Способы осуществления эволюционного процесса реферат

Основы эволюционного учения

Содержание:

Предмет:	Биология
Тип работы:	Курсовая работа
Язык:	Русский
Дата добавления:	16.04.2019

• Данный тип работы не является научным трудом, не является готовой выпускной квалификационной работой!
• Данный тип работы представляет собой готовый результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала для самостоятельной подготовки учебной работы.

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти много готовых курсовых работ по биологии:

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Море — основная среда для развития жизни. Эволюционные процессы и эволюция групп организмов изучались многими исследователями. Это Дж. Буффон, В. Гёте, К. Баер, Э. Дарвин, Дж. Б. Ламарк, А. Уэльс и, конечно, К. Дарвин. Выдающиеся биологи девятнадцатого и двадцатого веков К.Ф. Роулер, С.С. Четвериков, братья А.О. и В.О. Ковалевский И.И. Мечников К.А. Тимирязев, А.Н. Северцов В.А. Догель Л.А. Орбели И.И. Шмальгаузен А.И. Опарин, А.Л. Тахтаджян, А.В. Иванов М.С. Гиляров, не прибегая к эволюционной теории, не задумывался об их деятельности.

Природные условия на планете постоянно меняются, прежде всего, из-за воздействия деятельности человека. Виды живых организмов адаптируются к существованию в изменяющихся условиях, поэтому эволюционный процесс групп организмов не может быть полностью завершен (если эта группа не вымерла), поскольку живые организмы — особи, популяции, биоценозы — не могут быть адаптивными «сами по себе», но только относительно условий его существования.

Сегодня человек пытается различными способами влиять на эволюцию, и управление эволюцией, как минимум, предполагает довольно подробное знание законов эволюции.

Эти знания помогут нам расширить кругозор и познакомиться с конкретными проблемами, тесно связанными с экономическими, социальными и другими задачами, решение которых зависит от уровня жизни каждого из нас. Это и многое другое вынуждает нас к более детальному анализу исходных концепций современных концепций эволюции. Все вышеперечисленное определило актуальность данного исследования.

Цель курсовой работы — проанализировать современные концепции эволюции групп организмов, изучить направление современного эволюционного процесса.

Задачи, поставленные для достижения цели:

• изучить историю теории эволюции, ее современные концепции, перспективы развития;
• рассмотреть общие законы эволюции;
• проследить эволюцию групп организмов;
• опишите основные направления эволюции.

При выполнении работ, учебников и обучения пособия по понятиям современной науки, экологии, а также монографии и научные статьи в периодических изданиях, онлайн-ресурсы. Для подготовки работы использовался метод: анализ литературных источников, характеризующих палеонтологические, биогеографические, морфологические, эмбриологические и систематические данные, а также данные из генетики, биохимии, молекулярной биологии.

Эволюционная теория. История развития, современная концепция, перспективы развития

Эволюционная теория — это учение об общих закономерностях и движущих силах исторического развития живой природы. Цель данного учения: выявить закономерности развития органического мира для последующего управления этим процессом. Эволюционная доктрина решает проблему познания общих законов эволюции, причин и механизмов трансформации живых существ на всех уровнях его организации: молекулярном, субклеточном, клеточном, тканевом, органном, организменном, популяционном, биогеоценотическом, биосферном.

Проблема происхождения жизни приобрела непреодолимое очарование для всего человечества. Он не только привлекает пристальное внимание ученых разных стран и специальностей, но и представляет интерес для всех людей мира в целом.

В настоящее время широко признано, что появление жизни на Земле было естественным процессом, вполне поддающимся научным исследованиям. Основой этого процесса была эволюция соединений углерода, которая произошла во Вселенной задолго до появления нашей солнечной системы и продолжалась только во время формирования планеты Земля — ​​с образованием ее коры, гидросферы и атмосферы.

С начала жизни природа постоянно развивалась. Эволюционный процесс продолжается в течение сотен миллионов лет, и его результатом является то разнообразие живых форм, которое во многих отношениях еще не было полностью описано и классифицировано.

В истории развития теории эволюции можно выделить несколько этапов:

• Додарвиновский период (до середины 19 века): труды К. Линнея, Ламарка, Рельеера и др.
• Дарвиновский период (2-я половина 19-го — 20-е годы 20-го века): становление классического дарвинизма и основные анти-дарвиновские направления эволюционной мысли.
• Кризис классического дарвинизма (20-30-е годы XX века) связан с появлением генетики и переходом к популяционному мышлению.
• Становление и развитие синтетической теории эволюции (30–50-е годы 20 века).
• Попытки создать современную теорию эволюции (60–90-е гг. XX в.).

Происхождение идеи развития живых относится к расцвету философской мысли Древнего Востока и Древней Греции. Ко второй половине 19 века был накоплен огромный фактический материал по ботанике, зоологии и анатомии. Есть идеи об изменчивости видов, которые были поддержаны бурным развитием сельского хозяйства, разведением новых пород и сортов. Большой вклад в развитие биологии внес К. Линни, который предложил систему классификации животных и растений с помощью подчиненных таксономических групп. Он ввел двоичную номенклатуру (двойное название вида). В 1808 г. в работе «Философия зоологии» Дж. Б. Ламарк поднимает вопрос о причинах и механизмах эволюционных преобразований, излагает впервые теорию эволюции. Эволюционная теория Ламарка, создание теории клеток, данные сравнительной анатомии, систематики, палеонтологии и эмбриологии подготовили основу для создания учения об эволюции органического мира. Такое учение, являющееся крупнейшим обобщением естествознания XIX века, было создано К. Дарвином (1809-1882). К. Дарвин в 1859 году опубликовал свою основную работу «Происхождение видов путем естественного отбора», в которой на огромном количестве фактического материала он продемонстрировал эволюционные закономерности организмов и происхождение человека от животных.

