Содержание
Образование новых видов. Макроэволюция.
Макроэволюция – процесс образования новых семейств, отрядов, классов и типов, а также других надвидовых систематических единиц (таксономических групп живых существ). Микроэволюция – сложнейший эволюционный процесс возникновения нового вида. При этом новый вид превращается в обособленную совокупность организмов. Микроэволюцию называют надвидовой эволюцией, в ходе которой виды еще больше обособляются друг от друга, образуя более крупные систематические группы. Так, виды пшеница твердая и пшеница мягкая образуют род пшеница, а в свою очередь пшеница, рожь, ячмень и другие злаки составляют семейство злаковые. Все представители семейства произошли от какого-то одного общего предка в результате микроэволюции, осуществленной в популяциях этого предка. Для воссоздания процесса макроэволюции одновременно используются данные сравнительной анатомии, палеонтологии и эмбриологии. В следующей статье мы разберем процесс возникновения жизни на Земле.
Доказательства макроэволюции:
Эмбриологические – зародыши организмов многих систематических групп сходны между собой, причем, чем ближе организмы, тем до более поздней стадии развития сохраняется сходство зародышей. Биогенетический закон – каждая особь в онтогенезе (индивидуальном развитии) повторяет зародышевые стадии своих предков в филогенезе (эволюционном развитии).
Палеонтологические – найдены ископаемые переходные формы между многими систематическими группами. Для некоторых видов построены филогенетические ряды – последовательности предков.
Направление макроэволюции:
Ароморфоз. Приспособительное изменение общего значения, повышающее уровень организации и жизнеспособность особей, популяций видов. Усложнение организации, которое сохраняется при дальнейшей эволюции и приводит к возникновению новых крупных систематических групп. Ароморфоз дает значительные преимущества в борьбе за существование и делает возможным переход в новую среду обитания, способствует повышению выживаемости и снижению смертности в популяции. При высокой рождаемости и низкой смертности численность особей в популяции возрастает, расширяется ее ареал, образуются новые популяции, ускоряется формирование новых видов, т. е. происходит биологический прогресс.
Примеры:
возникновение автотрофного питания у растений
появление побеговых растений, семенного размножения
возникновение у животных скелета, теплокровности, свободных конечностей
живорождение, вскармливание детенышей молоком
Идиодаптация. Частные приспособительные изменения, полезные в данной среде обитания и возникающие без изменения общего уровня организации. Возникают после ароморфоза, когда группа организмов заняла новую среду обитания и начались приспособительные изменения у отдельных популяций. В противоположность ароморфозу идиодаптация не сопровождается изменениями основных черт организации, общим подъемом ее уровня и интенсивности жизнедеятельности организма. Обычно мелкие систематические группы – виды, роды, семейства – в процессе эволюции возникают путем идиодаптации.
Примеры:
различные формы тела рыб
оперение у птиц
приспособления к опылителям у цветковых растений
Дегенерация. Приспособительные изменения организмов, приобретаемые путем понижения уровня общей организации – упрощения строения и функций. Они обычно сопровождаются исчезновением ряда органов, потерявших свое биологическое значение. Дегенерация часто связана с переходом к сидячему или паразитическому образу жизни. Упрощение организации обычно сопровождается возникновением различных приспособлений к специфическим условиям жизни.
Общая дегенерация не исключает процветания вида. Многие группы паразитов процветают, хотя их организация претерпела значительное упрощение.
Примеры:
паразитические черви утратили пищеварительную систему
у кротов редуцированы глаза
некоторые паразитические растения (повилиха, заразиха) не имеют хлорофилла, листьев, корней.
Таким образом, биологический прогресс достигается тремя способами: ароморфозом, идиодиптацией, дегенерацией.
В природе однако наблюдается и регресс. Он характеризуется чертами противоположными биологическому прогрессу: уменьшение числа особей, сужение ареала, уменьшение числа видов и популяций. В итоге он часто ведет к вымиранию вида.
Образование вида в результате микроэволюции
Микроэволюционные процессы, протекающие в популяциях, не сводятся только к формированию приспособлений, они могут приводить к образованию новых видов.
Дарвин о видообразовании
Само название книги Ч. Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора» дает ответ на вопрос, как виды возникли в природе.
Схему видообразования Ч. Дарвин строил на основе выдвинутых им принципов монофилии и дивергенции. Монофилия — происхождение потомков от одного родоначального предка. Дивергенция — расчленение родоначальной формы на два и более дочерних, внучатых и других видов.
