Гипермаркет знаний>>Биология>>Биология 9 класс>> Макроэволюция

Становление и развитие крупных таксономических групп

Обычно слово «эволюция» вызывает в воображении образы динозавров, лесных мамонтов, вмерзших в глыбы льда и другие подобные картины. Эти следы древних форм жизни давно вымерших и сохранившихся лишь в виде ископаемых остатков, в совокупности дают нам некоторое представление об отдельных фрагментах эволюционной истории. Говоря об эволюции с этих позиций, мы обычно подразумеваем изменения состава жизненных форм на Земле в течение очень длительных промежутков времени, когда старые формы сменили новые. Этот процесс называется макроэволюцией.

Мы познакомились с тем, как механизмы видообразования могут приводить к возникновению новых жизненных форм. Остается, однако, неясным, как происходит формирование более высоких таксономических категорий: рода, семейства, отряда, класса и др. Заметим, что не существует даже таких терминов, как, например, «родообразование». «семействообразование» и им подобных.

Причина кроется в том, что высшие таксономические категории представляют собой отчасти абстрактные понятия: группы объединяемых в них организмов не имеют общего генофонда и не обмениваются генетическим материалом во время размножения, как это имеет место в пределах видов. Эти группы представляют собой некие мысленные конструкции, выстроенные на основе изучения и сопоставления близких (а значит, родственных) форм и установления таким образом их эволюционных связей. Тем не менее нет принципиальных различий между процессами образования новых видов, т. е. микроэволюцией, и процессами формирования более высоких таксономических групп. В макроэволюции действуют те же процессы: образование фенотипических изменений, борьба за существование, естественный отбор, вымирание наименее приспособленных форм.

Результатом макроэволюционных процессов становятся существенные изменения внешнего строения и физиологии организмов — такие, например, как формирование замкнутой системы кровообращения у животных или появление устьиц и эпителиальных клеток у растений. К фундаментальным эволюционным приобретениям такого рода относятся образование соцветий или превращение передних конечностей рептилий в крылья и ряд других.

Наиболее убедительные доказательства макроэволюционных процессов дают нам палеонтологические данные.

Ископаемые остатки

Палеонтология изучает ископаемые остатки вымерших организмов и устанавливает их сходство и различия с современными организмами. По остаткам палеонтологи реконструируют внешний облик вымерших организмов, узнают о растительном и животном мире прошлого. К сожалению, изучение ископаемых форм дает нам неполную картину эволюции флоры и фауны. Большинство остатков состоит из твердых частей организмов костей, раковин, внешних опорных тканей растений. Большой интерес вызывают окаменелости, сохранившие на себе следы нор и ходов древних животных, отпечатки конечностей или целых организмов, оставленных на когда-то мягких отложениях.

С помощью палеонтологических находок удалось почти полностью реконструировать филогенетические ряды, т. е. ряды видов, последовательно сменявших друг друга в процессе эволюции различных групп животных и растений. Примером может служить эволюция лошади. Ее далекий предок, ростом с небольшую собаку, обладатель четырехпалых передних конечностей и бугорчатых зубов травоядного типа, жил в местностях с мягким климатом и обильной пищей. К концу неогена растительность здесь стала сухой, грубой и скудной. Для пропитания необходимо было перемещаться по более обширным пространствам. Естественный отбор привел к удлинению конечностей, сокращению количества пальцев, что способствовало быстрому бегу. Изменение характера пищи привело к образованию складчатых зубов. Произошла мощная перестройка организма этих животных, и современная лошадь напоминает своего предка очень отдаленно (рис. 80).

К сожалению, в большинстве случаев особенности эволюционных изменений остаются для нас неизвестными, потому что далеко не всегда удается найти промежуточные формы: две трети всех организмов, которые когда-либо существовали на Земле, утрачены для науки. Их нет среди ископаемых видов. Например, беспозвоночные обитатели древних морей имели мягкие тела, у них не было твердого скелета, зубов или иных твердых образований, и они вымерли, не оставив никаких следов, по которым можно было бы восстановить их облик.

Микроэволюция

Микроэволюцией называют такие эволюционные преобразования, которые происходят внутри вида среди популяций, а также приводят к разнообразию его признаков и видоизменению.

Эти различные преобразования, происходят при помощи мутационных изменений. Такому превращению и видоизменению способствует воздействие естественного отбора, а также возникновение различных изоляционных барьеров.

Но следует отметить, что процесс микроэволюции, который приводит к образованию новых видов для разных систематических групп, происходит не в один момент, а для этого требуются сотни лет или даже тысячелетия.

Вид

Как правило, все микроэволюционные процессы, которые могут происходить в той или иной популяции, в итоге могут привести к возникновению новых видов и приблизить к очередному эволюционному этапу на Земле.

Под видом следует подразумевать популяцию особей, которые имеют сходство по основным признакам. То есть, к таким экземплярам относятся те, что имеют общее происхождение, занимают определенные границы территории, скрещиваются между собой и получают плодовитое потомство.

Впервые, такой термин, как «вид», в своих ученьях использовал Аристотель. А вот понятие вида, как биологической категории ввел основатель этой теории, К. Линней. Способы видообразования

А теперь давайте более детально рассмотрим и узнаем, какие бывают способы видообразования и в чем их различие.

• Во-первых, таким способом видообразования может быть прямое преобразование одного вида в другой. При таком преобразовании количество видов в природе остается прежним.

• Вторым способом является дивергенция, то есть расхождение признаков. Как правило, такие процессы возникают там, где присутствует многочисленная популяция и появляется необходимость их перемещения на новые места обитания или заполнению новых экологических ниш. При дивергенции возможно увеличения количества видов, но при условии, что виды их предков остаются жизнеспособными.

• Третьим способом видообразования может быть гибридизация двух видов, которая может способствовать появлению третьего, совершенно нового вида. Но, если честно, то такой способ в природных условиях встречается очень редко. В основном, этот способ используют в селекции и естественно, что при данном способе количество видов увеличивается.

Основные пути видообразования

Географическое или так называемое аллопатрическое видообразование характеризуется возникновением различных географических преград, которые могут существовать между популяциями определенного вида. К таким географическим преградам относятся горы, моря, пустыни, ледники и тому подобное.

Симпатрический или экологический способ видообразования, как правило, возникает на одной территории обитания исходного вида, т. е. внутри ареала. Для такого способа видоизменения характерны различные мутации, гибридизация, хромосомные перестройки, которые приводят к генетической изоляции между родственными популяциями и в итоге формируются новые виды.

Огромную роль в видообразовании играют и экологические факторы. При таком способе возникает возможность появления новых видов, которые по своим физиологическим признакам близки к исходному виду.

Как правило, если видоизменения происходят по экологической причине, то такое видообразование не имеет физических барьеров. Правда, тогда особи с промежуточными характеристиками имеют сходные внешние данные, но оказываются менее приспособленными, чем предыдущий вид.

При филетическом видообразование, вид может быть в череде поколений полностью изменен и превратиться в совершенно новый вид.

Но и при дивергентном видообразовании, путем разделения единого предкового вида, появляется новый вид, где огромную роль играет метод естественного отбора.

Вопросы к теме

1.    В чем различие макро- и микроэволюции?
2.    Какие процессы являются движущими силами макрозволюции? Приведите примеры мак- роэволюционных изменений.
3.    Какие факты лежат в основе изучения и доказательств макроэволюции?
4.    Какое значение имеет исследование филогенетических рядов?

Каменский А. А., Криксунов Е. В., Пасечник В. В. Биология 9 класс
Отправлено читателями с интернет-сайта