Ароморфозы и идиоадаптации.
Крупнейшие ароморфозы приводят к появлению новых таксонов высшего ранга (разделов, царств).
Примеры крупнейших ароморфозов:
– появление электрон-транспортных цепей (обеспечило возможность фотосинтеза и аэробного дыхания),
– появление белков-гистонов и ядерной оболочки (обеспечило возможность митоза, мейоза и полового размножения),
– появление зародышевых листков у животных и дифференцированных тканей у растений (привело к образованию систем органов)
Примеры частных ароморфозов:
– появление замкнутого плодолистика, околоцветника и плода у покрытосеменных растений;
– полное разделение кругов кровообращения у птиц и млекопитающих;
– преобразование ротового аппарата у насекомых и млекопитающих
Параллелизм и последовательность в появлении ароморфных признаков млекопитающих:
I – звукопроводящий аппарат из трех косточек;
II – челюстное сочленение между чешуйчатой и зубной костями;
III – мягкие, снабженные собственной мускулатурой губы;
IV – увеличенные полушария головного мозга;
V – трехбугорчатые заклыковые зубы;
VI – верхние обонятельные раковины.
Суммарно все эти признаки определяли развитие млекопитающих по типу арогенеза
В результате ароморфозов происходит морфофизиологический прогресс, основными критериями которого являются следующие показатели:
а) системные – совершенствование систем гомеостаза и гомеореза;
гомеостаз – устойчивость состояния: постоянная температура тела, постоянство солевого состава, постоянство содержания О2 и СО2, постоянство рН...;
гомеорез – устойчивость развития: способность формирования определенного фенотипа в изменяющихся условиях среды обитания
б) энергетические – повышение к.п.д. организма (опыление у сосны и у цветковых растений);
в) информационные – возрастание объема информации: генетической (увеличение объема ДНК в клетке) и эпигенетической (память)
Следствием морфофизиологического прогресса является общебиологический прогресс, связанный с выходом в новую адаптивную зону.
Примером общебиологического прогресса, основанного на ароморфозах, является полное освоение наземно-воздушной среды обитания
– сосудистыми растениями,
– насекомыми,
– позвоночными-амниотами
Высшей формой ароморфоза является эпиморфоз
Эпиморфоз – это такой ароморфоз, который позволяет организмам не подчиняться требованием среды обитания, а овладеть средой обитания, преобразовать эту среду в соответствии со своими потребностями. Эпиморфоз – это уникальное явление в истории органического мира Земли, достигнутое человеком
В основе эпиморфоза лежит развитие коры больших полушарий головного мозга у человека. В результате происходит изменение формы позвоночника, изменение строение таза и конечностей, положения головы и других признаков, связанных с прямохождением
Перечисленные признаки обеспечивают возможность коллективного труда с использованием орудий труда, что и позволило человеку овладеть средой обитания.
Архей
3,5-2,5 млрд. лет, длилась 900 млн. лет
Ароморфозы
Господство прокариот, анаэробных гетеротрофов. Появляются хемотрофы, затем фототрофы пурпурные и зеленые серобактерии (использовали H2S, ФС-1)
Появление цианобактерий, возникновение ФС-2 с использованием воды
Фотосинтез цианобактерий сопровождается накоплением кислорода и образованием озонового экрана
Отложения известняка говорят о существовании клеточных организмов.