Наиболее острая конкуренция должна происходить между наиболее сходно устроенными особями данного вида (в силу сходства их жизненных потребностей). Вот почему в более благоприятных условиях окажутся уклонившиеся от среднего состояния дочерние формы. Они получают преимущественные шансы на выживание и оставление потомства. Наоборот, предковая и промежуточные формы, более сходные друг с другом, имеют мало шансов победить в борьбе за существование. В итоге от общего предка в ходе эволюции должны возникать все более разнообразные и отличающиеся друг от друга потомки.
Изоляция — ключевой фактор видообразования
У организмов, размножающихся половым путем, вид представляет собой сложную мозаику популяций. Пока особи разных популяций внутри вида хоть изредка могут скрещиваться в природе и давать плодовитое потомство, т. е. пока существует поток генетической информации между популяциями, вид остается целостной и единой системой. Однако в результате сильного давления изоляции поток генов может прерваться и изолированные популяции, накопив изменения под влиянием всегда действующих элементарных эволюционных факторов, могут перестать скрещиваться при последующих встречах. Возникновение репродуктивной изоляции между разными популяциями означает разделение одного вида на два. Иначе говоря, в этом случае отмечается процесс видообразования. Значит, вопрос о том, как образуются новые виды, тождествен вопросу, как между популяциями внутри вида возникает репродуктивная изоляция.
Наиболее изученный путь образования видов — это постепенное видообразование, осуществляющееся в процессе микроэволюции. Оно приводит к постепенной дивергенции популяций внутри вида до полного разобщения молодых дочерних видов, что согласуется с классической дарвиновской концепцией о происхождении видов.
Рис. 28. Роль географической изоляции в видообразовании:
1, 2 — начальные этапы в видообразовании (вид Л разделен на четыре популяции, одна из которых отделена горными хребтами от других популяций); 3—обойдя горный хребет с юга, популяция А вновь сблизилась с популяцией С. но так как они не скрещиваются, их считают отдельными видами А и D
Постепенное видообразование в зависимости от характера изоляции может быть географическим и экологическим.
Географическое видообразование
Самый распространенный и наиболее изученный — географический способ видообразования. Большой вклад в его изучение внес виднейший современный эволюционист Эрнст Майр.
Постепенное видообразование — процесс медленный, и поэтому его исследуют путем изучения естественных популяций на всех стадиях превращения в виды. Непременным условием этого способа видообразования является географическая изоляция. Географически изолированные популяции (изоляты) могут быть размещены по всему ареалу вида, где имеются преграды, но наибольшее значение для видообразования имеют изоляты, образующиеся по краям ареалов, на островах архипелагов, в горах, так как именно в этих условиях затрудняется поток генов и наблюдаются большие различия в условиях обитания.
Но даже если популяции не будут значительно удалены друг от друга, местообитание одной популяции будет отличаться от всех остальных по растительности, почвам, высоте местности над уровнем моря и по другим условиям. Эти отличия приведут к разным направлениям естественного отбора, что, а свою очередь, приведет к распространению и наследственному закреплению тех особенностей.
Способы видообразования
которые обеспечивают выживание именно в данных условиях. Живородящая ящерица живет от лесов Карелии на севере до Украины на юге. В южных популяциях ящерицы чаще откладывают яйца, а в условиях севера рождают живых детенышей, так как за холодное и короткое лето яйца не успевают развиться.
Вернемся к географическим изолятам. Представим себе популяцию, которая на протяжении жизни большого числа поколений совершенно изолирована от других популяций того же вида. Из-за отсутствия генного потока генофонд такой популяции становится самостоятельным, частота встречаемости разных аллелей в нем подобрана естественным отбором применительно к условиям обитания. Постепенно в генофонде будет происходить накапливание новых мутаций, и естественный отбор приведет в конце концов к возникновению стольких отличий между этой популяцией и другими популяциями того же вида, что возможность успешного скрещивания исчезнет — наступит репродуктивная изоляция.
Спецификой местных условий, соответствующим направлением отбора, длительной изоляцией объясняется существование эндемичных видов. Так, в озере Байкал живут многие виды моллюсков, ракообразных, рыб, червей, больше нигде не встречающихся, потому что уже около 20 млн. лет озеро изолировано от других водных бассейнов горными хребтами. Эндемичные виды многих островов Океании — тоже результат географического видообразования.
Острова — естественные лаборатории эволюции. Организмы попадают на острова различными способами. Ч. Дарвин во время экспедиции на «Бигле» брал в открытом океане пробы воздуха, в которых обнаружил споры, семена, насекомых, паутинки, переносимые ветром. Известно, что семена, споры растений, клещей, яйца насекомых и даже икринки рыб могут переносить на лапах и перьях птицы. Моряки не раз видели естественные плоты из переплетенных растений, которые были столь огромны, что их принимали за острова и наносили на карту. Эти естественные плоты могли нести небольших млекопитающих, рептилий, насекомых, пауков, многоножек, улиток и другие существа.
