Что такое общая дегенерация в биологии

Идиоадаптация

Маскирующая окраска, белая зимой и обычная летом – пример идиоадаптации

Идиоадаптация, одно из основных направлений эволюции, представляет собой примерно то же самое, что и ароморфоз, но в меньшей степени. Если ароморфозы создают новые таксоны путём глобальных изменений, то идиоадаптация формирует виды и подвиды путём менее значительных изменений. Таким образом, этот путь эволюции во многом ответственен за видовое многообразие на Земле.

Примеры идиоадаптации животных

• Изменение челюстного аппарата у различных насекомых (грызущий, лижущий, сосущий и т.п.) в зависимости от особенности их питания.
• Появление обтекаемой формы тела у рыб и водных млекопитающих.
• Формирование полого скелета у птиц, чтобы улучшить способности к полёту.
• Появление противостоящего большого пальца у высших приматов. Именно этот пример идиоадаптации животных оказал огромное влияние на развитие человека.
• Зимняя и летняя окраска у разных животных вроде зайцев и песцов. Она помогает им маскироваться.
• Выработка дурно пахнущей жидкости многими видами клопов, спасающая их от многих насекомоядных животных.
• Подкожный жир у представителей полярной фауны, помогающий им сохранять тепло.

Примеры идиоадаптации растений

• Карликовость деревьев и кустарников в тундре. Там постоянно дует ветер, так что эти растения уменьшились в размерах до нескольких сантиметров, чтобы противостоять ему.
• В условиях Крайнего Севера вегетационный период у растений сократился почти вдвое.
• Во влажных джунглях Южной Америки многие растительные виды обзавелись широкими и гладкими листьями, чтобы впитывать меньшее количество влаги. научились запасать необходимую им воду в тканях внутри ствола, а также защищаться с помощью колючек от поедающих их животных. К тому же колючки испаряют меньше ценной в пустынной местности влаги, чем листья.
• Изменение формы цветков таким образом, чтобы насекомым-опылителям было удобнее собирать нектар и пыльцу – отличный пример идиоадаптации растений.
• Глубоководные водоросли имеют более красный цвет, чем их сородичи, растущие в верхних слоях воды. Это помогает им лучше улавливать скудный свет, проникающий на глубину. Благодаря этому направлению эволюции красные водоросли хорошо приспособились к подобным условиям существования.
• Выработка некоторыми растениями специфических запахов, привлекающих насекомых. Одни растения ими питаются, а другие нуждаются в опылении.

Ароморфоз

Ароморфозом называют крупные эволюционные преобразования, обычно приводящие к появлению крупных таксонов, например, классов у животных. Ароморфозы повышают общий уровень организации, делают его более сложным, являются магистральным путем эволюции. Происходят редко, существенно изменяют морфофизиологию организмов, позволяют заселять новые среды обитания.

Ароморфоз имеет комплексный характер, затрагивает разные системы органов. Так появление легких «потянуло» за собой появление трехкамерного сердца. Возникновение четырехкамерного сердца и полное разделение кругов кровообращения сыграло важную роль в появлении теплокровности.

Примеры ароморфозов: появление фотосинтеза, многоклеточности, полового размножения, внутреннего скелета, развитие легких, появление теплокровности у животных, формирование корней и проводящих тканей у растений, появление цветка и плода.

Появление легких позволило организмам выйти на сушу, т. е. заселить среду обитания с новыми условиями среды. Теплокровность, возникшая у птиц и млекопитающих, дала им возможность меньше зависеть от температуры и заселить места обитания, недоступные для земноводных и пресмыкающихся.

Благодаря появлению корней, закрепляющих растение в почве и всасывающих воду, а также проводящей системе, доставляющей воду ко всем клеткам, растения смогли расти на суше. Их биомасса достигла здесь огромной величины.

Переход вида к обитанию в нетипичном биотопе

Африканский страус не паразитирует и не ведет сидячий образ жизни. Однако увеличение массы тела для повышения выживаемости привело к утрате способности к полету. Взамен развились мышцы ног. Сила современного страуса не только в беге, но и в ударах ногами.

