Ароморфоз. Идиоадаптация. Дегенерация.

ГБОУ ВПО Уральская  Государственная Медицинская Академия Росздрава 
 
 

                                                     Фармацевтический факультет

                                                Кафедра ботаники и фармакогнозии 
 

                                                            Реферат по биологии

                                     Ароморфоз. Идиоадаптация. Дегенерация. 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                    Выполнила: Чаплоуская Светлана Андреевна, ОФ - 101

                                    Проверил: 
 

                                          Екатеринбург

                                              2011 год

Введение.

     Понять сущность жизни как специфической формы движения материи невозможно без изучения теорий биологической эволюции. Когда ученый использует термин «эволюция» применительно к биологическим процессам и явлениям, то чаще всего он подразумевает процесс длительных и постепенных изменений, которые приводят к коренным качественным изменениям живых организмов, сопровождающимся возникновением новых биологических систем, форм и видов.

     Развитие эволюционных идей в биологии имеет достаточно длительную историю. Начало рассмотрению вопросов эволюции органического мира было положено еще в античной философии и продолжалось более двух тысяч лет, пока не возникли первые самостоятельные биологические дисциплины в науке Нового времени. Решающую роль в развитии эволюционной биологии сыграла теория эволюции Чарльза Дарвина.

    Идея постепенного и непрерывного изменения всех видов растений и животных высказывалась многими учеными задолго до Дарвина. Поэтому само понятие эволюции проникло в науку еще в конце XVIII в. Однако именно Дарвин создал совершенно новое учение о живой природе, обобщив отдельные эволюционные идеи в одну стройную теорию эволюции. Опираясь на огромный фактический материал и практику селекционной работы по выведению новых сортов растений и пород животных, он сформулировал основные положения своей теории, которые изложил в книге «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859).

     Сравнивая древние и современные  формы жизни и анализируя проявления  эволюции в разных группах  организмов, можно заметить, что  развитие чаще идёт от простых  форм к более сложным. При этом некоторые животные и растения, принадлежащие к разным группам, вдруг оказываются почему-то очень схожими, а близкие родственники – удивительно непохожими. Такие наблюдения говорят о том, что эволюция имеет определённую направленность.

    Важнейшим проявлением направленности процессов развития является прогрессивная эволюция, впервые отмеченная Ламарком. Современные эволюционисты разграничивают две формы прогресса: биологическую и морфофизиологическую.

     Под биологическим прогрессом понимается успех организмов в борьбе за существование независимо от того, каким путём он достигнут. В результате биологического прогресса численность особей данного вида, рода, семейства и т.д. увеличивается, их распространение расширяется и, кроме того, таксон распадается на подчинённые систематические группы. Биологическому прогрессу противостоит биологический регресс, характеризующийся противоположными показателями.

     Морфофизиологический прогресс не обязательно ведёт к процветанию вида; несмотря на то что организм усложняется, усиливаются его дифференциация, интеграция и все функции, а также повышается независимость организма от внешних условий. Очевидно, понятия биологического и морфофизиологического прогресса не совпадают. Естественный отбор определяет лишь биологический прогресс организмов, а морфофизиологический прогресс выступает как один из путей достижения биологического прогресса.

     Биологический прогресс может быть достигнут и другими способами: путём идиоадаптаций, то есть частных приспособлений, не изменяющих общий уровень организации, но позволяющих освоить определённую среду обитания, а также в результате морфофизиологического регресса. Последний наблюдается сравнительно редко – только когда данная группа организмов переходит от активного, подвижного образа жизни к неподвижному, прикреплённому или к паразитизму.

     Однако морфофизиологический прогресс  занимает особое место среди  других направлений эволюции, поскольку  самые разные группы организмов  последовательно накапливают усложняющиеся  изменения. Изменения строения  и функций организмов, имеющие  для них общее значение и  поднимающие их жизнедеятельность на новый уровень, называют ароморфозами.

     Чарльз Дарвин доказал, что процесс эволюции органического мира совершается непрерывно и имеет приспособительный характер. В целом этот процесс приводит к общему повышению организации живых существ, но вместе с тем он идет дивергентно. Вопрос о направлениях эволюционного процесса был разработан выдающимися отечественными учеными А.Н. Северцовым и И.И. Шмальгаузеном, а также некоторыми учеными – ботаниками. А.Н. Северцов выделил три главных направления эволюционных преобразований:

1) морфофизиологический прогресс - повышение общего уровня организации, ее усложнение;

2) морфофизиологический регресс (противоположное направление) - понижение и упрощение общего уровня организации;

3) идиоадаптация - развитие частных приспособлений, не изменяющих общий уровень организации.

Позднее для обозначения этих направлений  эволюции разными авторами были предложены другие наименования. Эволюционные преобразования организмов, ведущие к морфофизиологическому  прогрессу и имеющие важное общее  значение для организма в целом, А.Н. Северцов назвал ароморфозами. По аналогии с этим И.И.Шмальгаузен предложил называть регрессивные изменения катаморфозами, а термин "идиоадаптации" заменить на алломорфозы. В соответствии с этими терминами были предложены (А.Л. Тахтаджяном, А.А.Парамоновым и Б. Реншем) новые названия трех главных направлений эволюционного процесса: морфофизиологический прогресс стали именовать орогенезом (или анагенезом), морфофизиологический регресс - катагенезом, развитие частных приспособлений - аллогенезом (или кладогенезом) [3]. 
 

Ароморфоз.

