Блок 3. Система, многообразие и эволюция живой природы

Учение об эволюции органического мира. Ч. Дарвин – основоположник учения об эволюции. Усложнение растений и животных в процессе эволюции.

Чарльз Дарвин (12 февраля 1809 — 19 апреля 1882) — английский натуралист и путешественник, одним из первых осознал и наглядно продемонстрировал, что все виды живых организмов эволюционируют во времени от общих предков.

Эволюция – это необратимый длительный процесс формирование приспособлений к окружающей среде, передающиеся из поколения в поколение, основанный изменчивости организмов и их борьбы за существование.

Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина

1. Эволюционируют не отдельные особи, а виды и популяции.

2. Виды в природе ведут борьбу за существование с условиями обитания и между собой.

3. Борьба за существование и естественный отбор на основе наследственности и изменчивости – основные силы эволюции.

4. Результатом борьбы за существование и естественного отбора являются приспособленность и образование новых видов.

5. Породы домашних животных и сорта обладают приспособленностью, которая предусматривает не пользу животного, а исключительно интересы человека – искусственный отбор.

Дарвин не пытался объяснить возникновение жизни на Земле, его интересовало, каким образом, из существующих видов могут появляться новые.

Предпосылки эволюции

1. Изменчивость организмов – изменение организмов под действием окружающей среды; приобретение в течение всей жизни особью новых признаков отличных от родительских (изменения могут передаваться по наследству, либо не передаваться).

2. Борьба за существование (по Дарвину) – это процесс взаимодействия организмов между собой и окружающей среды.

3. Естественный отбор (по Дарвину) – это гибель не приспособленных и выживание приспособленных организмов

Результат эволюции – это приспособленность организмов к среде

Ароморфоз — наиболее крупное и важное приобретение для организмов, которое в ходе эволюции дает им возможность перехода на более высокий (высокоразвитый) эволюционный уровень.

Главные крупные приспособления (ароморфозы), сформировавшееся в процессе эволюции с момента появления жизни:

• Первые живые организмы Земли (архебактерии) населяли водную среду обитания.

• Первоначально эта среда была представлена «первичным бульоном» – раствором органических веществ, синтезированных абиогенным способом. В этих условиях первичным способом питания является гетеротрофный.

• В дальнейшем появляются белки, это делает возможным появление настоящих хромосом и совершенных способов деления клетки: митоза и мейоза.

• Таким образом, происходит формирование эукариотических клеток.

Главные крупные приспособления растений (ароморфозы), сформировавшееся в процессе эволюции с момента появления растений:

• Появление фотосинтеза, а значит и первых водных растений.

• В конце силура возникают наземные растения – псилофиты.

• Появляются дифференцированных растительные тканей.

• Появление бессосудистых споровых растений – мхов.

• В течение девона формируются современные группы Сосудистых споровых растений (Плауны, Хвощи, Папоротники). Однако у споровых растений отсутствует семя, и спорофит развивается из слабо дифференцированного зародыша. Для оплодотворения необходима капельножидкая вода, что ограничивает распространение споровых растений.

• В начале мезозоя появляются первые Голосеменные растения, которые характеризуются рядом ароморфозов:

1) Появление семязачатков (семяпочек); в семязачатке развивается женский гаметофит (эндосперм).

2) Появление пыльцевых зерен; пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку, образуя мужской гаметофит. В результате для оплодотворения капельножидкая вода не нужна.

3) Появление семени, в состав которого входит дифференцированный зародыш и эндосперм, который содержит питательные вещества для развития зародыша и проростка.

• Появление первых Покрытосеменных (Цветковых) растения:

1) Появление цветка, плода.

2) Всегда имеется пестик.

3) В большинстве случаев имеются «приманки» для насекомых – нектар и околоцветник. Это сделало возможным переход к энтомофилии (опылению насекомыми).

4) Имеется зародышевый мешок, структура которого обеспечивает двойное оплодотворение.

• В настоящее время Покрытосеменные находятся в состоянии биологического прогресса. Они представлены множеством жизненных форм: деревья, кустарники, лианы, однолетние и многолетние травы, водные растения.

• Особого разнообразия достигает строение цветка, что способствует точности опыления и обеспечивает интенсивное видообразование – к Покрытосеменным относится около 250 тысяч видов растений.

Главные крупные приспособления животных (ароморфозы), сформировавшееся в процессе эволюции с момента появления животных:

• Появление эукариотических организмов, специализирующиеся на гетеротрофном питании, они дали начало Животным и Грибам.

• Первые животные были представлены Одноклеточными организмами, у которых отсутствуют ткани.

• В протерозойской эре возникают все известные типы Многоклеточных беспозвоночных животных.

• Наиболее примитивными настоящими Многоклеточными являются Двуслойные животные, в частности, Кишечнополостные. Их появление связано с первым крупным ароморфозом – появлением двуслойного зародыша; стенки их тела состоят из эктодермы и энтодермы.

• Следующим крупным ароморфозом является вторичная полость тела, или целом. Благодаря этому становится возможным разделение тела на отделы.

• Появляются первые сегментированные животные (кольчатые).

• Но в начале кембрия появляются Членистоногие, у которых конечности членистые.

• В начале девона (после выхода на сушу растений и формирования наземных экосистем) происходит выход на сушу Паукообразных и Насекомых. Паукообразные перешли в наземно-воздушную среду обитания благодаря многочисленным идиоадаптациям.

• Насекомые наиболее приспособлены к жизни на суше, благодаря появлению крупного ароморфоза – зародышевых оболочек. В настоящее время Насекомые находятся в состоянии биологического прогресса.

• Среди позвоночных животных появляется ряд крупных ароморфозов: хорда, нервная трубка, брюшная аорта (а затем – сердце). В результате формируется тип Хордовые.

• Затем у разнообразных рыб формируется осевой скелет, в частности, мозговая коробка и челюстной отдел черепа, что также является ароморфозом.

• Благодаря легочному дыханию и появлению настоящих конечностей – дала начало первым Четвероногим – Амфибиям (Земноводным).

• Далее Рептилии. Благодаря трем зародышевым оболочкам, Рептилии полностью утратили зависимость от воды. Однако Рептилии не смогли утратить зависимость от низких температур: теплокровность у них невозможна из-за неполного разделения кругов кровообращения.

• У части высших Рептилий появляется полная перегородка между желудочками, редуцируется левая дуга аорты, происходит полное разделение кругов кровообращения, и становится возможной теплокровность. В дальнейшем эти животные приобрели ряд адаптаций к полету и дали начало классу Птицы.

• Зверозубые рептилии дали начало Млекопитающим, которые возникли благодаря целому ряду ароморфозов: увеличенные полушария переднего мозга с развитой корой, четырехкамерное сердце, редукция (исчезновение) правой дуги аорты, появление слуховых косточек, появление шерстного покрова, млечных желез, дифференцированных зубов в альвеолах, предротовой полости.

• Плацентарные млекопитающие, благодаря появлению плаценты и настоящего живорождения, в кайнозойской эре переходят в состояние биологического прогресса.

• Последним крупнейшим ароморфозом является увеличение объема головного мозга у непосредственных предков человека.

• В результате Человек разумный освоил все без исключения адаптивные зоны Земли и вышел за ее пределы в Космос. На основе биосферы сформировалась новая геологическая оболочка Земли – ноосфера, и органический мир вступил в новую, психозойную эру.