Резултатите от еволюцията, адаптивността на организмите към околната среда, видовото разнообразие
Адаптирането на организмите към околната среда. В резултат на дълъг еволюционен процес всички организми непрекъснато се развиват и подобряват своите адаптации към условията на околната среда. Пригодността е един от резултатите на еволюцията, взаимодействието на нейните движещи сили - наследственост, изменчивост, естествен подбор. Вторият резултат от еволюцията е многообразието на органичния свят. Организмите, запазени в процеса на борбата за съществуване и естествения подбор, съставляват целия съществуващ днес органичен свят. Мутационните процеси, протичащи в редица поколения, водят до появата на нови генетични комбинации, които са обект на действието на естествения отбор. Именно естественият подбор определя характера на новите адаптации, както и посоката на еволюционния процес. В резултат на това организмите имат различни адаптации към живота. Всяка адаптация възниква в резултат на дългосрочен подбор на случайни, фенотипно проявени мутации, които са полезни за вида.
Защитно оцветяване. Осигурява на растенията и животните защита от врагове. Организмите с това оцветяване се сливат с фона и стават по-малко забележими.
Камуфлаж. Адаптация, при която формата и окраската на тялото на животните се слива с околните обекти. Богомолките, гъсениците на пеперудите приличат на възли, пеперудите приличат на листа от растения и др.
Мимикрия. Мимикрия на незащитени видове на защитени видове по форма и оцветяване. Някои мухи приличат на оси, змиите приличат на усойници и т.н.
Предупредително оцветяване. При много животни ярките цветове или определени маркировки са предупреждениеотносно опасността. Хищник, който веднъж е нападнал, помни цвета на жертвата и ще бъде по-внимателен следващия път.
Относителният характер на адаптациите. Всички адаптации се произвеждат в определени условия на околната среда. Именно при тези условия устройствата са най-ефективни. Все пак трябва да се има предвид, че годността не е абсолютна. Животните както със защитна, така и с предупредителна окраска се изяждат, а тези, които са маскирани, се нападат. Добрите летящи птици са лоши бегачи и могат да бъдат хванати на земята; когато условията на околната среда се променят, развитата адаптация може да се окаже безполезна или вредна.
Доказателства за еволюция.Сравнително-анатомичнитедоказателства се основават на идентифицирането на общи и различни морфологични и анатомични особености на структурата на различни групи организми.
Анатомичните доказателства за еволюцията включват:
–наличието на хомоложни органис общ структурен план, развиващи се от подобни зародишни слоеве в ембриогенезата, но адаптирани да изпълняват различни функции (ръка - плавници - птичи крила). Разликите в структурата и функциите на органите възникват в резултат на разминаване;
–наличие на сходни органи, които имат различен произход в ембриогенезата, различна структура, но изпълняват подобни функции (крило на птица и крило на пеперуда). Сходството на функции възниква в резултат наконвергенция;
- наличие на рудименти и атавизми;
- наличието на преходни форми.
Рудименти, - органи, които са загубили функционалното си значение (опашна кост, ушни мускули при хора).
Атавизми, - случаи на проявление на признаци на далечни предци (опашка и окосмено тяло при хора, остатъци от 2-ри и 3-ти пръст на краката при кон).
Преходни форми – посочетевърху филогенетичната приемственост по време на прехода от предшественици към съвременни форми и от клас към клас.
Ембриологични доказателства. Ембриологията изучава моделите на ембрионалното развитие и установява:
- филогенетична връзка на организмите;
Получените данни са отразени в законите на зародишното сходство на K.M. Баер и в биогенетичния закон на Е. Хекел и Ф. Мюлер.
Законът на Биър установява сходството на ранните етапи на развитие на ембрионите на представители на различни класове в рамките на един тип. В по-късните етапи на ембрионалното развитие това сходство се губи и се развиват най-специализираните белези на таксона, до индивидуалните белези на индивида.
Биогенетичният закон на Мюлер-Хекел гласи, че онтогенезата е кратко повторение на филогенезата. В процеса на еволюция онтогенезата може да се пренареди, което води до еволюцията на органите на възрастен организъм.
В онтогенезата се повтарят само ембрионалните стадии на предците и то не винаги напълно. Ако на ранен етап организмът е адаптиран към условията на околната среда, тогава той може да достигне полова зрялост, без да преминава през следващите етапи, както например се случва в аксолотлите - ларвите на тигровата амбистома.
Палеонтологични доказателства- позволяват ви да датирате събитията от древната история от вкаменелостите останки на организми. Палеонтологичните доказателства включват филогенетичните серии на коне, хобот и хора, изградени от палеонтолозите.
Единството на органичния свят се проявява в химичния състав, най-фината структура и основните жизнени процеси, протичащи в организмите.
Макроеволюция. Посоки и пътища на еволюцията (А. Н. Северцов, И. И. Шмалгаузен). Биологичен прогрес и регресия, ароморфоза, идиоадаптация, дегенерация. Причини за биологичнипрогрес и регрес. Хипотези за произхода на живота на Земята. Еволюция на органичния свят. Основните ароморфози в еволюцията на растенията и животните
Основните насоки на еволюционния процес. Анализът на проблема за прогресивната еволюция е извършен от българския учен А.Н. Северцов.
На първо място, A.N. Северцов предложи да се разграничатбиологичният прогресиморфофизиологичният прогрес.
Биологичният прогрес е просто определен успех на една или друга група живи организми в живота: голямо изобилие, голямо видово разнообразие, широк ареал на разпространение.
Морфофизиологичният прогрес е появата на качествено нови, по-сложни форми на живот в присъствието на вече съществуващи, напълно оформени групи. Така например многоклетъчните организми се появиха в свят, населен с едноклетъчни, а бозайниците и птиците - в свят, населен с влечуги.
