6.4 Макроэволюция. Направления и пути эволюции. Биологический прогресс и регресс, ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация

Видеоурок: Основные направления эволюции

Лекция: Макроэволюция. Направления и пути эволюции. Биологический прогресс и регресс, ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация

Макроэволюция и ее пути

Если процесс видообразования принято называть микроэволюцией, то макроэволюцией называется формирование таксонов более высокого ранга. 

Основой этого процесса являются те же самые природные механизмы:

• естественный отбор;
• репродуктивная изоляция;
• наследственность;
• изменчивость.

Она может идти по двум различным направлениям:

• Биологическому регрессу – процессу обеднения биоценозов, исчезновению видов, снижению их численности. Причинами регресса может быть вмешательство человека, природные катаклизмы, ухудшение условий обитания вследствие воздействия физических факторов среды. 
• Биологическому прогрессу – процессу усложнения компонентного состава биоценозов, возникновению в них новых видов, увеличению численности популяций. Это обуславливается положительными условиями среды, наличием достаточной кормовой базы, отсутствием природных катаклизмов.

Направления и пути эволюции А.Н.Северцева

Известный российский и советский исследователь А.Н. Северцов, изучая закономерности эволюции и их выражение в морфологии живых организмов ввел основные понятия, характеризующие эволюционные пути развития. Так, существует три основных пути эволюции:

Ароморфоз. Это изменения качественного характера, значительно расширяющие возможности организмов к завоеванию новых сред обитания. К ароморфным изменениям принято относить:

• разделение кровообращения на большой и малый круги у позвоночных, позволяющее обеспечить более интенсивный газообмен в крупном организме, а также поддерживать постоянную температуру тела. Для этого понадобилось более мощное и эффективно работающее сердце из 4 камер с внутренними перегородками, не допускающими смешения артериальной крови с венозной;
• возникновение тканей у многоклеточных животных. Примитивные многоклеточные еще не имеют тканевой дифференциации, но в связи с необходимостью активного движения, обеспечения быстроты реакции, увеличения размеров организмов потребовалось функциональное разделение клеток и возникновение их строгой дифференциации;
• приобретение хлоропластов растениями. Это одно из важнейших ароморфных изменений в живой природе, определившее дальнейший путь биосферы. До появления фотосинтеза существовал только хемотрофный способ питания. Именно обеспечение фотосинтезирующими растениями кислорода в атмосфере и синтез ими органических веществ обусловил пышное развитие жизни на планете в таком виде, как мы знаем ее сейчас.

Ароморфозы происходят очень редко и, как правило, приводят к значительным изменениям на уровне биосферы. К ним относят и появление полового способа размножения, возникновение многоклеточности.

Идиоадаптация. Это – сравнительно мелкие изменения организмов, случающиеся в рамках повышения приспособленности к определенной среде обитания. При них организмы могут приобретать значительные внешние и внутренние изменения, однако, они не являются принципиально новыми, а служат только для улучшения приспособляемости. К ним можно отнести:

• преобразование в крылья передних конечностей у летающих позвоночных. Это не ароморфное изменение, а приспособительное изменение уже существующего у других родственных групп признака. Также, в рамках идиоадаптации без принципиального усложнения структуры организма у подземных животных передние конечности изменены в роющий аппарат, у плавающих – в ласты;
• изменения строения клюва птиц и ротового аппарата позвоночных в рамках приспособленности к определенному виду пищи – хищники имеют отличное от травоядных количество и форму зубов, у птиц форма клюва варьирует очень значительно от одной таксономической группы к другой;
• приспособления к опылению у растений – для привлечения определенного вида насекомых у различных видов имеется разное строение цветка;
• наличие у растений колючек, мясистых стеблей и листьев у суккулентов, обеспечивающие защиту от поедания, площадь испарения влаги, возможность ее запасания.

Именно благодаря идиоадаптациям различные виды живых существ могут жить в различных климатических зонах. Но, тем не менее, они сравнимы по сложности своего строения и нельзя сказать, что кактусы стоят на более высокой ступени эволюции, чем маргаритки. Таким образом, можно определить разницу между ароморфозом и идиоадаптацией, как переход на более высокую ступень эволюции при ароморфозе.

Общая дегенерация. Это еще один из возможных путей эволюции, приводящий к упрощению организма, его анатомии, физиологии, генома. Северцов рассматривал его как один из путей достижения биологического прогресса, при котором упрощение организации позволяет освободить ресурсы организма для обретения других качеств или развития уже имеющихся. Примерами дегенеративных изменений можно назвать:

• утрату способности к фотосинтезированию растениями-паразитами. Например, повилика и петров крест, паразитируя, питаются готовыми органическими веществами растения-хозяина;
• утрату пищеварительной системы паразитирующими червями. Обитая внутри организма-хозяина, они впитывают питательный раствор всей поверхностью тела;
• двустворчатые моллюски утратили голову, перейдя к прикрепленному образу жизни.

Большой вклад в развитие представлений о путях эволюционных процессов и создание синтетической теории эволюции внес последователь и ученик Северцова, И.И. Шмальгаузен.  Ему принадлежат работы «Факторы эволюции» и «Пути и закономерности эволюционного процесса», выпущенные в 1946 и 1939 годах соответственно.