что такое ароморфоз в биологии примеры
Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ
Примеры ароморфозов
Ароморфоз — прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов. Ароморфоз — это расширение жизненных условий, связанное с усложнением организации и повышением жизнедеятельности
Много умных слов, поэтому давайте разбирать на примерах.
Во-первых, это эволюционное изменение. Это означает, что это не просто небольшое изменение дочернего организма по отношению к родительскому. Это серьезное изменение в строении, которое привело к появлению абсолютно новых признаков.
Во-вторых, когда мы говорим об изменениях, то важно, с чем мы сравниваем. Так вот, в школьном курсе биологии когда речь идет об ароморфозах какого-то отдела ( у растений) или класса ( у животных), то сравнивают с тем, от кого этот класс или отдел произошел. Например, если говорят об ароморфозах млекопитающих, то сравнивают с рептилиями.
Примеры ароморфозов растений:
От водорослей к наземным растениям (псилофитам и риниофитам или к мхам):
Ароморфозы хвощей и плаунов
Ароморфозы голосеменных растений
Ароморфозы покрытосеменных
Примеры ароморфозов животных:
Здесь посложнее будет — надо рассмотреть все критерии: и внешнее, и внутреннее строение, дыхание, способы размножения и т.д.
Ароморфозов будет много, т.к. эволюционно это был огромный шаг — переход от одноклеточности к многоклеточности
Считается, что они произошли от кишечнополостных, поэтому сравнивать будем с ними
Теорий происхождения круглых червей несколько, но в школьном курсе считаем, что они произошли от плоских.
Произошли от червей, похожих на плоских, поэтому сравнивать будем с ними
Как видите, ароморфозов много и по сравнению с круглыми червями, но если в открытом вопросе написать неправильно происхождение кольчатых, то за это снимут балл — это будет биологическая ошибка!
Их предками считаются кольчатые черви
От кого они произошли — ученые до сих пор яростно спорят…
На данный момент условно считают, что от кольчатых червей
Предками рептилий считают древних земноводных
Ароморфоз
Что такое ароморфоз?
Ароморфозом называется эволюционное направление, приводящее к кардинальным значимым изменениям строения тел живых существ. Происходит их совершенствование, зачастую переводящее их на более высокую стадию развития.
Так, например, эволюционное развитие человечества привело к тому, что оно имеет резкие черты отличия от обезьян. В процессе эволюции, растительный и животный миры претерпели множественные изменения. Дыхательные процессы стали осуществляться с помощью жабр и легких, появилось половое размножение. Некоторые метаморфозы стали чрезвычайно удачными, привели к эволюционному движению вперед с увеличением возможностей и улучшением адаптационных процессов к среде обитания.
Существенные изменения внутреннего и внешнего облика являются ароморфозами. Они приводят к появлению новых признаков. Так, когда животные обзавелись челюстями, это помогло им освоить активные питательные методы, когда ранее они владели лишь пассивными питательными способами.
В меньших объемах, в эволюции наблюдается еще и идиоадаптация. Это метаморфозы в морфологии меньшего масштаба. Представляют собой незначительные изменения видовые, родовые или семейственные, не приводящие к кардинальным изменениям потомков по сравнению с предками. Ароморфоз представляет собой редкое явление, но приводящее к значительным и грандиозным изменениям.
В связи с этими процессами происходит формирование новых органов с системами, возникают крупные таксоны, класс или тип, а иногда и целое царство. Волосяной покров животного является ароморфозом, а варианты волосяных покровов являются его идиоадаптациями.
Значение ароморфоза
Вся совокупность эволюционных преобразований у живых существ имеет единственную важнейшую цель – увеличение степени выживаемости в неблагоприятных природных условиях. Поэтому ароморфозы имеют очень глубокое значение. Их появление у представителей растительного и животного миров приводит к увеличению конкурентоспособности между видами, способствует освоению новых пространств и территорий.
В процессе развития появляются новые жизненные формы, резко отличающиеся от предыдущих поколений, достигших более высокого уровня развития. В результате ароморфозных процессов прокариоты уступили место эукариотам, а простейшие превратились в многоклеточных живых существ, у животных появилось кислородное дыхание, представители рыб выбрались на поверхность суши, а человечество достигло высочайшего развития, где не имеет конкурентов.