Ключевые положения теории Дарвина:

• Наследственность и изменчивость — это свойства организмов, на которых основана эволюция. C. Дарвин выделял следующие формы изменчивости: определенная (согласно современным представлениям, ненаследственная или изменчивая изменчивость) и неопределенная (наследственная) изменчивость. Наконец, он придавал ведущее значение эволюции.
• Естественный отбор является движущим, направляющим фактором эволюции. К. Дарвин пришел к выводу о неизбежности в природе избирательного уничтожения менее приспособленных людей и размножения более приспособленных. Естественный отбор в природе осуществляется через борьбу за существование. С. Дарвин различал внутривидовую, межвидовую и борьбу с факторами неживой природы.
• Основываясь на представлениях о происхождении современных видов посредством естественного отбора, теория эволюции решает проблему целесообразности, приспособленности к природе. Фитнес всегда относительно. По словам К. Дарвина, развивающаяся единица — это вид.
• Разнообразие видов рассматривается как результат естественного отбора и связанной с этим дивергенции (расхождения) признаков.

Схематично суть теории Ч. Дарвина можно изобразить следующим образом: борьба за существование естественна — отбор-видообразование.

Важность теоретических работ К. Дарвина нельзя недооценивать. Его работа революционизировала идеи биологов. Во-первых, стало ясно, что естественная система живых организмов должна строиться на основе филогении — на основе семейных связей между организмами. Существование целесообразности в живой природе теперь можно объяснить как неизбежный результат эволюции посредством естественного отбора. Данные таких древних наук, как анатомия и морфология, эмбриология, палеонтология, биогеография, приобрели совершенно новый смысл.

Простота и ясность концепции сделали ее очень привлекательной. Однако, с точки зрения генетического дарвинизма, трудно объяснить многие реально наблюдаемые явления. В частности, виды животных и растений всегда отличаются от своих предков (или родственных видов) комплексом полигенных признаков, и каждая из мутаций в отдельности часто вредна. В рамках этой концепции также сложно объяснить феномен фиксации модификаций, появление новых признаков, ранее не существовавших в исходных видах. Причины повторения филогенеза в онтогенезе оставались загадкой.

Кроме того, в том виде, который существовал в начале 20-го века, теория Дарвина не могла обеспечить удовлетворительное объяснение неравномерности темпов эволюции и причин массового вымирания крупных таксонов. Это стало причиной того, что многие ученые того времени отказались от этой теории.

Однако к середине 20-го века основные возражения против теории Ч. Дарвина были сняты. Решающую роль в этом сыграли работы русских ученых.

В 1921 году Алексей Николаевич Северцов В 60-х годах 20-го века исследования различных форм отбора (вождения, стабилизации и подрыва) Ф. Г. Добржанского, Дж. М. Смита, Э. Форда и других показали, что скорость Перемещение отбора в естественных и экспериментальных популяциях часто значительно выше, чем считалось ранее. При изучении механизмов адаптации насекомых к ДДТ было также показано, что эволюция происходит путем целенаправленного отбора сочетания небольших мутаций, как и полагал С. С. Четвериков, а не путем отбора вновь возникающих «полезных» мутаций.

Прогресс в изучении причин массового вымирания таксонов и закономерностей эволюции экосистем.

Появление новых или разрушение старых морфогенетических корреляций, не приводящих к изменению окончательного фенотипа, но выраженных только в изменение характера изменчивости;

• Появление морфологических инноваций на основе самоорганизации процессов развития;
• Появление новых областей селекции в результате изменения генетических и негенетических механизмов самовоспроизводства фенотипов;
• Направленные изменения в фенотипах в результате случайных эффектов отбора по другим признакам.

Как происходило формирование современной теории эволюции? Основные задачи эволюционизма менялись на разных этапах его развития. В очень упрощенном виде можно сказать, что в XIX в. наиболее важной задачей было доказать реальность эволюции органического мира; в XX веке на первый план вышло причинное объяснение механизмов и эмпирически установленных законов эволюционного процесса. Более того, в первой половине XX в. внимание исследователей было сосредоточено, главным образом, на процессах микроэволюции, в то время как на втором этапе исследования молекулярной эволюции получили все большее развитие; Следующим, в свою очередь, является анализ макроэволюции и новой интеграции всех областей эволюционизма.

Любая эволюционная теория, претендующая на полноту и согласованность, должна решать ряд фундаментальных проблем, в том числе:

• общие причины и движущие силы эволюции организмов;
• механизмы развития адаптаций (приспособлений) организмов к условиям их жизни и изменения этих условий;
• причины и механизмы появления поразительного разнообразия форм организмов, а также причины сходства и различия между разными видами и их группами;
• причины эволюционного прогресса — возрастающее усложнение и улучшение организации живых существ в процессе эволюции — при сохранении более примитивных и просто упорядоченных видов.

