Макроэволюция: направления и пути (ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация)

Макроэволюция — эволюционные процессы образования надвидовых таксонов (родов, семейств, отрядов, классов, типов) на протяжении сотен миллионов лет. Академик А.Н. Северцов разработал концепцию главных направлений эволюции:

• Биологический прогресс — победа вида в борьбе за существование, характеризуется:

1. Возрастанием численности особей;

2. Расширением географического ареала обитания;

3. Дивергенцией — распадением на новые популяции, подвиды и виды.

Примеры видов в состоянии биологического прогресса: грызуны, костистые рыбы, птицы, насекомые, покрытосеменные растения, человек;

• Биологический регресс — эволюционный упадок вида, характеризуется снижением численности, сужением ареала и сокращением числа популяций, грозящим полным вымиранием вида. Примеры: уссурийский тигр, снежный барс (ирбис), дрофа, гинкго билоба, сайгак.

А.Н. Северцов выделил 3 главных пути макроэволюционного успеха:

1. Ароморфоз (арогенез / морфофизиологический прогресс) — крупное эволюционное новшество, существенно повышающее общий уровень организации организмов, открывающее путь в принципиально новые среды обитания (дает начало классам, типам). Примеры:

• Появление челюстей у позвоночных, выход на сушу (пятипалая конечность, легочное дыхание);

• 4-камерное сердце и теплокровность (гомойотермия) у птиц и млекопитающих, кора полушарий, живорождение и плацента;

• Появление цветка, двойного оплодотворения и плода у покрытосеменных;

2. Идиоадаптация (алломорфоз) — частное адаптивное приспособление к конкретным условиям среды БЕЗ изменения общего уровня организации (дает начало видам, родам, семействам). Примеры: форма клювов вьюрков, покровительственная окраска камбалы, ласты тюленей, прицепки плодов череды;

3. Общая дегенерация (катаморфоз) — эволюционное упрощение организации, вторичная редукция органов и систем в связи с переходом к паразитизму или сидячему образу жизни (повышает выживаемость вида!). Примеры: утрата пищеварительной системы, органов чувств у ленточных червей (бычьего цепня); редукция корней и листьев у паразитического растения повилики; редукция нервной трубки у взрослой асцидии.

Сравнительно-анатомические доказательства макроэволюции:

• Гомологичные органы — органы, имеющие ЕДИНОЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ и общий план анатомического строения, развивающиеся из одних и тех же эмбриональных зачатков, но выполняющие РАЗНЫЕ функции в результате дивергенции:

1. Передние конечности позвоночных: рука человека (хватание), крыло птицы и летучей мыши (полет), ласт кита (плавание), роющая лапа крота, копыто лошади;

2. Видоизменения побега: клубень картофеля, луковица тюльпана, корневище ландыша, колючка боярышника, ус винограда;

3. Видоизменения листа: хвоя сосны, колючка кактуса, усик гороха, лепестки цветка;

• Аналогичные органы — органы, выполняющие ОДИНАКОВЫЕ ФУНКЦИИ и имеющие внешнее сходство, но обладающие СОВЕРШЕННО РАЗЛИЧНЫМ ПРОИСХОЖДЕНИЕМ и внутренним строением (результат конвергенции):

1. Крыло бабочки (хитиновый вырост стенки тела) и крыло птицы (видоизмененная пятипалая передняя конечность с перьями);

2. Роющие конечности медведки (членистоногое) и лапы крота (млекопитающее);

3. Глаз кальмара (моллюск) и глаз человека (позвоночное);

4. Колючки барбариса (лист), боярышника (побег) и шиповника (вырост коры).

Макроэволюционные траектории:

• Дивергенция — независимое расхождение признаков у первоначально родственных организмов в процессе адаптации к разным экологическим условиям. Приводит к образованию гомологичных органов (дивергенция конечностей млекопитающих);

• Конвергенция — независимое схождение признаков и появление сходного внешнего облика у филогенетически далеких неродственных групп, обитающих в одинаковой среде. Приводит к образованию аналогичных органов (торпедовидная гидродинамическая форма тела акулы — хрящевая рыба, ихтиозавра — ископаемая рептилия, и дельфина — млекопитающее);

• Параллелизм — независимое развитие сходных признаков на базе близкого общего генофонда у родственных групп (параллельное возникновение признаков саблезубости у кошачьих хищников).

Типичные тестовые капканы ЕНТ:

• Рука человека и ласт тюленя = ГОМОЛОГИ (передняя конечность млекопитающих);

• Крыло птицы и крыло летучей мыши = ГОМОЛОГИ как конечности, но АНАЛОГИ как летательные аппараты;

• Усики гороха (лист) и усики винограда (побег) = АНАЛОГИ (разное происхождение!);

• Колючки кактуса (лист) и колючки боярышника (побег) = АНАЛОГИ;

• Клубень картофеля и луковица лука = ГОМОЛОГИ (оба видоизменения побега);

• Корнеплод моркови и клубень картофеля = АНАЛОГИ (корень и побег).