Идиоадаптации у амфибий

УРОК 52-53                                                                                              14.05.2020     

         Тема 52-53. Общие пути биологического прогресса

Из этого урока вы сможете узнать о том, что такое биологический прогресс, каковы его признаки, какие группы живых организмов находятся в состоянии биологического прогресса. Вы познакомитесь с тремя основными путями биологического прогресса – арогенезом, аллогенезом и катагенезом. Узнаете, что значат термины «ароморфоз», «алломорфоз» и «дегенерация». Рассмотрите примеры крупных и мелких ароморфозов, а также идиоадаптаций и дегенераций. Узнаете, что не только усложнение, но и редукция, то есть упрощение организма, может быть проявлением его приспособляемости и прогресса. В конце урока вы познакомитесь с законом Северцова и сменой путей достижения биологического прогресса в пределах конкретной группы организмов.

Пути биологического процесс Одним из первых исследователей путей биологического прогресса был отечественный ученый Алексей Николаевич Северцов (рис. 1).

Рис. 1. А.Н. Северцов

В настоящее время выделяют следующие пути биологического прогресса – арогенез, аллогенез и катагенез.

Арогенез

Арогенез (от греч. airo – поднимаю и genesis – развитие) – эволюционный путь развития группы организмов, связанный с повышением сложности их организации (появлением новых органов или усложнением биохимических и физиологических процессов).

Арогенез обычно сопровождается развитием приспособлений широкого назначения и расширением среды обитания.

Ароморфозы

Конкретные морфофизиологические изменения, определяющие арогенез той или иной группы, называются ароморфозами.

С крупными древними ароморфозами связано появление крупных систематических подразделений: надцарств, царств, типов.

С более поздними и не столь значительными ароморфозами связано образование подтипов и классов.

Примеры крупных ароморфозов

Примеры крупных ароморфозов:

1. Возникновение мембранных органелл. Появление «надцарства эукариоты».

2. Возникновение многоклеточности. Появление новых подцарств.

3. Возникновение особых систем органов. Появление новых типов.

Примеры мелких ароморфозов

Ниже рассмотрим более мелкие ароморфозы (благодаря им возникли подтипы (подотделы) и классы).

Животные

1. Появление билатеральной симметрии

2. Возникновение костной ткани

3. Переход на легочное дыхание

4. Формирование двух кругов кровообращения

5. Формирование поясов конечностей и т. д.

Растения

1. Возникновение эпидермиса, устьиц, проводящей и механической ткани.

2. Закономерная смена поколений в цикле развития.

3. Образование цветков и плодов, и т. д.

Эти ароморфозы способствовали повышению приспособляемости организмов и возникновению новых таксонов.

Такие ароморфозы, как появление поперечнополосатой мускулатуры и развитие ходильных конечностей и крыльев у насекомых, открыли перед ними возможность освоить сушу и воздух и получить преимущества перед жабернодышащими членистоногими.

Ароморфозы формируются на основе наследственной изменчивости в ходе естественного отбора и являются приспособлениями широкого значения.

Они дают преимущество в борьбе за существование и открывают возможности освоения новой, то есть прежде недоступной, среды обитания.

Аллогенез

Аллогенез (от греч. allo – разный и genesis – развитие) – развитие приспособительных изменений, не связанных с переходом на более высокий уровень организации.

Конкретные изменения в рамках аллогенеза называется идиоадаптацией.

В результате алломорфоза возникают новые семейства и роды. Если представить ароморфозы как крупные ступени в ходе эволюции существ, то идиоадаптации будут расширять эти ступени.

Происхождение птиц и зверей от пресмыкающихся было ароморфозом (рис. 2). А разделение этих классов на более мелкие таксоны было уже идиоадаптацией.

Рис. 2. Ароморфоз и идиоадаптация на примере позвоночных животных рептилий, птиц и млекопитающих

Типичными примерами идиоадаптации является формирование больших клыков хищных млекопитающих и больших резцов у травоядных.

Катагенез

Катагенез (от греч. kata – движение вниз и genesis – развитие) – развитие таксона путем упрощения уровня организации организмов.

Дегенерация – конкретное проявление катагенеза. Например, у видов, обитающих в пещерах и почве, происходит редукция органов зрения, пигментации, снижается активность передвижения. Примером катагенеза является также возникновение паразитических форм.

Рис. 3. Ароморфоз, дегенерация и адаптация в виде ступеней, отражающих уровень сложности (положение ступени выше или ниже другой) и разнообразие (ширина ступени) таксонов в процессе эволюционного развития

У растений-паразитов снижается активность фотосинтеза, наблюдается редукция листьев (омела, петров крест, повилика).

У паразитических ленточных червей нет кишечника, слабо развита нервная система по сравнению со свободно живущими формами.

В ходе эволюции происходит постоянная смена эволюционных путей развития таксона.

Для конкретной группы организмов, как правило, за периодом арогенеза всегда следует период конкретных изменений, аллогенеза.

Закон Северцова

Закономерность смены разных путей и эволюции называется законом Северцова. Например, для амфибий были важны следующие ароморфозы:

1. Переход на легочное дыхание;

2. Формирование поясов конечностей.

Идиоадаптации у амфибий

Но, дальше внутри этих ароморфозов происходит идиоадаптация.

Например, среди амфибий (см. урок Амфибии курс биологии 7 класс), хвостатые амфибии живут полностью в воде, частично сохраняют жабры, их малоподвижные конечности хорошо приспособлены к плавательным функциям хвоста. Бесхвостые амфибии сохранили хвост только в личиночном состоянии и приобрели сильные подвижные конечности, благодаря которым приступили к освоению суши. Безногие амфибии обитают в почве – это червеобразные формы, лишённые конечностей и хвоста.

Арогенез появляется значительно реже, чем аллогенез.

Следует отметить, что пути эволюции изменяют сложность организации живых существ, и далеко не всегда сложность организации прямо связана с биологическим прогрессом.

Биологический прогресс – увеличение приспособляемости таксона, ведущее к увеличению численности его представителей и расширению ареала.

Биологический прогресс может быть достигнут как путем усложнения организации – арогенеза, так и путем ее упрощения – катагенеза.

Например, класс Птицы появился после существенного усложнения организации, по сравнению с классом пресмыкающиеся, что обусловило его биологический прогресс.

Тип Нематоды имеет еще более примитивное строение, но, тем не менее, в биологическом плане он более прогрессивен, чем класс Птицы и Пресмыкающиеся.