Образование ароморфозов явилось длительным процессом, который продолжался сотни тысячелетий. Значение данных процессов очень важно, с его помощью происходит развитие всех живых существ. В основу этих процессов положен ряд биологических механизмов. Таких, как механизм наследственности, то есть полученные прогрессивные особенности с генами передаются от предков к потомкам.
Также важен и механизм естественного отбора, в результате которого представители животного и растительного миров, не получившие видовых изменений постепенно подходят к вымиранию. Ярким примером является вымирание динозавров в древности.
Признаки ароморфоза.
О наличии данного эволюционного процесса свидетельствуют следующие признаки у растений и животных:
– появление процессов фотосинтеза;
– постоянство температуры тела;
– размножение половым путем;
– развитие головного мозга;
– развитая кровеносная и дыхательная системы;
– развившаяся челюсть у животных и человека;
– созревание семян у растений;
– развитие опорно-двигательного аппарата;
– внутриутробное развитие животных.
Самые яркие примеры ароморфоза
У подводных водорослей совсем отсутствуют ткани. Широкое распространение наземных растений произошло в связи с тем, что начали образовываться покровные ткани с ксилемами, флоэмами, колленхимами.
Родоначальником представителей пернатых оказался археоптерикс, хотя он не мог летать, а всего лишь перемещался по веткам, однако ряд важнейших процессов, таких как: образование крыльев и перьевого покрова позволило птицам парить в небесах.
Костные рыбы, с появлением легочного дыхания и конечностей, преобразовались в представителей земноводных. Постепенное увеличение и совершенствование головного мозга у приматов привело к возникновению человека разумного.
Ароморфоз органического мира
Самым главным изменением является появление многоклеточных созданий, которые в результате длительного эволюционного процесса доминируют над простейшими одноклеточными организмами. Это случилось во времена Архейской эры, около четырех миллиардов лет тому назад. Многочисленные представители мира Флоры и Фауны имеют индивидуальные особенности и отличия. Их развитие длительное время осуществлялось индивидуально. Но в своем развитии они имеют и общие черты. К самым важным моментам относятся такие особенности:
– Живые клетки обзавелись ядрами и органеллами. Вначале появились прокариоты, а затем эукариоты. Эукариотами являются все живые существа, исключая бактерии и археи.
– Стали образовываться специализированные клетки, выполняющие множество различных функций. Появились многоклеточные организмы с органами и тканями.
– Возникло половое размножение. Половое клеточное деление. Произошло увеличение генетического многообразия и улучшилась их адаптация к внешней среде обитания. Наследование генетических черт от предков к потомкам.
Ароморфоз растений
Растительный мир земного шара преодолел долгий маршрут эволюционного развития. Из карликовых водорослей сине-зеленой окраски развились папоротник со мхом, трава с кустарниками, крупные древесные растения с лианами. Около трех миллиардов лет назад растительная жизнь зародилась в воде, откуда затем постепенно выбралась на поверхность суши, образовав огромное видовое многообразие.
Важнейшим изменением в растительном мире явилось образование фотосинтеза, то есть процесса преобразование световой энергии в химическую энергию. Возникла возможность производства органических веществ с помощью солнечных лучей. Это изменение появилось в самом начале палеозойской эры. В то время происходило осваивание суши растениями и животными, выбравшимися из водной стихии. Первые споровые растения образовались в силурийском периоде этой же эры.
Далее, важнейшими изменениями явились следующие особенности:
– Появление цветов и опыления;
– появилась проводящая система;
– последовательная смена поколений;
– цветочное оплодотворение и появление нектара и пестиков.
Ароморфоз земноводных
Земноводные стали первыми позвоночными суши, которые не утратили связи с водой. Их родоначальниками стали кистеперые рыбы примерно 400 миллионов лет назад. К крупнейшим изменениям строения земноводных представителей относятся следующие:
– Сформировалась конечность из пяти пальцев.
– Развились мешковидные легкие.
– Образовалось трехкамерное сердце и 2 круга кровообращения.
– Сформировалась нервная система.
– Образовалось среднее ухо.
