Что такое макроэволюция в биологии

Макроэволюция

Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т. д. В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и репродуктивная изоляция. Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер. Понятие макроэволюции интерпретировалось многократно, но окончательного и однозначного понимания не достигнуто. Согласно одной из версий, макроэволюция — изменения системного характера, соответственно, огромных промежутков времени они не требуют.

Содержание

Методология изучения

Доказательства макроэволюции

Сравнительно-анатомические доказательства

Все животные имеют единый план строения, что указывает на единство происхождения. В частности, об общих предках рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих говорит строение гомологичных органов (например, пятипалой конечности, в основе которой лежит скелет плавников кистепёрых рыб). О единых предках свидетельствуют и атавизмы — органы предков, развивающиеся иногда у современных существ. Например, к атавизмам у человека относится возникновение многососковости, хвоста, сплошного волосяного покрова и т. п. Ещё одно доказательство эволюции — наличие рудиментов — органов, утративших своё значение и находящихся на стадии исчезновения. У человека — это остатки третьего века, аппендикс, утрачиваемый волосяной покров и т. п.

Эмбриологические доказательства

У всех позвоночных животных наблюдается значительное сходство зародышей на ранних стадиях развития: форма тела, зачатки жабр, хвост, один круг кровообращения и т. д. (закон зародышевого сходства К. Бэра). Однако по мере развития сходство между зародышами различных систематических групп постепенно стирается и начинают преобладать черты, свойственные таксонам более низкого порядка, к которым они принадлежат. Таким образом, все хордовые животные произошли от единых предков.

Другой пример эмбриологических доказательств макроэволюции — происхождение из одних и тех же структур зародыша квадратной и суставной костей в челюстях у рептилий и молоточка и наковальни в среднем ухе у млекопитающих. Палеонтологические данные также подтверждают происхождение частей уха млекопитающих из костей челюсти рептилий.

Палеонтологические доказательства

К таким доказательствам относятся нахождение остатков вымерших переходных форм, позволяющих проследить путь от одной группы живых существ к другой. Например, обнаружение трёхпалого и пятипалого предполагаемых предков современной лошади, имеющей один палец, доказывает, что у предков лошади было пять пальцев на каждой конечности. Обнаружение ископаемых останков археоптерикса позволило сделать вывод о существовании переходных форм между пресмыкающимися и птицами. Нахождение остатков вымерших семенных папоротников позволяет решить вопрос об эволюции современных голосеменных и т. п. На основании палеонтологических находок были выстроены филогенетические ряды, то есть ряды видов, последовательно сменяющих друг друга в процессе эволюции.

Биохимические доказательства

Биогеографические доказательства

Распространение животных и растений по поверхности Земли отражает процесс эволюции. Уоллес разделил поверхность земли на 6 зоогеографических зон: 1. Палеоарктическая зона (Европа, Северная и Средняя Азия, Северная Африка) 2. Неоарктическая (Северная Америка) 3. Эфиопская (Центральная и Южная Африка) 4. Австралийская (Австралия, Тасмания, Новая Зеландия) 5. Индомалайская (Индия,) 6. Неотропическая (Южная и Центральная Америка) Чем теснее связь континентов, тем больше родственных видов на них обитает, чем древнее изоляция, тем больше различий между животными и растениями.

Источник

Макроэволюция

Понятие о макооэволюиии

Макроэволюция — это эволюционные преобразования, приводящие к возникновению систематических групп более высокого порядка, чем вид (т.е. род, семейство, отряд и т.д.).
■ Т.е. макроэволюция — это надвидовая эволюция.
■ В общем смысле макроэволюция — это процесс развития жизни на Земле в целом, включая ее (жизни) происхождение.
■ Макроэволюция является результатом многих микроэволюционных процессов, происходящих па больших пространствах в течение длительного времени.
■ В основе макро- и микроэволюции лежат одни и те же эволюционные закономерности.

Формы (способы осуществления) макроэволюции: дивергентная, филитическая, параллельная, конвергентная.