Таким образом, в современной эволюционной теории существует три уровня рассмотрения эволюционных процессов: генетический (синтетическая теория эволюции), эпигенетический (эпигенетическая теория) и эпилекс (теория эпилекса). Выдающиеся биологи девятнадцатого и двадцатого веков К.Ф. Роули, братья А.О. и В.О. Ковалевский И.И. Мечников К.А. Тимирязев, А.Н. Северцов В.А. Догель Л.А. Орбели И.И. Шмальгаузен А.И. Опарин, А.Л. Тахтаджян, А.В. Иванов М.С. Гиляров, не прибегая к эволюционной теории, не задумывался об их деятельности. Эту плодотворную научную традицию продолжают многие российские биологи, о чем свидетельствует конференция «Современные проблемы биологической эволюции» (2007 г.), посвященная 100-летию Государственного Дарвиновского музея. Интерес зарубежных исследователей к эволюционным проблемам также не ослабевает, а, наоборот, растет. Так, количество публикаций по теории эволюции в авторитетном американском журнале «Философия науки» за период 2000 — 2005 гг. Почти утроилось по сравнению с 1995 — 1999 гг. (Blue-eyed, 2007).

Обнадеживающим фактором является давно назревшее среди многих отечественных исследователей (С. Е. Шноль, В. В. Жерихин, А. С. Раутиан, С. В. Багоцкий, С. Н. Гринченко, Ю. В. Мамкаев, В. В. Хлебович, А. Б. Савинов) понимание необходимости не противопоставлять альтернативные эволюционные концепции , но для определения точек соприкосновения и дополнительных элементов. Согласно принципу интеграции рациональных элементов разрабатываемых эволюционных теорий (Савинов, 2008а), такие рациональные элементы следует рассматривать как эволюционные положения, которые, во-первых, не противоречат законам диалектической материалистической философии, системно-кибернетическим положениям об адаптивных системы (Савинов, 2006); во-вторых, соответствует достижениям естествознания, проверенным практикой.

Таким образом, развитие теории эволюции после публикации знаменитой книги К. Дарвина «Происхождение видов» происходит по «диалектической спирали»: исследователи возвращаются к идеям, высказанным ранее выдающимися биологами (JB Lamarck, C. Дарвин. Л.С. Берг и др.), Но интерпретируется в свете новых идей. При этом важно избегать ошибок, вызванных как до, так и сейчас абсолютизацией любых взглядов.

Микро и макроэволюция. Общие закономерности эволюции

Эволюция группы организмов

Успехи экспериментальной и теоретической генетики позволили в общих чертах выяснить механизмы наследственности и наследственной изменчивости, что позволило объединить генетику и дарвинизм. Это отражено в учении о микроэволюции.

Чтобы различать механизмы адаптации и образования высших таксонов, Юрий Александрович Филипченко (1927) ввел термины «микроэволюция» и «макроэволюция».

В связи с тем, что процесс микроэволюции, который заканчивается видообразованием, протекает на протяжении всего существования жизни на Земле, в дикой природе образовались природные группы видов разного ранга родства, называемые таксоны.

Близко родственные виды являются частью одного рода, родственные роды объединяются в семейства, за которыми следуют отряды, классы и типы. Тип — это самый большой таксон, объединяющий виды, которые имеют сходный общий план строения из-за отдаленного родства (то есть происходит от одного или нескольких общих далеких предков).

Процесс формирования таксонов надвидового ранга называется макроэволюцией. Процесс макроэволюции изучается методами палеонтологии, сравнительной анатомии, сравнительной эмбриологии, а также многими другими современными науками: генетика, биохимия, иммунология, физиология, биогеография и др.

В общем, макроэволюция рассматривается как результат длительной микроэволюции. То есть, между макроэволюцией и микроэволюцией нет принципиальных отличий — различается только необходимое время. Однако, в случае макроэволюции, черты целых видов могут быть важны. Например, большое количество различий между особями позволяет видам быстро адаптироваться к новым местообитаниям, уменьшая вероятность вымирания, а большой диапазон видов увеличивает вероятность видообразования.

Макроэволюция — это обобщенная картина эволюционных преобразований. Только на уровне макроэволюции выявляются общие тенденции, направления и закономерности эволюции органического мира.

В течение второй половины XIX — первой половины XX века на основе многочисленных исследований законов эволюционного процесса были сформулированы основные правила (принципы) эволюции (эти правила ограничены по своей природе, не имеют универсальное значение для всех групп организмов и не могут считаться законами):