Ароморфоз пресмыкающихся
Пресмыкающиеся, в процессе эволюции, вышли из водной среды сложным путем, претерпевая ряд сложных изменений. Они являются амниотами. Зародыш развивается внутри пузыря с жидкостью. Главным изменением стало появление зародышевой оболочки. Вторым новшеством стало развитие внутреннего оплодотворения.
Пресмыкающиеся обзавелись сухой кожей. У них отсутствуют железы, а у земноводных их множество. Кожа покрыта роговыми чешуями. Они защищают от сухости и сохраняют влагу внутри организма. Дыхательная система у пресмыкающихся усложняется. Они приобретают ячеистые легкие для улучшения газообмена. Кожного дыхания у них нет.
Пресмыкающиеся обзавелись неполной сердечной перегородкой. Она позволяет разделять венозную кровь от артериальной крови и улучшать процессы метаболизма. Наличие коры больших полушарий головного мозга. Пресмыкающиеся обзавелись зачатками коры головного мозга. Наличие вторичной почки. Позволяет экономить жидкость и концентрировать мочу.
Ароморфоз птиц
Пернатые представители мира Фауны также прошли сложный эволюционный путь развития. Они появились в Юрском периоде Мезозойской эры. Это было более двухсот миллионов лет тому назад. Археоптерикс стал первым представителем пернатых, одновременно, имея черты пресмыкающегося.
Важнейшими изменениями для птиц стали следующие новшества:
– Появление перьевого покрова. Перья видоизменились из роговых чешуй.
– Появление четырехкамерного сердца и полного разделения кругов кровообращения.
– Наличие двойного дыхания и губчатых легких.
– Развитие заботы о потомстве.
– Развитое зрение со слухом.
Ароморфоз рыб
Класс рыб отличают от более примитивных жизненных форм прогрессивные новшества, повышающие их организационный уровень. Важнейшими среди них можно отметить следующие черты:
– Сформировался череп с челюстями. Жабры видоизменяются в челюсти, способные к пищевому захвату.
– Наличие парных плавников. Облегчает перемещение тела в водной среде.
– Хорда замещается костным позвоночником. Хрящи превращаются в кости.
– Усложнение дыхательной системы. Появление жабр.
– Укрупнение печени и развитие поджелудочной железы.
Ароморфоз млекопитающих
Позвоночные животные относятся к развитой группе, которая в процессе длительной эволюции приобрела легкие с конечностями и внутренним скелетом и сложной нервной системой, позволяющей решать сложнейшие задачи. Важным этапом является кормление потомства молоком. Так появились млекопитающие.
В составе материнского молока присутствует набор витаминов и белков, необходимый для развития потомства, а также жизненно важный иммунитет. Млекопитающие животные получили целый комплекс важных изменений:
– Наличие теплой крови.
– Наличие волосяного покрова.
– Наличие сердца, состоящего из четырех камер.
– Внутриутробное развитие детенышей.
– Развитые полушария головного мозга.
– Сформировалась матка с молочными железами. Это характерно только для млекопитающих.
– Забота о детенышах.
Ароморфоз насекомых
Класс насекомых в процессе длительного эволюционного развития не подвергался сильным изменениям, как другие классы. Таракан с глубокой древности не видоизменился и остался в первозданном облике до настоящего времени. Но изменения происходили и у насекомых. Среди них можно отметить следующие метаморфозы:
– Сформировались зародышевые оболочки: амниотическая и серозная.
– Преобразился ротовой аппарат.
– Оформился твердый хитиновый покров тела.
– Появилась трахейная дыхательная система.
– Развились членистые конечности.
– Наличие элементов социального поведения.
Ароморфоз человека
Человек появился в результате длительных эволюционных процессов в классе млекопитающих. Принадлежит он к отряду «Приматы» вместе с обезьянами, однако, ему удалось стать человеком разумным, превзойдя обезьян в своем умственном и физическом развитии. В процессе превращения из обезьяны в человека произошло множество сложнейших изменений, главными среди них можно отметить следующие изменения:
– Значительно увеличился объем головного мозга.
– Появилась развитая речь.
– Осваивание навыков прямохождения.
– Увеличились тазобедренные суставы.
-Увеличился пяточный отдел стоп.
– Увеличилась длина ног.
– У позвоночника сформировался двойной изгиб.