Плот — обычное средство, на котором животные достигают островов. Плывущее бревно или связка ветвей могут перевезти целую популяцию мелких животных: моллюсков, насекомых, рептилий. Ящерицы попали на тихоокеанские острова именно таким способом. Попав на острова, наземные растения и животные, часто не способные держаться на воде или плавать, оказались замкнутыми в своем островном мире. В каком направлении действует естественный отбор на островные виды? Здесь наблюдаются четыре главные тенденции: гигантизм, карликовость, бескрылость, внутривидовое разнообразие.
Многие островные животные, особенно птицы и пресмыкающиеся, достигают больших размеров. Самые большие птицы, которые когда-либо существовали на Земле, обитали на островах: моа в Новой Зеландии и эпиорнисы (слоновые птицы) на Мадагаскаре. Моа достигали трехметровой высоты, т. е. были почти около 250 кг, а яйца — 7 кг!
Эпиорнисы были не столь высоки, как гиганты моа, но почти вдвое тяжелее и откладывали яйца диаметром до 35 см, одно такое яйцо равно по объему 180 куриным яйцам. Интересно, что гигантизм этих нелетающих птиц, как удалось недавно выяснить при изучении отливок мозга, был обусловлен мутациями, приведшими к сверхразвитию гипофиза. Гигантизм распространялся не только на животных. Обычные и всем знакомые растения имеют на островах своих крупных представителей. Некоторые кустарники и травы не уступают деревьям, например подорожник на Канарских островах, плющ в Новой Зеландии. На острове Сокотра в Индийском океане растут деревья-эндемики с чудовищно развитыми стволами, в которых хранится вода, они родственны семейству дынь и огурцов.
В развитии некоторых животных, в основном млекопитающих, отразилась противоположная тенденция. Мы уже говорили о карликовых слонах островов Средиземноморья. Другой пример этому — пони (карликовая лошадь) на Шетландских островах. Уменьшив размеры, млекопитающие как бы расширили свой ареал.
Другая, бросающаяся в глаза, характерная черта островных животных — утрата способности к полету. Островная изоляция не пощадила даже птиц. Гигантские птицы, о которых уже шла речь, не имели крыльев, не способны летать маскаренские дронты, галапагосские бакланы, новозеландские киви. В Новой Зеландии водится также бескрылый попугай, гнездящийся в норах. По-видимому, крупным птицам в отсутствии хищников и при обилии пищи летные качества не были столь уж необходимы, и постепенно на основе накопления мутаций и естественного отбора они их лишились.
Обычны на океанических островах и бескрылые насекомые, так как крылатые чаще подхватывались ветром и гибли в океане-
У островных животных можно наблюдать также приспособительное разнообразие. Достаточно вспомнить галапагосских вьюрков и гавайских цветочниц, каждый вид которых приурочен к определенному острову и специализирован к способу питания, что исключает конкуренцию и виды существуют бок о бок.
Наконец, обитатели островов, как правило, очень доверчивы. Это объясняется тем, что в отсутствие естественных врагов-хищников животные утрачивают связанные с защитным страхом наследственные поведенческие навыки.
Долгое время географическая изоляция способствовала сохранению эндемичной флоры и фауны островов. Но безопасность жизни на островах закончилась в тот день, когда на горизонте появился первый корабль. Действительно, и те островные животные, которые в связи с отсутствием межвидовой борьбы достигли гигантских размеров, и те, которые перед фактом жесткой конкуренции пришли, чтобы выжить, к многообразию видов,— все они оказались безоружными перед пришествием человека. Под его ударами перечень островных видов быстро превратился в некрологический лист. Самые большие потери понесли бескрылые птицы:
исчезли моа, эпиорнисы, дронты и др. Легко понять, что виды, не способные летать,— самая легкая добыча для человека и его спутников — собаки и кошки. Роковую роль сыграло внедрение на островах новых видов, случайно или намеренно завезенных человеком. Еще в XVII—XVIII вв. команды кораблей оставляли на островах коз и свиней, чтобы обеспечить себе пропитание на будущее. Эти брошенные животные истребляли туземную флору так интенсивно, что многие виды растений почти полностью исчезли, а с ними исчезли и животные: насекомые, птицы, рептилии, некоторые млекопитающие, которым растения служили кормом и кровом.
