ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

 

 

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ

Расхождение признаков — дивергенция. Конвергенция -  сходство строения органов

 

На основе известных фактов можно сделать некоторые обобщения о закономерных изменениях строения живых организмов в процессе эволюции, иначе говоря, морфологических закономерностях эволюционного процесса. При всем разнообразии частных особенностей строения и приспособления организмов к внешней среде эти особенности определяются конкретными условиями среды обитания. К числу основных морфологических закономерностей эволюции относятся дивергенция и конвергенция.

 

Дивергенция. Появление новых форм всегда связано с приспособлением к местным географическим и экологическим условиям существования. Так, класс млекопитающих распался на многочисленные отряды, для которых характерен определенный род пищи, особенности местообитания, т. е. условия существования (насекомоядные, рукокрылые, хищные, копытные, китообразные, грызуны и т. д.). Каждый из этих отрядов, в свою очередь, разделился на подотряды и семейства, которым также свойственны не только специфические морфологические признаки, но и экологические особенности (формы бегающие, скачущие, лазающие, роющие, плавающие).

 

Внутри любого семейства роды и виды отличаются по образу жизни, объекту питания и т. п. Как указывал Дарвин, в основе всего эволюционного процесса лежит явление расхождения признаков — дивергенция.

 

Дивергировать могут не только виды, но и роды, семейства, отряды. Дивергенция любого масштаба есть результат действия естественного отбора в форме группового отбора (сохраняются или устраняются виды, роды, семейства и т. д.). Групповой отбор основан на индивидуальном отборе внутри популяции. При этом своеобразие морфологических особенностей организмов, приобретаемых в процессе дивергенции, имеет некоторую единую основу в виде генофонда родственных форм. Конечности лазающих, скачущих, плавающих, роющих млекопитающих отличаются друг от друга, но все они имеют единый план строения и представляют собой пятипалую конечность, характерную для класса млекопитающих в целом. Поэтому органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение, независимо от выполняемых ими функций, называются гомологичными.

 

Примеры гомологичных органов у растений — усики гороха, иглы барбариса, колючки кактуса (видоизмененные листья). Корневища ландыша, клубни карто феля, донце репчатого лука (подземные побеги) также гомологичны.

 

Конвергенция

 

В более или менее одинаковых условиях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное строение. Такое сходство возникает при одинаковой функции и ограничивается лишь органами, на которые непосредственно влияют одни и те же факторы среды ().

 

 

У позвоночных животных конвергентное подобие обнаруживают ласты морских рептилий и млекопитающих (ихтиозавры, плезиозавры и ластоногие). Сходный образ жизни сумчатых и плацентарных млекопитающих привел их независимо друг от друга к формированию приспособлений путем конвергенции (например, европейский крот и сумчатый крот, сумчатый летун и белка- летяга, сумчатый волк и обыкновенный волк).

 

Однако исторически сложившаяся организация в целом никогда не конвергирует. Схождение признаков затрагивает в основном лишь те органы, которые непосредственно связаны с подобными условиями среды. Конвергентное сходство строения органов наблюдается у групп животных, далеко отстоящих друг от друга в систематическом отношении. У организмов, обитающих в воздухе, имеются крылья для полета. Но крылья птицы и летучей мыши — измененные конечности, а крылья бабочки — вырост стенки тела.

 

Органы, выполняющие сходные функции, но имеющие принципиально различное строение и происхождение, называются аналогичными. Аналогичны жабры рака и рыбы, роющие конечности крота и медведки.

 

Яркие примеры конвергентного сходства строения органов в одинаковых условиях среды дает приспособление неродственных групп животных — членистоногих и позвоночных — к жизни на суше. Так, органы ориентировки в пространстве и органы захвата пищи у насекомых и у позвоночных сосредоточены на переднем конце тела. При освоении суши у членистоногих и позвоночных развились приспособления к сохранению воды в теле — плотные покровы с водонепроницаемым наружным слоем. Экономия расхода влаги у этих двух групп также достигается сходными путями. Для большинства водных животных продуктом азотного обмена является аммиак, выделяющийся с большим количеством воды.

 

У наземных животных азот выводится в виде мочевины и мочевой кислоты, что позволяет максималь но сокращать расход воды. Таким образом, в процессе эволюции физиологические функции у неродственных организмов, обитающих в одинаковых условиях среды, осуществляются сходными путями с помощью негомологичных структур.

 

Одно из общих правил эволюции — правило ее необратимости. Так, если на каком-то этапе от примитивных амфибий возникли рептилии, то рептилии не могут вновь дать начало амфибиям. Вернувшиеся в воду наземные позвоночные (среди рептилий — ихтиозавры, среди млекопитающих — киты) не стали рыбами. Для любой группы организмов история развития не проходит бесследно, и приспособление к среде, в которой когда-то обитали предки, осуществляется уже на иной генетической основе.

 

Характеризуя основные черты эволюции живых организмов на Земле, можно отметить следующие закономерности- для растений — переход от гаплоидности к диплондности, приобретение независимости процесса полового размножения от капельно-жидкой влаги, возникновение двойного оплодотворения, разделение тела на корень, стебель и лист, развитие сети проводящей системы, специализация тканей, опыление с помощью насекомых, усиление защиты зародыша от неблагоприятных условий; для животных — возникновение многоклеточное и дифференциация органов и тканей, появление твердого скелета, развитие центральной нервной системы и общественного поведения в ряде групп.

 

Накопление ряда крупных ароморфозов в процессе биологической эволюции привело к качественному скачку — социальной форме движения материи.

 

 

К содержанию книги: Мамонтов. Биология, пособие

 

Смотрите также:

 

теория эволюции Дарвина - возникновение и развитие...  эволюционная теория  Курс биологии для поступающих в вузы