что такое биологический прогресс и биологический прогресс

Многообразие видов в биосфере. Биологический прогресс

Вопрос 1. Что такое биологический прогресс?
Биологический прогресс — это направление эволюции, в ходе которого таксон оптимально адаптируется к условиям окружающей среды, а его численность и ареал растут.
Биологический прогресс приводит к процветанию таксона и обычно сопровождается усложнением организации: появление теплокровности у птиц и млекопитающих, семени у цветковых растений и т.д. Однако упрощение организации также может способствовать биологическому прогрессу. Примером служат многие паразитические организмы, а также животные-биофильтраторы (двустворчатые моллюски и др.).

Вопрос 2. Что является показателями биологического прогресса? Регресса?
Показатели биологического прогресса:
• увеличение количества представителей соответствующей группы;
• расширение ареала распространения;
• активизация видообразования в роде, увеличение количества родов в семействе, семейств в отряде и т.д.
Показатели биологического регресса:
• уменьшение численности особей таксона;
• сужение ареала обитания;
• уменьшение числа подчиненных системаических групп. В настоящее время основным фактором, вызывающим биологический регресс множества видов, является антропогенное воздействие, т. е. влияние человека на биосферу. В состоянии же биологического прогресса находятся преимущественно виды, чье существование неразрывно связано с человеком (домашние животные и культурные растения, паразиты и сорняки, виды-квартиранты вроде тараканов и др.).
Биологический регресс — свидетельствует об угасании филогенетической группы, ведущем к ее вымиранию. Так же как и биологический прогресс, состояние регресса может длиться очень долго.

Вопрос 3. Как можно объяснить существование на Земле организмов разной степени сложности?
Вершинами эволюции на нашей планете, кроме человека, являются высшие растения, членистоногие, теплокровные позвоночные. Однако существует множество других гораздо проще организованных таксонов. Причина этого связана с тем, что усложнение строения вовсе не является обязательной целью эволюции. Цель состоит в достижении максимальной приспособленности к условиям окружающей среды, которая может наступить и на относительно низком уровне организации. Этому способствуют стабильные, «монотонные» условия обитания, наличие постоянного, не очень интенсивного источника энергии (пищи). Примерами служат многие организмы-редуценты (бактерии, черви, грибы), кишечнополостные и губки, бактерии-хемосинтетики.

Вопрос 5. Каковы причины вымирания видов?
Вымирание видов может происходить по нескольким причинам. Во-первых, вид может не выдерживать конкуренции со сходными видами (бычок ротан вытесняет других рыб из водоемов средней полосы России). Во-вторых, в результате адаптации вид может стать высокоспециализированным (приспособиться к экстремальным условиям обитания или строго определенной пище). При быстром изменении условий он может не успеть измениться, что особенно справедливо по отношению к видам-эндемикам. Вымирание может быть также результатом эпидемии или глобальных природных катаклизмов. В настоящее время основной фактор вымирания — антропогенные воздействия, приводящие как к изменению условий обитания, так и к прямому истреблению вида (дронт, морская корова).

Вопрос 6. Объясните, что такое генетическая эрозия.
Генетическая эрозия — это сокращение и обеднение генофонда вида. Она приводит к тому, что вид теряет возможность быстро реагировать на изменение условий окружающей среды. Кроме того, растет вероятность близкородственного скрещивания, а значит, проявления неблагоприятных рецессивных мутаций. В результате малочисленные изолированные популяции и даже целые виды могут исчезать.

Источник

Пути достижения биологического прогресса (главные направления прогрессивной эволюции)

Вопрос 1. Что такое биологический прогресс?
Для биологического прогресса характерно: повышение общего уровня организации, увеличение численности особей, увеличение числа подвидов, расширение ареала.

Вопрос 2. Какие существуют основные направления эволюции организмов?
Биологический прогресс — процветание той или иной систематической группы, отражающее высокий уровень приспособляемости организмов к среде обитания; он характеризуется:
— увеличением численности особей;
— расширением ареала обитания;
— возрастанием количества систематических групп более низкого ранга (внутри данной систематической группы).
Достижение биологического прогресса возможно на трех направлениях.
Арогенез — морфофизиологический прогресс, при котором повышается общий уровень организации (макроэволюция — возникновение новых типов и классов).
Аллогенез — эволюционное направление, связанное с приобретением частых приспособлений — идиоадаптаций (микроэволюция — возникновение новых видов).
Катагенез — морфофизиологический регресс, сопровождающийся снижением уровня организации. Катагенез, как путь достижения биологического процветания, характерен для групп организмов, переходящих от активного перемещения в среде к прикрепленному образу жизни или от свободного обитания к паразитизму.
Биологический регресс — угнетенное состояние той или иной систематической группы, которое отражает недостаточный уровень приспособленности организмов к условиям существования и характеризующийся:
— уменьшением численности особей;
— сужением ареала обитания;
— сокращением количества систематических групп более низкого ранга.
На путь биологического регресса систематическую группу могут приводить различные факторы. Среди них глобальные геологические и климатические изменения, значимые экологические преобразования, а в последние 30 000—40 000 лет антропогенные воздействия (истребление человеком, хозяйственная деятельность человека).