Многие млекопитающие в ходе эволюции вернулись в водную среду. Это дельфины, киты, морские котики и морские львы, тюлени. Все они утратили ходильные конечности, которые преобразовались в ласты.

В лаосских пещерах обитает единственный вид паукообразных, не имеющий органов зрения, – Sinopoda scurion. В глубинах пещер нет света. Глаза паука исчезли в результате ненадобности. Естественный отбор не сохранил способность видеть.

Биологический регресс

Биологический регресс — это эволюционное движение, при котором происходит сокращение ареала обитания; уменьшение численности особей из-за неприспособленности к среде обитания; снижение числа видов групп из-за давления других видов, вымирание вида. Палеонтология доказала, что многие виды в прошлом полностью исчезли. Если при биологическом прогрессе некоторые виды развиваются и широко распространяются по всему земному шару, то при биологическом регрессе виды исчезают, не сумев приспособиться к условиям окружающей среды.

Причины биологического регресса: исчезновение способности организмов приспосабливаться к изменениям условий окружающей среды. Биологическому регрессу склонны:

Примеры дегенерации животных, живущих под землей или в пещерах

В пещерах бывшей Югославии и Южной Австрии проживает протей из класса земноводных, похожий на тритона. Кроме легких с обеих сторон головы у него есть внешние жабры. В воде протеи дышат жабрами, на суше — легкими. Жители вод и глубоких пещер, они змеевидное форму, прозрачные, бесцветные, без пигментов. У взрослых особей глаза прикрывает кожа, а у личинок есть зачаточные глаза.

В цветочных растений, которые перешли в водную среду, листовые пластинки стали узкими, нитевидными, проводящие ткани перестали развиваться. Исчезли устьица, не изменились только цветы (лютик водяной, ряска, роголисник).

Генетической основой эволюционных изменений, ведущих к упрощению уровня организации, являются мутации. Например, если сохранились недоразвитые органы — рудименты, альбинизм (отсутствие пигментов) и другие мутации — не исчезают в процессе эволюции, то встречаются они у всех членов данной популяции.

Основные этапы эволюции растительного и животного мира.

Основные условия и этапы эволюции растений.

В связи с образованием почвенного субстрата на суше растения стали выходить на сушу. Первыми были псилофиты. От них возникла целая группа наземных растений – мхов, плаунов, хвощей, папоротников, размножающихся спорами. От семенных папоротников произошли голосеменные растения. Размножение семенами освободило половой процесс у растений от зависимости от водной среды. Эволюция шла по пути сокращения гаплоидного гаметофита и преобладания диплоидного спорофита.

В каменноугольном периоде палеозойской эры древовидные папоротникообразные образовали каменноугольные леса.

После общего похолодания климата господствующей группой растений стали голосеменные растения. Затем начинается расцвет покрытосеменных цветковых растений продолжающийся до сего дня.

Основные особенности эволюции растительного мира.

– Переход к преобладанию спорофита над гаметофитом.

– Развитие женского заростка на материнском растении.

– Переход от оплодотворения в воде к независимому от водной среды опылению и оплодотворению.

– Расчленение тела растений на органы, развитие проводящей сосудистой системы, опорных и защитных тканей.

– Совершенствование органов размножения и перекрестного опыления у цветковых в связи с эволюцией насекомых.

– Развитие зародышевого мешка для защиты эмбриона от неблагоприятных влияний внешней среды.

– Возникновение разнообразных способов распространения семян и плодов.

Идиоадаптация

Маскирующая окраска, белая зимой и обычная летом – пример идиоадаптации

Идиоадаптация, одно из основных направлений эволюции, представляет собой примерно то же самое, что и ароморфоз, но в меньшей степени. Если ароморфозы создают новые таксоны путём глобальных изменений, то идиоадаптация формирует виды и подвиды путём менее значительных изменений. Таким образом, этот путь эволюции во многом ответственен за видовое многообразие на Земле.

