в окружающей среде (белая окраска в беляков, полярных куропаток, зеленый - у кузнечиков, изменение окраски - у камбалы, хамелеонов)

предупреждающее окраски указывает на опасность вида (солнышко, карпатская саламандра)

угрожающее окраски - для отпугивания врагов (осьминог).

привлекающее окраски обеспечивает встречу особей разных полов или сбора в стаи;

физиологические адаптации - это комплекс физиологических реакций (изменение кровообращения при изменениях температуры, отложения жира)

этологические адаптации - это комплекс поведенческих реакций (угрожающие позы различных змей).

Вид и видообразование

Вид - совокупность особей, характеризующихся наследственным сходством признаков, свободно скрещиваются и дают плодовитое потомство, приспособленные к определенным условиям жизни и занимают в природе определенную территорию - ареал. Видовую самостоятельность определенной группы особей устанавливают по различным критериям вида.

1. Морфологический - сходство особей по строению. Он не является абсолютным, поскольку существуют виды-двойники, морфологически неопознанные, особи вида могут отличаться (половой диморфизм, личинки и взрослые особи и т.д.).

2. Генетический - это характерный для каждого вида набор хромосом по количеству, форме и размерам. Он не является абсолютным, поскольку существуют виды-двойники, которые отличаются по числу хромосом (два вида черных крыс: у одного 38 хромосом, у второго - 48, существует бы видов-двойников в малярийных комаров) количество и морфология хромосом может меняться у особей вида в результате мутаций.

3. Физиологический - это сходства и различия в процессах жизнедеятельности особей одного вида. Он не является абсолютным, поскольку особи, которые не скрещиваются в естественных условиях, могут скрещиваться в искусственных и давать бесплодное потомство (ил) или плодовитое потомство (несколько видов тополя, ивы ).

4. Биохимический - это особенности строения и состава макромолекул и течения определенных биохимических реакций, характерные для особей определенного вида. Он не является абсолютным, поскольку белки и нуклеиновые кислоты могут изменяться в пределах вида.

5. Географический - это ареал вида, который отличается от ареалов близких видов. Он не является абсолютным, ведь существуют виды космополиты, которые распространены везде (серая крыса, ряска).

6. Экологический - каждый вид имеет свою экологическую нишу - совокупность факторов среды, в которой существует вид. Он не является абсолютным, поскольку в одной экологической нише могут существовать различные виды (виды-двойники с ареалами перекрывающихся).

Итак, видовая принадлежность организмов определяется совокупностью критериев, подтверждающих друг друга.

Видообразования - это направленный естественным отбором эволюционный процесс адаптивных преобразований, который ведет к образованию генетически закрытых видовых систем с генетически открытых внутривидовых. Начинается видообразования на уровне популяций. В отличие от микроэволюции, видоутврення имеет необратимый характер. Образование видов может осуществляться тремя путями: 1) постепенное превращение исходного вида (филетическая эволюция) 2) слияние двух существующих видов (гибридогенного эволюция) 3) дифференцирования исходного вида на несколько новых (дивергентная эволюция). Новые виды чаще всего возникают от одной предковой группы близкородственных организмов (принцип монофилн ). Необходимым условием видообразования является изоляция. В зависимости от типа изоляции различают географическое и экологическое видообразование.

I. Географическое (алопатричне) видообразования - это формирование новых групп в конце ареала при географической изоляции. Может видбуатися:

1) путем фрагментации - разрыв сплошной ареала на части (образование различных видов вьюрков на разных островах Галапагосского архипелага)

2) путем миграции- расширение ареала и отбор в новых условиях (образование вида Лиственница даурская от лиственницы сибирской)

II. Экологическое (симпатрических) видообразования - это формирование новых групп в рамках существующего ареала во время экологической изоляции. Осуществляется путями:

1) сезонной изоляции - в результате действия новых сезонных условий (образование видов погремок большой весенний и погремок большой летний)

2) межвидовой гибридизации- в результате скрещивания между особями родственных видов (мята перечная = мята колосовидная + мята водяная)

3) полиплоидии - за счет мутаций (вид твердая пшеница имеет 4п = 28, а мягкая пшеница - 6n = 42).

Макроэволюция - эволюционный процесс, что приводит к возникновению нодвидових таксонов. В отличие от микроэволюции, которая происходит в исторически короткое время и доступна для непосредственного изучения, макроэволюция занимает грандиозные промежутки времени и недоступна для непосредственного наблюдения.

формы макроэволюции

Основными формами макроэволюции групп вважають филетичную , дивергентную , конвергентную та паралельную эволюцию.