Вопрос 3. Какое направление биологической эволюции поднимает группу организмов на более высокую ступень организации?
Арогенез — направление прогрессивной биологической эволюции, сопровождающееся повышением общего уровня организации организмов — морфофизиологическим прогрессом за счет приобретения ароморфозов. Ароморфозом (морфофизиологическим прогрессом) называется эволюционное преобразование строения и функций организма, повышающее общий уровень его организации, но не имеющее приспособительного значения к условиям окружающей среды.

Вопрос 4. Приведите примеры ароморфозов.
Наиболее крупными ароморфозами были возникновение фотосинтеза, появление многоклеточных организмов и полового размножения. В числе крупных ароморфозов можно назвать также развитие гомойотермии (поддержания постоянной температуры тела) у птиц и млекопитающих, возникновение живорождения и выкармливания детенышей молоком у млекопитающих, переход к размножению семенами у семенных растений и т.п. Ароморфозы имеют широкое приспособительное значение и предоставляют широкие возможности для освоения новой среды обитания. Так, появление у пресмыкающихся яйца в яйцевых оболочках позволило им обитать далеко от воды и освоить даже засушливые места, тогда как их предки, земноводные, должны были по крайней мере на период размножения уходить в воду.
Благодаря приобретению ароморфозов возникают новые крупные систематические группы — типы, классы, отряды и т.д., таким образом идет макроэволюция.

Вопрос 5. Что такое идиоадаптация?
Идиоадаптацией называется частное приспособление организмов к определенному образу жизни в конкретных условиях внешней среды. В отличие от ароморфоза идиоадаптация существенно не сказывается на общем уровне организации данной биологической группы. Благодаря формированию различных идиоадаптации животные близких видов могут жить в самых различных географических зонах. Например, представителей семейства волчьих (Canidae) можно встретить на всей территории от Арктики до Тропиков, что значительно снижает конкуренцию между ними. Идиоадаптация обеспечила этому семейству значительное расширение ареала и увеличение числа видов, что является критерием биологического прогресса. Но при этом ни про один вид, входящий в состав этого семейства, нельзя сказать, что он находится на более высоком уровне эволюции, чем другие. Примерами идиоадаптаций могут служить различные типы клювов у птиц или различные приспособления к опылению и распространению семян у растений. В результате идиоадаптаций возникают мелкие систематические группы.

Источник

Основные пути и направления эволюции органического мира. Биологический прогресс и регресс

Биологический прогресс. Вообще эволюция — это процесс развития от низших форм к высшим, от простого к сложному. Академик А. Н. Северцов особо выделял существование биологического прогресса и биологического регресса в истории развития органического мира.

Биологический прогресс — это успех конкретного вида или систематических групп в борьбе за существование. Основные признаки биологического прогресса: а) увеличение числа особей систематических групп; б) расширение ареала; в) образование новой популяции, разновидности, вида.

Направления биологической эволюции. Академики А. Н. Северцов и И. И. Шмальгаузен определили три направления биологической эволюции, приводящие к биологическому прогрессу:

1. Ароморфоз (арогенез).

2. Идиоадаптация (аллогенез).

3. Дегенерация (катагенез).

1. Ароморфоз (греч. air о— «поднимать», morpha — «форма»), или морфофизиологический прогресс, усложнение строения особей, развитие приспособлений к жизни. Представим результат ароморфоза

2) Эукариотные клетки.

Накопление кислорода в атмосфере. Образование ядра и органоидов в клетке. Обмен генетическим аппаратом между клетками.

Выход многоклеточных организмов.

5) Двусторонняя симметрия.

8) Конечный отдел кишечника и анальное отверстие.

9) Двигательная, дыхательная, кровеносная системы.

10) Опорные органы хорды.

Появление плоских (трехслойных) круглых, кольчатых червей. Появление бесчерепных хордовых.