Примеры идиоадаптации животных

• Изменение челюстного аппарата у различных насекомых (грызущий, лижущий, сосущий и т.п.) в зависимости от особенности их питания.
• Появление обтекаемой формы тела у рыб и водных млекопитающих.
• Формирование полого скелета у птиц, чтобы улучшить способности к полёту.
• Появление противостоящего большого пальца у высших приматов. Именно этот пример идиоадаптации животных оказал огромное влияние на развитие человека.
• Зимняя и летняя окраска у разных животных вроде зайцев и песцов. Она помогает им маскироваться.
• Выработка дурно пахнущей жидкости многими видами клопов, спасающая их от многих насекомоядных животных.
• Подкожный жир у представителей полярной фауны, помогающий им сохранять тепло.

Примеры идиоадаптации растений

• Карликовость деревьев и кустарников в тундре. Там постоянно дует ветер, так что эти растения уменьшились в размерах до нескольких сантиметров, чтобы противостоять ему.
• В условиях Крайнего Севера вегетационный период у растений сократился почти вдвое.
• Во влажных джунглях Южной Америки многие растительные виды обзавелись широкими и гладкими листьями, чтобы впитывать меньшее количество влаги.
• Кактусы научились запасать необходимую им воду в тканях внутри ствола, а также защищаться с помощью колючек от поедающих их животных. К тому же колючки испаряют меньше ценной в пустынной местности влаги, чем листья.
• Изменение формы цветков таким образом, чтобы насекомым-опылителям было удобнее собирать нектар и пыльцу – отличный пример идиоадаптации растений.
• Глубоководные водоросли имеют более красный цвет, чем их сородичи, растущие в верхних слоях воды. Это помогает им лучше улавливать скудный свет, проникающий на глубину. Благодаря этому направлению эволюции красные водоросли хорошо приспособились к подобным условиям существования.
• Выработка некоторыми растениями специфических запахов, привлекающих насекомых. Одни растения ими питаются, а другие нуждаются в опылении.

Примеры дегенерации у организмов, ведущих неподвижный образ жизни

У животных, ведущих неподвижный образ жизни, орган движения действует только в период личиночной стадии, хорда редуцирована. Например, единственный представитель отдельного типа брахиата — погонофор — обитает на дне моря, ведет неподвижный образ жизни. В погонофоры есть мозг и сердце, но рот и желудок редуцированные, органами дыхания является щупальца. Через неподвижный образ жизни они не похожи на животных. Во внутренней части щупалец есть длинные тонкие волоски, которые снабжены кровеносными сосудами. В воде волоски выходят из трубки, и к ним прикрепляются микроорганизмы. Когда последних становится много, погонофоры затягивают волоски внутрь. Под влиянием ферментов микроорганизмы перевариваются и впитываются внутренними выростами. Зачаточный кишечник у зародыша погонофоры доказывает наличие органов пищеварения у предков. Из-за прохождения процесса пищеварения вне организма органы пищеварения погонофор редуцировались.

Ароморфоз

Централизация нервной системы – пример ароморфоза

Примеры ароморфозов окружают нас, и мы видим их каждый день – это животные, растения и другие организмы. Этот направление эволюции приводит к образованию крупных таксонов, например, таких, как, птицы, земноводные или позвоночные в целом. Если кратко, то ароморфоз представляет собой путь эволюции, при котором организация живых организмов усложняется. Простейшие примеры ароморфоза: развитие центральной нервной системы, формирование четырёхкамерного сердца у млекопитающих, общее преобразование кровеносной системы. Однако, у животных и у растений эти процессы по понятным причинам протекали по-разному.

Ароморфозы животных

• Многоклеточность.
• Симметрия тела. У позвоночных она двусторонняя (левая и правая стороны тела симметричны), у некоторых моллюсков – лучевая (морские звёзды).
• Само появление нервной системы и её концентрация в нервные ганглии уже может послужить ярким примером ароморфоза животных.
• Развитие дыхательной системы, такой, как лёгкие или жабры.
• Появление наружного хитинового скелета (экзоскелета) у насекомых, который выполняет защитную функцию и одновременно помогает им поддерживать форму тела.
• Преобразование плавников в конечности, пригодные для передвижения по суше.
• Преобразование конечностей в крылья, способные к полёту.
• Появление наружного уха, желез в коже, коры головного мозга.
• Появление шерсти у млекопитающих и перьев у птиц.

