Теория Эволюции (шпаргалка)

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

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

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

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

Связь между различными направлениями биологического прогресса

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

Монофилия и полифилия

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

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

С формированием каких таксонов связано появление идиоадаптации и ароморфозов?

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

Критерии прогресса

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

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

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

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

В чем выражается необратимость эв-ции?

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

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

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

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

Почему в настоящее время одновременно существуют прогрессивные и регрессивные формы?

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

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

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

В чем преимущества гермафродитизма и особенности раздельнопо­лости?

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

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

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

Можно ли паразитизм считать ароморфозом?

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

Паразиты освоили новую экологическую нишу.

Ароморфозы растений и животных, способствующие завоеванию суши:

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

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

Семинар №6

Элементарные понятия синтетической теории эв-ции.

1. Основные свойства живой материи на нашей планете.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Конвариантная редупликация (са­мовоспроизведение с изменениями), осуществляемая на основе матричного принципа (сумма трех первых ак­сиом),— это, видимо, единственное специфическое для жизни (в извест­ной нам форме ее существования на Земле) свойство. В основе его лежит уникальная способность к самовос­произведению основных управляющих систем (ДНК, хромосом и генов). При само­воспроизведении управляющих систем в живых организмах происходит не ме­ханическое повторение, а воспроизведение с внесением изменений.

2. Уровни организации жизни на Земле. Какие эволюционные события совершаются на каждом уровне организации.

Если попытаться выде­лить основные уровни, отражающие не столько уровни изучения, сколько уров­ни организации жизни на Земле, то основными критериями такого выделе­ния д.б. признаны наличие специфических элементарных, дискрет­ных структур и элементарных явле­ний. (Выделили Н. В. Тимо­феев-Ресовский и др.).

Молекулярно-генетический уро­вень. Элементарными единицами на этом уровне являются основные управляющие системы  (ДНК, хромосомы и гены). Основными элементарными явлениями, связанными с ними, мож­но считать способность их к конвариантной редупликации, локальным структурным изменениям (мутациям) и способность передавать хранящуюся в них информацию внутриклеточным управляющим системам.

Онтогенетический уровень. Прежде надо опреде­лить понятие «особь». Индивид (индивидуум, особь) – элементарная неделимая единица жизни на Земле. (В ряде случаев вопрос об определении границ особи не столь очевиден, напр., для колоний полипов, лишайников). С эволю­ционной точки зрения особью следует считать все морфофизиологические единицы, происходящие от одной зиго­ты, гаметы, споры, почки, и индиви­дуально подлежащие действию элемен­тарных эволюционных факторов.

На онтогенетическом уровне еди­ницей жизни служит особь с момента ее возникновения до смерти. Онтогенез — это процесс развер­тывания, реализации наследственной информации, закодированной в управ­ляющих структурах зародышевой клет­ки. На онтогенетическом уровне про­исходит не только реализация наслед­ственной информации, но и апроба­ция ее посредством проверки согла­сованности в реализации наследствен­ных признаков и работы управляющих систем во времени и простран­стве в пределах особи. Через оценку индивидуума в процессе естественного отбора происходит проверка жизне­способности данного генотипа. Онтогенез возник после дополнения конвариантной редупликации новыми этапами развития. В ходе эв-ции возникает и постепенно усложняется путь от генотипа к фенотипу, от гена до признака.

Элементар­ными структурами на онтогенетичес­ком уровне организации жизни служат клетки, а элементарными явлениями — какие-то процессы, связанные с дифференцировкой.

Популяционно-видовой уровень. Объединение особей в популяции, а популяций в виды по степени генети­ческого и экологического единства приводит к появлению новых свойств и особенностей в живой природе, отличных от свойств молекулярно-генетического и онтогенетического уровней.

Популяция — элементарная струк­тура на популяционно-видовом уров­не, а элементарное явление на этом уровне — изменение генотипического состава популяции; элементарный ма­териал на этом уровне — мутации. Выделены элементарные факторы, действующие на этом уровне: мута­ционный процесс, популяционные вол­ны, изоляция и естественный отбор. Каждый из этих факторов может оказать то или иное «давление».

Популяции являются элемен­тарными единицами, а виды — качест­венными этапами процесса эв-ции. В целом же на популяционно-видовом уровне реально осуществляется в чреде поколений процесс эв-ции.

Конкретная сре­да протекания процесса эв-ции, идущего в отдельных популяциях,— биогеоценоз. В то же время био­геоценоз — элементарная единица сле­дующего уровня организации жизни на Земле.

Биогеоценотический   (экосистемный) уровень. Экосистема — «безразмерное»  поня­тие, но есть один класс экосистем, имеющий определенные размеры и принципиальное значение как «кир­пичики» организации всей биосферы — биогеоценозы. Биогеоценоз — это такая экосистема, внутри которой не проходит биоценотических, микро­климатических, почвенных и гидроло­гических границ. Биогеоценоз — одна из наиболее сложных природных сис­тем. Биогеоценозы — среда для эв-ции входящих в них популяций. На этом уровне также протекают эволюционные процессы, может измениться популяционный состав биогеоценоза.