• Правило необратимости эволюции или принцип Долло (Louis Dollo, бельгийский палеонтолог, 1893): исчезнувший атрибут не может вновь появиться в своей прежней форме. Например, вторично-водные моллюски и водные млекопитающие не восстановили жаберное дыхание.
• Правило происхождения у узкоспециализированных предков или принцип Коупа (Эдвард Коуп, американский палеонтолог-зоолог, 1904): новая группа организмов возникает из неспециализированных наследственных форм. Например, неспециализированные насекомоядные породили всех современных плацентарных млекопитающих.
• Правило прогрессивной специализации или принцип Деперы (S. Depera, палеонтолог, 1876): группа, вступившая на путь специализации, в дальнейшем развитии пойдет по пути более глубокой специализации. Современные специализированные млекопитающие (летучие мыши, ластоногие, китообразные), вероятно, будут развивать поп-пути дальнейшей специализации.
• Правило адаптивного излучения или принцип Ковалевского-Осборна (В.О. Ковалевский, Генри Осборн, американский палеонтолог): группа, которая имеет безусловно прогрессивный признак или комбинацию таких признаков, порождает много новых групп, которые образуют много новых экологических ниш и даже выйти в другие места обитания. Например, первобытные плацентарные млекопитающие породили все современные эволюционно-экологические группы млекопитающих.
• Правило интеграции биологических систем или принцип Шмальгаузена (II Schmalhausen): новые, эволюционно молодые группы организмов поглощают все эволюционные достижения своих родовых групп. Так, например, млекопитающие использовали все эволюционные достижения их родовых форм: опорно-двигательный аппарат, челюсть, парные конечности, основные части центральной нервной системы, зародышевые мембраны, совершенные выделительные органы (тазовые почки), различные производные эпидермиса, и т.д.

Правило фазового перехода, или принцип Северцова-Шмальгаузена (А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен): различные механизмы эволюции естественным образом следуют друг за другом. Например, алломорфозы рано или поздно становятся ароморфозами, а новые алломорфозы возникают на основе ароморфозов. В дополнение к правилу изменения фазы Дж. Симпсон ввел правило чередующихся скоростей эволюции; По скорости эволюционных преобразований он выделял три типа эволюции: брадителличный (медленный темп), горотелловый (средний темп) и тахителлический (быстрый темп).

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что макроэволюция происходит на основе микроэволюционных процессов, то есть действия факторов наследственной изменчивости, генетической дифференциации, изоляции при направляющем действии естественного отбора. Сходство таких групп определяется общим происхождением, а различия являются результатом приспособляемости к различным средам.

Формы эволюции групп

Эволюционный процесс любого вида или систематической группы не может быть полностью завершен (если эта группа не вымерла), поскольку живые организмы — особи, популяции, биоценозы — не могут быть адаптивными «сами по себе», но только в отношении своих условий жизни. Условия жизни, как и весь материальный мир, подвержены постоянным изменениям.

Процесс эволюции живых организмов необратим. Ни один вид живых организмов не может стать его эволюционным предком. Отдельные группы могут регрессировать, адаптируясь к окружающей среде, используя эволюционно устаревшие методы, но, в целом, эволюционный процесс движется только вперед. Характер однонаправленной эволюции наблюдается в природе, поскольку наряду с регулярными процессами, известными современной биологической науке, случайные факторы играют важную роль в ходе эволюции. Последовательность действий «случайных» эволюционных факторов не может повторяться ретроспективным движением, то есть движением в противоположном направлении времени, не только в природе, но даже в более или менее сложной лабораторной модели.

В современной синтетической теории эволюции основными факторами эволюционных изменений являются мутации, дрейф генов, естественный отбор, половой отбор, естественные периодические колебания размера популяции, изоляция, поток генов, возникающий в результате миграций (перемещений). Хотя в ходе эволюции отдельные организмы меняются, они эволюционируют в научном смысле этого понятия не от отдельных индивидуумов, а от популяций и экосистем.

Популяции полиморфны, то есть состоят из организмов, которые отличаются друг от друга: как генетически, так и фенотипически. Некоторые организмы, включенные в эту популяцию лучше, чем другие, соответствуют текущим «потребностям» окружающей среды, другие хуже, но в то же время, например, они могут обладать генетически закодированными признаками, которые в настоящее время имеют небольшое значение, но необходимо для выживания в изменяющейся среде обитания. Различные организмы одной и той же популяции имеют разные потенции для динамики формы и функции. В полиморфизме популяций это является гарантией их жизнеспособности, способности к эволюционным изменениям, динамики количественного соотношения организмов с различными признаками и, в конечном счете, гарантией их выживания.

Филетическая и дивергентная эволюция

Существуют две элементарные формы филогенеза: филетическая и дивергентная эволюция.

Эволюция, основанная на постепенном преобразовании одной группы в другую без увеличения количества групп, называется филетической. Концепция филетической эволюции предполагает плавную эволюцию посредством постепенного накопления персонажей. Этот принцип плавной, постепенной эволюции называется принципом постепенности. Например, эволюция позвоночных на ранних стадиях представлена ​​филогенетической серией классов: Jawless? Хрящевая рыба? Костная рыба? Амфибии? Рептилии. При построении филогенетических рядов особое значение приобретает принцип полярности — направление трансформации органов. В некоторых случаях анагенез чрезвычайно медленный. Это состояние группы называется стазигенезом. Стацигенез способствует сохранению постоянных форм — живых окаменелостей.

Подавляющее большинство палеонтологически изученных стволов древа жизни дают примеры именно филетической эволюции. Развитие предков лошади по прямой линии фенакод — эогипп — миогипп — парагипп — плиогипп — современная лошадь — пример филетической эволюции.

Реконструированы филогенетические серии слонов, лошадей и других организмов, в которых наблюдается постепенное увеличение числа и выраженности признаков, характерных для современных форм.

