Ароморфоз. Идиоадаптация. Дегенерация.

     В начале мезозоя появляются первые Голосеменные растения, которые характеризуются рядом ароморфозов:

1. Появление  семязачатков (семяпочек); в семязачатке  развивается женский гаметофит  (эндосперм).

2. Появление  пыльцевых зерен; пыльцевое зерно  прорастает в пыльцевую трубку, образуя мужской гаметофит. В  результате для оплодотворения  капельножидкая вода не нужна.

3. Появление  семени, в состав которого входит  дифференцированный зародыш и  эндосперм, который содержит питательные  вещества для развития зародыша  и проростка.

     Первые Покрытосеменные (Цветковые) растения появляются в юрском периоде, а в меловом периоде начинается их адаптивная радиация. Покрытосеменные характеризуются следующими ароморфозами:

1. Всегда  имеется пестик – замкнутый  плодолистик с семязачатками.

2. В  большинстве случаев имеются  «приманки» для насекомых –  нектар и околоцветник. Это сделало  возможным переход к энтомофилии  (опылению насекомыми).

3. Имеется  зародышевый мешок, структура  которого обеспечивает двойное  оплодотворение.

     В настоящее время Покрытосеменные представлены множеством жизненных форм: деревья, кустарники, лианы, однолетние и многолетние травы, водные растения. Особого разнообразия достигает строение цветка, что способствует точности опыления и обеспечивает интенсивное видообразование.

• Основные ароморфозы в эволюции животных

     Эукариотические организмы, специализирующиеся на гетеротрофном питании, дали начало Животным и Грибам. Первые животные были представлены Одноклеточными организмами, у которых отсутствуют ткани. В протерозойской эре возникают все известные типы Многоклеточных беспозвоночных животных. Наиболее примитивными настоящими Многоклеточными являются Двуслойные животные, в частности, Кишечнополостные. Их появление связано с первым крупным ароморфозом – появлением двуслойного зародыша; стенки их тела состоят из эктодермы и энтодермы.

     У Низших червей (Плоские и Круглые черви) появляется третий зародышевый листок – мезодерма. Это крупный ароморфоз, благодаря которому появляются дифференцированные ткани и системы органов.

     Следующим крупным ароморфозом является вторичная полость тела, или целом. Благодаря этому становится возможным разделение тела на отделы.

     Затем эволюционное древо животных разветвляется на Первичноротых и Вторичноротых. Наиболее примитивные Первичноротые животные (Кольчатые черви и им подобные) имеют примитивные конечности (параподии) и гомономную сегментацию тела. Но в начале кембрия появляются Членистоногие, у которых параподии преобразованы в членистые конечности. У Членистоногих появляется гетерономная сегментация туловища. Перечисленные особенности Членистоногих являются ароморфозами.

     В начале девона (после выхода на сушу растений и формирования наземных экосистем) происходит выход на сушу Паукообразных и Насекомых. Паукообразные перешли в наземно-воздушную среду обитания благодаря многочисленным идиоадаптациям.

     Насекомые наиболее приспособлены к жизни на суше, благодаря появлению крупного ароморфоза – зародышевых оболочек (серозной и амниотической). В настоящее время Насекомые находятся в состоянии биологического прогресса.

     Среди Вторичноротых животных появляется ряд крупных ароморфозов: хорда, нервная трубка, брюшная аорта (а затем – сердце). В результате формируется тип Хордовые. Затем у разнообразных рыб формируется осевой и висцеральный скелет, в частности, мозговая коробка и челюстной отдел черепа, что также является ароморфозом.

     Часть Костных рыб (Мясистолопастные), благодаря двум ароморфозам – легочному дыханию и появлению настоящих конечностей – дала начало первым Четвероногим – Амфибиям (Земноводным).

     Далее появляются Амниоты – организмы с зародышевыми оболочками: серозной, амниотической и аллантоисом. Наличие зародышевых оболочек – крупный ароморфоз, который впервые появляется у Рептилий. Благодаря зародышевым оболочкам, Рептилии полностью утратили зависимость от воды.

     Однако Рептилии не смогли утратить зависимость от низких температур: теплокровность у них невозможна из-за неполного разделения кругов кровообращения. В конце мезозоя с изменением климата происходит массовое вымирание рептилий.

