МАКРОЭВОЛЮЦИЯ это процесс формирования крупных систематических таксонов

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ — это процесс формирования крупных систематических таксонов, более высокого ранга, чем вид (новых родов, семейств, отрядов, классов, типов или отделов).

• В прошлом считалось, что эволюция на уровне выше видового протекала по законам, отличным от тех, которым подчиняются процессы видообразования. • Это связано с тем, что при анализе палеонтологической летописи, ученые сталкивались с фактами, что некоторые крупные таксоны (классы, типы), появляются неожиданно (например, быстрое возникновение класса птиц). • Анализ таких фактов породил мнение, что эволюция крупных таксонов происходит внезапно скачками (сольтациями). • Другие ученые (в т. ч. Дарвин ) убеждены в плавности и непрерывности эволюционных преобразований. Палеонтологическая летопись гораздо богаче, чем находки, которыми располагает человек. Поэтому

По современным представлениям: • макроэволюция не имеет специфических механизмов и осуществляется посредством микроэволюционных процессов, являясь их интегрированным выражением.

Некоторым видам суждено было стать родоначальникам более крупных таксонов Для этого нужно стечение 2 х обстоятельств: 1) чтобы у данного вида были некие признаки, которые при освоении им новых условий среды обитания давали бы преимущества в освоении этой среды. 2) наличие этих новых условий среды обитания, в которой носители этих признаков получают явное преимущество в размножении.

При выходе позвоночных на сушу Такими признаками стали: 1) Мясистые плавники с внутренним скелетом 2) «рыбьи легкие» и трехкамерное сердце. Эти признаки позволили некоторым видам рыб, уходя от конкуренции, освоить пограничную среду обитания: водоемы, где мало растворимого кислорода.

Образование конечности произошло в воде

Двоякодышащие рыбы Древняя группа с легочным кругом кровообращения (т. е. 2 круга кровообращения). До наших дней дожили представители шести видов этой группы. Имеют укрепленный скелет плавников.

Ароморфозы - это адаптации, повышающие уровень организации плана строения организмов и позволяющие освоить новые среды обитания (или стать более конкурентно способным в прежней среде обитания).

Около 360 миллионов лет назад, в конце девонского периода, появились первые из тетрапод (четвероногих) – амфибии. Но амфибии не смогли полностью освоить наземно-воздушную среду обитания, т. к. их кожа теряла воду и при размножении откладывали икру и наружно ее оплодотворяли.

Идиоадаптации • Это тоже признаки, которые позволяют в пределах общего плана строения в новой среде обитания приспособиться к конкретной экологической нише. Идиоадаптации не изменяют план строения организма, но приводят к видообразованию, результатом которого будет расхождение (дивергенция) предкового вида на дочерние виды и т. о. предковый вид становится крупным систематическим таксоном, т. к. он определил план строения дочерних!. Результатом этого является многообразие видов в пределах каждого крупного таксона.

Ароморфозы, которые привели к появлению пресмыкающихся: 1) возникновение мертвого рогового слоя в коже (белок кератин), который препятствует испарению воды 2) появление оболочек яйца, что приводит к независимости в размножении от водной среды. 3) Появление внутреннего оплодотворения, что позволяет экономить ресурсы и не производить огромное количество крупных женских гамет. 4) Гомодонтные (одинаковые) зубы есть у всех пресмыкающихся. Служат только для захвата пищи, но не ее измельчения.

Ароморфозы, которые привели к появлению млекопитающих: 1) Теплокровность (появление шерсти и потовых желез, это позволяет иметь высокий уровень активности ферментов все время и не зависеть от окружающей среды) 2) Четырехкамерное сердце (способствует теплокровности и высокому уровню метаболизма) 3) Внутриутробное развитие (появление матки и плаценты), что понижает вероятность смертности зигот. 3) Молочное вскармливание (появление молочных желез), что повышает вероятность жизнеспособности потомства. 4) Гетеродонтность (способствует теплокровности и высокому уровню метаболизма)

Ароморфозы, которые привели к появлению птиц: 1) Появление перьев, которые поддерживают теплокровность, участвуют в полете, привлекают внимание или маскируют 2) Двойное дыхание (в легких появляются воздушные мешки, в 3) 4) результате кислород в легких не только при вдохе, но и при выдохе). Преобразование скелета, чтобы его максимально облегчить, но при этом оставался прочным: многие кости редуцируются, др. срастаются и становятся полыми. Появляется цевка

цевка • Большая и малая берцовые кости птиц почти полностью срастаются, а кости предплюсны и плюсны образуют единую кость, которая называется цевка. В результате образуется дополнительный сустав, позволяющий надежно поддерживать тело в время перемещения по земле. Работает как амортизатор (пружина) при взлете и приземлении.