Дивергентная эволюция заключается в образовании на основе одной наследственной группы двух или более производных (рис. 2). Это приводит к разделению более крупных таксонов на более мелкие, например, классы на отряды, роды на виды.

Филетическая и дивергентная эволюция происходят на общей генетической основе; следовательно, сохраняется более или менее выраженное генотипическое и морфофункциональное сходство между организмами.

Дивергенция (расхождение) возникает в результате изменения направления отбора в разных условиях. В ходе расхождения в родственных группах организмов происходит самостоятельное формирование различных признаков. После появления полной репродуктивной изоляции между развивающимися группами процесс дивергенции становится необратимым: различия между видами и таксонами более высоких рангов становятся более глубокими. В то же время сохраняется общность признаков морфофизиологической организации, что указывает на происхождение таксонов от общего предка. В результате расхождения образуются гомологичные органы, то есть органы, сходные по происхождению, но способные выполнять различные функции. Концепция гомологии была введена Людвигом Платой в качестве примера сходства плавников плезиозавров, ихтиозавров и китообразных.

Различают следующие критерии гомологии (A. Remane, 1956):

• Критерий положения — две сравниваемые структуры являются гомологичными, если они занимают аналогичную позицию по отношению к другим органам. Например, спинной мозг гомологичен во всех хордовых, так как он лежит дорзально к пищеварительному тракту. Этот критерий в виде «закона взаимосвязей» был предложен Е.Ж. Сент-Илер. Однако этот критерий не является абсолютным, например, глаза насекомых и глаза позвоночных расположены на голове, но имеют разное происхождение.
• Критерий особых качеств или сходство морфологического плана строения и морфогенеза органов — подобные структуры являются гомологичными, если они совпадают по структуре и развитию по многим своим качествам. Например, гликолиз, цикл Кребса, фотосинтез протекают по общим законам всех организмов; Зубы млекопитающих и рыбья чешуя имеют сходную структуру (эмалевая поверхность, тело дентина, пульповый канал).
• Критерий непрерывности систем — даже разнородные структуры гомологичны, если в филогенезе или онтогенезе прослеживается ряд переходов. Например, чешуйки хрящевых и костистых рыб гомологичны, потому что они связаны рядом промежуточных состояний, известных у низкоростных рыб.

Степень расхождения разных признаков и степень расхождения онтогенеза могут значительно различаться. Например, хвостатые амфибии и личинки бесхвостых амфибий больше похожи друг на друга, чем личинки и взрослые особи бесхвостых амфибий. Однако, согласно механизмам развития, хвостатые и бесхвостые амфибии являются сильно расходящимися таксонами. В частности, метаморфоз у хвостатых амфибий определяется экзогенными факторами (развитие может быть остановлено понижением температуры или голоданием), а метаморфоз у бесхвостых амфибий определяется эндогенными факторами (увеличение содержания тироксина). Принцип монофилии. При дивергентной эволюции особенно важен принцип монофилии, согласно которому все таксоны рассматриваемой группы имеют общего предка. Выражение «общий предок» нельзя понимать буквально: это не один человек, не пара индивидуумов, не один вид. Например, предки млекопитающих — древние рептилии, предки рептилий — древние амфибии, предки амфибий — древние рыбы. Группа, происходящая из одной группы одного и того же таксономического ранга, называется монофилетической. В этой интерпретации общего предка класс млекопитающих считается монофилетическим, поскольку общим предком всех подклассов млекопитающих является класс рептилий; группа Pinniped является монофилетической, поскольку наследственная форма всех подотношений является хищной единицей.

Отличным примером расхождения форм является появление катушек с различными морфофизиологическими характеристиками у одного или нескольких предков на Галапагосских островах. Дивергенция любого надвидового масштаба является результатом изоляции и, в конечном счете, естественного отбора, действующего в форме группового отбора.

Несмотря на фундаментальное сходство процессов дивергенции внутри вида (микроэволюционный уровень) и в группах, более крупных, чем вид (макроэволюционный уровень), между ними существует важное различие, заключающееся в том, что на микроэволюционном уровне процесс дивергенции обратим: две расходящиеся популяции может легко объединяться путем скрещивания в следующий момент эволюции и снова существовать как единое население. Процессы дивергенции в макроэволюции необратимы: однажды возникший вид не может слиться с исконным.

Конвергенция и параллелизм

Конвергенция — это появление сходных черт организации на изначально другой основе. Конвергенция возникает, если группы организмов независимо друг от друга обитают в одной и той же адаптивной зоне. При конвергенции возникают похожие признаки, то есть признаки, которые внешне похожи, но встречаются на другой генетической основе. В этом случае образуются сходные органы, то есть органы, имеющие сходную структуру и сходные функции, но различного происхождения.

Примеры подобных органов (признаков):

• глаза головоногих и глаза млекопитающих
• крылья насекомых и крылья птиц;

Одной из задач таксономии является идентификация сборных полифилетических групп и их дифференциация. Например, различные заказы включают дневных хищных птиц и сов. Совсем недавно грызуны и зайцы были объединены в один отряд; в настоящее время считается, что сходства между этими животными сходятся, и они должны принадлежать к разным категориям. Вероятно, хвостатые и бесхвостые амфибии произошли от разных групп цистер, а усатые и зубатые китообразные — от разных групп древних хищников.

Параллельность — это процесс развития в одном направлении двух или более изначально расходящихся групп.

