1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Прогрес і регрес в еволюції

Прогрес і регрес в еволюції

Прогрес і його роль в еволюції

Розвиток живої природи здійснюється від менш складного до більш складного, від менш досконалого до більш досконалого, тобто відбувалася і відбувається прогресивна еволюція. Особливо чітко це проявляється при аналізі палеонтологічних даних. Якщо у відкладеннях архейської ери ще не виявляється ніяких слідів життя, то в кожну з наступних ер і періодів будова організмів істотно ускладнюється. Таким чином, загальний шлях розвитку живої природи – від простого до складного, від примітивного до більш досконалого. Саме цей шлях розвитку живої природи і позначають терміном “прогрес”.

Однак завжди закономірно виникає питання: чому ж у сучасній фауні і флорі одночасно з високоорганізованими формами існують і низкоорганізовані? Коли подібна проблема постала перед Ж. Б. Ламарком, він змушений був прийти до визнання постійного самозародження простих організмів з неорганічної матерії. Ч. Дарвін ж вважав, що існування вищих і нижчих форм не становить труднощів для пояснення, “оскільки природний відбір, або виживання найбільш пристосованих, що не передбачає обов’язкового прогресивного розвитку – він тільки дає перевагу тим змінам, які сприятливі для володіння ними істоти в складних умовах життя… А якщо від цього немає ніякої користі, то природний відбір або не буде зовсім вдосконалювати ці форми, або вдосконалить їх в дуже слабкому ступені, так що вони збережуться на нескінченні часи на їх сучасному низькому ступені організації”.

До цієї проблеми на початку 20-х років звернувся О. М. Сєверцов. Вчення про прогрес в еволюції було надалі розвинені його учнем І. І. Шмальгаузеном.

Процес еволюції йде безперервно в напрямку максимального пристосування живих організмів до умов навколишнього середовища (тобто відбувається зростання пристосованості нащадків у порівнянні з предками). Таке зростання пристосованості організмів до навколишнього середовища О. М. Сєверцов назвав біологічним прогресом.

Критеріями біологічного прогресу є:

  • збільшення чисельності;
  • розширення ареал;
  • прогресивна диференціація – збільшення числа систематичних груп, складових даного таксону.

Еволюційний сенс виділених критеріїв полягає в наступному: виникнення нових пристосувань знижує елімінацію особин, в результаті середній рівень чисельності виду зростає. Стійке підвищення чисельності нащадків у порівнянні з предками призводить до збільшення щільності населення, що, у свою чергу, через загострення внутрішньовидової конкуренції викликає розширення ареалу; цьому ж сприяє і зростання пристосованості. Розширення ареалу призводить до того, що вид при розселенні стикається з новими факторами середовища, до яких необхідно пристосовуватися. Так відбувається диференціація виду, посилюється дивергенція, що веде до збільшення дочірніх таксонів.

Головні напрямки еволюціі

Біологіческій прогрес досягається різними шляхами. О. М. Сєверцов назвав їх головними напрямками еволюційного процесу. В даний час виділяють наступні шляхи біологічного прогресу: арогенез, алогенез і катагенез.

Арогенез – шлях розвитку групи організмів з виходом в іншу адаптивну зону під впливом придбання групою якихось принципово нових пристосувань.

Адаптивна зона – комплекс екологічних умов, що представляють можливе середовище життя для цієї групи організмів. Такий шлях досягнення біологічного прогресу. О.М. Сєверцов визначив як ароморфоз або морфофізіологічний прогрес. Арогенез характеризується підвищенням рівня морфофізіологічної організації, розвитком пристосувань широкого значення, розширенням середовища проживання. Прикладом арогенеза порівняно невеликого масштабу є виникнення і розквіт класу птахів.

Проникнути в нову адаптивну зону пращури сучасних птахів могли лише завдяки виникненню крила як органу польоту, досконалого чотирикамерного серця, що значно підвищило інтенсивність обмінних процесів і забезпечило теплокровность, розвитку відділів мозку, координуючих рух у повітрі. Всі ці зміни в будові і функції органів і призвели групи тріасів динозаврів до арогенеза.

У світі рослин типовими арогенезами є вихід рослин на сушу, виникнення голонасінних, покритонасінних рослин та ін.

Конкретні морфофізіологічні зміни, що визначають арогенез тієї чи іншої групи, називаються ароморфозами. До типових ароморфозом у безхребетних відносяться: симетрії тіла, статеве диференціювання, поява білатеральної організації, трахейної системи дихання, цефалізація центральної нервової системи, перехід на легеневе дихання; у птахів і ссавців – повне розділення серця на праву і ліву половини з диференціюванням двох кіл кровообігу, збільшення робочої ємності легень тощо. Наслідком цих ароморфозів є більш досконале окислення крові і рясне постачання органів киснем, а значить, і інтенсифікація функцій органів. Диференціювання і спеціалізація органів травлення призводять до більш повного використання харчових речовин, що сприяє посиленню процесів обміну речовин, підвищенню загальної активності, виникненню теплокровності, посиленню активності рухових органів та удосконаленню їх конструкції.