– Опустилась гортань, что сделало речь членораздельной у человека.
– Опустилась подъязычная кость.
– Совершенствование системы мышц.
– Разделение людей по группам крови.
– Замена молочных зубов постоянными зубами.
– Наличие общности в обмене веществ.
– Большие пальцы противопоставлены другим пальцам на конечностях.
Самые яркие примеры ароморфозов у растений и животных
Эволюционное развитие органического мира привело к возникновению новых приспособительных и адаптивных механизмов и структур к факторам внешней среды на каждой прогрессивной ступени развития живой природы. Подобные структуры получили название ароморфозов. В данной статье будут подробно раскрыты примеры ароморфозов.
Суть и значение ароморфоза
Под понятием «ароморфоз» подразумевается эволюционное изменение строения организма, имеющее прогрессивный характер и необходимое для обеспечения нормального существования особи в рамках новых видов воздействия факторов внешней среды. Любое подобное изменение имеет непосредственную связь с повышением уровня организации организма, что находит свое отражение при рассмотрении филогенетических рядов. Выделяют следующие типы ароморфозов в зависимости от классов живых существ, которые несут в себе новые, адаптивные изменения:
прогрессивные с эволюционной точки зрения изменения, возникающие в организме других классов живых существ.
Значение ароморфозов следующее:
один из путей эволюционного развития;
позволяет адаптироваться особям к новым условия существования;
один из способов освоения новых, ранее неизведанных экологических ниш.
Примеры ароморфозов
По мере эволюционного развития жизни на Земле на каждой отдельной взятой стадии возникали различные примеры структурных изменений живых существ, которые позволяли последним захватывать новые экологические ниши.
Органический мир
В контексте биологического развития органического мира к ароморфозам относятся следующие изменения живой природы: преобладание ядерных организмов над безъядерными, возникновение полового способа размножение (что повысило разнообразие природного материала на Земле и как следствие способность его адаптации к тем или иным фактором и условиям внешней среды), доминирование многоклеточных организмов над одноклеточными. Таким образом, в процессе эволюционного развития органического мира можно выделить следующие тенденции: зарождение механизмов интеграции и дифференцировки (связано с преобладанием многоклеточных организмов над одноклеточными) и стремление живой природы к генетическому разнообразию (основа любого повышения уровня организации, так как внешние изменения возникают вследствие экспрессии тех или иных генетических структур).
Ароморфозы растений
Растительная природа получила в ходе биологического развития получила несколько фундаментальных преобразований, которые предопределили возникновение такой атмосферы, какая она существует в настоящее время. К ароморфозам растений необходимо отнести: возникновение фотосинтеза (процесс, основа которого заключается в преобразовании световой энергии в энергию ковалентных и ионных связей), возникновение споровых представителей растительного царства, которые обладали побегом, что позволило растения полноценно выйти на сушу и закрепиться в данной экологической нише. Другими важными структурными изменениями, которые произошли с растениями являются следующие:
наличие способность к размножению без нахождения в водной среде;
возникновение цветков (класс покрытосеменные) и семязачатков (класс голосеменные);
развитие проводящей и корневой систем, что дало возможность растению получать неорганические вещества из почвы и проводить их по лубу к листьям и цветкам;
возникновение новых органов, в которых стало возможно активное протекание процессов фотосинтеза (речь идет о листьях);
размножение посредством семян (класс голосеменные).
Земноводные
Своим происхождением земноводные обязаны кистеперым рыбам. Основными структурными изменениями земноводных являются модернизации, возникшие в связи с их выходом на сушу (до этого представители царства животных в основном обитали в морских и океанских водах). К таковым модернизациям относятся: развитие легких, что позволило амфибиям дышать атмосферным кислородом и передвигаться по сухопутным земля, к другим ароморфозам земноводных относятся развитие среднего уха, возникновение сердца, состоящего из трех полостей (камер), образование пятипалой конечности.
Пресмыкающиеся
Пресмыкающиеся — это следующая ступень эволюции после земноводных, известные каждому ребенку динозавры непосредственно относятся к данному классу живых существ. Ароморфозами пресмыкающихся являются следующие изменения строения их органов: модернизации легких (ячеистая структура) и дыхательных путей, возникновение внутреннего оплодотворения (у земноводных оно наружное), развитие амниотических оболочек, которые необходимы для защиты плода от внешних воздействий.