Примеры параллелизма:

• внешнее сходство с ушастыми тюленями, настоящими тюленями и моржами;
• внешнее сходство сумчатых и плацентарных млекопитающих, что видно даже по названиям многих сумчатых (родички, сумчатые белки, сумчатые сони, сумчатые барсуки, сумчатые медведи);
• внешнее сходство древних копытных Южной Америки и копытных Голарктики;
• появление саблезубых в разных подсемействах кошек;

На практике трудно провести четкую грань между конвергенцией и параллелизмом: все зависит от того, что подразумевается под адаптивной зоной и общим предком. Явления полифилии и конвергенции характерны для грибов. Грибки включают широкий спектр гетеротрофных организмов, тело которых представлено различными типами мицелия: высшие грибы (деление Eumycota), нижние грибы (деление Oomycota), а также грибоподобные организмы — слизни (Myxomycota). Кроме того, прокариотические актиномицеты часто рассматриваются наряду с грибами. Предками эукариотических грибов были древние гетеротрофные многочастичные эукариотические организмы, в которых были все органоиды эукариотической клетки и различные формы полового и бесполого размножения. Множественная жгутика состоит в наличии переднего перистого жгутика и заднего гладкого (чешуйчатого) жгутика. В то же время различные группы эукариотических грибов и грибоподобных организмов произошли от разных групп древних эукариот. Это происхождение является полифилетическим.

Дальнейшая эволюция грибов протекала под влиянием двух групп факторов:

• Доступ к земле (в наземной среде обитания). Подвижные стадии в жизненном цикле постепенно теряются, улучшаются клеточные стенки, улучшаются репродуктивные органы и виды плодоношения.
• Гетеротрофное питание. Благодаря способности поглощать питательные вещества из растворов, были улучшены различные мощные ферментные системы. Выпуск грибов на сушу не сопровождался ароморфозами. Грибы оставались низшими эукариотами: у них не появлялись дифференцированные ткани. Сходство различных грибоподобных организмов между собой обусловлено сближением — появлением сходных признаков в сходных условиях жизни.

Уровни организации

Эволюция группы организмов

Эволюционный процесс носит адаптивный характер и сопровождается усложнением среды для каждой из развивающихся групп организмов. Отсюда рост организации жизни, ее прогрессивное развитие. Говоря о прогрессивной эволюции природы в целом и животного мира в частности, следует определить концепцию уровня организации. Эта концепция не имеет прямого отношения к степени сложности строения животного.

Действительно, степень сложности не только морфофизиологической организации, но и генома человека и современных человекообразных обезьян практически совпадает, но уровень человеческой организации, благодаря ее социальности, несомненно выше.

Предложено несколько вариантов оценки уровня организации животных. Наиболее приемлемым из них, вероятно, является определение уровня организации через характер взаимоотношений организмов этой группы с окружающей средой. Примитивные организмы используют так называемую стратегию в своих отношениях с окружающей средой. Они ведут себя пассивно в окружающей среде, а их выживание и дальнейшее развитие обеспечиваются, прежде всего, интенсивным размножением, благодаря чему компенсируются огромные потери, возникающие в процессе естественного отбора. Для них характерны резкие колебания численности населения в зависимости от сезона и изменения природно-климатических условий. Напротив, высокоорганизованные организмы более активны в окружающей среде и не только противостоят ей, но и способны трансформировать ее, приспосабливаясь к своим потребностям. У них низкая рождаемость и высокая выживаемость, часто благодаря уходу за потомством. Выраженных регулярных колебаний количества их популяций в естественной природе обычно не происходит. Такая стратегия взаимодействия организмов с окружающей средой называется стратегией К. В группу организмов первого типа входят практически все беспозвоночные, в частности, ведущие паразитический образ жизни, а большинство позвоночных включают большинство рыб и земноводных. Стратегия К характерна для птиц и млекопитающих.

Рассмотренный критерий уровня организации может применяться только в отношении групп организмов, связанных более или менее отдаленным родством. Таким образом, рептилии более высокоорганизованы, чем амфибии, потому что они ведут себя более активно в окружающей среде (их размножение может происходить в различных условиях), при более низкой фертильности выживаемость их потомства намного выше. Уровень организации млекопитающих еще выше из-за постоянной температуры тела, сложного поведения, развития плода и ухода за плодом. Однако в одной и той же систематической группе могут быть организмы, уровни организации которых разительно отличаются. Это относится, например, к отряду Приматов, в который входят как низшие полуобезьяны, так и человек, уровень организации которого высок благодаря социальному способу адаптации к окружающей среде и его активной трансформации.

Направления эволюции

Чтобы понять историческое развитие органического мира, важно определить основные направления эволюции. Значительный вклад в разработку проблемы направлений эволюции внесли выдающиеся советские ученые А. Н. Северцов, И. И. Шмальгаузен. На макроэволюционном уровне прослеживаются основные направления органической эволюции: биологический и морфологический прогресс. Поскольку направление эволюции определяется естественным отбором, пути эволюции совпадают со способами формирования устройств, определяющих определенные преимущества одних групп над другими. Появление таких признаков определяет прогрессивность этой группы.

Биологический прогресс (от латинского прогрессуса — движение вперед) группы организмов подразумевает увеличение числа его особей, его ареала и разнообразия (количества видов), в то время как биологическая регрессия (от латинской регрессии — обратное движение, возвращение) противоположная динамика этих показателей.

