Эволюция филогенетических групп

Июль 30, 2022

Главная
Биология
Эволюция филогенетических групп

Содержание

2. ТЕНДЕНЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ "Закон постепенного образования всего сущего" (Рулье, 1852). "Закон увеличения разнообразия организмов" (Рулье, 1852).
3. Правила эволюции 1. Необратимость эволюции (Л.Долло, 1893). 2. Правило прогрессирующей специализации (Ш.Депре, 1876) теломорфоз, гиперморфоз, катаморфоз,
4. СКОРОСТЬ ЭВОЛЮЦИИ Горотелия — средний, обычный темп эволюционного процесса (хищные млекопитающие и брюхоногие моллюски, амфибии в
5. НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ Аллогенез – в пределах одной адаптивной зоны (идиоадаптация), а- алломорфозы – изменение без сужения
7. ФОРМЫ ФИЛОГЕНЕЗА 1. Филетическая эволюция или ортогенез. 2. Дивергенция. 3. Конвергенция. 4. Параллелизм, а- синхронный, б-
8. Дивергенция
9. Конвергенция
10. Филетическая эволюция … конечности Ортогенез - прямое развитие (без дивергенции), но ортогенез признаков отнюдь не подразумевает
14. Синхронный параллелизм прогрессивное (компенсаторное) развитие 3-го пальца и редукция остальных редукция боковых пальцев почти без компенсации
15. Eohippus Merychippus Equus Macrauchenia Diadiaphorus Thoatherium
16. Eohippus Macrauchenia
17. Асинхронный параллелизм (саблезубость у кошачьих)
18. Асинхронный параллелизм (саблезубость у кошачьих)
19. Асинхронный параллелизм (саблезубость у кошачьих) Pseudoaelurus миоцен Holophoneus, олигоцен Dinictis, олигоцен Smilodon, плейстоцен
20. Panderichthys spp. 378 млн.лет Tulerpeton curtum 363 млн.лет Ichthyostega sp. 363 млн.лет 370 млн.лет Tiktaalik roseae
22. Поздняя юра мел
23. Нижний мел Caudipteryx zoui Coelurosaurus Microraptor gui
24. ранний мел поздний триас
25. Параллельное появление перьев и полета
26. Walker, C. A., Buffetaut, E., and Dyke, G. J., 2007, Large euenantiornithine birds from the Cretaceous
27. 1. Вытеснение менее приспособленной группы более приспособленной. 2. Дивергенция каждого таксона в пределах своей адаптивной зоны
28. Пример возникновения похожих наборов "жизненных форм" на разобщенных континентах При параллельном развитии сходство объясняется частью общностью
29. Представители планцентарных (слева) и сумчатых (справа) млекопитающих
30. Ambystoma macrodactylum Rana sylvatica Rana luteiventris Rana pipiens Pseudacris maculata Bufo hemiophrys Bufo boreas Spea bombifrons
31. Параллелизмы и их эволюционное значение Л.П.Татаринов,1987 1. Генотипические (в основе лежат гомологические мутации). 2. Эпигенетические а)
32. Причины параллелизмов Принципиальное сходство в строении основных типов сообществ, или биоценозов; сходство наборов экологических ниш в
33. Daniel M. Weinreich, Nigel F. Delaney, Mark A. DePristo, Daniel L. Hartl. Darwinian Evolution Can Follow
35. Система, состоящая из взаимосвязанных элементов (блоков), может существовать в различных устойчивых состояниях, переходя из одного в
36. Эволюционный прогресс и регресс Признаки биологического прогресса: 1- увеличение численности, 2- увеличение ареала, 3- расширение экологической
37. Причины эволюционного прогресса Общая тенденция - усложнение организации. В открытых системах с постоянным поступлением вещества и
38. … а также «преадаптации». Только часть регуляторных связей важна для адаптации в конкретный момент. Все остальные
39. - прогресс тормозится необходимостью сохранения целостности и нормального функционирования старой, сложившейся системы (А.П.Расницын). Принцип «ключевого ароморфоза»
40. Активизация функции легочного дыхания как ключевой ароморфоз синдрома дефинитивных признаков рептильного уровня организации и некоторых признаков
41. Наличие оперения как ключевой ароморфоз синдрома признаков уровня организации птиц. Составил А. С. Раутиан
42. Биохимия: (ранние этапы) появлялись и совершенствовались новые ферментые системы, новые метаболические пути. Нарастала роль регуляторных систем
44. Скачать презентацию

Слайд 2

ТЕНДЕНЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ
"Закон постепенного образования всего сущего" (Рулье, 1852).
"Закон

увеличения разнообразия организмов" (Рулье, 1852). В кембрии было 50-100 семейств, сейчас — 900. 2250 семейств вымерло.
Тенденция увеличения размеров организмов в процессе эволюции. Клетки прокариот в 10—106 раз мельче клеток эукариот. Амеба — 1 клетка, мелкая нематода — 560 клеток (по Шенбергу), коловратка — 103, человек — 1014 клеток.
Тенденция увеличения разнообразия органических веществ, входящих в состав организмов.

