Арогенез и ароморфозы

Содержание

Слайд 2

Основным способом достижения биологического прогресса является арогенез (морфофизиологический прогресс), процесс повышения

Основным способом достижения биологического прогресса является арогенез (морфофизиологический прогресс), процесс

повышения общего уровня организации.
Арогенез — процесс преобразования организации, ведущий к ароморфозу
Арогенез неразрывно связан с появлением ароморфозов
Слайд 3

Термин "ароморфоз" введён известным русским биологом А.Н. Северцовым (1866-1936) в работах

Термин "ароморфоз" введён известным русским биологом А.Н. Северцовым (1866-1936) в работах

по изучению морфологических закономерностей эволюции. Наряду с ароморфозами, А.Н. Северцов предлагал различать идиоадаптации (малозначимые эволюционные изменения, связанные с мелкими приспособлениями к конкретным условиям окружающей среды) и общую дегенерацию (регрессивные изменения, катаморфоз).
Слайд 4

Ароморфозы – это широкие анатомо-морфологические адаптации, существенно повышающие общий уровень организации

Ароморфозы – это широкие анатомо-морфологические адаптации, существенно повышающие общий уровень организации

рассматриваемой группы, выводящие ее на более высокую эволюционную ступень
Слайд 5

По представлениям А.Н. Северцова, ароморфозы – это приспособительные изменения, при которых

По представлениям А.Н. Северцова, ароморфозы – это приспособительные изменения, при которых

повышается общая энергия жизнедеятельности
По представлениям И.И. Шмальгаузена, ароморфозы дают возможность использования новых ресурсов среды
В результате организмы получают в борьбе за существование преимущества общего характера, не ограниченные строго определенной средой
Слайд 6

Результат арогенеза Приобретение новых крупных приспособлений приводит к: повы­шению организации ,

Результат арогенеза

Приобретение новых крупных приспособлений приводит к:
повы­шению организации ,

развитию приспособлений ши­рокого значения
Расширение адаптивной зоны приводит к расширению среды обитания-ареала
Слайд 7

Повышение организации характеризуется следующи­ми чертами: 1) усилением жизнедеятельности организ­ма; 2) большей

Повышение организации характеризуется следующи­ми чертами:
1) усилением жизнедеятельности организ­ма; 2) большей

дифферен­циацией его частей;
3) боль­шей целостностью организ­ма, т. е. его интегрированностью, которая увеличивается прямо пропорционально возрастанию дифференциации (для животных);
4) развитием более активных способов борьбы за существование;
5) усовершенствованием нервной системы и органов чувств;
6) совершенствованием способа размножения и защиты потомства
Слайд 8

Признаки становятся ароморфными только в определенном сочетании с другими признаками

Признаки становятся ароморфными только в определенном сочетании с другими признаками

Слайд 9

Например, четырехкамерное сердце у крокодилов не является ароморфозом, поскольку при наличии

Например, четырехкамерное сердце у крокодилов не является ароморфозом, поскольку при наличии

двух дуг аорты артериальная и венозная кровь смешиваются в спинной артерии
Слайд 10

благодаря сохранению лишь одной из дуг аорты происходит полное разделение кругов

благодаря сохранению лишь одной из дуг аорты происходит полное разделение кругов

кровообращения

У птиц и млекопитающих четырехкамерное сердце – это ароморфоз:

Слайд 11

У земноводных и пресмыкающихся 2 дуги (холоднокровные) сохраняются у Птиц - Правая у мЛекопитающих - Левая.

У земноводных и пресмыкающихся 2 дуги (холоднокровные)
сохраняются у Птиц - Правая
у

мЛекопитающих - Левая.
Слайд 12

Ароморфозы неоднозначны по своим масштабам Различают крупнейшие, крупные и частные ароморфозы

Ароморфозы неоднозначны по своим масштабам
Различают крупнейшие, крупные и частные ароморфозы

Слайд 13

Крупнейшие ароморфозы приводят к появлению новых таксонов высшего ранга (разделов, царств).

Крупнейшие ароморфозы приводят к появлению новых таксонов высшего ранга (разделов, царств).