Ароморфозы птиц
Птицы являются следующей ступень эволюционного развития после земноводных. На данном этапе возникают следующие структурные изменения: возникновение двойного дыхание, появление четырехкамерное сердце (у земноводных трехкамерное, исключение составляет только крокодил), возникновение теплокровности, образование перьевого покрова и крыльев.
Рыбы являются предшественниками земноводных в контексте эволюционного развития. Основными ароморфозами рыб являются следующие изменения их строения: развитие кровеносной системы замкнутого типа и двухкамерного сердца (однако кровь не разделяется на артериальную и венозную, и по жилам рыб течет венозная кровь, правда, в участках их жизненно важных органов она более насыщена кислородом), формирование костного скелета.
Млекопитающие
По мнению большинства ученых-эволюционистов пресмыкающиеся являются главными предшественниками млекопитающих. Возникновение класс млекопитающих совпало во временном промежутке с формированием класса птиц. Оба данных класса обладают теплокровностью, которая у млекопитающих обусловлена наличием следующие ароморфозов:
разделение между артериальным и венозным кровообращением становится полным;
наличие четырехкамерного сердца с межжелудочковой и межпредсердной перегородками;
формирование развитого слоя подкожно жировой клетчатки;
возникновение шерстяного покрова.
Другими важными ароморфозами животных, которые относятся к тому же классу живых существ, что и человек, являются возможность кормить детенышей молоком матери, формирование альвеолярных легких (что дало возможность поглощать больший объем кислорода), развитие почки и мозговых структур (появление коры больших полушарий мозга), формирование развитой нервной системы, способности к обучению в течении жизни (у рыб она отсутствует) и так далее.
Насекомые
К структурным изменениям, возникших на этапе формирования класса насекомых, относятся следующие: наличие хитинового покрова, сегментирование тела на отделы, наличие кутикулы, способность летать, возникновение гемолимфы и нескольких пар глаз и конечностей. Резистентность представителей класса насекомых к воздействию факторов внешней среды обуславливает их биологический успех (понятие, отражающие количество занимаемых экологических ниш, видовое, родовое разнообразие и общее количество особей).
Отдельно стоить отметить ароморфозы червей: возникновение мезодермы (третий зародышевый листок), формирование двусторонней симметрии (до этого преобладала радиальная), образование выделительной, пищеварительной и нервной систем.
Человек
К ароморфозам человека можно отнести следующие морфофункциональные изменения строения организма людей: развитие членораздельной речи (что является основным отличием человека от обезьяны); усиление функциональной активности коры больших полушарий, увеличение объема головного мозга, удлинение конечностей, формирование противопоставленного остальным большого пальца на руках, значительное увеличение тазобедренных суставов (вследствие чего стало легче рожать), формирование лордозов и кифозов в позвоночном столбе, структурные изменения обуславливающие прямохождение.
В заключении, необходимо отметить, что несмотря на очевидный прогрессивный характерных изменений, называемых ароморфозами, они могут иметь и обратную сторону медали, так, например, развитие прямохождения у человека привело к возникновению заболеваний (например, радикулит), которые не встречаются у других представителей животного мира.
Ароморфоз – это одно из направлений в эволюции, в ходе которого происходят серьезные и очень весомые изменения в строении живых организмов. В результате повышается уровень их организации, и они могут перейти на совершенно новую ступень в развитии. Некоторые такие ароморфозы привели к тому, что мы стали существенно отличаться от братьев своих приматов. Давайте подробнее разберем это понятие, в том числе и на конкретных примерах.
Что это – ароморфоз?
В процессе развития органического мира, растения и животные претерпели много изменений. Они научились дышать жабрами и легкими отрастили различные виды конечностей, приобрели возможность размножаться половым путем и многое другое.
Ряд изменений оказался настолько удачным, что позволил организмам совершить значительный эволюционный скачок, расширил их возможности и резко увеличил их приспособляемость к условиям обитания. Кардинальные усовершенствования во внутреннем и внешнем строении живых существ – это ароморфозы. Благодаря им происходит не просто видоизменение уже существующих органов и систем, а появляются совершенно новые признаки. Ярким примером служит возникновение челюсти у животных, которое позволило перейти к активному способу питания вместо пассивного.
