Головні напрямки еволюції

Еволюція органічного світу – тривалий і складний процес, що здійснюється на різних рівнях організації живої матерії і протікає в різних напрямках. Розвиток живої природи відбувалося від нижчих форм, що мають відносно просту будову, до все більш усложняющимся формам. Одночасно всередині окремих груп організмів розвивалися спеціальні пристосування (адаптації), що дозволяють їм існувати в конкретних місцях проживання. Наприклад, у багатьох водних тварин з’являються перетинки між пальцями, що полегшують плавання (тритони, жаби, качки, гуси, качконіс та ін.)

Аналізуючи історичний розвиток органічного світу і численні конкретні адаптації, найбільші російські еволюціоністи А. Н. Северцов та І. І. Шмальгаузен виділили три головних напрямки еволюції: ароморфоз, ідеоадаптаціі і дегенерація.

Ароморфозом (або арогенеза) називають великі еволюційні зміни, що ведуть до загального ускладнення будови і функцій організмів і дозволяють останнім займати принципово нові місця проживання або істотно підвищують конкурентну здатність організмів в існуючих місцепроживання. Ароморфози дозволяють переходити в нові місця існування (тобто виходити в нові адаптаційні зони). Тому ароморфозів – порівняно рідкісні явища в живому світі і носять принциповий характер, надаючи великий вплив на подальшу еволюцію організмів.

Адаптаційним рівнем або адаптивної зоною називається певний тип середовища існування з характерними для нього екологічними умовами або комплекс певних адаптацій, властивий тій чи іншій групі організмів (загальні умови життя або подібні способи засвоєння якихось життєво важливих ресурсів). Наприклад, адаптивної зоною птахів є освоєння повітряного простору, що забезпечило їм захист від багатьох хижаків, нові способи полювання за літаючими комахами (де у них немає конкурентів), швидке пересування в просторі, можливості подолання великих перешкод, недоступних для інших тварин (ріки, моря, гори і т. п.), здатність до далеких міграцій (перельоти) і т. п. Тому політ є великим еволюційним придбанням (ароморфозом).

Найбільш яскравими прикладами ароморфозов можуть служити многоклеточность і поява статевого способу розмноження. Многоклеточность сприяла появі та спеціалізації тканин, привела до ускладнення морфології та анатомії багатьох груп організмів, як рослин, так і тварин. Статеве розмноження істотно розширило адаптаційні здатності організмів (комбинативная мінливість).
Ароморфози забезпечили тваринам більш ефективні способи харчування і підвищили ефективність обміну речовин – наприклад, поява щелеп у тварин дозволило перейти від пасивного харчування до активного; звільнення травного каналу від шкірно-м’язового мішка і поява в ньому вивідного отвору принципово поліпшило ефективність засвоєння їжі за рахунок спеціалізації різних його відділів (поява шлунка, відділів кишки, травних залоз, швидке виведення непотрібних продуктів). Це істотно підвищило можливості виживання організмів навіть у місцях з малим вмістом поживних ресурсів.
Найбільшим ароморфозом в еволюції тварин стала теплокровность, різко активованого інтенсивність і ефективність обміну речовин у організмів і підвищила їх виживання в місцепроживання з низькою або різко мінливою температурою.

Як приклади ароморфозов у тваринному світі можна згадати також утворення внутрішньої порожнини організмів (первинної та вторинної), поява скелета (внутрішнього або зовнішнього), розвиток нервової системи і особливо ускладнення будови і функцій головного мозку (поява складних рефлексів, навченості, мислення, другої сигнальної системи у людини і т. д.) і багато інших прикладів.
У рослин великими ароморфозами є: поява провідної системи, що зв’язала різні частини рослини в єдине ціле; освіту втечі – життєво важливого органу, що забезпечив рослинам всі сторони життєдіяльності та відтворення; формування насінини – органу відтворення, що виникає статевим шляхом, розвиток і дозрівання якого забезпечується ресурсами всього материнського організму (дерева, чагарнику або іншої життєвої форми рослин) і який має добре захищений тканинами насіння зародок (голонасінні і покритонасінні рослини); поява квітки, підвищив ефективність запилення, зменшити залежність запилення і запліднення від води і забезпечив захист яйцеклітини.
У бактерій ароморфозом можна вважати появу автотрофного способу живлення (фототрофних і Літотрофниє або хемосинтетичних), що дозволив їм зайняти нову адаптаційну зону – місцеперебування, повністю позбавлені органічних джерел живлення або мають дефіцит таких. У бактерій і грибів до ароморфозом можна віднести здатність утворювати ті чи інші біологічно активні сполуки (антибіотики, токсини, ростові речовини і т. п.), що істотно підвищують їх конкурентну здатність.