11) Классификация растений на ткани.

12) Образование тела животных из отделов.

13) Образование челюстей животных.

14) Развитие нижних конечностей у позвоночных.

16) Появление органов у растений. 16 Изменение жабер в конечность.

17) Развитие органов дыхания.

Выход растений, скорпионов на сушу; активное питание, движение.

Выход папоротникообразных и кисте- перых рыб на сушу.

19) Твердая оболочка яйца, ороговение кожи, появление семени.

20) Образование семян и пыльцевой трубки.

Появление пресмыкающихся и голосеменных.

Появление покрытосеменных (цветковых) растений.

21) Четырехполостное (камерное) сердце.

22) Деление кровеносных сосудов на артерии и вены.

23) Образование молочных желез.

24) Развитие цветка, плода и матки.

25) Активное развитие головного мозга.

Появление первых теплокровных (примитивных млекопитающих и птиц-археоптериксов).

Примечание. Материалы, приведенные в таблице, даны в соответствии с эпохами развития.

в виде таблицы (табл. 2). В результате ароморфоза образуются новые систематические группы: типы и классы.

Ароморфоз формируется на основе наследственной изменчивости и естественного отбора. Подъем общей активности животных способствовал появлению сложных изменений органов дыхания: жабер, легких. Усложнились сердца у рыб, птиц и млекопитающих. Все это способствовало активной жизнедеятельности животных, уменьшило их зависимость от условий внешней среды. Крупные систематические группы — тип, класс, отряд — образовались в процессе длительной эволюции путем ароморфоза. Ароморфоз — основной путь к биологическому прогрессу.

Эволюция кровеносной системы — это усложнение от трубчатых кровеносных сосудов ланцетника до двух-, трех-, четырехкамерного сердца. В эволюции млекопитающих можно выделить несколько крупных ароморфозов: живорождение, теплокровность, прогрессивное развитие кровеносной системы (формирование большого и малого кругов кровообращения) и головного мозга (рис. 32). Высокий общий уровень организации млекопитающих, достигнутый благодаря перечисленным ароморфозным изменениям, позволил им освоить все возможные среды обитания (Арктика, Антарктида) и привел в итоге к появлению высших приматов и человека.

Рис. 32. Ароморфоз позвоночных животных

1) переход от размножения спорами к размножению семенами; 2) развитие цветка; 3) образование плода из цветков; 4) размножение в воде и на суше; 5) усложнение строения растений.

Ароморфоз — это основной путь эволюции, идущий в направлении:

а) от одноклеточных к многоклеточным;

б) от двухслойного к трехслойному организму;

в) от низших уровней до хордовых.

2. Идиоадаптация — аллогенез (греч. idios — «особенность», лат. adaptatio —»приспособление»), т. е. приспособление к специальным условиям среды, полезное в борьбе за существование, но без принципиальной перестройки их биологической организации. Поскольку каждый вид организмов находится в определенных местах обитания, у него вырабатывается приспособление к этим условиям. К примерам идиоадаптации относятся покровительственная окраска животных, железистые волоски, колючки растений, плоская форма тела скатов и камбалы (рис. 33).

Рис. 33. Примеры идиоадаптации: 1— камбала; 2 — скат

В зависимости от образа жизни изменяются конечности птиц: у совы пальцы приспособлены к захвату пищи (одинаковые четыре пальца), у дятла — для свободного передвижения по стволу дерева, у аиста длинные конечности приспособлены для передвижения в болоте. К типичным примерам идиоадаптации относятся: особенности в строении конечностей (крот, копытные, плавающие), различия в клюве у птиц (у хищных — загнутый, болотных — очень длинный, у кедровки — перекрещивающийся, для раскалывания семян). Покровительственная окраска различных насекомых, рыб, у растений приспособление цветка к опылению, плодов и семян — к распространению. Ланцетник и позвоночные животные имели общего предка, вероятно, бесчерепных животных. Ланцетник дожил до настоящего времени только благодаря приспособлению к песчаному дну моря. Многие виды, имея сходный уровень организации, смогли приобрести свойства, позволившие им занять совершенно разные места в природе. Например, одни виды рыб обитают в пресной воде, другие — в соленой, третьи — в глубоких слоях водоема.

Скат — хрящевая рыба, обитающая в глубоких водах, перешла к жизни на дне. В процессе эволюции, с увеличением давления воды, скат приобрел плоскую форму тела. Из-за медленного движения скат утратил хвост и стал доступен для врагов. Поэтому возникли покровительственная окраска под цвет песчаного дна (песок, ракушки) и хвостовые шипы. Темное дно способствовало образованию электрического органа. Однако основные черты строения, характерные для рыб, не изменились.