Дивергентная эволюция: независимое образование различных признаков у родственных организмов в процессе их приспособления к разным условиям существования, приводящее к распаду одной систематической группы на несколько групп (несколько видов галапагосских вьюрков произошли от одного общего предка в результате приспособления к разным видам пищи).

Филитическая эволюция: постепенное, происходящее без дивергенции, эволюционное изменение (перестройка) определенной систематической группы, ведущее к возникновению новой группы, отличной от исходной (филогенетический ряд предков лошади: фенокодус → эогиппус → миогиппус → парагиппус → плиогиппус → эквус).

Параллельная эволюция: независимое, параллельное формирование сходных адаптивных признаков у родственных, ранее дивергировавшихся групп, попавших в сходные условия существования (саблезубость в семействе кошачьих возникала четыре раза в двух независимых родах).

Конвергентная эволюция: приобретение сходных признаков у неродственных групп, развивавшихся в одинаковых условиях (сходство формы тела у акул, ихтиозавров и дельфинов, общие черты строения тела у прыгающих млекопитающих).

Главные направления эволюции

Историческая справка: 1925 г. — разработка А.Н. Северцовым учения о главных направлениях эволюции; 1934 г. — уточнение и дополнение этого учения И.И. Шмальгаузеном.

Биологический прогресс — происходящее эволюционным путем развитие систематической группы организмов, идущее в направлении возрастания приспособленности потомков к окружающей среде по сравнению с их предками. Это — общий путь развития живой природы от простого к сложному, от примитивного к более совершенному.

❖ Критерии (признаки) биологического прогресса:
■ увеличение численности особей в систематической группе;
■ расширение ареала обитания видов, составляющих эту группу;
■ повышение темпов дифференциации внутри группы.
■ Примеры прогрессирующих систематических групп: насекомые, костистые рыбы, грызуны, цветковые растения.

Главные направления эволюции (пути биологического прогресса): арогенез, аллогенез, катагенез, гипергенез.

Арогенез (или морфофизиологический прогресс) — путь развития группы организмов посредством приобретения ими каких-то принципиально новых приспособлений, позволяющих значительно расширить свою или выйти в другую адаптивную зону.
■ Примеры, одноклеточность → многоклеточность; двухкамерное сердце → трехкамерное сердце → четырехкамерное сердце; споровое размножение → семенное размножение → появление цветка.

Адаптивная зона — совокупность условий, характерных для определенных местообитаний, где возможно существование организмов, располагающих определенными адаптациями.

Ароморфоз — конкретные морфофизиологические изменения, определяющие арогенез той или иной группы.
■ Примеры: симметрии тела, половая дифференциация, переход на легочное дыхание, появление двух кругов кровообращения и др.
■ Ароморфозы формируются на основе наследственной изменчивости и естественного отбора;
■ они являются приспособлениями широкого значения, дающими преимущества в борьбе за существование, и открывают возможности для освоения новой, прежде недоступной среды обитания.

Аллогенез — направление эволюции группы организмов внутри одной адаптивной зоны, сопровождающееся возникновением большого числа близких форм, различающихся мелкими, частными приспособлениями одного масштаба.
■ Примеры: экологические группы млекопитающих; разные способы опыления и распространения семян и плодов у цветковых растений и др.
■ Аллогенез вызывает увеличение видового разнообразия и быстрое повышение численности групп.

Алломорфозы (или идиоадаптации) — это мелкие, эволюцион-но возникшие приспособления к новым специфическим условиям среды, принципиально не изменяющие уровень биологической организации организмов группы, но в совокупности приводящие к появлению новых систематических групп.
■ Примеры: формирование узкоспециализированных форм организмов: ленивец, хамелеон, глубоководные рыбы и др.

Катагенез (или общая дегенерация) — особый, регрессивный путь эволюции, реализующийся (в некоторых случаях) после проникновения организмов в более простую среду обитания и приспособления к ней и заключающийся в резком упрощении строения и образа жизни организмов.
■ Примеры: возникновение паразитических форм и сидячего образа жизни.
■ Катагенез приводит к максимальной специализации органов и даже к утрате отдельных органов и целых систем (например, паразитические ленточные черви лишены органов пищеварения, растение-паразит повилика не имеет хлорофилла).