Ч. Дарвин и А. Уоллес поняли, что острова — это своеобразная открытая книга, повествующая об эволюции жизни на Земле. Эта книга преподает нам важный урок: естественные места обитания живых существ уязвимы и они подвергаются большой опасности, когда появляется человек.
Экологическое видообразование
Сущность экологического видообразования заключается в том, что зарождающаяся в рамках популяции новая форма обитает сначала в одном ареале с материнской популяцией. Но такое совмещение мест обитания оказывается временным, так как в результате все усиливающейся конкуренции неизбежно расхождение популяций по разным местам обитания.
Рис. 31. Возникновение сезонных рас погремка большого — пример экологического видообразования
Этот процесс протекает относительно легко на основе сложившегося ранее внутрипопуляционного полиморфизма, который усиливается различными способами репродуктивной изоляции (несовпадением сроков размножения, различием в местах обитания). Например, на нескашиваемых лугах в природе погремок большой цветет все лето. Но вот из года в год на лугах стали косить траву в середине лета. Все погремки, которые цветут в это время, не смогли давать семена. Естественным отбором, связанным с хозяйственной деятельностью человека, сохранялись и оставляли семена только те растения, которые либо цветут до начала косовицы, либо после покоса. И те и другие растут на одном лугу, но не имеют возможности скрещиваться. Так возникли подвиды большого погремка, изолированные по срокам цветения (рис. 31).
Возможность экологического видообразования подтверждается наличием многих близких видов с налегающими и даже полностью совпадающими ареалами.
На ранних этапах эволюции географическое и экологическое видообразования действуют совместно, сменяя и дополняя друг друга. Первичная географическая изоляция может присовокупить действие экологической изоляции, поэтому четко определить границы каждого способа видообразования трудно.
Внезапное видообразование
Наряду с постепенным видообразованием существует и внезапное.
Этот путь образования видов одно время противопоставлялся дарвиновскому. Синтетическая теория эволюции сняла существовавшие противоречия между дарвинизмом и генетикой, допуская, кроме постепенной дивергентной эволюции, формы внезапного видообразования путем полиплоидии. гибридизации, крупных хромосомных мутаций. Некоторые близкие виды (обычно растения) отличаются кратным числом хромосом. Так, виды картофеля имеют хромосомные наборы 12, 24, 48, 72л. Это дает основание предположить, что одним из путей видообразования является полиплоидия — удвоение, утроение и т. д. исходного числа хромосом предкового вида. Такие процессы воспроизведены в эксперименте посредством задержки расхождения хромосом в мейозе в результате воздействия колхицином. Полиплоиды, как правило, более жизнеспособны и, по-видимому, могут вытеснять родительский вид. Среди животных полиплоидия как форма видообразования играет заметно меньшую роль и встречается у некоторых червей и насекомых. У других групп животных большую роль играет хромосомное видообразование, основанное на процессах фиксации крупных хромосомных мутаций, обеспечивающих репродуктивную изоляцию потомков от родительской формы.
К внезапному видообразованию относится также гибридизация с последующим удвоением числа хромосом. Возможность гибри-догенного происхождения видов допускал еще К- Линней и другие ботаники его поколения. Однако экспериментальные доказательства такой возможности и пути преодоления стерильности межвидовых гибридов были открыты лишь в 1920—1932 гг. Общеизвестны классические эксперименты по синтезу межродового гибрида между редькой и капустой, проведенные учеником Н. И. Вавилова — Г. Д. Карпеченко, и ресинтезу (воссозданию видов с целью установления их происхождения) культурной сливы путем гибридизации терна и алычи. Подобные гибридогенные виды описаны для ряда культурных и диких видов растений.
Таким образом, существуют разные пути видообразования. Ясно, что в случае крупных хромосомных перестроек, полиплоидии и гибридизации, когда практически сразу возникает репродуктивная изоляция, видообразование идет практически внезапно. Конечно, вслед за становлением изоляции пойдет длительный отбор мелких мутаций, но принципиален начальный скачкообразный акт. Все пути и формы процесса видообразования приводят к многообразию видов в природе.
37,38
Образование нового вида является фундаментом эволюции, при ее образовании как переход количественных изменений в качественные.
1. Насчитываются около 2-х миллионов видов, включающие класс насекомых (750 тыс. видов)
2. Цветковые растения (215 тыс. видов).
3. Моллюски 107 видов
4. Птицы – 9040 видов
5. млекопитающие – 4 000 видов.
Много видов неописано (класс насекомых, цветковые растения). По данным Гранта США, количество видов, которые существуют на Земле насчитывают около 5 000 000. Это результат эволюционного процесса, разнообразия видов. Образование новых видов зависит от целого ряда факторов. Необходимы условия воспроизводственная изоляция между популяциями одного вида.