Слайд 3

Правила эволюции
1. Необратимость эволюции (Л.Долло, 1893).
2. Правило прогрессирующей специализации (Ш.Депре,

1876) теломорфоз, гиперморфоз, катаморфоз, гипоморфоз
3. Правило происхождения от неспециализированных предков (Э.Коп, 1896).
4. Принцип гетеробатмии (А.Л.Тахтаджян, 1959)
5. Правило адаптивной радиации (Г.Ф.Осборн, 1902).
6. Правило чередования главного направления эволюции (Шмальгаузен, 1939). Арогенная эволюция чередуется с аллогенной.
7. Правило усиления интеграции биосистем (Шмальгаузен, 1961).
8. Закон неравномерности эволюции (Ч. Дарвин ).

Слайд 4

СКОРОСТЬ ЭВОЛЮЦИИ
Горотелия — средний, обычный темп эволюционного процесса (хищные млекопитающие

и брюхоногие моллюски, амфибии в карбоне, рептилии — в перми).
Тахителия — быстрый темп эволюции (слоны: в течение 40 млн. лет кайнозойской эры образовали 6 семейств, 35 родов, млекопитающие – за 30 млн. лет кайнозоя возникло 100 семейств).
Брадителия — медленная эволюция (характерна для «живых ископаемых»—(мамонтовое дерево, щитень, гаттерия, неопилина, гинкго, наутилус).

Скорость эволюции —количество эволюционных изменений за единицу времени. Чаще всего скорость эволюции измеряется числом таксонов (видов, родов, семейств), которые появлялись за единицу времени, например, за 1 миллион лет.

Слайд 5

НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ
Аллогенез – в пределах одной адаптивной зоны (идиоадаптация), а- алломорфозы

– изменение без сужения адаптивной зоны, б- специализации – сужение адаптивной зоны.
Арогенез – с расширением адаптивной зоны – выход в новую адаптивную зону.

Слайд 6

Слайд 7

ФОРМЫ ФИЛОГЕНЕЗА
1. Филетическая эволюция или ортогенез.
2. Дивергенция.
3. Конвергенция.
4. Параллелизм,

а- синхронный, б- асинхронный

Эволюция филогенетических групп

Слайд 8

Дивергенция

Слайд 9

Конвергенция

Слайд 10

Филетическая эволюция
… конечности
Ортогенез - прямое развитие (без дивергенции), но ортогенез

признаков отнюдь не подразумевает ортогенеза таксонов.

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Синхронный параллелизм
прогрессивное (компенсаторное) развитие 3-го пальца и редукция остальных
редукция боковых пальцев

почти без компенсации - инадаптивная
эволюция

Слайд 15

Eohippus
Merychippus
Equus
Macrauchenia
Diadiaphorus
Thoatherium

Слайд 16

Eohippus
Macrauchenia

Слайд 17

Асинхронный параллелизм
(саблезубость у кошачьих)

Слайд 18

Асинхронный параллелизм
(саблезубость у кошачьих)

Слайд 19

Асинхронный параллелизм
(саблезубость у кошачьих)
Pseudoaelurus миоцен
Holophoneus, олигоцен
Dinictis, олигоцен
Smilodon, плейстоцен

Слайд 20

Panderichthys spp.
378 млн.лет
Tulerpeton curtum
363 млн.лет
Ichthyostega sp.
363 млн.лет
370 млн.лет
Tiktaalik roseae
ИНАДАПТИВНАЯ
ГРУППА
ЭВАДАПТИВНАЯ
ГРУППА
Э.И.Воробьева

Слайд 21

Слайд 22

Поздняя юра
мел

Слайд 23

Нижний мел
Caudipteryx zoui
Coelurosaurus
Microraptor gui

Слайд 24

ранний мел
поздний триас

Слайд 25

Параллельное появление перьев и полета

Слайд 26

Walker, C. A., Buffetaut, E., and Dyke, G. J., 2007, Large

euenantiornithine birds from the Cretaceous of southern France, North America and Argentina, Geol. Mag. 144(6):977–986.