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ Таким образом, в основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: 1. наследственность, 2. изменчивость, 3. естественный отбор и 4. репродуктивная изоляция.

Резкой границы между ароморфозами и идиоадаптациями нет Легкие и конечности это ароморфозы при освоении наземно-воздушной среды обитания, но возникли как идиоадаптации в водной среде обитания. Оба направления обеспечивают успех жизнедеятельности.

Успеха можно достичь не только путем усложнения Дегенерации – вторичное упрощение плана организации при смене жизненных стратегий существования, например при переходе к паразитизму или прикрепленному образу жизни.

Соотношение направлений эволюции

Доказательства эволюции Доказа тельства эволю ции — научные данные и концепции, подтверждающие происхождение всех живых существ на Земле от общего предка. 1) Палеонтологические 2) сравнительно-анатомические 3) эмбриологические 4) биогеографические

Палеонтологические доказательства • Вымершие виды • Промежуточные формы

Эмбриологические доказательства • У всех позвоночных животных наблюдается значительное сходство зародышей на ранних стадиях развития (т. н. «узел сходства» ): у них похожая форма тела, есть зачатки жаберных дуг и жаберных щелей. хорды, имеется хвост, один круг кровообращения и т. д. - закон зародышевого сходства Карла Максимовича Бэра. Однако по мере развития сходство между зародышами различных систематических групп постепенно уменьшается, и начинают преобладать черты, свойственные их классам, отрядам, семействам, родам, и, наконец, видам

Сравнительно-анатомические доказательства

Гомологичные органы животных или растений, имеющие общий план строения, развивающиеся из сходных зачатков и выполняющие неодинаковые функции (например, крыло птицы и рука человека).

Различия гомологичных органов — результат эволюционного приспособления исходных структур к выполнению других функций.

Г. о. – проявление дивергентной эволюции

Гомологичные органы растений • Гомологичные органы – видоизмененные побеги: а – колючка боярышника; б – усик винограда

Аналогичные органы - органы, сходные по внешнему виду и выполняющие одинаковую функцию, но различные по строению и происхождению. Сходство аналогичных органов — результат эволюционного приспособления разных организмов к одинаковым условиям среды

А. о. – проявление конвергентной эволюции Аналогичные (конечности крота и медведки) органы

Аналогичные органы растений 1 - боярышник колючий, его колючки - видоизмененные побеги; 2 - барбарис обыкновенный, его колючки - видоизмененные листья 3 - шиповник коричный, шипы на стеблях - видоизмененные наросты коры

Атавизмы Древние признаки, гены которых остались, но заблокированы более молодыми генами. Иногда происходят мутации, которые разблокируют эти гены, тогда древние признаки проявляются.

Параллельная эволюция • Сходное, но независимое эволюционное развитие различных видов после разделения от общего предка. • Если условия эволюции разделенных ветвей схожие, то и результаты похожи. • Если особи не родственны, эволюция конвергентная.

Причины параллелизмов Какие же причины заставляют эволюцию идти похожими путями в разных группах и в разных местах? • Конечно, большую роль здесь играет принципиальное сходство в строении основных типов сообществ, или биоценозов; сходство наборов экологических ниш в разных сообществах. Обитание в сходных нишах приводит к тому, что организмы приобретают сходные черты строения. • К тому же появляется все больше свидетельств, что «случайные и ненаправленные» мутации, которые, согласно господствующим представлениям, являются единственным источником материала для отбора, в действительности, возможно, вовсе не такие уж «случайные» . Конечно, природе часто приходится действовать «методом случайного поиска» , но она всячески старается этот метод оптимизировать, как, например, в случае формирования новых специфических антител в иммунной системе.

Сумчатые

• • Большинство сумчатых Южной Америки вымерли после возникновения естественного моста между Южной и Северной Америкой, по которому с севера на юг стали проникать новые виды ( «великий межамериканский обмен» ). Только опоссумы смогли вынести конкуренцию и даже распространиться на север. В отличие от Южной Америки австралийский мир сумчатых в результате географической изоляции сохранился до сего дня, однако после появления человека 45 000 лет назад и здесь он претерпел существенные изменения. Согласно широко распространённой гипотезе все виды крупных сумчатых были искоренены поселенцами вскоре после их обоснования в Австралии. Существуют однако исследования, утверждающие, что крупные сумчатые сосуществовали с человеком до 15 000 лет назад и вымерли в результате холода и засух последнего ледникового периода. По этой гипотезе причиной их вымирания стал не человек, а их недостаточная адаптационная способность. Однако влияние человека и привезённых им видов всё же неоспоримо. В 1936 году умер последний сумчатый тасманский волк, вытесненный одичавшей собакой динго. В настоящее время в мире насчитывается около 250 видов сумчатых