Репродуктивная изоляция способствует тому, что в разных популяциях, преимущественно, при отборе молекулярно – различных генотипических вариантов.
В результате действия естественного отбора, одна эволюционная единица подразделяется на 2 или более количественно эволюционных единиц. Между эволюционными единицами сохраняется возможность скрещиваться.
Если различия в условиях среды сохраняются и усугубляются, то между разделенными популяциями возникает генетическая изоляция.
В результате пространственной или географической изоляции будет происходить образование нового вида, аллопатрическое видообразование (allos – разный; parti — родина). Морей Вагнер (Германия), его теория получила развитие в середине XX века в работах Майера, Стебинса,
Завадского.
Географическое видообразование может осуществляться 2-мя путями:
§36. Образование новых видов организмов как результат эволюции
Когда происходит расширение ареала исходного вида. При расселении в популяции происходит приспособление к новым условиям среды обитания и периферические популяции приобретают и в новых условиях обитания дают начало новым видам.
2. Новые виды могут возникать путем фрагментации (распадения) ареала родительского вида, т.е расселение данного вида на новые территории. В этом случае происходит образование периферических популяций. Приспособившись к новым условиям, популяция может давать начало новым видам. Говоря о механизме, приводящие к генетической изоляции между популяции, является географическая изоляция. Например, ландыш до оледенения был широко распространен по всей лесной зоне Европы. В период наступления ледников, ареал был разорван и после отступления ледников, отдельная часть общего вида стали распространятся и сохранились на Дальнем Востоке и Юге Европейской части. В настоящее время, ландыш вновь широко распространен в Европе, в Закавказье и сформировался еще один вид.
Если сравнить количество подвидов оседлых и перелетных птиц, у оседлых больше количество подвидов по сравнению с перелетными птицами. Они меньше обмениваются генами с другими популяциями.
Изоляция популяций — дает начало новым подвидам.
Подвиды синицы, большой синицы, будет включать 3 подвида (большая синица, бухарская, малая). Они отличаются по размерам, окраске и по распространению на ареале. Большая синица обитает от Ирландии до Дальнего Востока. Бухарка синица обитает на Юго-востоке.
3-и вида образуют кольцо.
В настоящее время собственно большая синица в зоне контакта с малой синицей, ведет себя как подвид и скрещивается.
Бухарская и малая не скрещиваются между собой.
Головорские юрки, которые сформировались из предковой формы, образовались новые виды, которые отличаются различными признаками.
Для видообразования необходимо:
1. Устранить гененный поток (не допустить скрещивания), популяция должна быть изолирована.
2. Скорость изменения внешней среды не должно превосходить скорость преобразования генетической информации. Это необходимо для выработки компенсационного характера.
3. Для успешного завершения видообразования, новые условия внешней среды должны сохраняться в течение достаточного продолжительного времени.
Кроме аллопатического видообразования, бывает симпатрическое видообразование — образование новых видов в предковом исходном ареале без географической изоляции.
Симпатрическое видообразование (изоляция) может происходить на основе первично временной, экологической и первичной генетической изоляции.
Временная изоляция — это изоляция, различная по срокам размножения. У рыб имеются яровые и озимые расы. Они отличаются по срокам нереста.
На фоне сезонной изоляции — образуется новая форма. Такой способ у рыб наиболее распространен, а также у растений. Это явление показал Цингер на примере погремка большого. Возникла форма погремка, которая плодоносит и цветет после покоса. Новые виды могут возникать на основе экологической изоляции. Экологическое разделительная нить в ………………, экологическое разделение во времени (ночь, день). Разделение пищевых ресурсов у 5 видов славок – это мелкие насекомоядные птицы. Добывая пищу, каждый из них использует определенную часть кроны, мелкие ветви на макушке.
⇐ Предыдущая12
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 177; Нарушение авторских прав?;
Читайте также:
Видообразование. Факторы и способы видообразования
Предыдущая99100101102103104105106107108109110111112113114Следующая
Микроэволюция – это совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях вида и приводящих к изменениям генофондов этих популяций и образованию новых видов.
Микроэволюционные процессы происходят внутри элементарной эволюционной единицы – популяции, в которой действуют элементарные эволюционные факторы. При этом единственным источником появления новых признаков, элементарным эволюционным материалом являются мутации. А естественный отбор выступает единственным творческим фактором микроэволюции. Микроэволюционные процессы завершаются видообразованием.