Гипогенез — недоразвитие организма или его отдельных органов (разновидность катагенеза).

Гипергенез — увеличение размеров тела, переразвитие отдельных органов. Каждая систематическая группа организмов имела свои гигантские формы (гигантские ящеры-динозавры, слоны, жирафы, киты, носороги; из растений — секвойя и др.).

Биологический регресс — это эволюционный упадок в развитии систематической группы, характеризующийся уменьшением ее видового многообразия, сужением (и распадом на отдельные пятна) ареалов и снижением численности популяций и особей в популяциях (вследствие превышения смертности над рождаемостью).
■ Примеры регрессирующих систематических групп: у растений — семейство гинкговых (остался один вид), у животных — род выхухолей (осталось лишь два вида), белый медведь.
■ Массовая катастрофическая элиминация (вследствие малой численности) может привести к вымиранию данной группы.
■ Причина биологического регресса — отставание темпов эволюции группы от скорости изменения внешней среды.

Морфологический регресс — это упрощение в строении организмов того иного вида в результате мутаций.

Закономерности (правила) эволюции

Правило необратимости эволюции: эволюция — процесс необратимый, т.е. организм не может вернуться к прежнему состоянию, характерному для его предков.

■ Это правило распространяется на организм как целостную систему (киты и ихтиозавры, вернувшись к жизни в воде, не эволюционируют в рыб и др.) и на вид как этап эволюции.

■ Оно не распространяется на отдельные признаки далеких предков, которые могут появляться у потомков в результате обратных мутаций.

Правило происхождения от неспециализированных предков: новые крупные группы организмов происходят не от высших представителей предковых групп, а от относительно неспециализированных групп.

■ Причина этого в том, что отсутствие специализации предоставляет возможность для возникновения новых приспособлений принципиально иного характера (например, млекопитающие произошли от неспециализированных рептилий).

Правило прогрессирующей специализации: группа, вступившая на путь специализации, в своем дальнейшем развитии, как правило, будет углублять эту специализацию.

■ Действительно, организм, освоив какую-либо среду, и далее будет развиваться в пределах этой адаптивной зоны (птеродактили, летучие мыши, ластоногие, кроты и др.).

Правило адаптивной радиации: историческое развитие любой группы сопровождается ее разделением от одного ствола на ряд дочерних групп, осваивающих разные экологические условия.

■ Это правило лежит в основе внутривидовой дивергенции и над-видовой идиоадаптации. Именно так образуются многие семейства, роды и виды животных, освоивших разные места обитания.

Закон Северцова (закон чередования главных направлений эволюции): в пределах конкретной монофилитической (т.е. имеющей общее происхождение) группы организмов за периодом арогенеза всегда следует период возникновения частных приспособлений — аллогенез.

■ На основе одних и тех же арогенезов, в зависимости от конкретных условий среды, могут возникнуть различные «надстройки» — аллогенезы.

Источник

Макроэволюция и ее доказательства

теория по биологии 🌿 эволюция

Образование новых родов, семейств и далее более меньших таксонов носит название

Изменчивость — разнообразие признаков среди представителей данного вида, а также свойство потомков приобретать отличия от родительских форм.

Палеонтологические доказательства макроэволюции

Палеонтология — научная дисциплина, исследующая ископаемые организмы, условия их жизни и захоронения.

Из курса зоологии известно, что усложнение строения отрядов позвоночных животных шло так: рыбы, земноводные, рептилии, птицы, млекопитающие. Об этом говорят, например, их анатомические свойства. Взять то же самое строение сердца и кровеносной системы. У рыб сердце двухкамерное,

Ихтиостег

Археоптерикс

Вид — группа особей, сходных по морфолого-анатомическим, физиолого-экологическим, биохимическим и генетическим признакам, занимающих естественный ареал, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.

Эмбриологические доказательства макроэволюции

Эмбриональное развитие организмов, принадлежащих к различным классам позвоночных: А — рыба; Б — саламандра; В — черепаха; Г — птица; Д — заяц; Е — человек

Задание EB1621 Установите соответствие между примерами и доказательствами эволюции: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.