Краткое содержание: Параграф § 17 / Биология 11 класс

Направления и пути эволюции: Биологический прогресс и регресс

Макроэволюция, в отличие от микроэволюции, не имеет специфических механизмов. Она базируется на принципах микроэволюции и представляет собой процесс преобразования надвидовых систематических групп (родов, семейств, отрядов и т. д.).

Основной особенностью развития органического мира является его прогрессивная направленность — от низших форм к высшим. Однако в ходе эволюции наблюдается не только усложнение, но и упрощение или исчезновение некоторых органов или систем органов, а также появление адаптивных форм, схожих с предковыми, но лучше приспособленных к условиям обитания (конвергентная эволюция).

Биологический прогресс и регресс

Понятия биологического прогресса и регресса были сформулированы А. Н. Северцовым, который также установил основные пути их достижения.

• Биологический прогресс (от лат. progressus — движение вперёд) — это эволюционное развитие, приводящее к увеличению числа входящих в таксон видов, расширению его ареала, повышению численности особей и совершенствованию их приспособленности к условиям среды. Примерами организмов в состоянии биологического прогресса являются покрытосеменные растения, насекомые, костистые рыбы, птицы, плацентарные млекопитающие (например, мышевидные грызуны, зайцеобразные, насекомоядные, а также животные, живущие рядом с человеком, — тараканы, блохи, вши) и сорные растения (например, осот, пырей).
• Биологический регресс (от лат. regressus — движение назад) — это эволюционное ослабление в развитии систематической группы, которое выражается в уменьшении числа входящих в неё видов, сужении ареала и снижении численности особей. Этот процесс приводит к ухудшению приспособленности и, как следствие, к вымиранию таксонов (исчезновению отдельных популяций, родов, семейств). Примерами таксонов в состоянии биологического регресса в прошлом были вымершие гигантский ленивец, саблезубый тигр, древовидные хвощи и плауны. В настоящее время в состоянии биологического регресса находятся многие реликты (например, гнетум, древние папоротники) и животные — кистепёрые рыбы, первоящеры.

Причиной биологического регресса часто является отставание темпов эволюции группы от скорости изменений внешней среды. Узкоспециализированные виды, чрезмерное увеличение размеров которых сделало их малоподвижными и уязвимыми для хищников, также подвержены риску вымирания, поскольку им трудно приспособиться к новым условиям.

Пути достижения биологического прогресса

Согласно концепции А. Н. Северцова и И. И. Шмальгаузена, биологический прогресс может быть достигнут тремя основными путями:

• Ароморфоз (от греч. airo — поднимаю, morphe — форма), или морфофизиологический прогресс, — это крупные, принципиально новые изменения в строении организма, которые сопровождаются повышением общего уровня организации. Ароморфозы приводят к приобретению новых приспособлений, что расширяет адаптивные возможности организма и способствует освоению новых сред обитания. Примеры ароморфозов: эволюция покровов тела, дыхательной, кровеносной систем у позвоночных животных (например, появление четырёхкамерного сердца у птиц и млекопитающих, лёгочного дыхания у наземных позвоночных, пятипалой конечности). Ароморфоз лежит в основе появления новых, более крупных систематических групп.
• Идиоадаптация (от греч. idios — особенность, lat. adaptatio — приспособление) — это частные приспособления организмов к конкретным условиям существования, которые не сопровождаются повышением общего уровня организации. В результате идиоадаптации происходит расхождение признаков (дивергенция) и формирование гомологичных органов. Это приводит к образованию более мелких таксонов (видов, родов, семейств, отрядов). Примеры идиоадаптаций: разнообразие клювов у птиц, приспособления в форме и размерах цветков, разнообразные типы плодов и семян у покрытосеменных растений, особенности строения конечностей у млекопитающих.
• Общая дегенерация (от лат. degerero — вырождаюсь), или морфофизиологический регресс, — это упрощение организации, образа жизни и строения организма, которое сопровождается утратой ряда органов или систем органов. Общая дегенерация вызвана переходом организмов к паразитическому или пассивному образу жизни (сидячему, обрастающему). При этом упрощение организации может служить приспособлением к существованию в новых условиях. Примеры общей дегенерации: утрата органов чувств и пищеварения у паразитических ленточных червей; редукция корней и листьев у растений-паразитов. Общая дегенерация является вторичной по отношению к биологическому прогрессу.

Соотношение и чередование направлений и путей эволюции

В процессе эволюции наблюдается закономерная смена путей и направлений. Согласно схеме А. Н. Северцова, вступившая на путь ароморфоза группа (ветвь \( A \rightarrow A_1-A_3 \)) достигает биологического прогресса и выходит на новый уровень организации. Далее может наступить длительная фаза идиоадаптации (ветви \( A_1 \rightarrow B_1-B_5 \)), которая позволяет выработать приспособления к новым, более конкретным условиям среды, поддерживая прогресс. Высокоспециализированные формы могут дать начало новому ароморфозу или, напротив, пойти по пути общей дегенерации (ветвь \( B \rightarrow B_5 \)), то есть упрощения уровня организации, что соответствует нисходящей линии на схеме, но при этом могут достичь биологического прогресса за счёт выработки идиоадаптаций в новых, упрощённых условиях существования. Таким образом, ароморфоз, идиоадаптация и общая дегенерация являются путями достижения биологического прогресса.