Процесс эволюционных преобразований, ведущий к формированию надвидовых таксономических групп (родов, семейств, отрядов и т.д.), носит название макроэволюция. Она совершается на основе микроэволюционных процессов, и в ее основе лежат те же эволюционные события.
Видообразование – это процесс образования новых видов из видов, существовавших ранее.
Внутри вида постоянно происходят микроэволюционные процессы, приводящие к изменениям генофонда вида и образованию новых популяций и подвидов. Разные условия существования в различных частях ареала вида могут направлять отбор в различных направлениях. Это приводит к расхождению признаков – дивергенции. Учение о дивергенции разработал Дарвин. Он указал, что сходные организмы видов (популяций) нуждаются в одинаковых условиях существования, поэтому между ними происходит наиболее напряженная внутривидовая борьба. Наоборот, отличающиеся организмы популяций имеют больше преимуществ для выживания и оставления потомства. При этом промежуточные формы уступают крайним, не выдерживают с ними конкуренции и элиминируются в процессе естественного отбора. Крайние формы с каждым новым поколением все более и более отличаются, а промежуточные вымирают. Образование новых видов завершается, когда организмы, накопив изменения под влиянием действующих эволюционных факторов, перестают скрещиваться между собой.
Новый вид может возникнуть посредством постепенного изменения одного и того же вида во времени, без дивергенции исходных групп.
В настоящее время различают несколько способов видообразования.
Аллопатрическое (географическое) видообразование происходит в результате разделения ареала материнского вида географическими или физическими барьерами (водные пространства, горные хребты), что ведет к географической изоляции популяций и видов. Так возникли байкальские виды рыб, кольчатых червей. По обе стороны Панамского перешейка морские беспозвоночные представлены различными, хотя и родственными видами.
Симпатрическое видообразование – видообразование, при котором новый вид возникает внутри ареала исходного. Образование новых видов в данном случае происходит несколькими способами.
1. Экологическое видообразование – новый вид возникает внутри ареала материнского, когда популяции организмов попадают в разные экологические условия (занимают различные экологические ниши) в пределах ареала своего вида. Здесь организмы подвергаются действию новых условий, что влечет за собой выявление и закрепление новых мутаций, изменение направления действия естественного отбора и формирование новых признаков. Например: морские животные, обитающие в литоральной зоне (зона приливов и отливов), изолированы от других, обитающих всего лишь в нескольких метрах от них, ниже зоны отлива. В связи с пищевой специализацией обособились несколько видов синиц: синица большая и лазоревка обитают в лиственных лесах садах парках, но первая из них питается преимущественно крупными насекомыми, а вторая разыскивает мелких насекомых на коре деревьев. У растения погремка встречаются ярко выраженные ранне- и поздноцветущие формы, которые полностью репродуктивно изолированы друг от друга.
2. Видообразование в результате автополиплоидии – посредством удвоения, утроения и т.д. основного набора хромосом. Известны группы близких видов растений с кратными числами хромосом. Например, в роде хризантемы все виды имеют число хромосом, кратное 9 (18, 27, 36, … 90). Полиплоидные формы могут сосуществовать совместно с исходным видом или вытеснять его.
3. Видообразование в результате аллополиплоидии (гибридогенное видообразование) – новый вид возникает в результате гибридизации двух уже существующих видов с последующим удвоением числа хромосом – аллополиплоидия. Часто встречается у растений. Например, культурная слива (2n=48) возникла путем гибридизации терна (2n=32) с алычой (2n=16) с последующим удвоением числа хромосом.
Основные направления эволюционного процесса: прогресс и регресс. Арогенез, аллогенез, катагенез. Способы осуществления эволюционных процессов: дивергенция, конвергенция, параллелизм
Учение о главных направлениях эволюции (о биологическом прогрессе и регрессе) разработал А. Н. Северцов.
Биологический прогресс – эволюционный успех систематической группы (вида, рода и т.д.), ведущий к повышению численности особей, расширению ареала, увеличению количества и разнообразия дочерних групп (популяций, подвидов). Биологический прогресс характеризуется возрастанием приспособленности особей к окружающей среде, успехом в борьбе за существование.
Видообразование
Прогрессирующими можно считать многие группы насекомых, млекопитающих, цветковых и т.д.
Критерии биологического прогресса:
1) повышение численности особей;
2) расширение ареала;
3) увеличение количества и разнообразия дочерних групп (популяций, подвидов).
В природе также наблюдается процесс, противоположный биологическому прогрессу, который называют биологический регресс.