формы макроэволюции

филетическая эволюция

дивергентная эволюция

конвергентная эволюция

параллельная эволюция

эволюция лошадей

Образование различных видов галапагосских вьюрков

Появление подобных признаков у дельфина, акулы и ихтиозавров

Появление подобных признаков у ластоногих - моржей, ушастых и настоящих тюленей

Филетическая эволюция - адаптационные преобразования представителей одного таксона, который меняется во времени в определенном направлении как единое целое без дивергенции.

Дивергентная эволюция - развитие признаков различия у особей одного вида вследствие приспособления к различным условиям среды. Отличие признаков, которая возникает в результате этого явления, называется гомологией , а органы, которые развиваются - гомологичными . Причиной дивергенции является наличие наследственной изменчивости, внутривидовой конкуренции и разрывая ( дизруптивного) естественного отбора. Примером дивергентной эволюции появление всех рядов плацентарных млекопитающих от общего предка.

Конвергентная эволюция - независимое развитие сходных признаков в филогенетически отдаленных организмов вследствие приспособления их к подобным условиям среды. Сходство признаков, которая возникает в результате этого явления, называется аналогии , а органы развивающихся - аналогичными . Примером конвергентной эволюции появление подобных конечностей, формы тела у акул, ихтиозавров и дельфинов.

Параллельная эволюция - независимое развитие сходных признаков у родственных систематических групп организмов. Сходство признаков, которая возникает в результате этого явления, называется гомойологиею, а органы, которые развиваются - гомойологичннмы (сходство резцов у грызунов и зайцеобразных).

направления макроэволюции

Изучая закономерности исторического развития животных, 0 М. Северцов в 20-х годах XX века разработал понятие "биологический прогресс" и "биологический регресс". Биологический прогресс - направление эволюции, при котором рождаемость в популяции преобладает над смертностью. Признаками биологического прогресса является рост численности особей; расширение площади существования; повышение темпов внутривидовой изменчивости; образования и большое количество подчиненных систематических групп; высокий потенциал выживания. На сегодня в состоянии биологического прогресса находятся покрытосеменные, головоногие моллюски, насекомые, птицы, млекопитающие. Биологический регресс - направление эволюции, при котором смертность в популяции преобладает над рождаемостью. Признаками биологического регресса является уменьшение численности особей; сужение площади существования; снижение темпов внутривидовой изменчивости; уменьшение разнообразия группы; низкий потенциал выживания. На сегодня в состоянии биологического регресса находятся виды, занесенные в Красную книгу.

Понятие о биологическом прогресс и биологический регресс является лишь обобщающими терминами, которые показывают степень видового разнообразия определенной группы в соответствующий геологический период развития нашей планеты.

пути макроэволюции

Обобщающий характер имеют также представление о морфологических пути достижения биологического прогресса.

Ароморфозы ( морфофизиологические прогресс ) - эволюционные изменения, которые повышают уровень организации организма в целом и открывают новые возможности для приспособления к различным условиям существования. Примеры ароморфних эволюционных изменений: возникновение кровеносной системы в кильчакив, появление сердца у моллюсков, возникновение челюстей у рыб, появление семян в семенных папоротников, образование цветка и плода у покрытосеменных и др.

Идиоадаптации - эволюционные изменения, которые имеют характер приспособления к определенным условиям и не изменяют уровень организации организмов. Примеры идиоадаптивних изменений: разнообразная строение цветков покрытосеменных, конечностей у млекопитающих.

Общая дегенерация ( морфофизиологические регресс ) - явление упрощения организмов в процессе эволюции. Примеры загальнодегенеративних изменений: исчезновение в паразитов органов чувств, пищеварительной системы и др.

В истории развития органического мира разные пути эволюции взаимосвязаны. Ароморфозы определяют этапы в развитии органического мира, поднимая организацию группы на более высокий уровень эволюции и открывая перед ним новые возможности для освоения среды. Дальнейшее развитие идет путем идиоадаптаций, которые обеспечивают освоение доступной разнообразия условий. При переходе организмов в более простые условия формирования приспособлений сопровождается упрощением строения.

Пути эволюции органического мира, чередуясь и соединяясь, ведут к усложнению, прогрессивной направленности развития живой природы, к возникновению целесообразности организмов.

Эволюция групп в целом имеет прогрессивный характер и происходит в двух направлениях: аллогенез (кладогенез) и арогенез (анагенез). При аллогенез развитие группы происходит в пределах одной адаптивной зоны по принципу идиоадаптаций, когда морфофизиологические изменения в организме не приводят ни к существенному усложнению, ни к упрощению его организации. Арогенез сопровождается переходом группы в другую адаптивную зону путем выработки ароморфозы.

 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   След >