Примеры крупнейших ароморфозов:
– появление электрон-транспортных цепей (что обеспечило возможность фотосинтеза и аэробного дыхания),
– появление белков-гистонов и ядерной оболочки (что обеспечило возможность митоза, мейоза и полового размножения),
– появление зародышевых листков у животных и дифференцированных тканей у растений (что привело к образованию систем органов)
Слайд 14

Крупные и частные ароморфозы приводят к образованию таксонов на уровне типов, отделов, классов

Крупные и частные ароморфозы приводят к образованию таксонов на уровне типов,

отделов, классов
Слайд 15

Примеры крупных ароморфозов: – появление пыльцевой трубки и семени у семенных

Примеры крупных ароморфозов:
– появление пыльцевой трубки и семени у семенных

растений;
– появление осевого скелета (хорды);
– появление конечностей членистоногих и пятипалой конечности у позвоночных;
– появление зародышевых оболочек у насекомых и амниот
Слайд 16

Примеры частных ароморфозов: – появление замкнутого плодолистика, околоцветника и плода у

Примеры частных ароморфозов:
– появление замкнутого плодолистика, околоцветника и плода у

покрытосеменных растений;
– полное разделение кругов кровообращения у птиц и млекопитающих;
– преобразование ротового аппарата у насекомых и млекопитающих
Слайд 17

Ароморфозы позвоночных животных

Ароморфозы позвоночных животных

Слайд 18

Все амниоты (птицы и млекопитающие) имеют внутреннее оплодотворение (в отличие от

Все амниоты (птицы и млекопитающие) имеют внутреннее оплодотворение (в отличие от

анамний, у которых оплодотворение внешнее). Размножение их происходит на суше; только немногие виды (как китообразные) вернулись к размножению в воде.
При эмбриональном развитии амниот развиваются две зародышевые оболочки — амнион и сероза, формирующие амниотическую полость, от которой и происходит название таксона (а введено данное название было немецким естествоиспытателем Э. Г. Геккелем в 1866 г.).
Амниотическая полость заполнена жидкостью, и зародыш находится как бы в маленьком водоёме, условия среды которого относительно постоянны. Эволюционно зародышевые оболочки возникли для обеспечения возможности развития эмбриона в воздушной среде.
Слайд 19

Параллелизм и последовательность в появлении ароморфных признаков млекопитающих: I – звукопроводящий

Параллелизм и последовательность в появлении ароморфных признаков млекопитающих:
I – звукопроводящий аппарат

из трех косточек;
II – челюстное сочленение между чешуйчатой и зубной костями;
III – мягкие, снабженные собственной мускулатурой губы;
IV – увеличенные полушария головного мозга;
V – трехбугорчатые заклыковые зубы;
VI – верхние обонятельные раковины.
Суммарно все эти признаки определяли развитие млекопитающих по типу арогенеза
Слайд 20

В результате ароморфозов происходит морфофизиологический прогресс-арогенез, основными критериями которого являются следующие показатели:

В результате ароморфозов происходит морфофизиологический прогресс-арогенез, основными критериями которого являются следующие

показатели:
Слайд 21

а) системные – совершенствование систем гомеостаза и гомеореза; гомеостаз – это

а) системные – совершенствование систем гомеостаза и гомеореза;
гомеостаз – это

устойчивость состояния, например, постоянная температура тела, постоянство солевого состава, постоянство содержания О2 и СО2, постоянство рН...;
гомеорез – это устойчивость развития, например, способность формирования определенного фенотипа в изменяющихся условиях среды обитания
Слайд 22

б) энергетические – повышение к.п.д. организма (сравните опыление у сосны и

б) энергетические – повышение к.п.д. организма (сравните опыление у сосны и

у цветковых растений);

в) информационные – возрастание объема информации: генетической (увеличение объема ДНК в клетке) и эпигенетической (память, научение).
Эпигенетика (др.-греч. ἐπι- — приставка, обозначающая пребывание на чём-либо или помещение на что-либо) — в биологии, в частности в генетике — представляет собой изучение закономерностей эпигенетического наследования — изменения экспрессии генов или фенотипа клетки, вызванных механизмами, не затрагивающими последовательности ДНК.

