Биологический и морфофизиологический прогрессы и регрессы по А.Н Северцову

Биологический прогресс является основным, магистральным направлениям эволюции. Биологический прогресс характеризует отдельные группы организмов на определенных этапах развития органического мира.

Критерии биологического прогресса:

1. Увеличение числа особей рассматриваемой группы.

2. Расширение ареала.

3. Интенсивное формо- и видообразование.

В итоге наблюдается выход в новую адаптивную зону с последующей адаптивной радиацией, то есть распространение в различных условиях обитания.

В том случае, если темпы эволюции данной группы организмов отстают от темпа изменений среды, фаза стабилизации сменяется фазой биологического регресса. Критерии регресса прямо противоположны критериям прогресса. В дальнейшем возможно превращение группы организмов в реликтовую или их вымирание. Регресс часто связан с узкой специализацией и дегенеративными явлениями. В настоящее время регрессу способствует изменение среды под воздействием антропогенных факторов – настолько быстрое, что популяции не успевают изменять свою генетическую структуру.

Нужно подчеркнуть, что биологический регресс не является фатальной неизбежностью: не существует биологических законов, ограничивающих время существования таксонов.

 

Основным способом достижения биологического прогресса является арогенез, или морфофизиологический прогресс – процесс повышения общего уровня организации.

Критерии арогенеза (морфофизиологического прогресса):

а) системные – совершенствование систем гомеостаза и гомеореза; (гомеостаз – устойчивость состояния, например, постоянная температура тела, постоянство солевого состава, постоянство содержания О₂ и СО₂, постоянство рН...); (гомеорез – устойчивость развития, например, способность формирования определенного фенотипа в изменяющихся условиях среды обитания);

б) энергетические – повышение к.п.д. организма (сравните опыление у сосны и у цветковых растений); в частном случае – повышение уровня обмена веществ (птицы, млекопитающие);

в) информационные – возрастание объема информации: генетической (увеличение объема ДНК в клетке) и эпигенетической (память, научение).

А. Н. Северцов впервые разделил понятия биологического и морфофизиологического прогресса (последний означает усложнение организации). Биологический прогресс, в отличие от морфофизиологического, может достигаться не только путем повышения уровня организации (ароморфоз) и частных приспособлений (идиоадаптация), но и вторичным упрощением организации — общей дегенерацией, которая является одной из форм специализации. Примером биологически прогрессивного таксона, эволюция которого шла по пути общей дегенерации, могут служить ленточные черви

 

Закон зародышевого сходства К. Бэра и биогенетический закон Э. Геккеля и Ф. Мюллера

Законы зародышевого сходства Карла Бэра:

- наиболее общие признаки любой крупной группы животных появляются у зародыша раньше, чем менее общие признаки;

- после формирования самых общих признаков появляются менее общие и так до появления особых признаков, свойственных данной группе;

- зародыш любого вида животных по мере развития становится все менее похожим на зародышей других видов и не проходит через поздние стадии их развития;

- зародыш высокоорганизованного вида может обладать сходством с зародышем более примитивного вида, но никогда не бывает похож на взрослую форму этого вида.

Биогенетический Закон

Биогенетический закон - теоретическая модель, предложенная Ф. Мюллером и Э. Геккелем, согласно которой в индивидуальном, прежде всего эмбриональном, развитии высших организмов происходит закономерное повторение (""рекапитуляция - "") признаков, свойственных их биологическим предкам. Онтогенез - повторяет в сокращенном варианте филогенеза -. Эта модель была распространена на развитие психики - человека, в соответствии с чем психическое развитие индивида в силу биологической закономерности повторяет путь исторического развития предшествующих поколений, и на этот процесс очень мало может повлиять воспитание и обучение ребенка.

 

Теория филэмбриогенезов по А.Н. Северцову

Одна из главных задач эволюционной теории заключалась в выяснении того, каким образом изменения отдельных организмов становятся признаками вида и более крупных таксонов, иначе говоря, каким образом онтогенетические преобразования соотносятся с филогенетическими. Согласно биогенетическому закону Э. Геккеля онтогенез есть быстрое и сжатое повторение филогенеза(рекапитуляция). Северцов пересмотрел в общем статичную геккелевскую схему рекапитуляции и выдвинул положение о том, что онтогенез не просто копирует филогенез, но что в процессе эволюции изменениям подвергаются все стадии онтогенеза, и, соответственно, происходят филогенетические преобразования (филэмбриогенезы). На ранних стадиях эмбрионального развития появляются крупные эволюционные новшества (архаллаксисы), на более поздних — изменения меньшего масштаба (девиации), на конечных стадиях — преобразования еще более мелкого ранга. Может также происходить удлинение онтогенеза путем надставки стадий (анаболии). Наглядной иллюстрацией северцовской теории филэмбриогенезов является происхождение и эволюция многоклеточных животных. По мнению ученого, у одноклеточных организмов онтогенез как таковой отсутствует, он появляется у их многоклеточных потомков, которые в начале развиваются посредством анаболий, а затем — путем изменений первичных зачатков на основе архаллаксисов и девиаций. В рамках теории филэмбриогенезов разрабатывалось учение о корреляции органов, их редукции и другие вопросы эволюционной филогенетики.

 

Гипотезы происхождения жизни (теория А. Опарина и Д. Холдейна, панспермии, вечности жизни и другие гипотезы)

Теория Опарина — Холдейна

В 1924 году будущий академик Опарин опубликовал статью «Происхождение жизни», которая в 1938 году была переведена на английский и возродила интерес к теории самозарождения. Опарин предположил, что в растворах высокомолекулярных соединений могут самопроизвольно образовываться зоны повышенной концентрации, которые относительно отделены отвнешней среды и могут поддерживать обмен с ней. Он назвал их Коацерватные капли, или просто коацерваты.