Протерозой, длительность 2 млрд. лет
Появляются основные отделы водорослей
«Век медуз»
Появились первые животные с органическим или минеральным скелетом
Появились все типы животных, кроме иглокожих и хордовых
Основные ароморфозы протерозоя
Возникновение эукариот
Возникновение многоклеточности
Возникновение полового процесса, происходит ускорение приспособляемости организмов к среде
Возникновение двусторонней симметрии
Сегментация тела
Появление миксотроф – самой древней формы жизни
Идиоадаптация – расчленение тела на выросты, увеличивающие площадь питания
Начинается почвообразование
Палеозой 570-230 млн. лет, длительность 340 млн . лет
Кембрий, ордовик – в морях все отделы водорослей, крупные водоросли
Силур – первые высшие наземные псилофиты и риниофиты – дифференциация тела на ткани, образование почвенного покрова, образование защитного озонового экрана, появление почвенных грибов
Ароморфозы псилофитов
Ароморфозы папоротникообразных
Опыление с помощью ветра, появление семени
Образование пыльцевой трубки и исчезновение жгутиковых спермиев
Кембрий – разнообразие трилобитов – древнейших членистоногих, губки, моллюски
Ордовик – появляются хордовые
Силур –появляются иглокожие, бесчелюстные панцирные рыбы, на сушу выходят первые членистоногие – пауки и скорпионы
Девон – появились нелетающие насекомые, в морях плавали настоящие рыбы, двоякодышащие, кистеперые, выход на сушу стегоцефалов
Карбон – крылатые насекомые, древние земноводные, появление пресмыкающихся
Пермь – исчезновение стегоцефалов и распространение пресмыкающихся
Палеозой 570-230 млн. лет
Ароморфозы рыб – внутренний скелет, челюсти, парные плавники
Ароморфозы стегоцефалов – пятипалые конечности, легочное дыхание
Ароморфозы пресмыкающихся – ячеистые легкие, сухая чешуйчатая кожа, внутреннее оплодотворение, амниотическое яйцо
Мезозой 239-67 млн. лет. Триас, юра, мел
Эра голосеменных и пресмыкающихся
Триас – вымирание древовидных папоротникообразных. Расцвет голосеменных
Юра – господство голосеменных
Мел – появляются покрытосеменные. Развитие цветка связано с широким распространением насекомых
Триас – вымирание земноводных. Процветают пресмыкающиеся (черепахи, крокодилы, ихтиозавры, динозавры растительноядные и хищные до 6 м). Появляются первые яйцекладущие млекопитающие и первоптицы – археоптерикс
В морях разнообразны головоногие моллюски
Юра – разнообразие динозавров, на суше: бронтозавры (растительноядные), тиранозавры (хищные); в воздухе – птерозавры.
Появляются сумчатые и плацентарные млекопитающие
В морях водились аммониты, белемниты, морские лилии
Мел – сохраняется господство пресмыкающихся.
Птицы сохраняют зубы.
Похолодание и засушливый климат→ вымирание влаголюбивых растений вымирание растительноядных и хищных динозавров
Развитие цветка связано с широким распространением насекомых
70 млн.лет назад появились первые приматы
Эволюционные приобретения голосеменных
Мужская гамета передвигается по пыльцевой трубке→оплодотворение не зависит от воды
Наличие семени→в эндосперме питательные вещества, необходимые для прорастания и первых этапов развития зародыша
Высокий уровень дифференциации органов и тканей (механических и проводящих)→защита от высыхания, повреждений, транспорт веществ, обеспечение прочности и упругости
Повышение шансов в борьбе за существование.
Ароморфозы покрытосеменных
Появление цветка и повышение эффективности опыления разными способами
Двойное оплодотворение
Семяпочка скрыта внутри завязи и защищена от внешних воздействий
Семена развиваются внутри плода
Дифференциация вегетативного тела
Формирование сосудистых проводящих тканей – ксилемы и флоэмы
Идиоадаптации – яркие и крупные плоды, большая поверхность листьев и корней, многообразие цветков, листьев, корней, стеблей. Распространение плодов и семян, снижение уровня транспирации, однодольные и двудольные. Эволюция насекомых – опылителей.
Ароморфозы птиц
Совершенствование центральной нервной системы
Появление перьев
Четырехкамерное сердце
Теплокровность
Появление легочных мешков
Легкие полые кости
Увеличение запаса питательных веществ в яйце, известковая скорлупа
Ароморфозы млекопитающих
Кайнозой 67 млн. лет назад
Палеоген – господство на суше млекопитающих; в воздухе – птиц. Формируются большинство отрядов млекопитающих
Неоген – во второй половине тропические леса заменяются степями. Формируются все современные отряды млекопитающих, эволюционируют непарнокопытные
Однодольные растения вытесняют древесную растительность
В конце неогена появляются предки понгид (человекообразных обезьян) и гоминид (прямоходящих приматов)
Антропоген – от гоминид произошли Люди
В Евразии и Северной Америке четыре оледенения. Это привело к снижению уровня Мирового океана и возникновению сухопутных мостов между Европой и Британскими островами; Азией и Северной Америкой
Отсутствие моста между Азией и Австралией сохранило жизнь сумчатым , которые на других континентах были вытеснены плацентарными млекопитающими
10-12 тыс. лет назад – «неолитическая революция», развитие земледелия и скотоводства
Вымирание и истребление мамонтов, шерстистого носорога, пещерного медведя, тура, тарпана и др.
Формируются типичные сообщества, свойственные разным климатическим поясам (саванны и степи, хвойные леса таежного типа, лесотундра и тундра)
Мир завоевывается за счет идиоадаптаций.
Итоги развития жизни в кайнозое
Биологический прогресс покрытосеменных
Биологический прогресс насекомых
Биологический прогресс птиц и млекопитающих
Появление приматов и человека
Мезозой — эра тектонической, климатической и эволюционной активности. Происходит формирование основных контуров современных материков и горообразование на периферии Тихого, Атлантического и Индийского океанов; разделение суши способствовало видообразованию и другим важным эволюционным событиям.