Слайд 23

Следствием морфофизиологического прогресса является общебиологический прогресс, связанный с выходом в новую

Следствием морфофизиологического прогресса является общебиологический прогресс, связанный с выходом в новую

адаптивную зону
Примером общебиологического прогресса, основанного на ароморфозах, является полное освоение наземно-воздушной среды обитания
– сосудистыми растениями,
– насекомыми,
– позвоночными-амниотами
Слайд 24

Эпиморфоз

Эпиморфоз

Слайд 25

Высшей формой ароморфоза является эпиморфоз Эпиморфоз – это такой ароморфоз, который

Высшей формой ароморфоза является эпиморфоз
Эпиморфоз – это такой ароморфоз, который позволяет

организмам не подчиняться требованием среды обитания, а овладеть средой обитания, преобразовать эту среду в соответствии со своими потребностями
Слайд 26

Эпиморфоз – это уникальное явление в истории органического мира Земли, достигнутое

Эпиморфоз – это уникальное явление в истории органического мира Земли, достигнутое

человеком
В основе эпиморфоза лежит развитие коры больших полушарий головного мозга у человека. В результате происходит изменение формы позвоночника, изменение строение таза и конечностей, положения головы и других признаков, связанных с прямохождением
Перечисленные признаки обеспечивают возможность коллективного труда с использованием орудий труда, что и позволило человеку овладеть средой обитания
Слайд 27

Аллогенез и его формы

Аллогенез и его формы

Слайд 28

Аллогенез – это процесс появления частных адаптаций в определенных условиях обитания,

Аллогенез – это процесс появления частных адаптаций в определенных условиях обитания,

не сопровождающийся повышением общего уровня организации
Аллогенез – необходимое условие достижения биологического прогресса, поскольку любая группа организмов обитает в конкретных условиях
Слайд 29

Ароморфозы являются крупными преадаптациями, заранее обеспечивающими организмам возможность обитания в новых

Ароморфозы являются крупными преадаптациями, заранее обеспечивающими организмам возможность обитания в новых

условиях
Ароморфозы – это основа для аллогенеза
За счет аллогенеза на основе ароморфозов начинается широкая адаптивная радиация
Слайд 30

Результат аллогенеза Аллогенная эволюция ведет к: быстрому повышению численности, многообразию видового

Результат аллогенеза

Аллогенная эволюция ведет к:
быстрому повышению численности,
многообразию видового со­става
полноте приспособлений
4.

высокому жизненному потен­циалу.
Слайд 31

Концепция адаптивной радиации разработана В.О. Ковалевским (1875) и Г. Осборном (1915)

Концепция адаптивной радиации разработана В.О. Ковалевским (1875) и Г. Осборном (1915)

независимо друг от друга
Адаптивная радиация – это разветвление предкового ствола группы организмов на отдельные ветви в ходе приспособительной эволюции
Адаптивная радиация связана с развитием адаптаций к различным условиям среды и способов использования её ресурсов: освоение различных местообитаний, убежищ, пищевой базы, способов добывания пищи и т.д.
Слайд 32

Адаптивная радиация проявляется в разнообразии таксономических групп в пределах крупного таксона,

Адаптивная радиация проявляется в разнообразии таксономических групп в пределах крупного таксона,


например, в разнообразии родов и видов семейства Кошачьи, разнообразии различных семейств отряда Хищные и т.д.
Например, анцестральные (предковые) формы млекопитающих, благодаря целому комплексу ароморфозов дали начало множеству групп, завоевавших все мыслимые адаптивные зоны:
Слайд 33

⮚ древесно-лазающие – растительноядные (белки, приматы), – хищные (куницы), ⮚ наземно-лесные

⮚ древесно-лазающие
– растительноядные (белки, приматы),
– хищные (куницы),
⮚ наземно-лесные