3. Дегенерация (катагенез) (греч. kata — «упрощение, обратное движение») — упрощение организации, связанное с исчезновением целых систем органов и функций. Очень часто дегенерация наблюдается при переходе видов к паразитическому образу существования. Например, вследствие обитания плоских червей в организме животных у них исчезли органы пищеварения и обоняния. Однако это упрощение не оказывает влияния на червей, а наоборот — помогает им сохраниться в организме хозяина. Хотя предки плоских червей свободно плавали в воде, переход их к паразитизму явился причиной упрощения их строения. Бесполезные для жизнедеятельности организмов органы редуцируются, а взамен них развиваются различные новые приспособления. Несмотря на то, что дегенерация приводит к значительному упрощению организации, виды, идущие по этому пути, могут увеличивать свою численность и ареал.

Биологический прогресс. Ароморфоз. Идиоадаптация. Дегенерация.

1. Биологический прогресс — это возрастание приспособленности организмов, ведущее к высокой численности особей в систематической группе, расширению ареала и разделению на подчиненные систематические группы, приспособление популяции и вида к среде обитания.

2. Направления биологической эволюции: ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация.

1. Как вы понимаете биологический прогресс?

2. Назовите главные направления эволюции организмов.

1. Какой вид биологической эволюции повышает уровень организации групп организмов?

2. Приведите примеры ароморфоза.

1. Что такое идиоадаптация?

2. Разберите отдельно строение рыбы, лягушки, ящерицы, птицы, обезьяны (рис. 32).

Лабораторная работа № 5

Анализ примеров ароморфоза, идиоадаптации растений и животных

Оборудование: гербарии споровых растений (мох, подорожник, хвойные), покрытосеменных растений (любое цветковое растение); растения с колючками, ворсом (верблюжья колючка, шиповник), рисунки клюва и ног птиц, животных с покровительственной (маскирующей) окраской, рыбы-скат.

Выполняемые задания.

1. Анализируя основные особенности споровых и покрытосеменных растений, понять ароморфозы растений.

2. Определить идиоадаптацию по колючке растений и железистым волокнам.

3. Разобрать примеры идиоадаптации: строение клюва и ног птиц, обитающих в различных условиях среды.

4. Выявить причины идиоадаптации в строении рыбы-ската.

Относится ли к ароморфозу появление слоя мезодермы в червях? Если относится, то у каких червей?

1. Проанализируйте явление ароморфоза в строении сердца позвоночных животных.

2. Каковы пути достижения биологического прогресса?

3. Какие усложнения произошли в строении млекопитающих при прогрессивном пути развития?

4. Какой самый крупный ароморфоз у растений?

5. Изменяется ли биологический уровень строения организмов при идиоадаптации?

6. Приведите примеры идиоадаптации у растений.

Источник

Основные направления эволюционного процесса. Биологический прогресс и биологический регресс

Разделы: Биология

I. Изучение нового материала

Идея о направленном характере эволюции, идущей по пути прогресса, то есть по пути совершенствования организмов от простого к сложному, от низших форм жизни к высшим, общепринята. Однако, не следует думать, что прогресс является единственным путем эволюционных изменений, в действительности это лишь одно из возможных направлений.

Современные представления о направлениях эволюции основываются на работах Ивана Ивановича Шмальгаузена и Алексея Николаевича Северцова. А.Н.Северцов выделил понятия биологического прогресса, биологической стабилизации и биологического регресса.

1. Биологический прогресс

Биологический прогресс характеризуется возрастанием числа особей систематической группы, увеличением числа входящих в нее видов, подвидов, популяций, расширением ареала. Виды, находящиеся в состоянии биологического прогресса, выходят победителями в борьбе за существование.

Биологический прогресс характерен покрытосеменных растений, насекомых, птиц и млекопитающих.

Арогенез – эволюционное направление, сопровождающееся приобретением крупных изменений строения – ароморфозов.
Ароморфоз означает усложнение организации. Поднятие ее на более высокий уровень. Изменения в строении животных в результате возникновения ароморфозов не являются приспособлениями к каким-либо условиям среды, а дают возможность расширить использование условий внешней среды (новые источники пищи, места обитания). Примером ароморфоза у млекопитающих является разделение сердца на левую и правую половины с развитием двух кругов кровообращения. Дифференцировка органов пищеварения, усложнение зубной системы, появление теплокровности уменьшает зависимость организма от окружающей среды.

