1. Ароморфоз (морфофизиологический прогресс)- эволюционное преобразование строения и функций организма, повышающие как общий уровень его морфофизиологической организации, так и уровень общей энергии жизнедеятельности.
Ароморфоз включает следующие эволюционные изменения:
· крупные изменения строения организмов (например, развитие четырехкамерного сердца и полушарий головного мозга у млекопитающих);
· возникновение адаптаций (приспособлений) общего плана (например, теплокровность, наземная локомоция);
· расчленение органов (например, расчленение мышечных пластов червей на отдельные пучки у членистоногих);
· усложнение и интенсификацию функций (например, интенсификация функции снабжения тканей питательными веществами и кислородом при полном обособлении большого и малого кругов кровообращения);
· общее повышение интенсивности жизнедеятельности организмов;
· повышение общего уровня обмена энергии;
· уменьшение зависимости организма от условий существования;
· увеличение степени влияния организма на окружающую среду.
2. Идиоадаптация – это узкое (частное) приспособление организма к определенным условиям среды, не сопровождающееся повышением его общего уровня организации и позволяющее лучше освоить существующую экологическую нишу.
Основными результатами идиоадаптации являются следующие процессы и явления.
1. Освоение близкими видами различных географических зон; например, представителей семейства Волчьи можно встретить на всей территории от Арктики до тропиков, что значительно снижает конкуренцию между видами.
2. Значительное расширение ареала и увеличение разнообразия эволюционных факторов, действующих на представителей этой группы животных.
3. Увеличение числа подчиненных систематических групп (например, видов внутри семейства Волчьи).
В конечном итоге, благодаря указанным результатам идиоадаптация способствует биологическому прогрессу соответствующей группы(семейства Волчьи и т.п.).
3. Общая дегенерация - упрощение морфофизиологической организации. Часто она отмечается с переходом к паразитическому или прикрепленному образу жизни. В качестве примера можно привести ленточных червей, утративших пищеварительную систему и органы чувств.
Сущность взаимосвязи между основными направлениями эволюции:
1. Ароморфозы формируют исходную основу для многочисленных последующих идиоадаптаций.
2. Формирование идиоадаптаций, как и ароморфозов, обеспечивается одними и теми же механизмами.
Так, у кистеперых рыб развитие легких представляло собой идиоадаптацию, благодаря которой они могли существовать в воде с пониженным содержанием кислорода. Для первых наземных позвоночных развитие легочного дыхания явилось ароморфозом.
ОСНОВНЫЕ ГИПОТЕЗЫИ ТЕОРИИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
Сложность проблемы возникновения жизни на Земле породила множество соответствующих гипотез и концепций. Отсутствие в настоящее время единой, общепризнаваемой в ученом мире теории возникновения жизни является главной причиной сохранения вплоть до настоящего времени жизнеспособности многих из них, в том числе концепций идеалистического толка.
Все гипотезы (концепции) и теории можно объединить в пять групп.
1. Креационистские концепции, основывающиеся на утверждении «все живое создано Творцом (богом)». При этом созданы сразу все целесообразно устроенные организмы для определенной цели (среды существования) и остаются с тех пор в неизмененном виде.
2. Концепции самозарождения: жизнь зародилась и продолжает зарождаться в настоящее время из неорганических веществ (из воды, ила и т.п.). По утверждению голландца Яна ван Гельмонта в течение 3 недель происходит самозарождение мышей из горсти зерна в темном шкафу. Еще в XVII веке несостоятельность подобных концепций была продемонстрирована в опытах Франческо Реди, а позднее убедительно доказана Луи Пастером (1862 г.).
3. Гипотезы стационарного состояния исходят из признания вечности Вселенной и вечности существования в ней такого явления как жизнь. Ограниченное время существуют лишь отдельные тела (звезды, планеты) или формы жизни на них.
4. Гипотезы панспермии, обосновывающие возможность заноса живых организмов на Землю с других планет (небесных тел). Основоположником первой теории панспермии является шведский химик С.Аррениус. В середине XX века Л.Оргель и Ф.Крик разработали гипотезу направленной панспермии: жизнь появилась на нашей планете благодаря тому, что какие-то сознательные существа, обнаружив на Земле подходящие условия для жизни, снарядили контейнеры примитивными организмами и отправили их на Землю с помощью специальных носителей.
