Авторизация



Поделиться


Биология
Необратимость эволюции. Принципы эволюции органов PDF Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 4
ХудшийЛучший 
Биология - Биология
Автор: Hellhammer   
07.08.2010 16:34

Необратимость эволюции. Принципы эволюции органов

Если ваш ребенок целыми днями сидит за компьютером, не выходит на улицу, ведёт пассивный образ жизни это печально,но есть выход- батуты для детей . Батуты для детей безопасны имеют сертификаты соответствия. Сделайте вашему ребёнку по настоящему полезный подарок

Эволюционный процесс характеризуется необратимостью. Положение о необратимости эволюции впервые сформулировал в 1893 году бельгийский палеонтолог Л. Долло (1857-1931). Суть этого положения, названного впоследствии законом Долло, заключается в том, что организмы, переходя в прежнюю среду обитания, не возвращаются полностью к прежнему состоянию морфофизиологической организации. Так, жабры и плавники рыб, утраченные их потомками-тетраподами, никогда не восстанавливались у вторично осваивавших водный образ жизни пресмыкающихся и млекопитающих (хвостовой плавник и ласты у ихтиозавров и китообразных лишь внешне напоминают плавники рыб при глубоком отличии их внутреннего строения). Необратимость эволюции - статистическая закономерность, вытекающая из невероятности полного возврата к предыдущему (предковому) состоянию множества процессов, реализовавшихся в генотипе и фенотипе той или иной группы организмов.

В основе эволюции структур лежат процессы дифференциации и интеграции. Принцип дифференциации установлен в 1851 году французским зоологом А. Милън-Эдварсом (1800-1863), принцип интеграции впервые описан Г. Спенсером (1820-1903). Морфофизиологическая дифференциация - это развитие в процессе эволюции из одной структуры нескольких разнокачественных структур, выполняющих различные, более узкие (частные) функции. В качестве примера дифференциации можно привести подразделение первоначально просто устроенной пищеварительной трубки (выполняющей единую общую функцию расщепления и всасывания продуктов расщепления) на отделы (рот, глотку, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник), в которых пища подвергается уже специфическим воздействиям (механической обработке, химическому расщеплению, всасыванию и т.д.).

С дифференциацией неразрывно связан процесс интеграции. Интеграция - это целесообразное объединение и координация действий разных частей целостной живой системы. Если дифференциация приводит к увеличению степени соподчинённости частей (органов) организму как целостной системе, то интеграция проявляется в объединении органов в функционально единые системы, обеспечивающие одну из сторон жизнедеятельности организма. В основе морфофункциональных преобразований отдельных органов лежит мультифункционалъность (полифункциональность) - выполнение данным органом одновременно нескольких функций, среди которых обычно можно выделить главную (основную) функцию и ряд второстепенных. Например, основной функцией плавательного пузыря лучепёрых рыб является гидростатическая (регуляция плавучести путём изменения объёма). Наряду с этим он используется также как барорецептор, сигнализируя о глубине погружения, как аппарат трансформации звуковых колебаний, повышающий чувствительность органа слуха, а у примитивных лучепёрых (кистепёрых) выполняет функцию органа дыхания.

Наиболее часто эволюция органов проходит способом смены функций, при котором одна из второстепенных функций органа под влиянием измененных отношений организма с внешней средой становится более важной (главной), чем прежняя главная функция. Так, у предков позвоночных кожные чешуи в области смыкающихся краёв челюстей преобразовались в зубы, выполняющие другую главную функцию: вместо механической защиты - функцию захвата, удержания и размельчения корма. У растений, например, лепестки венчика цветка произошли от листьев, сменивших функцию фотосинтеза на функцию привлечения насекомых для опыления. Смена функций впервые описана немецким зоологом Антоном Дорном (1840-1909). Возможность смены функций основана на мульти-функциональности органов. При смене функции изменяется, соответственно, и направление эволюционных преобразований, т.к. естественный отбор совершенствует структуру органа, в первую очередь по отношению к его главной функции.

Преобразование функций органов в филогенезе может происходить также способом расширения функций. Расширение функций заключается в приобретении органом (структурой) в ходе эволюции новых функций с сохранением уже имеющихся. Расширение функций впервые описал в 1912 году немецкий зоолог Л. Плате (1862-1937). Например, у теплокровных животных кровеносная система участвует в регуляции теплообмена со средой, у млекопитающих она обретает также функцию обеспечения иммунитета. Л. Плате описал ещё один способ эволюционных преобразований органов - интенсификацию, или усиление функций. Его суть заключается в увеличении в ходе эволюции числа функциональных единиц и соответствующем усложнении строения органа. В качестве примеров можно рассмотреть усложнение строения сердца (двухкамерное, трёхкамерное, четырёхкамерное) и интенсификацию его функций (рис. 160), усложнение строения головного мозга и интенсификацию функций центральной нервной системы.


 

Два способа преобразования в ходе эволюции органов (субституция функций, разделение функций) описаны в 1931 году А.Н. Северцовым (1866-1936). Субституция функций (гетеротопная субституция) - это утрата в ходе эволюции одной из функций и замещение её другой, биологически равноценной, однако выполняемой уже другим органом, расположенным в другом месте. Например, функция перемещения посредством конечностей замещена у змей перемещением при помощи изгибаний позвоночника (ползанием), дыхание с помощью жабр (извлечение Ог из воды) у наземных позвоночных замещено газообменом в лёгких. Разделение функций сопровождается разделением органа на самостоятельные отделы. Так, единый непарный плавник разделился у рыб (рис. 161) на спинной и анальный (рули), а также хвостовой (движитель).

Второй вид субституции - субституция органов (гомотопная субституция), описана немецким зоологом Н. Клейненбергом (1842-1897). Её сущность заключается в замене одного органа другим, несущим подобную функцию и занимающим то же положение (хорда, например, замещается хрящевым скелетом, а последний - костным позвоночником).

Обновлено 16.03.2012 12:36
 
Биологический и морфофизиологический прогресс, их критерии и генетическая основа PDF Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 6
ХудшийЛучший 
Биология - Биология
Автор: Hellhammer   
07.08.2010 16:32

Биологический и морфофизиологический прогресс, их критерии и генетическая основа

Увеличение степени приспособленности организмов к окружающей среде в ходе эволюции часто сопровождалось совершенствованием и усложнением их организации, получившим название прогресса в живой природе. В 1825 году А.Н. Северцов (1866-1936) предложил различать биологический прогресс и морфофизиологический прогресс.

Биологический прогресс - результат успеха группы организмов (популяции, вида, рода, семейства, отряда и т.д.) в борьбе за существование. Критериями (показателями) биологического прогресса рассматриваются: а) возрастание степени общей приспособленности группы организмов к условиям окружающей среды;

б) увеличение численности особей группы;

в) расширениеареала (площади местообитания), занимаемого особями группы;

г) интенсивное видообразование в этой группе;

д) наличие в этой группе большого количества соподчиненных групп (популяций, видов, родов, семейств и т.д.). В настоящее время в состоянии биологического прогресса находятся насекомые, костистые рыбы, птицы, млекопитающие, покрытосеменные растения.

Биологический регресс характеризует, соответственно, снижение приспособленности группы организмов к среде обитания.

Его критериями являются: а) снижение степени общей приспособленности группы организмов к условиям среды;

б) уменьшение численности особей в группе;

в) сужение ареала, занимаемого особями этой группы;

г) вымирание видов этой систематической группы (рода, семейства, отряда и т.д.);

д) наличие в этой группе небольшого количества соподчиненных групп (видов, популяций).

Понятия «морфофизиологический прогресс» и «морфофизиологичес-кий регресс» применимы для характеристики не только групп, но и отдельных организмов. Морфофизиологический прогресс (ароморфоз) характеризует совершенствование в ходе эволюции строения и функции организма (морфофизиологической организации). Ароморфоз включает следующие эволюционные изменения:

• крупные изменения строения организмов (например, развитие четырех-камерного сердца и полушарий головного мозга у млекопитающих);

• возникновение адаптации (приспособлений) общего плана (например, теплокровность, наземная локомоция);

• расчленение органов (например, расчленение мышечных пластов червей на отдельные пучки у членистоногих);

• усложнение и интенсификацию функций (например, интенсификация функции снабжения тканей питательными веществами и кислородом при полном обособлении большого и малого круга кровообращения);

• общее повышение интенсивности жизнедеятельности организмов;

• повышение общего уровня обмена энергии;

• уменьшение зависимости организма от условий существования;

• увеличение степени влияния организма на окружающую среду.

' Морфофизиологический прогресс характерен в наибольшей степени для тех групп, которые ведут активный образ жизни, например, позвоночные и членистоногие. Морфофизиологический прогресс позволяет достичь организму высшего уровня независимости от внешней среды. Такое усложнение организации требует от организма увеличения энергетических затрат и в связи с этим увеличения силы действия организмов на окружающий мир. Позднее рядом учёных были предложены другие крите

рии морфофизиологического прогресса: совершенствование интеграции живых систем (Шмальгаузен И.И., 1938), повышение уровня гомеостаза живых систем (Хаксли Дж., 1942), рост объёма информации и способов её обработки. Эволюционные преобразования, ведущие к морфофизиологиче-скому прогрессу, А.Н. Северцов назвал арогенезами.


 

Генетической основой биологического и морфофизиологического прогресса является наследственная изменчивость. Канализированное преобразование генофонда (биологический прогресс) или генотипа (морфо-физиологический прогресс) происходит под воздействием естественного отбора.

Основными (ключевыми) ароморфозами в эволюции органического мира являются следующие преобразования.

1. Появление автотрофного питания (фотосинтеза) у одноклеточных организмов (цианобактерии и др.).

2. Возникновение эукариотической организации клетки (эукариоты).

3. Возникновение полового процесса, существенно повысившего масштабы наследственной изменчивости потомства.

4. Возникновение многоклеточности.

5. Формирование тканей и органов.

Эволюцию растительного мира характеризовали следующие аро-морфозьи

1. Дифференциация тканей у первых наземных растений (псилофи-ты), включавшая развитие покровной, проводящей, механической и др. тканей.

2. Формирование вегетативных органов (корень, стебель, лист) у наземных растений.

3. Возникновение генеративных органов (семя) у голосеменных.

4. Развитие генеративных органов покрытосеменных (цветок, плод), способствовавших повышению разнообразия и расселению потомства.

Эволюция животного мира включала следующие ключевые аро-морфозы.

1. Возникновение двухслойности и радиальной симметрии (губки, кишечнополостные).

2. Появление трех зародышевых листков и двусторонней симметрии.

3. Расчленение тела на сегменты, возникновение вторичной полости тела или целома, появление кровеносной и дыхательной систем (кольчатые черви).

4. Появление членистых конечностей и поперечно-полосатой мускулатуры (членистоногие).

5. Появление внутреннего осевого скелета и принципиально нового (трубчатого) типа нервной системы (бесчерепные хордовые).

6. Формирование черепа, челюстей, парных конечностей (плавников), первичной почки (рыбы).

7. Появление пятилучевой конечности, органов дыхания атмосферным воздухом, формирование второго круга кровообращения (земноводные).

8. Возникновение подвижного сочленения черепа и позвоночного столба, формирование грудной клетки и ячеистых легких, появление зачатка коры больших полушарий, развитие вторичной (тазовой) почки, возникновение зародышевых оболочек (хорион, амнион, аллантоис), обеспечивших развитие эмбриона на суше (пресмыкающиеся).

9. Формирование четырехкамерного сердца и полное разделение двух кругов кровообращения, развитие альвеолярных легких и плаценты, прогрессивное развитие нервной системы и особенно коры больших полушарий, дифференцировка позвоночного столба на четкие отделы и перемещение конечностей с боков под тело (млекопитающие).

Из краткого перечня следует, что ароморфозы - это узловые моменты эволюции, взаимосвязанные с возникновением крупных систематических групп (классов, типов и т.п.).

Частное приспособление к конкретным условиям среды, не повышающее общий уровень морфофизиологической организации, А.Н. Се-верцов (1925) назвал идиоадаптацией (алломорфозом). Развитие идиоа-даптаций (алломорфозов) названо им аллогенезом (рис. 158). В качестве примеров идиоадаптаций можно указать: разные формы клювов у птиц,

различие приспособлений для распространения семян у растений и др. (рис. 159). Основными результатами идиоадаптации являются следующие процессы и явления.

1. Освоение близкими видами различных географических зон; например, представителей семейства Волчьи можно встретить на всей территории от Арктики до тропиков, что значительно снижает конкуренцию между видами.

2. Значительное расширение ареала и увеличение разнообразия эволюционных факторов, действующих на представителей этой группы животных.

Органический мир как результат процесса эволюции

3. Увеличение числа подчиненных систематических групп (например, видов внутри семейства Волчьи).

В конечном итоге благодаря указанным результатам идиоадаптация способствует биологическому прогрессу соответствующей группы (семейства Волчьи и т.п.).

Морфофизиологический регресс - это упрощение морфофункцио-налъной организации, выражающееся в редукции ряда органов, например, хорды у оболочников (Tunicata). Часто регрессивное развитие одних органов сопровождается прогрессивным развитием других. Так, у животных, ведущих прикреплённый образ жизни, появляются приспособления для привлечения корма (сифоны, коловращательные аппараты). Регресс наиболее проявляется при общей дегенерации - резком упрощении организации, сопровождающемся снижением активных функций ряда органов. Она характерна, например, оболочникам, паразитическому ракообразному саккулине. Обычно морфофизиологическая дегенерация сопровождается интенсивным развитием половой системы и разнообразных личиночных приспособлений.

Человек состоит на 60% из воды,предполагается что даже жизнь зародилась в воде,поэтому все любят загорать и купаться, особенно дети. Но что делать если рядом нет теплого Индийского Океана,а ваш малыш хочет отправиться в кругосветное путешествие?
Выход есть нужно купить детский бассейн и ваш юнга научится плавать, укрепит осанку и закалит здоровье

Обновлено 16.03.2012 12:38
 
Проблема направленности эволюционного процесса PDF Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 5
ХудшийЛучший 
Биология - Биология
Автор: Hellhammer   
07.08.2010 16:31

Проблема направленности эволюционного процесса

 

Целесообразность в строении, функциях и поведении живых организмов, механизмах их возникновения и развития, проблемы гармонии между морфологией, физиологией, поведением организмов и средой обитания были предметом длительных дискуссий в биологии. Со времён Ж.Б. Ла-марка (1744-1829) существуют гипотезы, объясняющие формирование биологической целесообразности принципом адекватного ответа организмов на изменения внешних условий и последующим наследованием таких приобретённых признаков.

Работы немецкого зоолога Т. Эймера (1843-1898) положили начало концепции ортоэволюции, в соответствии с которой развитие живой природы обусловлено внутренними факторами, направляющими ход эволюции по определённому пути. Сторонники ортоэволюции в XX веке придавали решающее значение внутренним факторам организма - либо нематериальным, либо материальным, но заложенным изначально в генетическом коде или в общих физико-химических особенностях организма. Концепция ортоэволюции объясняет эволюционный процесс автогенетическими причинами и тем самым вступает в противоречие с дарвиновским учением и синтетической теорией эволюции.

Внутренняя запрограммированность развития находилась в центре представлений академика Л.С. Берга (1876-1950), обосновавшего концепцию номогенеза (1922). Утверждая принцип изначальной целесообразности живого, он объяснял её стереохимическими свойствами белков протоплазмы. Л.С. Берг признавал также преформированность эволюции: процессы онто- и филогенеза осуществляются по одним и тем же законам. Последнее нашло отражение в его известной концепции номогенеза - «эволюции на основе закономерностей». Направленность эволюции обеспечивается, по мнению Л.С. Берга, направленным характером наследственной изменчивости: одни и те же изменения проявляются под действием факторов среды одновременно у множества особей. Не менее важно, полагал Л.С. Берг, для направленности эволюционных преобразований внутренне присущее всем организмам свойство усложнения морфофизиологической организации. Телеологические в своей основе идеи Л.С. Берга используются в современной биологии для антидарвиновских объяснений ряда проблем макроэволюции, в первую очередь направленности, целесообразности и др.


 

Материалистическое объяснение направленности эволюции впервые дано Ч. Дарвином (1859), который убедительно показал, что направляющим фактором эволюционного процесса является естественный отбор.

Синтетическая теория эволюции, решая вопрос направленности эволюционного процесса, исходит из соответствующего положения дарвинизма. Исключая из процесса размножения генотипы с малой приспособительной ценностью, сохраняя благоприятные генные комбинации, естественный отбор преобразует картину генотипической изменчивости, складывающуюся под действием случайных факторов, в биологически целесообразном направлении.

Такая его форма, как движущий отбор, благоприятствуя лишь одному направлению изменчивости из многих, сохраняет лишь один из множества вариантов наследственной изменчивости. В результате действия движущего отбора в популяции накапливаются и распространяются мутации, обеспечивающие изменение генотипа в данном направлении. От поколения к поколению в популяциях под действием движущего отбора происходят изменения признака в определённом направлении (ортоселекция), что при длительном действии движущего отбора в филогенетических рядах ошибочно трактуется как «внутренняя тенденция» в эволюционных изменениях. Результатом творческой роли отбора является процесс органической эволюции, идущей в целом по линии прогрессивного усложнения морфофизиологической организации, а в отдельных ветвях - по пути специализации.

Место где ваши дети начинают строит свою жизнь это детская песочница.Если у вас есть место на приусадебном участке или во дворе вашего дома, то детская песочница - это лучший подарок вашему ребенку.

Обновлено 16.03.2012 12:41
 
Гипотезы возникновения жизни на земле PDF Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 2
ХудшийЛучший 
Биология - Биология
Автор: Hellhammer   
07.08.2010 16:30

Гипотезы возникновения жизни на земле

 

Сложность проблемы возникновения жизни на Земле породила множество соответствующих гипотез и концепций. Отсутствие в настоящее время единой, общепризнаваемой в ученом мире теории возникновения жизни является главной причиной сохранения, вплоть до настоящего времени, жизнеспособности многих из них, в том числе концепций идеалистического толка.

Все гипотезы (концепции) и теории происхождения жизни на Земле можно объединить в пять групп.

1. Креационистские концепции, основывающиеся на утверждении «все живое создано Творцом (Богом)». При этом созданные все сразу и целесообразно устроенные для определенной среды существования организмы остаются в неизмененном виде.

В 1650 году архиепископ П. Ашер из Ирландии вычислил, что Бог сотворил мир в октябре 4004 года до н.э. и закончил свой труд 23 октября в 9 часов утра. П. Ашер получил эту дату, сложив возрасты всех (от Адама до Христа) библейских персонажей. Вера основывается на признании того, чему нет и не может быть доказательств в научном смысле слова. Это означает, что логически не может быть противоречия между научным и богословским объяснением возникновения живого мира, т.к. эти две сферы мышления полностью исключают одна другую.

2. Концепции самозарождения: жизнь зародилась и продолжает зарождаться в настоящее время из неорганических веществ (из воды, ила и т.п.). По утверждению голландца Я.Б. Гельмонта (1579-1644),в течение 3 недель происходит самозарождение мышей из горсти зерна в темном шкафу. Еще в XVII веке несостоятельность подобных концепций была продемонстрирована в опытах (рис. 155) Франческо Реди (1626-1698), а позднее убедительно доказана (рис. 156) Луи Пастером (1822-1895).

ЛуиПастер Гипотезы стационарного состояния исходят из признания вечности Вселенной и вечности существования в ней такого явления, как жизнь. Ограниченное время существуют лишь отдельные тела (звезды, планеты) или формы жизни на них.

4. Гипотезы и теории панспермии, обосновывающие возможность заноса живых организмов на Землю с других планет (небесных тел). Основоположником первой теории панспермии является шведский химик С. Ар-рениус (1859-1927). В середине XX века Л. Оргель и Ф. Крик разработали гипотезу направленной панспермии: жизнь появилась на нашей плане-те благодаря тому, что какие-то сознательные существа, обнаружив на Земле подходящие условия для жизни, снарядили контейнеры примитивными организмами и отправили их с помощью специальных носителей на Землю.

5. Теории возникновения жизни на основе химической и биологической эволюции, авторы которых исходят из утверждения, что жизнь - результат длительных постепенных превращений химических веществ, а затем возникших из них первых примитивных живых существ (пробионтов, протоклеток и т.п.). Космическими и планетарными предпосылками возникновения жизни на Земле при этом рассматриваются: а) размеры планеты (Земли); б) расстояние планеты (Земли) от звезды (Солнца); в) круговая орбита Земли; г) постоянство излучения звезды (Солнца).


Хотите развить вашему ребёнку вестибулярный аппарат,но не знаете как это сделать. Всё просто, нужно купить детские качели

Обновлено 16.03.2012 12:43
 
Генетический груз PDF Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 1
ХудшийЛучший 
Биология - Биология
Автор: Hellhammer   
07.08.2010 16:29

Генетический груз

В пределах ареала какого-либо вида условия среды различны. Это становится причиной различного направления отбора в разных частях ареала. Поэтому естественный отбор действует на популяцию (вид) одновременно по многим направлениям, а его конечный результат зависит от соотношения интенсивности разных векторов отбора и контротбора. Результатом многовекторного действия отбора в пределах ареала является поддержание в разнообразном состоянии и одновременная относительная стабилизация генофонда популяции.

Генетически разнородная популяция более жизнеспособна, всегда получая селективное преимущество при часто наблюдаемых колебаниях условий (параметров) среды. В генофонде такой популяции накапливается (особенно в гетерозиготном состоянии) большой объём резервной наследственной изменчивости. Такая популяция в эволюционном плане более пластична, может более гибко реагировать на изменения условий среды, приспосабливаясь к ним. Однако в такой популяции неизбежны особи, менее приспособленные к данным условиям среды. В каждый отдельно взятый момент жизнеспособность такой популяции ниже уровня, который был бы достигнут при наличии в популяции только наиболее подходящих для данных условий генотипов. Часть наследственной изменчивости популя

ции, которая определяет появление менее приспособленных к данным условиям особей, называется генетическим грузом. Иными словами, генетический груз - это величина, на которую приспособленность реальной популяции отличается от приспособленности идеальной для данных условий популяции, состоящей из «лучших» (при данном генофонде) генотипов. Источником генетического груза служат мутационные и сегрегационные процессы.

Вместе с тем, поддерживая генетическое разнообразие и, следовательно, эволюционную пластичность популяций, генетический груз представляет собой одновременно генотипический резерв эволюции. При изменении направления естественного отбора особи с уклоняющимися от доминирующего фенотипами (генотипами) обеспечивают выживание и эволюционную перспективу целостной популяции. Следовательно, генетический груз - это своеобразная плата за экологическую пластичность и эволюционную перспективу. Генетический груз - неизбежное следствие генетического полиморфизма.

Обновлено 05.04.2011 14:19
Подробнее...
 
<< Первая < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Следующая > Последняя >>

Страница 8 из 29