– растительноядные (лоси, косули),
– хищные (волки),
⮚ наземные обитатели открытых пространств (лошади),
⮚ подземные (кроты, слепыши),
⮚ околоводные (выдра) и полуводные (ластоногие),
⮚ водные (китообразные),
⮚ летающие (рукокрылые),
⮚ обитатели переходных местообитаний (лисы, зайцы, кабаны)
Слайд 34

Слайд 35

В результате аллогенеза в пределах ароморфозов формируются – алломорфозы (идиоадаптации) – теломорфозы – гиперморфозы

В результате аллогенеза в пределах ароморфозов формируются
– алломорфозы (идиоадаптации)
– теломорфозы


– гиперморфозы
Слайд 36

Идиоадаптации - алломорфозы

Идиоадаптации - алломорфозы

Слайд 37

Алломорфозы, или идиоадаптации – это анатомо-морфологические адаптации, обеспечивающие приспособленность к определенным

Алломорфозы, или идиоадаптации – это анатомо-морфологические адаптации, обеспечивающие приспособленность к определенным

условиям обитания
При этом организмы не испытывают ни значительного усложнения, ни упрощения уровня организации: одни органы дифференцируются далее, другие – теряют свое значение и редуцируются
Соответственно, и энергия жизнедеятельности остается на прежнем уровне
Слайд 38

Примеры алломорфозов: характерные признаки семейств растений – лилейные, – злаки, –

Примеры алломорфозов:
характерные признаки семейств растений
– лилейные,
– злаки,
– сложноцветные...
и

отрядов млекопитающих
– приматы,
– рукокрылые,
– китообразные...
Слайд 39

Лилейные

Лилейные

Слайд 40

Злаки

Злаки

Слайд 41

Сложноцветные

Сложноцветные

Слайд 42

Приматы

Приматы

Слайд 43

Рукокрылые

Рукокрылые

Слайд 44

Китообразные

Китообразные

Слайд 45

Так, то, что называют рогом нарвала, в действительности является видоизменившимся левым

Так, то, что называют рогом нарвала, в действительности является видоизменившимся левым

передним зубом, который вырос в прямой и закрученный мелкой спиралью бивень. Он полый и весит около 10 кг. Длинными бивнями обладают только самцы нарвалов, самки же имеют более короткие и прямые «рога».
Внушительный размер и заостренная форма «рога» самца заставляют думать, что он необходим ему для защиты от врагов или нападения на жертву. Однако ни для чего подобного бивень не используется. Самцы нарвалов часто устраивают нечто вроде поединков, в которых трутся бивнями. По самым распространенным версиям ученых, таким образом они борются за лидерство в группе или сражаются за самок.
Впрочем, в 2006 году появилась ещё одна версия. По предположению исследователя Мартина Нвиия, бивень нарвала — чувствительный орган, содержащий множество нервных окончаний. Он позволяет нарвалу ощущать изменение давления, температуры и относительную концентрацию взвешенных в воде частиц. А трением бивнями нарвалы избавляются от образовавшихся на «рогах» наростах.
правый передний зуб обычно не прорезается. Правый бивень у самцов и оба бивня у самок скрыты в дёснах и развиваются редко, примерно в одном случае из 500. Отломленные бивни не отрастают, однако зубной канал такого бивня закрывается костной пломбой. Бивни нарвалов характеризуются высокой прочностью и гибкостью; их концы могут изгибаться, по крайней мере, на 31 см в любом направлении, не ломаясь.
Слайд 46

Признаки узкой специализации

Признаки узкой специализации

Слайд 47

Теломорфозы – это признаки узкой специализации Теломорфозы – это предельный случай

Теломорфозы – это признаки узкой специализации
Теломорфозы – это предельный случай алломорфозов
Теломорфозы

связаны с переходом от общей среды к частной, более ограниченной
Примеры теломорфозов: адаптивные комплексы специализированных организмов
– дятлы,
– кроты,
– муравьеды,
– куньи,
– насекомоядные растения...
Слайд 48

В случаях гиперморфоза отд. органов он является либо специфич. адаптацией —

В случаях гиперморфоза отд. органов он является либо специфич. адаптацией —

узкая специализация (напр., гигантские клыки у ископаемого саблезубого тигра — махайрода), либо результатом полового отбора (напр., клыки у бабируссы, вероятно, рога у большеротого оленя). Г.— следствие крайней специализации организмов обычно к весьма узким условиям существования и при незначит, изменении среды может привести к вымиранию данной группы организмов.
Слайд 49