Кроме ароморфозов, в эволюции выделяют идиоадаптации. Они также представляют собой морфологические изменения организмов, но имеют гораздо меньшие масштабы. Идиоадаптации касаются мелких трансформаций, которые имеют влияние лишь в пределах вида, семейства или рода. Они не приводят к значительным различиям между новыми и предковыми формами, так как связаны с изменениями уже существующих систем и органов.
Ароморфозы являются более редкими, но крупными преображениями. При них образуются новые системы и органы, которые могут провоцировать появление крупных таксонов, например, классов, типов и даже царств. Так, возникновение волосяного покрова у млекопитающих является ароморфозом, а его многочисленные вариации являются идиоадаптациями.
Ароморфозы органического мира
Развитие растений
Флора Земли прошла длинный эволюционный путь. Крохотные синезеленые водоросли развились в мхи и папоротники, травы, кустарники, огромные деревья и лианы, породив сотни разнообразных, непохожих друг на друга видов.
Первые ее представители жили в воде и появились больше 2,5 миллиарда лет назад. К жизни на суше они приспособились только 450 миллионов лет назад, но здесь они смогли образовать гораздо больше новых форм и разновидностей.
Крупнейшим ароморфозом у растений является способность к фотосинтезу. С его помощью они могут производить органические вещества из неорганических, за счет солнечного света. Кроме них, такой способностью обладают лишь некоторые бактерии, а вот все остальные существа на планете не могут сами генерировать энергию, и вынуждены получать ее от них. Таким образом, ароморфоз растений повлиял не только на них, но и на всю планету. Другие важные изменения ознаменовались появлением у них:
Беспозвоночные
Беспозвоночные охватывают большую и очень разрозненную группу организмов, к которой относится больше 95 % всех известных существ на планете. К основным ароморфозам, которые характерны для всех, или для части из них, относятся:
Позвоночные
Возникновение позвоночного столба и черепной коробки – это важнейшие ароморфозы у животных. Они привели к образованию обширной группы позвоночных, в которую сегодня входят рыбы, амфибии, круглоротые, бесчелюстные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. В дальнейшем у них развились пояса конечностей, челюсть для хватания добычи, а также:
Млекопитающие
По сравнению с беспозвоночными, позвоночные стали более развитой и усовершенствованной группой. У них появились легкие, внутренний скелет и конечности, которые позволили эффективнее передвигаться в пространстве, а развитая нервная система позволила лучше выполнять сложные задачи.
Новым этапом в их развитии стало вскармливание детенышей молоком, чем ознаменовалось появление еще одной, более узкой группы организмов – млекопитающих. С материнским молоком детеныши получают витамины, белки, а также иммунитет.
Среди других ароморфозов млекопитающих:
Человек
Человек относится к классу млекопитающих и отряду приматов. Современные представители нашего вида разошлись в ветках со своими ближайшими предками десятки тысяч лет назад, а первые изменения, позволившие нам отличиться от других приматов, произошли еще раньше. Стать человеком разумным нам помогло значительное увеличение объема мозга, развитие речи, прямохождения.
Это повлекло ряд других изменений, например, увеличение тазобедренного сустава и пяточного отдела стопы, изменению работы мышц и длины ног, появлению двойного изгиба позвоночника, опущение гортани и подъязычной кости. Сегодня эти отличия характеризуют исключительно человека.
Роль ароморфозов
Все изменения представителей живой природы в ходе эволюции служат одной важной цели – увеличить их шансы на выживание. Отсюда и вытекает основное значение ароморфозов. Их возникновение у животных и растений повышает конкурентоспособность видов, помогает осваивать новые экологические ниши и территории. В результате могут появляться новые формы жизни, которые значительно отличаются от предков и занимают более высокие уровни в развитии.
В результате ароморфозов от прокариотов возникли эукариоты, из одноклеточных организмов – многоклеточные. Благодаря им когда-то впервые появились организмы, способные дышать кислородом, рыбы вышли на сушу, а человек занял самую обширную нишу, в которой и до теперь ему нет равных.