2.2. Пути достижения биологического прогресса
Вопросы и задания для повторения.
1. Что такое биологический прогресс?
Биологический прогресс — это состояние вида или группы организмов, характеризующееся увеличением численности особей, расширением ареала обитания и повышением адаптивных возможностей. Он свидетельствует об успешности вида в процессе эволюции.
2. Какие существуют основные направления эволюции организмов?
Основные направления эволюции организмов включают ароморфоз, идиоадаптацию и дегенерацию. Ароморфоз ведет к усложнению и повышению уровня организации, идиоадаптация помогает адаптироваться к конкретным условиям среды, а дегенерация связана с упрощением организации при переходе к более специализированному образу жизни.3. Какое направление биологической эволюции поднимает группу организмов на более высокую ступень организации?
Ароморфоз — это направление биологической эволюции, которое поднимает группу организмов на более высокую ступень организации. Оно включает значительные изменения в строении и функциях, которые способствуют усложнению организма и улучшению его адаптации к новым условиям.
4. Приведите примеры ароморфозов.
Примеры ароморфозов включают появление многоклеточности, развитие замкнутой кровеносной системы у животных, формирование легких у наземных позвоночных, и возникновение цветковых растений, которые улучшили размножение и распространение.
5. Что такое идиодаптация?
Идиоадаптация — это эволюционное изменение, которое позволяет организму лучше приспособиться к конкретным условиям существования без значительного изменения уровня организации. Примером идиоадаптации могут быть изменения формы клюва у птиц для питания различными видами пищи.
6. Как изменяется строение организмов при переходе к паразитизму?
При переходе к паразитизму строение организмов изменяется в сторону упрощения и специализации. Паразиты утрачивают ненужные органы (например, органы чувств и пищеварительные системы) и развивают приспособления для прикрепления и питания (например, крючки, присоски).
2.3. Основные закономерности биологической эволюции
1. Раскройте содержание понятий «дивергенция» и «конвергенция».
Дивергенция — это эволюционный процесс, при котором родственные группы организмов, начавшие развиваться от общего предка, со временем приобретают разные признаки и адаптации в ответ на различные условия обитания. В результате возникают гомологичные органы, которые имеют общее происхождение, но различаются функциями. Конвергенция — это процесс, при котором неродственные группы организмов, живущие в схожих условиях среды, развивают похожие признаки или структуры, выполняющие одинаковые функции. Органы, возникающие в результате конвергенции, называются аналогичными, они не имеют общего происхождения, но имеют сходную функцию.
2. Какие органы называют гомологичными; аналогичными?
Гомологичными органами называют органы, которые имеют общее происхождение и развиваются из одних и тех же зародышевых структур, но могут выполнять разные функции. Примеры: крыло птицы и передняя конечность млекопитающего. Аналогичными органами называют органы, которые имеют разные происхождения, но выполняют схожие функции. Примеры: крыло птицы и крыло бабочки.
3. Приведите примеры сходства строения органов у неродственных групп животных, обитающих в одинаковых условиях.
Примеры сходства строения органов у неродственных групп животных, обитающих в одинаковых условиях, включают крылья летучих мышей и насекомых (оба адаптированы к полету, но имеют разное происхождение) и обтекаемую форму тела у дельфинов (млекопитающих) и акул (рыб), которая позволяет эффективно передвигаться в воде.
Вопросы и задания для обсуждения.
1. К каким биологическим последствиям приводит приобретение популяциями и видами новых приспособлений?
Приобретение популяциями и видами новых приспособлений приводит к биологическому прогрессу, который выражается в увеличении численности особей, расширении ареала обитания и укреплении видовой устойчивости. Организмы становятся более приспособленными к изменяющимся условиям среды, повышается их выживаемость и шансы на дальнейшее развитие. Эти изменения могут способствовать дивергенции, что ведет к появлению новых видов и увеличению биологического разнообразия.
2. В чём отличие морфофизиологического прогресса от биологического?
Морфофизиологический прогресс связан с усложнением структуры и функций организма, что приводит к повышению уровня организации и расширению экологических возможностей. Это может включать эволюционные изменения, которые делают организм более сложным, например, появление сложных органов и систем. Биологический прогресс — более широкое понятие, означающее успешное существование и развитие вида, связанное с увеличением численности, расширением ареала и повышением устойчивости. Биологический прогресс не обязательно включает усложнение структуры организма.
3. В каких направлениях условия жизни влияют на преобразование органов у животных и растений?
Условия жизни влияют на преобразование органов у животных и растений в направлении идиоадаптаций и ароморфозов. Идиоадаптации способствуют развитию органов, приспособленных к конкретным условиям среды, например, изменению формы листьев у растений в засушливых местах или строению конечностей у животных, ведущих разный образ жизни. Ароморфозы ведут к более значительным изменениям, которые поднимают организм на новый уровень сложности, например, появление легких у наземных животных или цветковых растений у растений.