Гиперморфоз Класс – Млекопитающие Отряд – Парнокопытные Семейство – Свиньи Род – Бабируссы Вид - Бабирусса

Гиперморфоз
Класс – Млекопитающие
Отряд – Парнокопытные
Семейство – Свиньи
Род – Бабируссы
Вид - Бабирусса

Слайд 50

Слайд 51

Слайд 52

Теломорфозы-узкая специализация Однако телогенная организация дает ее облада­телю определенные преимущества только

Теломорфозы-узкая специализация

Однако телогенная организация дает ее облада­телю определенные преимущества только пока

существует дан­ная среда. Легко понять, что изменение данной среды делает обладателя телогенной организации нежизнеспособным и ведет к его элиминации.
Слайд 53

Элиминация — в биологии — процесс вымирания отдельных особей, групп особей

Элиминация — в биологии — процесс вымирания отдельных особей, групп особей

или целых популяций, а также их устранение от размножения в результате различных факторов среды. К числу таких факторов могут относится биотические, физические и антропогенные факторы. ...
в фармакокинетике — выведение лекарственного вещества из организма естественными путями;
Слайд 54

в экономике: изъятие существующих продуктов из производственной программы предприятия; прекращение производства

в экономике:
изъятие существующих продуктов из производственной программы предприятия;
прекращение производства товара;
в математике

— исключение неизвестного из системы уравнений;
Слайд 55

Дятлы

Дятлы

Слайд 56

Клесты

Клесты

Слайд 57

Муравьеды

Муравьеды

Слайд 58

Европейский крот Крот-звездорыл

Европейский крот

Крот-звездорыл

Слайд 59

Куньи: ласка, горностай, хорёк, куница, выдра, калан Барсук – мало специализированный представитель Куньих

Куньи:
ласка, горностай, хорёк,
куница, выдра, калан

Барсук –
мало специализированный представитель Куньих

Слайд 60

Насекомоядные растения непентес росянка венерина мухоловка

Насекомоядные растения

непентес

росянка

венерина мухоловка

Слайд 61

Между ароморфозами и алломорфозами не всегда можно провести четкое разграничение Например,

Между ароморфозами и алломорфозами не всегда можно провести четкое разграничение
Например, появление


– чешуи у рыб,
– перьевого покрова у птиц,
– шерстного покрова у млекопитающих
можно рассматривать и как частные ароморфозы, и как очень крупные алломорфозы (идиоадаптации)
Слайд 62

Катагенез. Формы дегенерации

Катагенез. Формы дегенерации

Слайд 63

Катагенез, или общая дегенерация – это процесс снижения общего уровня организации

Катагенез, или общая дегенерация – это процесс снижения общего уровня организации
В

процессе катагенеза формируются катаморфозы и гипоморфозы
Слайд 64

Катаморфозы – это примитивные признаки, которые появляются при утрате прогрессивных признаков

Катаморфозы – это примитивные признаки, которые появляются при утрате прогрессивных признаков

в ходе онтогенеза
Примеры: признаки дегенерации паразитических и сидячих форм, которые на личиночных стадиях ведут активный образ жизни
Например, личинки асцидий имеют все черты хордовых, а у взрослых асцидий редуцируется хорда, от нервной трубки остается лишь нервный ганглий без внутренней полости, кровеносная система незамкнутая. При ката­генезах, как это видно на примере асцидий, часть онтогенеза про­текает в более сложных условиях (личинка плавает), и катаге­нез наступает только в другой части онтогенеза, а именно во взрослом состоянии, когда животное укрепляется на дне и ведет более простой образ жизни.
Слайд 65

Асцидии

Асцидии

Слайд 66

Гипоморфозы – это примитивные признаки, которые появляются из-за недоразвития органов, из-за

Гипоморфозы – это примитивные признаки, которые появляются из-за недоразвития органов, из-за

