Слайд 1Тема 7. ЗАКОНОМЕРНОСТИ МАКРОЭВОЛЮЦИИ
Слайд 2Типы эволюции групп
В зависимости от изменения уровня организации группы:
Арогенез (повышение)
Аллогенез
(без изменения)
Катагенез (уменьшение)
Адаптивная зона - совокупность условий среды, определяющих тип
приспособлений группы организмов
(а, б, в).
Слайд 3I. Арогенез
Арогенез —направление эволюции, при котором у некоторых групп внутри
более крупного таксона появляются новые морфофизиологические особенности, приводящие к повышению
уровня их организации.
Слайд 4Ароморфозы
Новые прогрессивные черты организации - ароморфозы.
Ароморфозы позволяют организмам заселять
принципиально новые, более сложные адаптивные зоны.
Слайд 5Пример ароморфоза
Появление перьев и изменение строения передней конечности в эволюции
рептилий привело к появлению птиц.
Слайд 6II. Аллогенез
При аллогенезе у всех представителей данной группы сохраняются без
изменения основные черты строения и функционирования систем органов, благодаря чему
уровень организации их остается прежним.
Аллогенная эволюция происходит в пределах одной адаптивной зоны.
Слайд 7Идиоадаптации
Идиоадаптации — локальные морфофизиологические приспособления к определенным условиям обитания.
Позволяют данной
группе организмов занять разнообразные экологические ниши.
А – предковая форма
В –
тюлень (гребля)
С – крот (рытье)
D – верблюд (хождение по песку)
Е – лошадь (бег)
F – гепард (бег)
G – летучая мышь (полет)
Н – кунгуру (прыжки)
I – лемур (лазание по деревьям)
J – ленивцы (лазанье по деревьям)
Слайд 8III. Катагенез
Катагенез – направление филогенеза, сопровождающееся утратой прогрессивных черт и
переходом на более низкий уровень организации.
Асцидия (оболочник, тип Хордовые)
Слайд 9Дегенерация
Дегенерация (катаморфоз) – утрата органов, функций и упрощение структуры.
Петров крест
чашуйчатый
Европейский крот
Слайд 10Смена типов филогенеза в эволюции групп
Слайд 12Направления биологической эволюции
Биологический прогресс (от лат. progressus — движение вперёд)
– достижение данной группой организмов успеха в борьбе за существование.
Биологический
регресс (от лат. regressus — движение назад) – эволюционный упадок данной группы организмов, которая не смогла приспособиться к изменениям условий внешней среды или не выдержала конкуренции с другими группами.
Стагнация (от лат. stagnatio — неподвижность) – отсутствие изменений группы организмов в течение длительного геологического времени.
Слайд 14Критерии биологического прогресса
увеличение количества представителей соответствующей группы;
расширение ареала распространения;
активизация
видоообразования в роде, увеличение количества родов в семействе, семейств в
отряде и т.д.
Слайд 15Биологический прогресс могут испытывать группы организмов, эволюционирующие любым способом.
Слайд 17Биологический прогресс земноводных
350-280 млн. л.н.
Вымершие земноводные: 1 — Eogyrinus;
2 — Eryops; 3 — Gerrothorax; 4 — Seymouria; 5
— Metoposaurus; 6 — Ophiderpeton; 7 — Diplocaulus; 8 — Cardiocephalus.
Слайд 18Биологически прогресс пресмыкающихся
230-65 млн. лет назад
Слайд 19II. Биологический регресс
Причины:
Конкуренция со стороны более прогрессивных групп животных
Изменение условий
существования
Катастрофа
Слайд 21III. Стагнация
Реликты (от лат. relictum — остаток), виды и др.
таксоны растений и животных, сохранившиеся от исчезнувших, широко распространённых в
прошлом флор и фаун.
Реликты обладают консервативностью организации и крайне медленно эволюционируют.
Численность коморского целаканта составляет около 200 особей и сокращается.
Коморский целакант Latimeria chalumnae.
Слайд 22Формы эволюции
Филетическая (А)
Дивергентная (Б)
Конвергентная:
Синхронная (В)
Асинхронная (Г)
Параллельная (Д)
Слайд 23I. Филетическая эволюция — изменения, происходящие в одном филогенетическом стволе,
эволюционирующем во времени как единое целое.
Филетическая эволюция конечности в
сем. Лошадиные: 1 — эогиппус, 2 — миогиппус, 3 —парагиппус, 4 — плиогиппус, 5 — лошадь.
Слайд 24Пример филетической эволюции
В ходе филетической эволюции происходит постепенное нарастание количества
и степени выраженности признаков, характерных для современных форм.
Например, увеличение длины
хобота в эволюции слонов
Слайд 25II. Дивергентная эволюция
Дивергенция -образовании на основе одной предковой группы двух
или нескольких производных.