Според A.N. Северцев, биологичният прогрес може да бъде постигнат по три начина:
Ароморфози. Придобиването на прогресивни структурни характеристики, които извеждат една или друга група организми на качествено ново ниво Чрез ароморфозите възникват големи таксономични групи - родове, семейства, разреди и др. Примери за ароморфози са възникването на фотосинтеза, появата на телесна кухина, многоклетъчност, кръвоносна и други системи на органи и др.
Идиоадаптации, частни адаптации, които не са от фундаментално естество, но ви позволяват да успеете в определена, повече или по-малко тясна среда. Примери за идиоадаптации: формата и цвета на тялото, приспособимостта на крайниците на насекоми и бозайници към живот в определено местообитание и др.
Дегенерация, опростяване на структурата, преход към по-просто местообитание,загуба на съществуващи устройства.
Примери за дегенерации са: загуба на червата от тения, загуба на стъбло от водна леща.
Наред с биологичния прогрес се използва понятието биологична регресия.Биологичната регресияе намаляване на броя, видовото разнообразие, района на разпространение на определена група организми.
Граничният случай на биологична регресия е измирането на една или друга група организми.
Основните етапи от еволюцията на флората и фауната.Еволюция на растенията. Първите живи организми са възникнали преди приблизително 3,5 милиарда години. Те, очевидно, са се хранели с продукти от абиогенен произход и са били хетеротрофи. Високата скорост на размножаване е довела до конкуренция за храна и следователно до дивергенция. Предимството беше дадено на организми, способни на автотрофно хранене - първо на хемосинтеза, а след това на фотосинтеза. Преди около 1 милиард години еукариотите са се разделили на няколко клона, от някои от които са възникнали многоклетъчни растения (зелени, кафяви и червени водорасли), както и гъби.
Основни условия и етапи на еволюцията на растенията. Във връзка с образуването на почвен субстрат на сушата растенията започнаха да се появяват на сушата. Първите са били псилофитите. От тях са възникнали цяла група сухоземни растения - мъхове, клубни мъхове, хвощ, папрати, които се размножават чрез спори. Голосеменните произхождат от семенни папрати. Възпроизвеждането чрез семена освобождава половия процес в растенията от зависимостта от водната среда. Еволюцията следва пътя на намаляване на хаплоидниягаметофити преобладаването на диплоиднияспорофит.
В карбоновия период на палеозойската ера дървовидните папрати образуват карбонови гори.
След общо охлажданеголосеменните стават доминираща група растения. Тогава започва цъфтежът на покритосеменните растения, продължаващ и до днес.
Основните характеристики на еволюцията на растителния свят.
- Преход към преобладаване на спорофита над гаметофита.
- Развитие на женски летораст върху майчиното растение.
– Преход от оплождане във вода към опрашване и оплождане, независимо от водната среда.
- Разделянето на тялото на растенията на органи, развитието на проводима съдова система, поддържащи и защитни тъкани.
- Подобряване на репродуктивните органи и кръстосаното опрашване при цъфтящи растения във връзка с еволюцията на насекомите.
– Развитие на ембрионалния сак за защита на ембриона от неблагоприятни влияния на околната среда.
- Появата на различни начини за разпространение на семена и плодове.
Еволюция на животните. Предполага се, че животните произхождат или от общо стъбло на еукариоти, или от едноклетъчни водорасли, което се потвърждава от съществуването на Euglena green и Volvox, способни както на автотрофно, така и на хетеротрофно хранене.
Най-древните животни са гъби, червеи, червеи, бодлокожи, трилобити. След това има миди. По-късно започва разцветът на рибите, първо на безчелюстните им предци, а след това и на рибите с челюсти. Лъчеперките и лобоперите риби са възникнали от първите челюстни стоми. Кръстокрилите имат опорни елементи в перките си, от които по-късно се развиват крайниците на сухоземните гръбначни животни. От тази група риби произлизат земноводните, а след това и други класове гръбначни животни.
Най-древните земноводни, живели през девона, са ихтиостегите. Земноводните са процъфтявали през карбона.
Влечугите произхождат от земноводните, завладели сушата поради появата на механизъм за засмукване на въздухбелите дробове, отхвърлянето на дишането на кожата, появата на рогови люспи и яйчени черупки, покриващи тялото, защита на ембрионите от изсушаване и други влияния на околната среда. Сред влечугите, вероятно, се откроява група динозаври, които дават началото на птиците.
Първите бозайници се появяват в триаския период на мезозойската ера. Основните прогресивни биологични характеристики на бозайниците са храненето на малките с мляко, топлокръвието и развитата мозъчна кора.
Основните характеристики на еволюцията на животинския свят. Еволюцията на животните се характеризира с диференциация на клетките и тъканите по отношение на структурата и функцията, специализацията на органите и органните системи.
Свободата на движение и начините за получаване на храна (поглъщане на парчета) определят развитието на сложни поведенчески механизми. Външната среда, колебанията в нейните фактори имаха по-малък ефект върху животните, отколкото върху растенията, т.к. при животните се развиват и подобряват механизмите на вътрешната саморегулация на тялото.
Важен етап в еволюционното развитие на животните е появата на солиден скелет.външен скелете образуван при безгръбначни, - бодлокожи, членестоноги, мекотели;вътрешен скелетсе появява при гръбначните животни. Предимствата на вътрешния скелет са, че за разлика от външния скелет той не ограничава увеличаването на размерите на тялото.
Прогресивното развитие нанервната системастана основа за появата на система от условни рефлекси.
Еволюцията на животните доведе до развитието на групово адаптивно поведение, което стана основа за появата на човека.