остановки развития на ранних этапах онтогенеза
Гипоморфозы широко распространены у Хвостатых земноводных: у многих видов пожизненно сохраняется жаберное дыхание, а у некоторых видов жабры утрачиваются, но легкие не формируются
Слайд 67

сирены — своеобразные амфибии, совершенно не выходящие на сушу. Они характеризуются

сирены — своеобразные амфибии, совершенно не выходящие на сушу. Они характеризуются

упрощенной организацией: имеют постоянные жабры, недоразвитые глаза, конечности с редуциро­ванным числом пальцев и т. д. Такую форму упрощения органи­зации, которая является следствием постоянного пребывания в упрощенной среде, и назвают гипогенезом (греч. «гипо» — мень­ше, не до-).
Слайд 68

Слайд 69

Слайд 70

Катаморфозы и гипоморфозы часто наблюдаются у паразитов Например, – утрата дыхательных

Катаморфозы и гипоморфозы часто наблюдаются у паразитов
Например,
– утрата дыхательных ферментов

у взрослой аскариды – катаморфоз (личинки аскарид – аэробы),
– отсутствие пищеварительной системы и недоразвитие нервной системы у ленточных червей – гипоморфоз (по сравнению с сосальщиками)
Слайд 71

Катаморфоз: Взрослые аскариды утрачивают способность к аэробному дыханию

Катаморфоз:
Взрослые аскариды утрачивают способность к аэробному дыханию

Слайд 72

Катаморфоз: Взрослые саккулины (эндопаразиты крабов) утрачивают органы тела ракообразных, которые имелись у личинок-науплиусов

Катаморфоз:
Взрослые саккулины (эндопаразиты крабов) утрачивают органы тела ракообразных, которые имелись

у личинок-науплиусов
Слайд 73

При этом у паразитов часто появляются признаки очень узкой специализации –

При этом у паразитов часто появляются признаки очень узкой специализации –

теломорфозы
Например, у ленточных червей появляется специфический отдел тела – сколекс, а также стадия финны, которая может служить для бесполого размножения (особенно у эхинококка).
Сколекс- головная часть, передний отдел тела ленточных червей (цестод), на котором располагаются органы фиксации,при помощи которых эти паразиты прикрепляются к стенкам кишечника хозяина
Слайд 74

Сколексы ленточных червей

Сколексы ленточных червей

Слайд 75

Кроме того, для паразитов характерны гиперморфозы: общий гигантизм (паразиты значительно крупнее

Кроме того, для паразитов характерны гиперморфозы: общий гигантизм (паразиты значительно крупнее

свободноживущих родственных форм) и переразвитие отдельных систем органов (например, половой системы у цепней)
Слайд 76

У паразитических растений утрата способности к фотосинтезу сопровождается появлением крупных и/или сложно устроенных цветков

У паразитических растений утрата способности к фотосинтезу сопровождается появлением крупных и/или

сложно устроенных цветков
Слайд 77

Раффлезия Паразит тропических растений. Вегетативные органы – побеги и корни –

Раффлезия
Паразит тропических растений. Вегетативные органы – побеги и корни –

полностью редуцированы. Вегетативное тело представлено нитями из недифференцированных клеток, похожими на гифы гриба. Эти нити внедряются в ткани растения-хозяина (обычно на корнях).

Вегетативное тело образует цветочные почки, которые прорывают кору хозяина и дают цветоносные побеги с одиночными крупными цветками, распростертыми на земле.
Диаметр цветка до 60–100 см; околоцветник представлен пятью крупными мясистыми листочками, по виду напоминающими гниющее мясо. Цветки издают зловонный запах, привлекающий опылителей – мух.

Слайд 78

Аллогенез – редукция конечностей в связи с переходом к роющему образу

Аллогенез – редукция конечностей в связи с переходом к роющему образу

жизни
Безногие амфибии:
цейлонский рыбозмей, западный дермофис, тифлонектес
Слайд 79

Аллогенез – редукция конечностей китообразных в связи с переходом в водную среду обитания

Аллогенез – редукция конечностей китообразных в связи с переходом в водную

среду обитания