Ароморфозы растений

• Развитие способности к опылению насекомыми
• Появление способности к фотосинтезу
• Появление листьев (для большей эффективности фотосинтеза)
• Появление покровных тканей, защищающих от внешней среды
• Ещё один хороший пример ароморфоза растений – развитие проводящих тканей, которые помогают доставлять влагу туда, куда нужно
• Появление механических тканей, достаточно плотных для того, чтобы растение могло поддерживать форму вне водной среды
• Появление корневой системы (закрепление в почве плюс получение полезных веществ из почвы)
• Появление цветков у покрытосеменных растений, что способствует выживанию потомства

Идиоадаптация

Идиоадаптацией называют небольшое эволюционное изменение, позволяющее виду приспособиться к специфическим особенностям среды обитания и узкой экологической нише. Это частные приспособления, не изменяющие общий уровень организации.

Идиоадаптация обеспечивает появление разнообразных приспособительных форм в пределах одного уровня организации.

Так все млекопитающие имеют сходное внутреннее строение. Однако разнообразие видов, приспособленных к разным местам обитания, способам питания достигалось таким направлением эволюции как идиоадаптация.

У покрытосеменных растений существует множество разных видов, ряд жизненных форм (травы, кустарники, деревья). Они сильно отличаются по внешнему виду, но их морфология и физиология имеют одинаковый уровень организации.

В результате идиоадаптаций изменяются несущественные для крупного таксона признаки. Например, все птицы обладают клювом, его появление обеспечил ароморфоз. Но у каждого вида своя форма и размер клюва, приспособленные к конкретным способам питания. Это было обеспечено идиоадаптациями.

Примеры дегенерации у организмов, ведущих неподвижный образ жизни

У животных, ведущих неподвижный образ жизни, орган движения действует только в период личиночной стадии, хорда редуцирована. Например, единственный представитель отдельного типа брахиата — погонофор — обитает на дне моря, ведет неподвижный образ жизни. В погонофоры есть мозг и сердце, но рот и желудок редуцированные, органами дыхания является щупальца. Через неподвижный образ жизни они не похожи на животных. Во внутренней части щупалец есть длинные тонкие волоски, которые снабжены кровеносными сосудами. В воде волоски выходят из трубки, и к ним прикрепляются микроорганизмы. Когда последних становится много, погонофоры затягивают волоски внутрь. Под влиянием ферментов микроорганизмы перевариваются и впитываются внутренними выростами. Зачаточный кишечник у зародыша погонофоры доказывает наличие органов пищеварения у предков. Из-за прохождения процесса пищеварения вне организма органы пищеварения погонофор редуцировались.

Основные особенности эволюции животного мира.

Свобода перемещения и способы добывания пищи (заглатывание кусков) определили выработку сложных механизмов поведения. Внешняя среда, колебания ее факторов оказывали меньшее влияние на животных, чем на растения, т.к. у животных развивались и совершенствовались механизмы внутренней саморегуляции организма.

Важным этапом эволюционного развития животных стало возникновение твердого скелета. У беспозвоночных сформировался наружный скелет – иглокожие, членистоногие, моллюски;

у позвоночных появился внутренний скелет. Преимущества внутреннего скелета заключаются в том, что, в отличие от наружного скелета, он не ограничивает увеличения размеров тела.

Прогрессивное развитие нервной системы, стало основой для возникновения системы условных рефлексов.

Эволюция животных привела к развитию группового адаптивного поведения, что стало основанием для появления человека.

Тематические задания

А1. Крупные генетические перестройки, приводящие к повышению уровня организации, называются

А2. Предки какого типа современных животных имели внутренний скелет?