Всі ці та інші ароморфози пов’язані між собою, а ерогенні ознаки виявляються корисними в самих різних умовах існування. Наприклад, володіння тваринами рухомими кінцівками відкриває можливості їх різноманітне використання:

  • в пустелі;
  • в лісі;
  • в долині;
  • в горах;
  • у воді;
  • для риття ґрунту і т. д.

Такі ароморфози, як утворення поперечно-полосатої мускулатури, розвиток ходільних кінцівок і крил у комах, відкрили перед ними можливості завоювання суші і частково повітря (в порівнянні з зябродихаючими членистоногими). До великих ароморфоз у розвитку рослин можна віднести виникнення тканин і органів, закономірну зміну поколінь у циклі розвитку, утворення квіток, плодів і т. д.

Ароморфози формуються на основі спадкової мінливості і природного відбору і є пристосуваннями широкого значення. Вони дають переваги в боротьбі за існування і відкривають можливості освоєння нового, перш недоступного середовища проживання.

Алогенез – напрям еволюції групи організмів, при якій у близьких видів відбувається зміна одних приватних пристосувань іншими, а загальний рівень організації залишається колишнім. Цей шлях досягнення біологічного прогресу пов’язаний з проникненням організмів в які-небудь вузькі (диференційовані) умови середовища в результаті розвитку приватних пристосувань. Такі приватні пристосування називають аломорфозами або ідіоадаптаціями.

Катагенез – особливий шлях еволюції, пов’язаний з проникненням організмів в більш просте середовище проживання і різким спрощенням будови і способу життя. Цей шлях досягнення біологічного прогресу О.М.Сєверцов позначив терміном “загальна дегенерація”. Наприклад, у видів, що мешкають в печерах, відбувається редукція органів зору, депігментація, знижується активність пересування. Прикладами катагенеза є також виникнення паразитичних форм. У рослин-паразитів знижується активність фотосинтезу, спостерігається редукція листя. У паразитичних стрічкових хробаків немає кишківника, слабо розвинена нервова система.

Спрощення організації зовсім не означає вимирання даної групи. Навпаки, більшість видів паразитичних організмів процвітає, тобто знаходиться в стані біологічного пpoгpecу.

Регрес та його роль в еволюції

Біологічний регрес – явище, протилежне біологічному прогресу. Він характеризується зворотними ознаками: зниженням чисельності особин, звуженням ареалу, поступовим або швидким зменшенням видового різноманіття групи. Біологічний регрес може привести вигляд до вимирання.

Загальна причина біологічного регресу – відставання темпів еволюції групи від швидкості зміни зовнішнього середовища.

Еволюційні фактори діють безперервно, в результаті чого відбувається вдосконалення пристосувань до мінливих умов середовища. Однак коли умови змінюються дуже різко (часто завдяки непродуманої діяльності людини), види не встигають сформувати відповідні пристосування. Це призводить до скорочення чисельності видів, звуження їх ареалів, загрози вимирання. У стані біологічного регресу знаходяться багато видів, наприклад великі ссавці, такі як:

  • уссурійський тигр;
  • гепард;
  • білий ведмідь і ін.

Морфологічний регрес – це спрощення в будові організмів того чи іншого виду в результаті мутацій. Пристосування, що формуються на базі таких мутацій, можуть при відповідних умовах вивести групу на шлях біологічного прогресу, якщо вона потрапляє в більш вузьке середовище проживання.

Поєднання і зміна напрямків еволюції

В еволюції відбувається закономірна зміна одних напрямків іншими. У межах конкретної природної монофілетичної (що має спільне походження) групи організмів за періодом арогенеза завжди слідує період виникнення приватних пристосувань – алогенез. Така зміна шляхів досягнення біологічного прогресу характерна для всіх груп і називається законом Сєверцова. Цей закон може бути виведений з теорії природного відбору. Якщо порівняти частоту виникнення арогенезу і алогенеза, то можна помітити, що перші характерні для виникнення великих груп організмів в еволюції – типів, відділів, окремих загонів, іноді сімейств. Іншими словами, арогенези з’являються значно рідше, ніж алогенези (визначальні появу окремих видів, родів).

Кожна велика природна група організмів починає своє існування арогенезів, які, зокрема, забезпечують і завоювання нового середовища. Досягнувши на шляху арогенних перетворень нового етапу розвитку, нової організації, природна група організмів розселяється в різні місцеперебування, після чого починається процес розвитку приватних пристосувань. Пояснюється це тим, що арогенези не обмежені вузьким середовищем. Вони мають універсальне значення. Отже, на основі одних і тих же apoгенезів можуть виникнути різні “надбудови”, тобто пристосування до приватних умов (аллогенеза). Так як ерогенні риси надовго зберігають своє значення, то стає зрозумілою відносна рідкість арогенних перетворень.

ПОДІЛИТИСЯ:

Дивіться також:
Вчення про кістки