Биологический регресс – эволюционный упадок систематической группы (вида, рода и т.д.), характеризующийся уменьшением численности особей, сокращением ареала, уменьшением числа и разнообразия дочерних групп. В итоге биологический регресс может привести к вымиранию группы. Исчезли древовидные папоротники, большинство древних пресмыкающихся, мамонты. Регрессирующим является род выхухолей, состоящий всего из двух видов.
Критерии биологического регресса:
1) уменьшение численности особей;
2) сокращение ареала;
3) уменьшение числа и разнообразия дочерних групп.
Деятельность человека часто может являться значительным фактором биологического прогресса одних видов (домашних животных, сорняков, вредителей, паразитов) и биологического регресса других (на грани вымирания уссурийский тигр, зубр).
Изучение исторического развития живой природы показывает, что в ходе эволюции сочетаются и закономерно сменяют друг друга разные пути достижения биологического прогресса: арогенез, аллогенез и катагенез.
А. Арогенез – эволюционный путь развития группы организмов с выходом в новую адаптивную зону под влиянием приобретения принципиальных изменений. Примерами арогенезов является выход растений на сушу, возникновение голосеменных, покрытосеменных, класса млекопитающих и т.д.
Конкретные морфофизиологические изменения, определяющие арогенез той или иной группы, называются ароморфозами.
Ароморфозы – усложнения строения и функций организмов, которые ведут к повышению общего уровня организации и жизнеспособности группы. Повышение уровня организации дает широкие преимущества данной группе организмов в борьбе за существование и обеспечивает освоение новых адаптивных зон. Ароморфозы ведут к биологическому прогрессу, а их результатом является возникновение новых крупных систематических групп – типов, классов. Например, предки земноводных приобрели ароморфозы важнейших систем органов: кровеносной, дыхательной и др., что обеспечило освоение ими более сложной среды обитания (выход на сушу).
Б. Аллогенез – развитие группы живых организмов внутри одной адаптивной зоны с возникновением большого числа близких форм, различающихся определенными приспособлениями. Частные приспособления, обеспечивающие аллогенез, носят название алломорфозы (идиоадаптации).
Алломорфозы (идиоадаптации) – мелкие приспособления организмов к специфическим условиям среды, полезные в борьбе за существование, но существенно не меняющие уровня организации. Идиоадаптации обеспечивают развитие групп внутри определенной среды обитания с возникновением большого числа более мелких систематических групп (семейств, родов, видов), занимающих различные экологические ниши. Классы насекомых, птиц и млекопитающих на основе многочисленных идиоадаптаций (разнообразные преобразования различных органов) дали громадное многообразие видов. Идиоадаптации к узким, ограниченным условиям среды приводят к специализации группы (бактерии, живущие в горячих источниках; специализация некоторых растений к определенным опылителям и др.) Специализация при быстром изменении условий среды может привести к вымиранию (мезозойские ящеры).
В. Катагенез (общая дегенерация) – особый путь эволюции, связанный с упрощением организации и образа жизни, в результате перехода к более простым условиям существования. Например, переход к паразитическому или сидячему образу жизни нередко сопровождается морфофизиологическими перестройками, редукцией некоторых органов и систем (у ленточных червей утрачена пищеварительная система, у повилики – атрофия корней и листьев).
В историческом развитии живого наблюдается определенная взаимосвязь путей эволюции. После арогенеза и выхода группы в новую адаптивную зону начинается интенсивное освоение новой среды путем аллогенеза, в результате чего исходная группа дает множество дочерних.
Способы осуществления эволюционных процессов (формы макроэволюции):
1. Филетическая эволюция – постепенные эволюционные перестройки определенной систематической группы, которые ведут к возникновению новой группы, отличной от исходной (филогенетический ряд предков человека).
2. Дивергентная эволюция (дивергенция) – происходит распад одной систематической группы на несколько в процессе приспособления их к разным условиям существования (все виды галапагосских вьюрков произошли в процессе специализации к разным видам пищи от одного общего предка).
3. Параллельная эволюция (параллелизм) – происходит, если ранее дивергировавшие группы попадают в сходные условия существования, и у них независимо, параллельно могут формироваться сходные адаптивные признаки (саблезубость в семействе кошачьих возникала четыре раза в двух родах).
4. Конвергентная эволюция (конвергенция) – неродственные группы, развиваясь в одинаковых условиях, могут приобретать сходные признаки (сходство формы тела у акул, ихтиозавров и дельфинов).