Распространение мезозойских птиц

Слайд 27

1. Вытеснение менее приспособленной группы более приспособленной.
2. Дивергенция каждого таксона

в пределах своей адаптивной зоны — специализация с дроблением адаптивной зоны.
3. Вымирание отстающей группы.

Canis lupus Oxyaena

Расположение хищных зубов на верхней и нижней челюстях у настоящих хищных и креодонтов
(по Шмальгаузену, 1969)

Слайд 28

Пример возникновения похожих наборов "жизненных форм" на разобщенных континентах
При параллельном развитии

сходство объясняется частью общностью происхождения, а частью — приспособлением к сходной среде (Шмальгаузен,1969)

Сумчатый саблезубый тигр Thylacosmilus
из плиоцена Южной Америки

Слайд 29

Представители планцентарных (слева) и сумчатых (справа) млекопитающих

Слайд 30

Ambystoma macrodactylum
Rana sylvatica
Rana luteiventris
Rana pipiens
Pseudacris maculata
Bufo hemiophrys
Bufo boreas
Spea bombifrons
Salamandrella keyserlingii
Rana

arvalis

Rana amurensis

Rana ridibunda

Rana temporaria

Bufo viridis

Bufo bufo

Pelobates fuscus

Слайд 31

Параллелизмы и их эволюционное значение Л.П.Татаринов,1987
1. Генотипические (в основе лежат

гомологические мутации).
2. Эпигенетические а) биохимические (независимое появление сходных метаболитов), б) гистологические (независимое появление сходных тканей), в) морфологические (основаны на полях, градиентах, индукции), г) физиологические (сходные физиологические функции), д) этологические (независимое сходство в поведении).

Сходство при параллелизме объясняется общностью происхождения и проявлением в эволюции латентных потенций, заложенных в механизмах морфогенеза, генотипе, метаболизме.
Различия - начальным расхождением признаков. Латентные потенции, лежащие в основе параллелизмов, приводятся в действие давлением естественного отбора.

Слайд 32

Причины параллелизмов
Принципиальное сходство в строении основных типов сообществ, или биоценозов;

сходство наборов экологических ниш в разных сообществах.
«Случайные и ненаправленные» мутации вовсе не такие уж «случайные». («Метод случайного поиска» оптимизируется природой).
Строение организма допускает ограниченный набор возможных преобразований, что во многом предопределяет пути его возможных эволюционных изменений.

Слайд 33

Daniel M. Weinreich, Nigel F. Delaney, Mark A. DePristo, Daniel L.

Hartl. Darwinian Evolution Can Follow Only Very Few Mutational Paths to Fitter Proteins // Science. 2006. V. 312. P.111-114.

«дикий тип» гена бета-лактамазы ⇒ пять мутаций (вместе) увеличивают устойчивость в 100 000 раз;
существует 5! = (1х2х3х4х5)=120 различных вариантов пути от «дикого типа» (– – – – –) к устойчивому (+ + + + +);
из 120 путей - 102 не могут реализоваться (снижение приспособленности);
18 путей сильно различаются по вероятности реализации;
в 99% случаев эволюция «выберет» один из 10, а в 50% случаев — один из двух наиболее вероятных путей;
молекулярной эволюции свойственна высокая повторяемость: разные организмы должны независимо друг от друга двигаться по одним и тем же «разрешенным» эволюционным траекториям.

Адаптация бактерий к цефотаксиму

Слайд 34

Слайд 35

Система, состоящая из взаимосвязанных элементов (блоков), может существовать в различных

устойчивых состояниях, переходя из одного в другое, но число этих состояний ограничено, а их характер определяется свойствами элементов и структурой их взаимодействий.
Дискретный и упорядоченный характер изменчивости накладывает жесткие ограничения на эволюционные возможности организмов.
Сходная изменчивость предопределяет сходство эволюционных изменений у разных групп, а ограниченное число возможных вариаций ограничивает и число возможных путей эволюционного развития.
При анализе причин канализации филогенеза выделяются три основные группы факторов, определяющих направление эволюции таксона: 1) тип онтогенеза, 2) морфофункциональная организация особи, 3) условия внешней среды.

Слайд 36

Эволюционный прогресс и регресс Признаки биологического прогресса:
1- увеличение численности,
2- увеличение

ареала,
3- расширение экологической ниши,
4- увеличение числа дочерних таксонов.