Согласно его теории процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделён на три этапа:

• Возникновение органических веществ
• Возникновение белков
• Возникновение белковых тел

Проверил теорию Стэнли Миллер в 1953 году в эксперименте Миллера — Юри. Он поместил смесь H₂O, NH₃, CH₄, CO₂, CO в замкнутый сосуд и стал пропускать через неё электрические разряды (при температуре 80°С). Оказалось, что образуются аминокислоты^[4]. Позднее в разных условиях были получены другие сахара и нуклеотиды^[2]. Он сделал вывод, что эволюция может произойти при фазовообособленном состоянии из раствора (коацерватов). Однако, такая система не может сама себя воспроизводить.

Эволюционная теория
Основоположником теории эволюции, считается Чарльз Дарвин. В основе этой гипотезы происхождения жизни на земле лежит концепция естественного отбора. Эта теория предполагает постепенное эволюционирование организмов от простейших форм к более сложным формам, что означает наличие «общего предка» для всех живых существ.

Безусловно, современные воззрения сторонников этой доктрины очень отличаются от «классической» теории Дарвина. Но, несмотря на это в её основе лежит вся та, же концепция изменчивости видов, под влиянием воздействий окружающей среды.

Гипотеза панспермии
Согласно этой доктрине жизнь была занесена на нашу планету из космоса. И основана она на возможности некоторых простейших организмов переносить такие неблагоприятные условия, как: температура близкая к абсолютному нулю, глубокий вакуум, радиация и ряд других факторов. Это теория не отрицает возможность умышленного «занесения» жизни на планету какими-то инопланетными существами.

К этой же теории можно отнести и гипотезу о том, что жизнь во вселенной образовалась в результате большого взрыва, то есть возникла вместе с самой вселенной.

Креационизм
У этой концепции, вероятнее всего, наиболее древние корни. Основным положением этой гипотезы происхождения жизни на земле лежит теория создания всего сущего единым высшим существом, то есть Богом. Если верить этой теории, то все живые существа были сотворены в таком же виде, в каком существуют и сейчас.

Она утверждает, что процесс сотворения мира произошёл единожды, а поэтому не доступен для наблюдения. Фундаментальный креационизм, согласно христианской традиции, изложенной в книге Бытия, утверждает, что ни о каком естественном отборе не может быть и речи. Тех же самых взглядов придерживаются и фундаментальные исламисты.

 

4.16. Происхождение млекопитающих (гипотезы Э. Геккеля и И. Мечникова)
1. Геккель - теория гастреи
Опираясь на результаты эмбриологических исследований А.О. Ковалевского, Э. Геккель (1834-1919) выдвинул теорию гастреи (1874 г.).
Он утверждал, что общий предок всех многоклеточных животных походил на однослойный зародыш — бластулу. В ходе дальнейшей эволюции передняя стенка этого однослойного образования впячивалась внутрь, и таким образом возник аналог двухслойного зародыша (гаструлы) — гастрея.
Основываясь на колониях простейших (Volvox), Геккель (1874) построил гастрейную теорию происхождения Metazoa, которая принимается многими зоологами. Геккель утверждал, что отдаленным предком многоклеточных была шаровидная колония простейших. Он опирался на данные эмбриологии, говорящие о том, что в онтогенезе внутренний зародышевый пласт (энтодерма) часто образуется путем впячивания (инвагинации) стенки однослойного зародыша (бластулы), в результате чего получается двухслойная стадия (гаструла). Геккель полагал, что и в процессе эволюции (филогенеза) одна половина шаровидного бластулообразного организма впятилась в другую, и таким образом возникла первичная кишечная полость, открывающаяся наружу ротовым отверстием. Такой гипотетический двухслойный организм плавал с помощью жгутиков, размножался половым путем и стал предком всех многоклеточных животных. Геккель назвал его " гастреей ". Принятие гастрейной теории подводит нас непосредственно к низшим двухслойным Metazoa (гидра).

2. Мечников - теория фагоцителлы
И.И. Мечников, проанализировав процесс образования гаструлы у низших многоклеточных, пришел к выводу, что гаструляция путем впячивания — позднее эволюционное образование; он разработал теорию фагоцителлы. Согласно И.И. Мечникову, первичный колониальный организм состоял из одинаковых клеток, образующих шаровидное скопление — аналог бластулы. Переход к двухслойному состоянию был связан с тем, что клетки, захватившие пищу, теряли жгутик и перемещались вглубь колонии. Постепенно разделение на внешний — движущий и внутренний — питающий слои закрепилось и стало постоянным. От фагоцителлы произошли губки и бескишечные турбелярии.
Гипотеза происхождения многоклеточных животных, предложенная И. И. Мечниковым в 1879–86. Согласно теория фагоцителлы, исходной формой многоклеточных является гипотетическое животное – фагоцителла (др. название – паренхимелла). Фагоцителла состоит (подобно личинке современных низших многоклеточных – паренхимуле из слоя поверхностных клеток – эктодермы, или кинобласта, и внутренней клеточной массы – паренхимы, или фагоцитобласта. Кинобласт выполняет функции отграничения, внешнего обмена и движения; фагоцитобласт – внутреннего обмена, внутриклеточного пищеварения (см. Фагоцитоз). Из кинобласта и фагоцитобласта в ходе эволюции возникло всё многообразие форм тканей многоклеточных животных организмов.