     У части высших Рептилий появляется полная перегородка между желудочками, редуцируется левая дуга аорты, происходит полное разделение кругов кровообращения, и становится возможной теплокровность. В дальнейшем эти животные приобрели ряд адаптаций к полету и дали начало классу Птицы.

     Зверозубые рептилии дали начало Млекопитающим, которые возникли благодаря целому ряду ароморфозов: увеличенные полушария переднего мозга с развитой корой, четырехкамерное сердце, редукция правой дуги аорты, преобразование подвеска, квадратной и сочленовой костей в слуховые косточки, появление шерстного покрова, млечных желез, дифференцированных зубов в альвеолах, предротовой полости.

     Плацентарные млекопитающие, благодаря появлению плаценты и настоящего живорождения, в кайнозойской эре переходят в состояние биологического прогресса.

    Последним крупнейшим ароморфозом является увеличение объема головного мозга у непосредственных предков человека. Данный ароморфоз называется эпиморфозом. В результате Человек разумный освоил все без исключения адаптивные зоны Земли и вышел за ее пределы в Космос.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Идиоадаптация.

     В ходе эволюции отдельных групп возникает большое количество мелких приспособлений к определенным условиям среды. Такие приспособления А.Н.Северцов назвал идиоадаптацией.

     Идиоадаптация (от греч. idios — свой, особый и лат. adaptatio — прилаживание, приспособление) – одно из главных направлений эволюции, при котором возникают частные изменения строения и функций органов при сохранении в целом уровня организации предковых форм.

     Идиоадаптации - частные приспособления видов, позволяющие освоить специфические условия среды, характеризуются возникновением большого числа близких форм   организмов внутри одной адаптивной зоны. В отличие от ароморфозов идиоадаптации открывают перед организмами возможность биологического прогресса без повышения уровня биологической организации.

     Идиоадаптации являются одним из результатов дивергентной эволюции, сопровождающейся разделением экологических ниш и постепенным усилением специализации. Поэтому они часто характеризуются как эволюционные «тупики», поскольку при изменении среды обитания специализированные формы вымирают быстрее всех остальных. Исключение представляют случаи, когда идиоадаптация связана с освоением новой среды обитания.

     Идиоадаптация тесно связана  с такими понятиями, как микроэволюция и приспособленность организмов к окружающей среде.

     Микроэволюция – это распространение в популяции малых изменений в частотах аллелей на протяжении нескольких поколений; эволюционные изменения на внутривидовом уровне. Эти изменения происходят из-за таких процессов, как мутации, естественный отбор, искусственный отбор, перенос генов и дрейф генов. Эти изменения приводят к дивергенции популяций внутри вида, и, в конечном итоге, к видообразованию.

     Приспособленность - соответствие признаков организма (внутреннего и внешнего строения, физиологических процессов, поведения) среде обитания, позволяющее выжить и дать потомство.

     Уже из определений видно, что  эти три понятия тесно связаны  между собой. Итак, идиоадаптацией называются частные приспособления, полезные в конкретных условиях среды, приуроченные к определенному месту обитания и экологической нише. На основе идиоадаптаций первоначально однородная систематическая группа распадается на множество мелких высокоспециализированных групп, приспособленных к определенным условиям на отдельных участках ареала вида. Таким образом, идиоадаптация – это путь биологического прогресса, при котором формируются многообразие и специализация живых существ. Приспособления, появляющиеся у организмов, полезны в борьбе за существование и возникают они в группе с большим количеством особей внутри определенной среды. Они очень разнообразны по форме и масштабу и являются частными приспособления к определённым условиям среды, поэтому в настоящее время существует огромное количество видов животных и растений. Приспособления к среде обитания проявляются во внешнем и внутреннем строении, процессах жизнедеятельности, поведении. Различная окраска и форма тела различных животных служат ярким примером приспособленности организмов к среде обитания (примерами могут служить покровительственная и предупреждающая окраски, маскировка и мимикрия).

Примеры идиоадаптаций.