Слайд 37

Причины эволюционного прогресса
Общая тенденция - усложнение организации.
В открытых системах с постоянным

поступлением вещества и энергии извне, закономерно происходит самоорганизация - образование «порядка из хаоса», т.е. прогресс (И.Пригожин).
Основа прогресса - блочный принцип организации. Новые, сложные системы складываются из готовых функциональных блоков уже имеющихся, простых систем.
- на молекулярном уровне (новые гены/белки могут собираться путем дублирования и перекомбинации кусков старых генов/белков);
- на организменном (через коадаптацию и симбиоз - новый, сложный организм может сложиться из сообщества нескольких простых организмов).

Слайд 38

… а также «преадаптации». Только часть регуляторных связей важна для адаптации

в конкретный момент. Все остальные - слабые, «непроявленные» - составляют «банк регуляторных преадаптаций», для возникновения новых «проявленных» регуляторных связей. Принцип «регуляторного (адаптивного) компромисса» (А.П.Расницын) - конфликт между необходимостью поддерживать целостность и нормальное функционирование сложного организма (старой системы) и необходимостью адекватно реагировать на изменения внешних условий. Требуется дальнейшее усложнение организма... Итог - самоускорение (автокаталитичность) прогресса.

Слайд 39

- прогресс тормозится необходимостью сохранения целостности и нормального функционирования старой,

сложившейся системы (А.П.Расницын). Принцип «ключевого ароморфоза» (Н.Н.Иорданский) - часто одно ключевое новообразование открывает путь для возникновения целого комплекса новшеств. Ключевые адаптации открывают путь для целого каскада достаточно строго детерминированных направленных преобразований (от активизации легочного дыхания к комплексу признаков, соответствующих рептильному уровню организации).

Слайд 40

Активизация функции легочного дыхания как ключевой ароморфоз синдрома дефинитивных признаков рептильного

уровня организации и некоторых признаков уровня организации высших позвоночных. Составил А. С. Раутиан по данным Н. Н. Иорданского с дополнениями

Слайд 41

Наличие оперения как ключевой ароморфоз синдрома признаков уровня организации птиц. Составил

А. С. Раутиан

Слайд 42

Биохимия: (ранние этапы) появлялись и совершенствовались новые ферментые системы, новые

метаболические пути. Нарастала роль регуляторных систем (рецепторов, различных регуляторов метаболизма и всех прочих клеточных процессов в зависимости от внешних и внутренних факторов); у эукариот прогресс внутриклеточной регуляторики, вероятно, вышел на первый план, а усложнение биохимических систем приостановилось.
Морфология: с появлением многоклеточности, через дальнейшее усложнение регуляторных систем, начался ее быстрый прогресс (усложнялась форма организма, ткани и органы).
Поведение: усложняется с появлением и развитием нервной системы (регуляторика высшего уровня).
Культура: с появлением человека прогресс сконцентрировался в этой области. «Элементарное усложнение» - появление новой регуляторной связи

Устойчивость может быть повышена путем усложнения системы

Процесс усложнения автокаталитичен и идет с ускорением.

Эволюция филогенетических групп

Содержание

ТЕНДЕНЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ "Закон постепенного образования всего сущего" (Рулье, 1852). "Закон

Правила эволюции1. Необратимость эволюции (Л.Долло, 1893). 2. Правило прогрессирующей специализации (Ш.Депре,

СКОРОСТЬ ЭВОЛЮЦИИ Горотелия — средний, обычный темп эволюционного процесса (хищные млекопитающие

НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИАллогенез – в пределах одной адаптивной зоны (идиоадаптация), а- алломорфозы

ФОРМЫ ФИЛОГЕНЕЗА1. Филетическая эволюция или ортогенез. 2. Дивергенция.3. Конвергенция. 4. Параллелизм,

Дивергенция

Конвергенция

Филетическая эволюция … конечностиОртогенез - прямое развитие (без дивергенции), но ортогенез

Синхронный параллелизмпрогрессивное (компенсаторное) развитие 3-го пальца и редукция остальныхредукция боковых пальцев

Eohippus Merychippus EquusMacrauchenia Diadiaphorus Thoatherium

EohippusMacrauchenia

Асинхронный параллелизм (саблезубость у кошачьих)

Асинхронный параллелизм (саблезубость у кошачьих)

Асинхронный параллелизм (саблезубость у кошачьих)Pseudoaelurus миоценHolophoneus, олигоценDinictis, олигоценSmilodon, плейстоцен

Panderichthys spp.378 млн.летTulerpeton curtum363 млн.летIchthyostega sp.363 млн.лет370 млн.летTiktaalik roseaeИНАДАПТИВНАЯГРУППАЭВАДАПТИВНАЯГРУППАЭ.И.Воробьева