5. Теории возникновения жизни на основе химической и биологической эволюции, авторы которых исходят из утверждения, что жизнь – результат длительных постепенных превращений химических веществ, а затем возникших из них первых живых существ (например, пробионтов и протоклеток). Наиболее распространенной и обоснованной среди теорий этой группы является теория А.Опарина-Дж.Холдейна.
ХАРАКТЕРИСТИКА ЭТАПОВ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ В СООТВЕТСТВИИ С ТЕОРИЕЙ А.ОПАРИНА-ДЖ.ХОЛДЕЙНА
Наиболее распространенная и самая признаваемая учеными мира теория возникновения жизни на Земле разрабатывалась независимо российским ученым академиком А.И.Опариным и американским ученым Дж.Холдейном. В связи с этим она чаще всего и упоминается под названием теории Опарина-Холдейна. Эта теория относится к группе теорий возникновения жизни путем химической и биологической эволюции. В соответствии с ней выделяют шесть этапов преобразований.
1. Формирование восстановительной атмосферы Земли, характеризующейся наличием в ее составе метана, водорода, аммиака, цианистого водорода и других легко вступающих в химические реакции газов.
2. Синтез простых органических веществ (аминокислот, нуклеотидов, органических кислот) из газов восстановительной атмосферы. Источником энергии для подобных синтезов могли служить электрические процессы в атмосфере, извержения вулканов и др. Реальность этого этапа подтверждена лабораторными экспериментами С.Миллера и Г. Юри, синтезировавшими в колбе пять видов аминокислот из водорода, метана, аммиака и паров воды.
3. Полимеризация мономеров (аминокислот, нуклеотидов) с образованием цепей белков и нуклеиновых кислот. Возможность осуществления этого этапа в эволюции подтверждена лабораторными экспериментами Фокса (1961), получившего из сухой смеси аминокислот, нагреваемой до 130˚ в чаше из застывшей вулканической лавы, полипептиды.
4. Образование фазовообособленных систем белков, отделенных от внешней среды мембранами. Такие системы белков имели вид сферических образований неправильной формы и различного размера. Они были названы коацерватами (А.Опарин) или микросферами (Дж.Холдейн). Коацерваты окружались липидными молекулами, в результате чего формировались примитивные биологические мембраны. Коацерваты поглощали органические вещества (белки) из внешней среды (морской воды), увеличиваясь в размерах. На этом этапе проявлялся химический отбор по эффективности роста (увеличения в размерах) коацерватов.
5. Возникновение пробионтов и протоклеток – первичных живых существ, характеризовавшихся установившимися кодовыми отношениями между внутриклеточной ДНК и синтезируемым по ее плану в клетке белком. На данном этапе химический отбор полностью вытесняется биологическим (естественным) отбором.
6. Появление первых гетеротрофных организмов, характеризовавшихся всеми свойствами живого, в том числе способностью к размножению и передаче наследственной информации потомству. По мере истощения органических веществ Мирового океана и усиления конкуренции между гетеротрофами в ходе естественного отбора появились автотрофные организмы.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Биология: учебник: в 2 т. / под ред. В. Н. Ярыгина. – Т.1. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. – 736 с.
2. Биология: учебник: в 2 т. / под ред. В. Н. Ярыгина. – Т.2. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. – 560 с.
3. Инге-Вечтомов С.Г. Генетика с основами селекции: учебник / С.Г.Инге-Вечтомов. – М.: Н.-Л., 2015. – 720 с.
4. Клаг У.С. Основы генетики / У.С. Клаг, М.Р. Каммингс, Ш.А. Спенсер. М.: Техносфера, 2016. – 944 с.
5. Северцов А.С. Теория эволюции: Учеб. для студентов вузов. – М.: ВЛАДОС, 2005. – 380 с.
6. Сыч В.Ф. Общая биология: учебник для вузов / В.Ф. Сыч. – М.: Академический Проект; Культура, 2007. – 331 с.
7. Хандогина Е.К. Генетика человека с основами медицинской генетики: Учебник / Е.К. Хандогина, И.Д. Терехова, С.С. Жилина. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. – 192 с.
8. Яблоков А. В. Эволюционное учение: учебник для студ. биол. направл. и биол. спец. вузов / Яблоков А. В., Юсуфов А. Г. - Изд. 6-е, испр. - М.: Высш. шк., 2006. - 310 с.