     Примерами идиоадаптации могут служить многочисленные частные приспособления различных видов, родов, семейств и т.д., приведём несколько конкретных примеров:

• Интенсивность размножения выше у тех видов, потомство которых в своей массе погибает (треска, не заботящаяся о своем потомстве, мечет за период нереста около 5 млн икринок; человеческая аскарида, абсолютное большинство потомства которой гибнет, в течение года откладывает по 200 000 яиц каждые сутки).
• Ветроопыляемые растения производят огромное количество мелкой, сухой, очень легкой пыльцы. Рыльца пестиков их цветков – большие и имеют перистую форму. Это повышает эффективность опыления. У опыляемых насекомыми растений образуется гораздо меньше пыльцы, но она крупная и липкая. Цветки этих растений имеют нектарники и яркую окраску для привлечения насекомых-опылителей.
• Различные виды покровительственной окраски, мимикрии и маскировки у организмов разных сред обитания
• Формирование специализированных конечностей у птиц и млекопитающих (от примитивной пятипалой конечности до крыла у птиц и летучих мышей и до кисти у человека).
• В процессе приспособления к разным экологическим нишам у членистоногих появилась сложная дифференциация ротового аппарата, а у млекопитающих – сложная дифференциация зубов (наличие резцов, клыков, больших и малых коренных зубов, особенно у отрядов травоядных и хищных животных).
• Водные животные имеют обтекаемую форму тела.
• Утрата паразитами ряда систем и органов в связи с образом жизни.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Общая дегенерация 

     Общая дегенерация - одно из направлений эволюционного процесса, связанное с упрощением организации, в том числе утратой органов и их систем. Термин предложен А.Н. Северцовым, считавшим общую дегенерацию одним из основных направлений эволюционного процесса и одним из способов достижения биологического прогресса. Общая дегенерация, по Северцову, связана с биологическим регрессом - упрощением уровня организации. Происходит при переходе от активного образа жизни к более пассивному. При дегенерации естественным путем устраняются органы, потерявшие прежнее значение; открываются возможности для большего использования готовых энергетических материалов.

     Чарльз Дарвин отмечал, что способность организмов выживать в борьбе за существование вовсе не обязательно должна быть связана с более высокой организацией. Условия жизни организмов относительно постоянны, они хорошо приспособлены каждый к своей среде. Вот почему естественный отбор не совершенствовал их в сторону прогрессивного усложнения. Более того, при упрощении условий среды организмы утрачивают часть признаков - развиваются по пути общей дегенерации, ведущей к упрощению организации. Это соответствует дарвиновскому учению, согласно которому эволюция заключается в выживании наиболее приспособленных, а не более высокоорганизованных существ.

     Дегенерация часто связана с переходом к пещерному, сидячему или паразитическому образу жизни. Упрощение организации обычно сопровождается возникновением различных приспособлений к специфическим условиям жизни. Генетическая основа эволюционных изменений, ведущих к упрощению организации, - это мутации. Известны мутации, вызывающие недоразвитие (рудиментарность) органов (), альбинизм (отсутствие пигмента) у млекопитающих и др. Если такие мутации не устраняются естественным отбором, они довольно быстро распространяются в популяции.

Примеры дегенераций.

     Дегенерация часто связана с переходом к пещерному, сидячему или паразитическому образу жизни. Нередко дегенерации подвергаются лишь отдельные органы, причём однородные причины вызывают дегенерацию однородных органов у животных самых различных классов.

• Жизнь в постоянной темноте сопровождается дегенерацией глаз у самых различных животных: подземные животные (крот), пещерные (протей), глубоководные. Пещерные обитатели также характеризуются редукцией органов зрения, снижением активности, отсутствием пигментации.
• У сидячих форм вырабатываются обыкновенно особые механические приспособления для пассивного собирания плавающих в воде питательных веществ, и в то же время наблюдается более или менее полная дегенерация органов движения и органов чувств. Жизненный режим таких животных приближается к образу жизни растений, и по первому внешнему впечатлению они и напоминают нередко растительные организмы.
• Упрощение организации обычно сопровождается возникновением различных приспособлений к специфическим условиям жизни. Особенно наглядно это прослеживается на паразитических организмах. У свиного цепня, лентеца широкого и других ленточных червей - паразитов человека и животных, нет кишечника, слабо развита нервная система. Однако они отличаются огромной плодовитостью, благодаря сильно развитым органам размножения, обладают присосками и крючками, при помощи которых держатся на стенках кишечника своего хозяина.
• Переход некоторых растений к паразитизму сопровождался снижением активности аппарата фотосинтеза, редукцией листьев до чешуи, преобразованием корней в присоски. Одновременно развивалась сложная система приспособлений к хозяину (химическая сигнализация при поиске растения-хозяина, химический механизм внедрения в ткани хозяина и др.).