Она приводит к дифференциации более крупных таксонов
на более мелкие, например классов на отряды, родов на виды.
Рисунок Ч. Дарвина, иллюстрирующий дивергенцию, в книге «Происхождение видов».
Слайд 26Пример дивергентной эволюции
Филетическая и дивергентная эволюция протекают на общей генетической
базе, поэтому между организмами сохраняется более или менее выраженное генотипическое
и морфофункциональное сходство.
Филогенетическое дерево высших приматов.
Слайд 27Конвергенция (от лат. con—вместе и vergo—склоняю) – приобретение в ходе
эволюции сходного строения и функций неродственными (далекими в филогенетическом отношении)
организмами вследствие их приспособления к одинаковым условиям обитания.
III. Конвергентная эволюция
Слайд 28Пример конвергентной эволюции
Форма тела и особенности локомоции в воде у
акуловых (1) и костистых рыб (2), водных пресмыкающихся — ихтиозавров
(3), пингвинов (4), китообразных (5) и ластоногих (6) млекопитающих.
Конвергентные адаптации возникают на разной генетической основе, затрагивают поверхностные признаки, не распространяясь на общий план строения и наиболее существенные черты организации соответствующих групп.
Слайд 29Реконструкция предка китообразных
Слайд 30Параллельная эволюция (от греч. παράλληλος — идущий рядом) — независимое
развитие сходных признаков в эволюции близкородственных, но выделившихся групп организмов,
протекающее в одном направлении.
IV. Параллельная эволюция
Слайд 31Пример параллельной эволюции
Азия – двугорбый верблюд
Camelus bactrianus.
Африка – одногорбый
верблюд, дромедар Camelus dromedarius.
Слайд 32Параллельная эволюция саблезубости у кошачьих
Черепа саблезубых кошек в разные периоды
кайнозойской эры: а—махайрод (олигоцен, 37-25 млн. л.н.), б—смилодон (миоцен, 25-9
млн. л.н.) в—лжесаблезубая кошка (олигоцен, 37-25 млн. л.н.), г— саблезубый тигр (плейстоцен, 1,8 млн.-10 тыс. л.н.).
Слайд 34В связи с общностью части генофондов, унаследованных от предков, у
них возникают сходные адаптации в условиях действия факторов отбора в
одинаковом направлении.
Слайд 35Конвергентная эволюция саблезубости у кошек и сумчатых животных
Смилодон
Сумчатый саблезуб
Слайд 36Анатомия черепа саблезубой кошки и сумчатого саблезуба
Черепа Smilodon californicus (А)
и Thylacosmilus atrox (В-D).
Слайд 37Эмпирические правила макроэволюции
Слайд 38Правило необратимости эволюции
(Л. Долло, 1893)
Эволюция — процесс необратимый и
организм не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в
ряду его предков.
Слайд 39Правило прогрессирующей специализации
(Ш. Депере, 1876)
Группа, вступившая на путь
специализации, как правило, в дальнейшем развитии будет идти по пути
все более глубокой специализации.
Слайд 40Частный случай правила прогрессивной специализации — увеличение размеров тела особей
в процессе эволюции позвоночных животных.
Слайд 41Преимущества больших размеров тела позвоночных животных
Легче поддерживать обмен веществ (экономия
энергии)
Защита от хищников
Преимущества в силе при нападении на жертву
Слайд 42Правило происхождения от неспециализированных предков (Э. Коп, 1896)
Обычно новые группы
берут начало от сравнительно неспециализированных представителей предковых групп.
Самое древнее
млекопитающее Juramaia sinensis (208 млн. л.н.). Размер 10-15 см, вес 300 г.
Слайд 43Правило адаптивной радиации
(Г.Ф. Осборн, 1902)
Филогенез любой группы сопровождается разделением
группы на ряд отдельных филогенетических стволов, которые расходятся в разных
адаптивных направлениях от некоего исходного среднего состояния.
Слайд 44Адаптивная радиация рыб-цихлид в африканских озерах
В озере Танганьика 250
видов цихлид образовалось за 12–15 млн. лет, в Малави —
500 видов менее чем за 5 млн лет, в озере Виктории на формирование 500 эндемичных видов ушло 15-100 тыс. лет.
Источник: D. Brawand et al. The genomic substrate for adaptive radiation in African cichlid fish // Nature. 2014. V. 513. P. 375–381.
Слайд 45Правило чередования главных направлений эволюции (И.И. Шмальгаузен, 1939)
Арогенная эволюция
чередуется с периодами аллогенной эволюции во всех группах.
Гипотетическая схема
наиболее крупных арогенезов и идиогенезов в эволюции эукариотических водорослей.
Слайд 46Правило усиления интеграции биологических систем (И.И. Шмальгаузен, 1961)
Биологические системы в
процессе эволюции становятся все более интегрированными, со все более развитыми
регуляторными механизмами, обеспечивающими такую интеграцию.