     Как и всякое широкое биологическое обобщение, понятие «ароморфоз» неизбежно остается несколько расплывчатым; его трудно определить строго и однозначно. Первоначально ароморфоз понимался как направление эволюции, при котором биологическое процветание группы достигается посредством морфофизиологического прогресса [1]. При этом о степени «биологического процветания» группы можно судить, например, по достигнутому уровню разнообразия, численности или биомассы. Что касается «морфофизиологического прогресса», то главным его критерием А. Н. Северцов считал повышение энергии жизнедеятельности. И. И. Шмальгаузен подчеркивал важность такого критерия ароморфоза, как усложнение организации, неразрывно связанное с усложнением или расширением условий существования. Он определял ароморфоз как расширение жизненных условий, связанное с усложнением организации и повышением жизнедеятельности [2]. Важность «экологической» составляющей ароморфоза (расширение условий существования, расширение адаптивной зоны) также подчеркивалась многими авторами.

     Итак, ароморфоз (греч. airomorphosis — поднимаю форму) — это универсальное прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов. Ароморфозы осуществляются путем совершенствования не только отдельных органов, но и организма в целом. В этом процессе происходят глубокие функциональные и структурные изменения, в результате которых возникают новые, более широкие и более совершенные приспособления к основным условиям среды, что приводит к расширению связей организма со средой, к все большему и большему ее завоеванию. Это направление эволюции, при котором биологический прогресс данной группы организмов основан на морфофизиологическом прогрессе. Последний предполагает увеличение структурной сложности организма: возникновение новых органов или их систем, а также специализацию или увеличение разнообразия уже имевшихся. Как правило, морфофизиологический прогресс выражается в уменьшении зависимости от среды обитания, увеличении уровня обмена веществ, оптимизации морфогенеза и т. п.

     Как уже отмечалось, ароморфозы имеют очень высокое общее приспособительное значение, повышая независимость организма от внешней среды. В связи с этим ароморфозы ставят организмы в качественно новые отношения с внешней средой, позволяя осваивать ее ресурсы на новом уровне. Поэтому ароморфозы сохраняются в филогенезе длительное время, становясь признаками крупных таксонов. Возникающие при этом частные приспособления различных видов не затрагивают общих ароморфных признаков.

Связь ароморфозов с  макроэволюцией и  биологическим прогрессом.

     Процесс образования из новых видов новых родов, из родов – новых семейств и т.д. называется макроэволюцией. Макроэволюция совершается за исторически громадные сроки и непосредственному наблюдению недоступна. В целом эволюционный процесс непрерывно идет в направлении наибольшего приспособления живых организмов к конкретным условиям среды. Смена условий приводит к замене одних приспособлений на другие. Это относится и к приспособлениям широкого характера. Такие приспособления ведут к общему подъему организации, т.е. к биологическому прогрессу. Советскими учеными А.Н. Северцовым (1866-1936) и И.И.Шмальгаузеном (1884-1963) был разработан вопрос о путях достижения биологического прогресса и выделено три основных направления, один из них – это ароморфозы.

     Ароморфозы дают возможность освоения совершенно новой среды обитания, обеспечивают большие преимущества в борьбе за существование. В результате ароморфозов возникли крупные систематические группы - типы, классы, отряды.

     Итак, ароморфоз – это главный путь достижения биологического прогресса.

Примеры ароморфозов.

• Основные ароморфозы на ранних этапах развития органического мира

     Первые живые организмы Земли населяли водную среду обитания. Первоначально эта среда была представлена «первичным бульоном» – раствором органических веществ, синтезированных абиогенным способом. В этих условиях первичным способом питания является гетеротрофный. Совершенствование этого способа питания приводит к появлению сложных ферментных систем, обеспечивающих самые разнообразные биохимические процессы, а также разнообразных внутриклеточных мембран и органоидов движения. Происходит увеличение объема генетической информации, в результате чего образуется ядро. В дальнейшем появляются белки–гистоны, что сделало возможным появление настоящих хромосом и совершенных способов деления клетки: митоза и мейоза. Таким образом, происходит формирование эукариотических клеток.

     Недостаток абиогенного органического вещества вынудил часть организмов перейти на автотрофное питание. Древнейшим способом автотрофного питания является хемосинтез. На основе мембранных ферментно-транспортных систем хемосинтеза формируются ферментно-транспортные системы фотосинтеза.

• Основные ароморфозы в эволюции растений

     Разнообразие комбинаций морфологических и фотосинтезирующих свойств привело к возникновению различных отделов водорослей. Однако настоящие ткани у водорослей отсутствуют, поэтому они остаются первично-водными организмами. Таким образом, собственные ароморфозы у водорослей отсутствуют.

      В конце силурийского периода возникают Высшие (наземные) растения. Они произошли от организмов, близких к современным Харовым водорослям, благодаря возникновению крупнейшего ароморфоза – дифференцированных тканей. Наиболее примитивные наземные растения представлены Мхами – бессосудистыми споровыми растениями, у которых ткани слабо дифференцированы, побеги имеют примитивное строение, корень отсутствует. В дальнейшем появляются все остальные типы тканей, происходит дифференцировка тела растений на корень и побег. В течение девонского периода формируются современные группы Сосудистых споровых растений (Плауны, Хвощи, Папоротники). Однако у споровых растений отсутствует семя, и спорофит развивается из слабо дифференцированного зародыша. Для оплодотворения необходима капельножидкая вода, что ограничивает распространение споровых растений.