Арогенез може відбуватися і на межвидовом (або биоценотическом) рівні при взаємодії організмів різного систематичного положення. Наприклад, поява перехресного запилення і залучення для цього комах і птахів можна розглядати як ароморфоз. Великими биоценотические ароморфозами є: формування мікориза (симбіоз грибів і коренів рослин) і лишайників (об’єднання грибів і водоростей). Ці типи асоціацій дозволили симбіонтам мешкати в таких місцях, де порізно вони ніколи б не поселилися (на бідних грунтах, на скелях і т. п.). Особливо знаменний союз грибів і водоростей, що призвів до появи нової симбиотической форми життя – лишайників, які морфологічно дуже схожі на єдиний організм, що нагадує рослини. Найбільшим ароморфозом цього типу є еукаріотична клітина,, що складається з різних організмів (прокаріот), повністю втратили свою індивідуальність і перетворилися на органели. Еукаріотична клітина має більш активним і економічним обміном речовин в порівнянні з прокариотической і забезпечила появу і еволюцію царств грибів, рослин і тварин.
Ароморфози – це великі події в еволюції органічного світу, і вони зберігаються в популяціях і в подальшому розвитку призводять до появи нових великих груп організмів і таксонів високого рангу – порядків (загонів), класів, типів (відділів).

Передбачається, що ароморфоз найбільш вірогідний у початково примітивних або мало спеціалізованих форм організмів, так як вони легше переносять зміни навколишнього середовища і їм простіше освоїтися в нових середовищах проживання. Спеціалізовані форми, пристосовані до певних, часто досить вузько обмеженим умов життя, зазвичай гинуть при різкій зміні таких умов. Саме тому в природі, поряд з високоорганізованими і спеціалізованими формами життя, співіснує велика кількість порівняно примітивних організмів (бактерій, грибів, безхребетних і інших), прекрасно адаптувалися в нових умовах і дуже стійких. Така логіка еволюційного процесу.
Загальна дегенерація, або катагенез

Це форма еволюційного процесу, що призводить до спрощення організації у зв’язку з переходом організмів до паразитизму або сидячого способу життя. При цьому може відбуватися спрощення або зникнення ряду органів і тканин, пов’язаних з новим способом життя. Але сама група організмів, що вступили на цей шлях, може процвітати в нових умовах, уникнувши контакту зі своїми головними конкурентами. Тому дегенерацію не слід плутати з регресом (див. відповідний розділ).
Прикладом дегенерації може служити перехід багатьох організмів до паразитизму. Це захисна реакція, яка відбувається в умовах жорсткої боротьби за існування в природі і поширена широко у грибів, паразитичних черв’яків, бактерій і ряду інших організмів. Пристосувавшись до паразитизму, ці організми займають нову адаптаційну зону, позбавлену їх конкурентів, не здатних жити в іншому організмі (тобто йдуть під захист своїх господарів). Це істотно скорочує для паразитів коло їхніх взаємодій як з іншими організмами, так і з абіотичними факторами середовища, а також спрощує способи добування їжі. Внаслідок цих явищ у паразитів з’являється нова якість – стійкість до внутрішнього середовища господаря та його захисним механізмам, але губляться (дегенерують) багато старі ознаки, що стали не потрібними в нових умовах. Гриби і бактерії, наприклад, втрачають багато свої ферменти та антибіотики або токсини, які забезпечували їм виживання і харчування при сапротрофних існуванні. Паразитичні черв’яки втрачають органи зору, а в ряді випадків і органи травлення (наприклад, цепни з типу плоских хробаків), переходячи до осмотрофное способом живлення (всмоктування через зовнішні покриви тіла). У паразитичних рослин нерідко втрачається здатність до фотосинтезу і зникають фотосинтетические пігменти і навіть листя, а коріння починають виконувати функції присосок.

ПОДІЛИТИСЯ: