Общие пути биологического прогресса — 1 клас, Биология

Одним из первых исследователей путей биологического прогресса был отечественный ученый Алексей Николаевич Северцов (рис. 1).

Рис. 1. А.Н. Северцов

В настоящее время выделяют следующие пути биологического прогресса – арогенез, аллогенез и катагенез.

Арогенез (от греч. airo – поднимаю и genesis – развитие) – эволюционный путь развития группы организмов, связанный с повышением сложности их организации (появлением новых органов или усложнением биохимических и физиологических процессов).

Арогенез обычно сопровождается развитием приспособлений широкого назначения и расширением среды обитания.

Конкретные морфофизиологические изменения, определяющие арогенез той или иной группы, называютсяароморфозами. 

С крупными древними ароморфозами связано появление крупных систематических подразделений: надцарств, царств, типов.

С более поздними и не столь значительными ароморфозами связано образование подтипов и классов.

Примеры крупных ароморфозов:

1. Возникновение мембранных органелл. Появление «надцарства эукариоты».
2. Возникновение многоклеточности. Появление новых подцарств.
3. Возникновение особых систем органов. Появление новых типов.

Ниже рассмотрим более мелкие ароморфозы (благодаря им возникли подтипы (подотделы) и классы).

Животные

1. Появление билатеральной симметрии
2. Возникновение костной ткани
3. Переход на легочное дыхание
4. Формирование двух кругов кровообращения
5. Формирование поясов конечностей и т. д.

Растения

1. Возникновение эпидермиса, устьиц, проводящей и механической ткани.
2. Закономерная смена поколений в цикле развития.
3. Образование цветков и плодов, и т. д.

Эти ароморфозы способствовали повышению приспособляемости организмов и возникновению новых таксонов.

Такие ароморфозы, как появление поперечнополосатой мускулатуры и развитие ходильных конечностей и крыльев у насекомых, открыли перед ними возможность освоить сушу и воздух и получить преимущества перед жабернодышащими членистоногими.

Ароморфозы формируются на основе наследственной изменчивости в ходе естественного отбора и являются приспособлениями широкого значения.

Они дают преимущество в борьбе за существование и открывают возможности освоения новой, то есть прежде недоступной, среды обитания.

Аллогенез (от греч. allo – разный и genesis – развитие) – развитие приспособительных изменений, не связанных с переходом на более высокий уровень организации.

Конкретные изменения в рамках аллогенеза называется идиоадаптацией. 

В результате алломорфоза возникают новые семейства и роды. Если представить ароморфозы как крупные ступени в ходе эволюции существ, то идиоадаптации будут расширять эти ступени.

Происхождение птиц и зверей от пресмыкающихся было ароморфозом (рис. 2). А разделение этих классов на более мелкие таксоны было уже идиоадаптацией.

Рис. 2. Ароморфоз и идиоадаптация на примере позвоночных животных рептилий, птиц и млекопитающих

Типичными примерами идиоадаптации является формирование больших клыков хищных млекопитающих и больших резцов у травоядных.

Катагенез (от греч. kata – движение вниз и genesis – развитие) – развитие таксона путем упрощения уровня организации организмов.

Дегенерация – конкретное проявление катагенеза. Например, у видов, обитающих в пещерах и почве, происходит редукция органов зрения, пигментации, снижается активность передвижения. Примером катагенеза является также возникновение паразитических форм.

Рис. 3. Ароморфоз, дегенерация и адаптация в виде ступеней, отражающих уровень сложности (положение ступени выше или ниже другой) и разнообразие (ширина ступени) таксонов в процессе эволюционного развития

У растений-паразитов снижается активность фотосинтеза, наблюдается редукция листьев (омела, петров крест, повилика).

У паразитических ленточных червей нет кишечника, слабо развита нервная система по сравнению со свободно живущими формами.

В ходе эволюции происходит постоянная смена эволюционных путей развития таксона.

Для конкретной группы организмов, как правило, за периодом арогенеза всегда следует период конкретных изменений, аллогенеза.

Закономерность смены разных путей и эволюции называется законом Северцова. Например, для амфибий были важны следующие ароморфозы:

1. Переход на легочное дыхание;
2. Формирование поясов конечностей.