Ароморфозы сыграли важную роль в эволюции всех классов животных: трахейная система дыхания и преобразование ротового аппарата у насекомых, образование хитинового покрова и расчленение конечностей, развитие сложной НС, а также органов чувств – обоняния, зрения, осязания. Появление речи – крупный ароморфоз в эволюции человека. В растительном мире крупными ароморфозами являются появление органов и тканей, фотосинтеза, появление у покрытосеменных растений цветков, плодов, семенного размножения.

Дальнейшая эволюция покрытосеменных растений шла по пути идиоадаптаций, то есть по пути возникновения разнообразных приспособлений к различным условиям обитания.
Идиоадаптации привели к появлению растений с различными цветками, плодами, побегами, листьями, корневыми системами, сроками развития, приспособлениями к опылению ветром, водой, насекомыми.
Идиоадаптации – путь эволюции, при котором одни приспособления заменяются другими, биологическими им равноценными.
Идиоадаптации в отличие от ароморфозов имеют частный характер.
Хорошим примером идиоадаптации служит защитная окраска у животных, разнообразные приспособления к перекрестному опылению ветром и насекомыми, приспособления плодов и семян к распространению, приспособление к придонному образу жизни (уплощение тела) у многих рыб.

У некоторых покрытосеменных растений биологический прогресс связан с упрощением организации – дегенерацией. Например, у паразитического растения повилика произошла утрата корней и листьев.
Дегенерация – путь эволюции, связанный с переходом в более простую среду обитания и ведущий к упрощению строения и образа жизни.
Общая дегенерация как путь биологического прогресса наблюдается у многих форм и связана главным образом с переходом к паразитическому или сидячему образу жизни. Упрощение организации вовсе не означает вымирание данной группы. Многие паразитические организмы процветают, несмотря на упрощение своей организации. Многие паразитические организмы процветают, несмотря на упрощение своей организации.

2. Биологическая стабилизация

Биологическая стабилизация по А.Н.Северцову, означает поддержание приспособленности организма на известном уровне. Организм изменяется соответственно изменениям условиям окружающей среды. Численность его не возрастает, но и не снижается.
У растений при снижении среднегодовой температуры увеличивается количество кроющих волосков эпидермы. Это явление позволяет выжить всем особям, но преимущества между другими видами не наблюдается, так как они проявляют такую же реакцию.

3. Биологический регресс

Биологический регресс – направление эволюции, которое характеризуется уменьшением числа видов, подвидов и популяций, сокращением численности особей и ареала.
Биологический регресс означает снижение приспособленности организма.
Организм отстает от изменений во внешней среде, и в особенности от темпов эволюции и распространения экологически близких форм.
Численность вида уменьшается и вид идет навстречу вымиранию. Действию биологического регресса могут подвергнуться и биологически высокоорганизованные, процветавшие в свое время формы, оказавшиеся не приспособленными к новым или меняющимся условиям обитания (вымершие динозавры, мамонты).

Причиной биологического регресса часто является деятельность человека. Человек влияет на виды непосредственно, уничтожая их, или опосредованно, изменяя среду их обитания. Так, в начале 17 века были истреблены дикие быки туры (прародители современных быков). Во второй половине 18 века были полностью уничтожены морские млекопитающие стеллеровы коровы. К началу 19 века охотники полностью истребили крупных нелетающих птиц моа в Новой Зеландии, рост которых достигал трех метров.
Конечный результат регресса – вымирание вида.

Лабораторная работа

Тема: «Ароморфозы у позвоночных животных»

Цель: сформировать умение выявлять ароморфозы у животных, объяснять их значение.

Ход работы:

1. Рассмотрите схемы строения сердец и вспомните особенности работы кровеносной системы представителей класса позвоночных животных: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие.

2. Вспомните, какова интенсивность обмена веществ и зависящая от него возможность поддерживать постоянную температуру тела свойственна представителям классов позвоночных животных.

3. Рассмотрите схемы строения дыхательных систем и вспомните особенности дыхания представителей класса позвоночных животных.

4. Вспомните особенности оплодотворения и развития потомства у представителей классов позвоночных животных.
Заполните таблицу:

5. Проанализируйте таблицы. Сделайте вывод: какие крупные ароморфозы способствовали появлению земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих. Раскройте эволюционное значение ароморфозов.

Домашнее задание: § 52; доделать лабораторную работу

Источник