Биологический прогресс характерен для исторически молодых в настоящее время групп организмов, обладающих новыми адаптациями. К ним относятся, в частности, классы насекомых и птиц, которые имеют адаптацию к полету; Более того, в каждом из этих классов можно выделить самые прогрессивные отряды — двукрылые (мухи) и воробинообразные. Довольно древние группы могут также находиться в состоянии биологического прогресса, примером которого является класс Roundworms. Почти все вымершие группы организмов, которые потеряли борьбу за существование своим более прогрессивным «родственникам», прошли стадию биологической регрессии. Однако есть примеры биологической регрессии среди существующих организмов, называемых реликтовыми (от лат. Relictum — остаток). Реликтовыми королевствами являются царство архебактерий (про-Империя прокариот), классы подковообразных крабов (тип Arthropods) и ланцет (тип Chordata), подклассы Hatteria (класс Reptiles) и Lapastepery с порядками Cysteraeus и Lenticular (класс Костистая рыба).

Биологический прогресс достигается различными способами.

Существует несколько способов эволюции (по мнению А.Н. Северцова):

• арогенез (ароморфоз или морфофизиологический прогресс)
• аллогенез (идиоадаптация)
• катогенез (катоморфоз или дегенерация)
• гипергенез.

Агрогенез — это путь эволюции, характеризующийся увеличением организации, развитием устройств широкого значения и расширением среды обитания этой группы организмов. Группа организмов вступает на арогенный путь развития, разрабатывая определенные устройства, называемые в данном случае ароморфозами. Примером ароморфоза у млекопитающих является разделение сердца на левую и правую половины с развитием двух кругов кровообращения, что привело к увеличению легких и улучшению снабжения органов кислородом. Дифференциация органов пищеварения, осложнение зубной системы, появление теплокровности — все это уменьшает зависимость организма от окружающей среды. У млекопитающих и птиц стало легче переносить снижение температуры окружающей среды, чем, например, у рептилий, которые теряют активность с наступлением холодной ночи и холодного времени года. В связи с этим ночная активность рептилий в среднем ниже дневной.

Теплокровность млекопитающих и птиц позволила им взять под контроль поверхность всего земного шара. Дифференциация зубного аппарата у млекопитающих, его адаптация к функции жевания, которая не наблюдалась ни в одном из предыдущих классов хордовых, предоставила прекрасную возможность для употребления пищи. У них хорошо развиты полушария головного мозга, которые обеспечивают поведение «разумного типа», позволяют организмам адаптироваться к быстрым изменениям окружающей среды без изменения их морфологической организации. Ароморфозы сыграли важную роль в эволюции всех классов животных. Например, в эволюции насекомых большое значение имело появление дыхательной системы трахеи и трансформация ротового аппарата. Трахеальная система обеспечивала резкое повышение активности окислительных процессов в организме, что, наряду с появлением крыльев, обеспечивало им доступ к земле. Из-за необычайного разнообразия ротового аппарата насекомых (сосание, покалывание, грызение) они приспособились к употреблению самых разнообразных продуктов. Ароморфозом можно считать образование хитинового покрова насекомых и рассеченных конечностей. Значительную роль в их эволюции сыграло развитие сложной нервной системы, а также органов обоняния, зрения и осязания.

Аллогенез — это путь эволюции без повышения общего уровня организации. Организмы развиваются благодаря частной адаптации к конкретным условиям окружающей среды. Этот тип эволюции приводит к быстрому увеличению числа и разнообразия видового состава. Все разнообразие любой большой систематической группы является результатом аллогенеза. Достаточно вспомнить разнообразие млекопитающих, чтобы увидеть, насколько разнообразны способы их адаптации к самым разнообразным факторам окружающей среды. Аллогенез осуществляется благодаря небольшим эволюционным изменениям, которые повышают адаптацию организмов к конкретным условиям жизни. Эти изменения называются идиоадаптацией. Хорошим примером идиоадаптации является защитная окраска у животных, различные приспособления для перекрестного опыления ветром и насекомыми, адаптация плодов и семян к расселению, адаптация к придонному образу жизни (уплощение тела у многих рыб). Аллогенез часто приводит к узкой специализации отдельных групп.

В ряде эволюционных ситуаций, когда среда стабильна, наблюдается явление общей дегенерации, то есть резкое упрощение организации, связанное с исчезновением целых систем органов и функций. Очень часто общая дегенерация наблюдается при переходе вида к паразитическому способу существования. У крабов известен паразит саккулина, который имеет форму мешка, наполненного сексуальными продуктами, и обладает как бы корневой системой, которая проникает в организм хозяина. Эволюция этого организма заключается в следующем. Первоначальная форма принадлежала раку моллюсков и была привязана не к водяным камням, а к крабам и постепенно переключалась на паразитический способ существования, потеряв почти все органы во взрослом состоянии. Несмотря на то, что общее вырождение приводит к значительному упрощению организации, виды, которые идут по этому пути, могут увеличить численность и ареал, то есть двигаться по пути биологического прогресса.