А3. Папоротники эволюционно прогрессивнее мохообразных потому, что у них появились

4) проводящие системы

А4. К ароморфозам растений можно отнести возникновение

4) вегетативного размножения

А5. Какие факторы обеспечили пресмыкающимся расцвет на суше?

1) полное разделение артериальной и венозной крови

2) яйцеживорождение, способность жить в двух средах

3) развитие яйца на суше, пятипалые конечности, легкие

4) развитая кора головного мозга

А6. Идея биологической эволюции органического мира согласуется с представлениями о

1) мутационном процессе

2) наследовании приобретенных признаков

3) божественном творении мира

4) стремлении организмов к прогрессу

А7. Теорию стабилизирующего отбора разработал

А8. Примером идиоадаптации можно считать возникновение:

1) шерсти у млекопитающих

2) второй сигнальной системы у человека

3) длинных ног у гепарда

А9. Примером ароморфоза можно считать возникновение

2) красивого хвоста у павлина

3) крепкого клюва у дятла

4) длинных ног у цапли

А10. Укажите пример идиоадаптации у млекопитающих.

1) возникновение плаценты

2) развитие шерсти и волос

В1. К ароморфозам растений относится появление

3) ветвистых побегов

4) проводящих тканей

5) двойного оплодотворения

В2. Установите последовательность возникновения эволюционных идей

A) идея изменяемости видов

Б) идея божественного творения видов

B) признание факта эволюционного развития

Г) появление синтетической теории эволюции

Д) выяснение механизмов эволюционного процесса

Е) эмбриологические доказательства эволюции

Биологический прогресс

Биологический прогресс, изучался и изучается учёными – биологами.

Учёные едины во мнении, что успешными результатами в борьбе за существование является прогрессирование организмов.

У развития три направления. Кроме того считается, что это единственный эволюционный путь появления человека.

То, что рождаемость в популяции выше смертности, а число организмов увеличивается с расселением в новых местах, говорит об экологическом процветании вида. Создал и охарактеризовал теорию биологического прогресса А. Северцов:

Сегодня прогрессируют насекомые, птицы, млекопитающие, нематоды.

Морфофизиологический регресс ведет к процветанию вида

Биологический прогресс – понятие, введенное Чарльзом Дарвином, основоположником теории эволюции. Алексей Николаевич Северцов выделил три способа осуществления биологического прогресса:

1. Ароморфоз.
2. Идиоадаптация.
3. Общая дегенерация (морфофизиологический регресс).

А. Н. Северцов отнес морфофизиологический регресс к биологическому прогрессу – процветанию вида. Ученый отмечал, что вид находится на пути биологического прогресса, если наблюдается следующее:

1. Увеличивается количество особей, растет выживаемость.
2. Расширяется ареал обитания таксона.
3. Наблюдается адаптивная радиация группы.

Адаптивная радиация – это процесс освоения видом новых экологических ниш. Такое развитие происходит при возникновении новых признаков: морфологических, физиологических или поведенческих.

По А.Н. Северцову, в любой группе организмов сначала происходят ароморфозы, затем идиоадаптация или общая дегенерация.

Примеры дегенерации животных, живущих под землей или в пещерах

В пещерах бывшей Югославии и Южной Австрии проживает протей из класса земноводных, похожий на тритона. Кроме легких с обеих сторон головы у него есть внешние жабры. В воде протеи дышат жабрами, на суше — легкими. Жители вод и глубоких пещер, они змеевидное форму, прозрачные, бесцветные, без пигментов. У взрослых особей глаза прикрывает кожа, а у личинок есть зачаточные глаза.

В цветочных растений, которые перешли в водную среду, листовые пластинки стали узкими, нитевидными, проводящие ткани перестали развиваться. Исчезли устьица, не изменились только цветы (лютик водяной, ряска, роголисник).

Генетической основой эволюционных изменений, ведущих к упрощению уровня организации, являются мутации. Например, если сохранились недоразвитые органы — рудименты, альбинизм (отсутствие пигментов) и другие мутации — не исчезают в процессе эволюции, то встречаются они у всех членов данной популяции.