Поздняя юрамел

Нижний мелCaudipteryx zouiCoelurosaurusMicroraptor gui

ранний мелпоздний триас

Параллельное появление перьев и полета

Walker, C. A., Buffetaut, E., and Dyke, G. J., 2007, Large

1. Вытеснение менее приспособленной группы более приспособленной. 2. Дивергенция каждого таксона

Пример возникновения похожих наборов "жизненных форм" на разобщенных континентахПри параллельном развитии

Представители планцентарных (слева) и сумчатых (справа) млекопитающих

Ambystoma macrodactylumRana sylvaticaRana luteiventrisRana pipiensPseudacris maculataBufo hemiophrysBufo boreasSpea bombifronsSalamandrella keyserlingii Rana

Параллелизмы и их эволюционное значение Л.П.Татаринов,1987 1. Генотипические (в основе лежат

Причины параллелизмов Принципиальное сходство в строении основных типов сообществ, или биоценозов;

Daniel M. Weinreich, Nigel F. Delaney, Mark A. DePristo, Daniel L.

Система, состоящая из взаимосвязанных элементов (блоков), может существовать в различных

Эволюционный прогресс и регресс Признаки биологического прогресса: 1- увеличение численности, 2- увеличение

Причины эволюционного прогрессаОбщая тенденция - усложнение организации.В открытых системах с постоянным

… а также «преадаптации». Только часть регуляторных связей важна для адаптации

- прогресс тормозится необходимостью сохранения целостности и нормального функционирования старой,

Активизация функции легочного дыхания как ключевой ароморфоз синдрома дефинитивных признаков рептильного

Наличие оперения как ключевой ароморфоз синдрома признаков уровня организации птиц. Составил

Биохимия: (ранние этапы) появлялись и совершенствовались новые ферментые системы, новые

Похожие презентации

ТЕНДЕНЦИИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ЭВОЛЮЦИИ
"Закон постепенного образования всего сущего" (Рулье, 1852).
"Закон

Правила эволюции
1. Необратимость эволюции (Л.Долло, 1893).
2. Правило прогрессирующей специализации (Ш.Депре,

СКОРОСТЬ ЭВОЛЮЦИИ
Горотелия — средний, обычный темп эволюционного процесса (хищные млекопитающие

НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ
Аллогенез – в пределах одной адаптивной зоны (идиоадаптация), а- алломорфозы

ФОРМЫ ФИЛОГЕНЕЗА
1. Филетическая эволюция или ортогенез.
2. Дивергенция.
3. Конвергенция.
4. Параллелизм,

Филетическая эволюция
… конечности
Ортогенез - прямое развитие (без дивергенции), но ортогенез

Синхронный параллелизм
прогрессивное (компенсаторное) развитие 3-го пальца и редукция остальных
редукция боковых пальцев

Eohippus
Merychippus
Equus
Macrauchenia
Diadiaphorus
Thoatherium

Eohippus
Macrauchenia

Асинхронный параллелизм
(саблезубость у кошачьих)

Асинхронный параллелизм
(саблезубость у кошачьих)

Асинхронный параллелизм
(саблезубость у кошачьих)
Pseudoaelurus миоцен
Holophoneus, олигоцен
Dinictis, олигоцен
Smilodon, плейстоцен

Panderichthys spp.
378 млн.лет
Tulerpeton curtum
363 млн.лет
Ichthyostega sp.
363 млн.лет
370 млн.лет
Tiktaalik roseae
ИНАДАПТИВНАЯ
ГРУППА
ЭВАДАПТИВНАЯ
ГРУППА
Э.И.Воробьева

Поздняя юра
мел

Нижний мел
Caudipteryx zoui
Coelurosaurus
Microraptor gui

ранний мел
поздний триас

1. Вытеснение менее приспособленной группы более приспособленной.
2. Дивергенция каждого таксона

Пример возникновения похожих наборов "жизненных форм" на разобщенных континентах
При параллельном развитии

Ambystoma macrodactylum
Rana sylvatica
Rana luteiventris
Rana pipiens
Pseudacris maculata
Bufo hemiophrys
Bufo boreas
Spea bombifrons
Salamandrella keyserlingii
Rana

Параллелизмы и их эволюционное значение Л.П.Татаринов,1987
1. Генотипические (в основе лежат

Причины параллелизмов
Принципиальное сходство в строении основных типов сообществ, или биоценозов;

Эволюционный прогресс и регресс Признаки биологического прогресса:
1- увеличение численности,
2- увеличение

Причины эволюционного прогресса
Общая тенденция - усложнение организации.
В открытых системах с постоянным