Климат был тёплым на протяжении всего временного периода, что также сыграло важную роль в эволюции и образовании новых видов животных. К концу эры основная часть видового разнообразия жизни приблизилась к современному её состоянию.
Митоз и мейоз
митоз
Фазы митоза | п | с | человек |
Интерфаза Пресинтетический G1 | 2n | 2c | 46 | 46 |
Синтетический S | 2n | 4c | 46 | 92 |
Постсинтетический G2 | 2n | 4c | 46 | 92 |
Деление | | | | |
Профаза | 2n | 4c | 46 | 92 |
Метафаза | 2n | 4c | 46 | 92 |
Анафаза | 4n | 4c | 92 | 92 |
Телофаза | 2n | 2c | 46 | 46 |
Мейоз
Фазы мейоза | п | с | человек |
Первое деление - редукционное Профаза 1 | 2n | 4c | 46 | 92 |
Метафаза 1 | 2n | 4c | 46 | 92 |
Анафаза 1 | 2n | 4c | 46 | 92 |
Телофаза 1 | n | 2c | 23 | 46 |
Второе деление уравнительное | | | | |
Профаза 2 | n | 2c | 23 | 46 |
Метафаза2 | n | 2c | 23 | 46 |
Анафаза 2 | 2n | 2c | 46 | 46 |
Телофаза 2 | n | c | 23 | 23 |
Общие признаки групп.
Отделы тела: голова, туловище, конечности
Форма тела: валькообразная, вытянутая, круглая
Покровы тела: однослойный и многослойный эпителий
рыбы – многоклеточные – дерма, эпидермис
земноводные – многоклеточные - + железы, слизь
пресмыкающиеся – многоклеточные - + чешуя
млекопитающие – многоклеточные - + волосы, рога, копыта, млечные железы, мускулатура
Три отдела в скелете
рыбы – много костей не соединяются
земноводные – меньше, 1 шейный позвонок
пресмыкающиеся – еще меньше, 8 шейных позвонков
боковые крестцовые выросты, к которым прикрепляются тазовые кости
пояса конечностей начинают формироваться у рыб – парные плавники
Мышечная система: параподии, реснички, мышечная ткань.
У насекомых впервые появляется поперечно – полосатая ткань.
6. Внутренние органы.
Пищеварительная система. Передний отдел, средний отдел, задний отдел. Рот, глотка, пищеварительные железы. Задний отдел впервые появляется у круглых червей.
Дыхательная система. Жабры, легкие, кожное дыхание. Эволюция идет в сторону увеличения дыхательной поверхности. У земноводных – мешки из однослойного эпителия, ячеистые легкие с перегородками у пресмыкающихся, у птиц – губчатые легкие и двойное дыхание, у млекопитающих – альвеолярные легкие.
Кровеносная система. Увеличение количества камер в сердце и разделение кровотока.
Земноводные – 3 камеры в сердце и 3 пары дуг. От кожи кровь идет в правое предсердие, где венозная кровь.
1п – туловище, 2 п – легкие, 3 п – голова – кровь более артериальная.
Рыбы – 4 пары жаберных дуг и у земноводных они сохраняются.
Пресмыкающиеся – 3 самостоятельных сосуда. Правая дуга аорты – кровь идет к туловищу, 2 – к легким, 3 – к голове. У крокодилов 2 сосуда – правая дуга и легкие.
Птицы – левая дуга исчезает.
Млекопитающие – левая дуга.
Выделительная система. Рыбы – почка первичная, через нее идет много воды, продукты выделения – аммиак.
Земноводные – туловищные почки, нет мочевого пузыря – клоака.
Пресмыкающиеся – почка вторичная, тазовая, увеличивается количество почечных канальцев, увеличивается количество обратно всасываемой воды, вода бережется.
Птицы – почки тазовые, вторичные.
Нервная система. Раздражимость – диффузная – стволовая – узловая – цнс.
Простейшие – таксис, кишечнополостные – диффузная, плоские черви – стволовая, кольчатые черви – узловая.
Растения – гелиотропизм, геотропизм, настии.
Рефлексы – условные и безусловные. Безусловных 4 группы: пищевые, защитные, рефлексы размножения, ориентировочные.
У земноводных появляется чувство дома.
Условные рефлексы накладываются на безусловные. У человека – вся жизнь условные рефлексы.
Размножение. Половое и бесполое. Раздельнополые и гермафродиты. Оплодотворение внешнее и внутреннее. Развитие в яйце, прямое и непрямое как более древнее.