Примеры общей дегенерации в биологии

Общая дегенерация — это процесс, характеризующийся снижением качества и эффективности функционирования организмов и их структур из-за накопления негативных изменений в их генетическом материале. Вот некоторые примеры общей дегенерации в биологии:

1. Снижение фертильности:

   У некоторых видов животных и растений происходит снижение способности к размножению, что влияет на естественное разнообразие и устойчивость популяций. Например, у некоторых видов птиц отмечается снижение уровня плодовитости и выживаемости молодняка.

2. Изменение морфологии:

   Под влиянием неблагоприятных условий среды, организмы могут претерпевать изменения в своей форме и структуре. Например, у растений, которые подвергаются радиации или воздействию химических веществ, может наблюдаться уменьшение размеров листьев, стеблей и цветов.

3. Снижение иммунитета:

   Некоторые организмы могут стать более уязвимыми к инфекционным и паразитарным заболеваниям из-за дегенерации их иммунной системы. Это может приводить к более высокой заболеваемости и смертности в популяции. Например, у некоторых видов рыб, живущих в загрязненных водоемах, наблюдается снижение уровня иммунитета и повышенная чувствительность к инфекционным болезням.

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

4. Ухудшение функций органов:

   В результате дегенерации могут происходить изменения в работе и функционировании органов и систем организма. Например, у пожилых людей может наблюдаться снижение функции сердца, что приводит к развитию сердечной недостаточности.

В целом, общая дегенерация в биологии может негативно влиять на жизнеспособность организмов и их способность к адаптации к изменяющимся условиям среды. Понимание этого процесса позволяет усилить усилия в сохранении и восстановлении биологического разнообразия и здоровья популяций.

Общая дегенерация, или катагенез

Это форма эволюционного процесса, приводящая к упрощению организации в связи с переходом организмов к паразитизму или сидячему образу жизни. При этом может происходить упрощение или исчезновение ряда органов и тканей, связанных с новым образом жизни. Но сама группа организмов, вступивших на этот путь, может процветать в новых условиях, избежав контакта со своими главными конкурентами. Поэтому дегенерацию не следует путать с регрессом (см. соответствующий раздел).

Примером дегенерации может служить переход многих организмов к паразитизму. Это защитная реакция, происходящая в условиях жесткой борьбы за существование в природе и распространенная широко у грибов, паразитических червей, бактерий и ряда других организмов. Приспособившись к паразитизму, эти организмы занимают новую адаптационную зону, лишенную их конкурентов, не способных жить в другом организме (то есть уходят под защиту своих хозяев). Это существенно сокращает для паразитов круг их взаимодействий как с другими организмами, так и с абиотическими факторами среды, а также упрощает способы добывания пищи. Вследствие этих явлений у паразитов появляется новое качество — устойчивость к внутренней среде хозяина и его защитным механизмам, но теряются (дегенерируют) многие старые признаки, ставшие не нужными в новых условиях. Грибы и бактерии, например, утрачивают многие свои ферменты и антибиотики или токсины, которые обеспечивали им выживание и питание при сапротрофном существовании. Паразитические черви теряют органы зрения, а в ряде случаев и органы пищеварения (например, цепни из типа плоских червей), переходя к осмотрофному способу питания (всасывание через наружные покровы тела). У паразитических растений нередко теряется способность к фотосинтезу и исчезают фотосинтетические пигменты и даже листья, а корни начинают выполнять функции присосок.

Перейдя к паразитическому способу существования и избавившись от конкурентов, такие организмы часто становятся многочисленными и процветающими группами, вызывая частые эпидемии на обширных территориях.

Мы рассмотрели дегенерацию на примере паразитизма. Но эти явления можно наблюдать и при многих других изменениях условий жизни — переходе от активного к оседлому образу жизни, обитании в экстремальных условиях и «т.п. Вспомните исчезновение листьев и превращение их в колючки у кактусов, живущих в пустынях; утрату зрения у животных, обитающих под землей или в темных пещерах, потерю способности к полету у ряда птиц и вызванную этим утрату киля, редукцию задних конечностей у китообразных и т. п.