3. Макроэволюция. Эволюционный процесс в семействе лошадей.

Макроэволюция – процесс, протекающий длительное время, охватывающий обширные территории и приводящий к образованию новых таксономических групп.

Род, семейство, отряд, класс, тип и царство представляют реальности совершенно другого  качества,  нежели  вид. Целостность таксонов высших рангов определяется не генетической интег­рацией отдельных составляющих их единиц (популяций), как это наблюдается внутри вида, а единством «плана строения», основанном на об­щности происхождения.

Эволюционный процесс протекает и во времени и в пространстве. Либо меняются условия существования вида на занимаемой им территории, либо изменения условий связаны с заселением им новых территорий.

Классическим примером является история видообразования в семействе лошадей (В.О. Ковалевский). В нем показана тесная зависимость исторического развития данной группы животных от изменения среды.

  Семейство лошадей характеризуется признаками: глазные впадины целиком отграничены костями; зубы с очень высокой коронкой; их жевательная поверхность покрыта складчатой эмалью; локтевая и лучевая кости срослись, а малая берцовая кость редуцирована; обе пары конечностей однопалые, развит только третий палец.

Как показал В. О. Ковалевский, современ­ная однопалая лошадь развилась из формы, имевшей   пятипалую конечность. Предками семейства лошадей являлись жившие в палеоцене фенакодусы. Это сравнительно мелкие животные с длинным хвостом и пятипалыми конечностями, заканчивающимися маленькими копытцами. Они были полупальцеходными формами, т. е. при ходьбе касались земли нижней поверхностью своих фаланг. Фе­накодусы имели зубы с длинными корнями и низкой коронкой, снабженной по верхней поверхности бугорками. Наличие бугор­чатых зубов указывает, на то, что фенакодусы были всеядны.

Их потомок—древнейший представитель семейства лошадей эогиппус – жил в нижнем эоцене. Это было небольшое животное, размером с лису, с головой, в которой глазница не была сзади отграничена костями. В коренных зубах его наметилось отклоне­ние от бугорчатого типа, так как на них появились V-образные складки эмали, что указывает на употребление преимущественно растительной пищи. Локтевая и лучевая кости был и еще раз­делены, но уже наступила редукция краевых лучей конечностей: передние конечности имели четыре пальца, а задние только три. Жил в тропических лесах Северной Америки и питался сочной растительностью. От эогиппуса произо­шел близкий к нему орогиппус, отличающийся лишь некоторыми изменениями в строении зубов.

В конце эоцена начинает меняться характер растительности: широкое распространение получают злаки. К миоцену жаркий и влажный климат сменяется сухим и умеренным. У предков лошади отбор в новых условиях способствовал формированию ряда приспособлений к питанию новой пищей (изменились зубы, челюсть, жевательная мускулатура, органы пищеварения). Изменилось строение органов движения, что помогало спасаться бегством от степных хищников. Происходило увеличение тела животного.

Уже олигоценовый мезогиппус был размером с овцу. У этой фор­мы глазница сзади то­же еще не была отгра­ничена костями; все четыре конечности были трехпалыми. При этом наибольшее  развитие получил третий палец. Травояд­ный тип зубов у мезогиппуса был более выражен, чем у предыдущих форм.

Начиная с миоцена идет сильный дивергентный процесс, при­ведший к формированию большого количества боковых ветвей, отошедших от основного ствола филогенетического древа ло­шадей. У миоценового меригиппуса началось срастание лучевой и локтевой костей, наподобие того как у современной лошади. Краевые пальцы стали уже настолько короткими, что при беге животное употребляло только один третий палец.

В плиоцене один из ближайших предков современной лоша­ди, трёхпалый плиогиппус, величиной с осла, вместе с другими североамериканскими эмигрантами переселился в Европу. От него произошел род лошадей, кот. широко распространился по Евразии и обеим Америкам. В четвертичном периоде амери­канские виды лошадей вымерли, в то время как в Евразии шло формирование ряда степных и пустынных видов.

В результате такого длительного исторического процесса раз­вития возникла специфическая форма животного, ведущая стад­ный образ жизни и пасущаяся на обширных открытых простран­ствах. В связи с обитанием в этих условиях у нее развился ряд характерных приспособлений, к которым, помимо питания тра­вянистой пищей и быстроты передвижения, нужно отнести еще длительную беременность и рождение детенышей, способных вскоре же после рождения следовать за матерью.

Процесс образования аллопатрических видов, обычно связанный с изменением ареала ис­ходного вида. Эти изменения могут быть двоякого характера: или вид расширяет свой ареал, занимая новую территорию, или ареал расчленяется под влиянием возникновения физических преград, что ведет к изоляции отдельных популяций. И в том и в другом случае пути к образованию нового вида лежат через возникнове­ние новых подвидов.

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