Предыдущая99100101102103104105106107108109110111112113114Следующая
Date: 2015-04-23; view: 1883; Нарушение авторских прав
| Понравилась страница? Лайкни для друзей: |
Другое
Экономика
Финансы
Маркетинг
Астрономия
География
Туризм
Биология
История
Информатика
Культура
Математика
Физика
Философия
Химия
Банк
Право
Военное дело
Бухгалтерия
Журналистика
Спорт
Психология
Литература
Музыка
Медицина
Микроэволюцией ученые-биологи называют процесс видообразования, т. е. Появления новых видов живых организмов. Образование новых видов в природе является важнейшим этапом в процессе эволюции. Дарвин доказал, что образование новых видов в природе происходит под влиянием движущих сил эволюции. При изменении условий существования внутри вида идет процесс расхождения признаков – дивергенция, которая проводит к образованию новых группировок особей внутри вида. От исходного вида берет начало целый «пучок» форм, но не все они получают дальнейшее развитие. Наиболее расходящиеся по признакам формы обладают большими возможностями оставлять плодовитое потомство и выживать, так как они меньше конкурируют между собой, чем промежуточные, которые постепенно вымирают в борьбе за существование под действием естественного отбора в бесконечном ряду поколений.
С 30-х годов текущего столетия внимание ученых привлекает популяция как форма существования вида. Новые исследования проливают свет на самые начальные этапы эволюционного процесса, которые протекают внутри вида и приводят к образованию новых внутривидовых группировок – популяций и подвидов. Этот процесс называют микроэволюцией. Она доступна непосредственному наблюдению и изучению, так как может происходить в исторически короткое время.
Географическое видообразование связано с расширением ареала исходного вида или с расчленением ареала на изолированные части физическими преградами (горы, реки, изменения климата). При расширении ареала вида его популяции встречаются с новыми почвенно-климатическими условиями, а также с новыми сообществами животных, растений и микроорганизмов. В популяции постоянно возникают наследственные изменения. Происходит борьба за существование. Действует естественный отбор. Все это со временем приводит к изменению генного состава популяции – к микроэволюции. В дальнейшем эволюция популяции может привести к возникновению нового вида.
В средней полосе Советского Союза произрастает более 20 видов лютика. Все они произошли от одного вида. Потомки его заселили различные места обитания – степи, леса, поля – и благодаря изоляции обособились друг от друга сначала в подвиды, потом в виды.
В озере Байкал живут многие виды и роды ресничных плоских червей, ракообразных и рыб, больше нигде не встречающиеся, так как озеро отдельно от других водных бассейнов горными хребтами уже около 20 млн. лет.
Экологическое видообразование происходит в тех случаях, когда популяции одного вида остаются в пределах своего ареала, но условия обитания у них оказываются различными.
Образование новых видов
Под влиянием движущих сил эволюции изменяется их генный состав. Через множество поколений эти изменения могут зайти так далеко, что особи разных популяций одного вида не будут скрещиваться между собой, возникает биологическая изоляция, что характерно, как правило, для разных видов.
Пять видов синиц образовались в связи с пищевой специализацией: синица большая питается крупными насекомыми в садах, парках; лазоревка добывает мелких насекомых в щелях коры, в почках; хохлатая синица питается семенами хвойных деревьев; гаичка и московка питаются преимущественно насекомыми в лесах разных типов.
Видообразование продолжается и в наше время. Вид черный дрозд в настоящее время распадается на две группы, еще не различимые внешне. Одна из них обитает в глухих лесах, другая держится близ жилья человека. Это можно считать началом образования двух подвидов. Популяции и подвиды иногда неразличимы.
На разных этапах микроэволюции один способ сменяет другой или они действуют совместно. Географическая изоляция может в дальнейшем присовокупить действие экологической, поэтому трудно установить границы каждого способа видообразования.
Образованием нового вида завершается микроэволюция.
Смотрите также:
Микроэволюцией ученые-биологи называют процесс видообразования, т е. Появления новых видов живых организмов. Образование новых видов в природе является важнейшим этапом в процессе эволюции
1 стр.
Проекты Российской академии наук для участия в реализации направлений технологического прорыва москва 2009 Содержание Направление I «Энергоэффективность и энергосбережение, в том числе разработка новых видов топлива»
42 стр.
Романов Николай
1 стр.
О новых видах энергии поиски новых видов энергии
3 стр.
Тест: Размножение организмов 6 класс. 1
1 стр.
Конкурс на замещение вакантных должностей научного сотрудника
1 стр.
Оборудование для коксохимических батарей
1 стр.
Морозова И. М
1 стр.
Урок «Движение живых организмов»
1 стр.
Исследование Научное исследование 1 процесс выработки новых знаний
1 стр.
1 Растительный мир, включая леса
1 стр.
Развитие языков программирования
1 стр.