Гипергенез — это эволюционный путь, связанный с увеличением размеров тела и непропорциональным чрезмерным развитием органов. В разные периоды у разных классов организмов появлялись гигантские формы. Но, как правило, они быстро вымерли, и господство меньших форм пришло. Вымирание гигантских форм чаще всего объясняется нехваткой пищи, хотя в течение некоторого времени такие организмы могут иметь преимущество из-за их огромной силы и отсутствия врагов по этой причине.

Пути эволюции органического мира сочетаются друг с другом или сменяют друг друга, и ароморфозы возникают значительно реже, чем идиоадаптации. Но именно ароморфозы определяют новые этапы развития органического мира. Возникшие через ароморфоз, новые, высокоорганизованные группы организмов занимают другую среду обитания. Кроме того, эволюция идет по пути идиоадаптации, иногда дегенерации, которая предоставляет организмам среду обитания для новой среды для них.

Общими чертами эволюционных процессов являются, прежде всего, появление целесообразности организмов, то есть их соответствия условиям жизни и способности изменяться при изменении этих условий.

Другой важной характеристикой эволюционного процесса является видообразование, то есть постоянное образование новых видов. В ходе эволюции на Земле существовали десятки, а возможно, и сотни миллионов видов живых организмов.

И, наконец, третьим неотъемлемым свойством эволюционного процесса является постоянное усложнение живых организмов от примитивных доклеточных форм до человека.

В природе, однако, также наблюдается биологическая регрессия. Биологическая регрессия — это направление эволюции, которое характеризуется уменьшением числа видов, подвидов и популяций, а также уменьшением числа особей и ареала. Биологическая регрессия означает снижение работоспособности организма.

Таким образом, эволюционные пути больших систематических групп очень сложны. В процессе филогенеза один эволюционный путь изменился на другой.

В эволюции различных групп живых организмов ароморфоз встречается значительно реже, чем идиоадаптация; это знаменует новый этап в развитии органического мира.

Новые, более высокоорганизованные группы появляются через ароморфоз и часто переходят в новую среду обитания (например, животные на суше). Кроме того, эволюция продолжается уже через идиоадаптацию, иногда дегенерацию. Каждый ароморфоз открывает новые возможности для идиоадаптации, которая обеспечивает более полную популяцию окружающей среды за счет захвата в ней различных местообитаний для повышения уровня организации.

Вывод:

В курсовой работе я рассмотрел основные закономерности эволюционного процесса групп организмов.

Эволюционный процесс — это развитие живой природы, в результате которой появляются новые формы групп организмов, лучше приспособленных к условиям окружающей среды. Природные условия постоянно меняются. Пригодность новых форм групп организмов, возникших в результате эволюционного процесса и широко используемых, выше, чем у предыдущих форм. Живые организмы и их экологически взаимосвязанные сообщества, которые образуются в ходе эволюции, постоянно усложняются и совершенствуются. Появляются новые принципы адаптации, и темпы эволюции ускоряются. Итак, древние организмы, которые жили на Земле, адаптировались, главным образом, из-за появления более сложных морфологических признаков, и это был очень медленный процесс. С появлением млекопитающих на Земле новый метод адаптации получил широкое распространение в арсенале живых существ — благодаря соответствующему адаптивному поведению. С появлением человека жизнь на Земле постепенно приобрела разумные формы, и в настоящее время на Земле формируется Ноосфера.

Процесс эволюции живых организмов необратим. Ни один вид живых организмов не может стать его эволюционным предком. Отдельные группы могут регрессировать, адаптируясь к окружающей среде, используя эволюционно устаревшие методы, но, в целом, эволюционный процесс движется только вперед. Адаптивность (то есть адаптивность) той или иной группы живых организмов всегда относительна: ее можно оценить только в связи с условиями существования этой группы.

В современной синтетической теории эволюции основными факторами эволюционных изменений являются мутации, дрейф генов, естественный отбор, половой отбор, естественные периодические колебания размера популяции, изоляция, поток генов, возникающий в результате миграций (перемещений).

С момента появления эволюционной теории в настоящее время ее значение постоянно растет. Изучение принципов эволюции позволяет понять стратегию взаимоотношений человека и окружающей живой природы и ставит вопрос о разработке законов контролируемой эволюции. Некоторые элементы такой контролируемой эволюции уже видны сегодня, например, в попытках трудного коммерческого использования и экономического управления эволюцией отдельных видов животных и растений, что, в конце концов, может привести к почти стопроцентному контролю над развитием всех форм жизни.

За последние десять лет понимание происхождения жизни достигло огромных успехов. Новые исследования очень активны во многих областях.

В настоящее время успешное развитие определенных областей медицины невозможно без использования принципов эволюционной теории. Прежде всего, это относится к эпидемиологии, медицинской генетике и вирусологии. Принципы эволюционной биологии позволяют установить механизмы возникновения и распространения инфекционных заболеваний, проанализировать эволюцию устойчивости патогенных бактерий и вирусов к лекарствам.

Таким образом, эволюционная теория внесла фундаментальный вклад во многие отрасли биологии, медицины и сельского хозяйства. К сожалению, человек, вторгаясь в природу, еще не научился предвидеть и предотвращать нежелательные последствия своего вмешательства.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Сайт предназначен для облегчения образовательного путешествия студентам очникам и заочникам по вопросам обучения . Наталья Брильёнова не предлагает и не оказывает товары и услуги.

Источник