4. В чём заключается сущность правила необратимости эволюции?
Сущность правила необратимости эволюции заключается в том, что эволюционный процесс не может быть полностью повернут вспять. Если организм или группа организмов в ходе эволюции утратили определенные признаки или функции, то они не могут вернуться к исходному состоянию в точности, как это было ранее. Например, если вид утратил сложные органы или функции, то в дальнейшем развитии они не будут восстановлены в том же виде, даже если условия окружающей среды вернутся к прежним.
Обзор изученного материала главы 2
Проблемные области.
1. Какие эволюционные явления лежат в основе процесса дивергенции?
В основе процесса дивергенции лежат такие эволюционные явления, как мутации, генетическая изменчивость, естественный отбор и изоляция. Мутации и рекомбинации обеспечивают генетическое разнообразие, которое создает предпосылки для появления новых признаков. Естественный отбор способствует закреплению признаков, которые оказываются выгодными в определенных условиях среды. Изоляция (географическая или экологическая) приводит к тому, что популяции развиваются независимо друг от друга, что ведет к образованию новых видов.
2. О чём может свидетельствовать конвергентное сходство ряда органических форм?
Конвергентное сходство ряда органических форм свидетельствует о том, что различные организмы могут развивать схожие черты в ответ на одинаковые экологические условия и потребности. Это указывает на универсальность адаптационных механизмов в природе и подчеркивает, что независимые эволюционные линии могут приходить к аналогичным решениям для выживания в сходных условиях среды.
3. Какие доказательства необратимости эволюции можно привести?
Доказательствами необратимости эволюции служат рудиментарные органы и случаи атавизмов, а также данные палеонтологии и сравнительной анатомии. Рудименты показывают, что утраченные функции не могут быть полностью восстановлены, даже если они становятся вновь полезными. Атавизмы, такие как появление хвоста у человека, демонстрируют редкие случаи проявления признаков предков, но они не возвращаются к полному функциональному состоянию.
Прикладные аспекты.
1. В чём причина появления рудиментов и атавизмов и почему они служат доказательствами процесса эволюции?
Появление рудиментов и атавизмов связано с генетической памятью организма, унаследованной от предков. Рудименты — это органы, которые утратили свою первоначальную функцию, например, аппендикс у человека. Атавизмы представляют собой случайное проявление признаков, которые были присущи предкам, например, дополнительное количество сосков у человека. Они служат доказательствами эволюции, так как показывают, что организм несет следы своей эволюционной истории и происхождения.
2. Каким образом можно использовать палеонтологический материал для доказательства эволюционного процесса?
Палеонтологический материал можно использовать для доказательства эволюционного процесса через изучение ископаемых остатков организмов. Палеонтология позволяет проследить последовательные изменения в строении организмов на протяжении различных геологических эпох. Например, обнаружение переходных форм, таких как археоптерикс, демонстрирует связь между крупными таксонами (например, рептилиями и птицами), указывая на постепенный процесс эволюционных изменений.
Задания.
1. Проанализируйте рисунок 2.12 и объясните, как происходит процесс эволюции организмов и как соотносятся разные направления прогрессивной эволюции.
Рассматривая рисунок 2.12, можно увидеть, что процесс эволюции организмов представлен как разветвляющееся дерево, где отдельные ветви символизируют дивергенцию видов от общего предка. Эволюция идет несколькими направлениями, каждое из которых характеризуется своим типом адаптации. Прогрессивная эволюция включает ароморфозы, которые повышают уровень организации, позволяя группам подниматься на новые ступени эволюционного развития. Идиоадаптации представляют собой приспособления, которые улучшают выживаемость в конкретных условиях без значительного усложнения организации. Дегенерация, в свою очередь, связана с упрощением структуры, когда организмы приспосабливаются к специализированному образу жизни (например, паразитизм).
2. Какие черты строения животных, принадлежащих к различным систематическим группам, свидетельствуют о морфофизиологическом прогрессе; общей дегенерации? Приведите примеры.
Черты морфофизиологического прогресса включают усложнение систем органов и функций. Примеры — развитие замкнутой кровеносной системы у позвоночных, появление легких у земноводных, а также мозга с развитой корой у млекопитающих. Эти изменения способствовали улучшению физиологических функций и повышению адаптационных способностей.
Общая дегенерация связана с утратой сложных функций и упрощением структуры. Примеры включают потерю пищеварительной системы у ленточных червей, упрощение нервной системы у некоторых паразитических организмов и редукцию органов у устриц, которые ведут прикрепленный образ жизни. Эти примеры показывают, что дегенерация может быть адаптивной, так как позволяет организму эффективно существовать в условиях специализированного образа жизни.