«Биология. Общие закономерности. 9 класс». С.Г. Мамонтова и др. (гдз)

Биологический прогресс, биологический регресс. Ароморфозы и идиоадаптации

Вопрос 1.
Биологический прогресс — это процветание той или иной систематической группы, отражающее высокий уровень приспособляемости организмов к среде обитания. Он характеризуется:
— увеличением численности особей;
— расширением ареала обитания;
— повышением числа систематических групп более низкого ранга (внутри данной систематической группы).
Таким образом, биологический прогресс является результатом успеха в борьбе за существование.
Биологический регресс — угнетенное состояние той или иной систематической группы, которое отражает недостаточный уровень приспособляемости организмов к условиям существования. Он характеризуется:
— уменьшением числа особей;
— сокращением ареала обитания;
— снижением числа систематических групп более низкого ранга.
На путь биологического регресса систематическую группу могут приводить различные факторы. Среди них: глобальные геологические и климатические изменения, значимые экологические преобразования, а в последние 30—40 тыс. лет — антропогенные воздействия (истребление человеком, хозяйственная деятельность людей).

Вопрос 2.
Ароморфозом (морфофизиологическим прогрессом) называется эволюционное преобразование строения и функций организма, повышающее общий уровень его организации, но не имеющее приспособительного значения к условиям окружающей среды. Изменения в строении организмов в результате ароморфоза не являются приспособлением к каким-либо специальным условиям среды, они носят общий характер и дают возможность расширить использование условий внешней среды (новые источники пищи, новые места обитания).
Наиболее крупными ароморфозами были возникновение фотосинтеза, появление многоклеточных организмов и полового размножения. В числе крупных ароморфозов можно назвать также развитие гомойотермии (поддержания постоянной температуры тела) у птиц и млекопитающих, возникновение живорождения и выкармливания детенышей молоком у млекопитающих, переход к размножению семенами у семенных растений и т.п. Ароморфозы предоставляют широкие возможности для освоения новой среды обитания. Так, появление у пресмыкающихся яйца в яйцевых оболочках позволило им обитать далеко от воды и освоить даже засушливые места, тогда как их предки, земноводные, должны были по крайней мере на период размножения уходить в воду.
Ароморфозы обеспечивают переход от пассивного питания к активному (появление челюстей у позвоночных), повышают подвижность животных (появление скелета как места прикрепления мышц и замена пластов гладкой мускулатуры у червей на пучки поперечно-полосатой у членистоногих), дыхательную функцию (возникновение жабр и легких), снабжение тканей кислородом (появление сердца у рыб и разделение артериального и венозного кровотока у птиц и млекопитающих). Все эти изменения, не будучи частными приспособлениями к конкретным условиям среды, увеличивают интенсивность жизнедеятельности животных, уменьшая их зависимость от условий существования. Общая черта ароморфозов заключается в том, что они сохраняются при дальнейшей эволюции и приводят к возникновению новых крупных систематических групп — классов, типов, некоторых отрядов (у млекопитающих).
Идиоадаптацией называется частное приспособление организмов к определенному образу жизни в конкретных условиях внешней среды. В отличие от ароморфоза идиоадаптация существенно не сказывается на общем уровне организации данной биологической группы. Благодаря формированию различных идиоадаптации животные близких видов могут жить в самых различных географических зонах. Например, представителей семейства волчьих (Canidae) можно встретить на всей территории от Арктики до тропиков, что значительно снижает конкуренцию между видами. Идиоадаптация обеспечивает этому семейству значительное расширение ареала и увеличение числа видов, что является критерием биологического прогресса. Но при этом ни про один вид, входящий в состав этого семейства, нельзя сказать, что он находится на более высоком уровне эволюции, чем другие. Примерами идиоадаптаций могут служить различные типы клювов у птиц или различные приспособления к опылению и распространению семян у растений. В результате идиоадаптаций возникают мелкие систематические группы.
Общая дегенерация сопровождается снижением уровня организации, в результате утраты отдельных органов или систем органов. Общая дегенерация как путь достижения биологического процветания характерен для групп организмов, переходящих от активного перемещения в среде к прикрепленному образу жизни или от свободного обитания к паразитизму. Например, ленточные черви полностью утратили пищеварительную систему, у некоторых паразитических ракообразных произошла редукция всех систем органов, кроме половой системы.

Вопрос 3.
Ароморфозные изменения могут заклюВЯ и в приобретении новых органов и систем.
Для примера рассмотрим основные ароморфозы, сопровождавшие возникновем млекопитающих:
1) высокое развитие нервной системы, особенности коры больших полушарий, обеспечившее приспособление к условиям существования путем изменения поведения;
2) дифференцировка позвоночного столба на четко выраженные отделы и перемещение конечностей с боков под тело;
8) возникновение органов, обеспечивающих развитие зародыша в теле матери, вЫкармливание детенышей молоком;
4) появление шерстного покрова, позволяющего сохранить тепло;
б) полное разделение кругов кровообращения и возникновение теплокровности;
б) возникновение альвеолярных легких, повысивших интенсивность газообмена и, как следствие, общий уровень обменных процессов.

Вопрос 4.
Идиоадаптацией называется частное приспособление организмов к определенному образу жизни в конкретных условиях внешней среды. В отличие от ароморфоза идиоадаптация существенно не сказывается на общем уровне организации данной биологической группы. Идиоадаптации возникают в результате видоизменения существующих структур. Например, все модификации конечностей у птиц (перепонки между пальцами у водоплавающих, сильные когтистые лапы хищных птиц, мускулистые длинные конечности бегающих птиц — страусов и др.). К идиоадаптациям относятся покровительственная окраска животных, колючки растений, плоская форма тела скатов и камбалы. Многочисленные преобразования пятипалой конечности млекопитающих, дающие возможность выполнять плавательную, лазающую, роющую, хватательную и летательную функции, также представляют собой идиоадаптации. Примерами идиоадаптаций могут служить различные типы клювов у птиц или различные приспособления к опылению и распространению семян у растений.

Вопрос 5.
При переходе к паразитизму большинство организмов, как правило, идет по пути общей дегенерации. Это эволюционное направление, сопровождающееся понижением уровня организации — морфофизиологическим регрессом в результате утраты отдельных органов или систем органов. Общая дегенерация как путь биологического прогресса наблюдается у многих форм организмов. На путь общей дегенерации встают группы живых организмов, переходящие от свободного к прикрепленному или паразитическому образу жизни. У ленточных червей (свиной, бычий цепень) редуцируются органы чувств, пищеварительная система. Взамен у них развиваются различные присоски, прицепки и особенно половая система. у некоторых паразитических ракообразных произошла редукция всех систем органов, кроме половой системы.
У растений-паразитов атрофируются корни, листья. Так у европейской повилики, паразитирующей на крапиве, формируются мелкие семена, из которых развивается крохотный нитевидный проросток без выраженной морфологической дифференцировки. Проросток при наличии растения-хозяина внедряется в его ткани своими присосками, которые скоро достигают проводящей ткани. Проводящие ткани проростка повилики соединяются с проводящей системой хозяина и обеспечивают питание. В силу этого редуцированные и чешуевидные листья повилики лишены хлорофилла и способности к фотосинтезу. У паразитического растения омелы тело находится внутри ветвей или ствола дерева-хозяина (нижняя часть ствола и корни), снаружи видны лишь цветки и плоды.

Вопрос 6.
В природе существуют два основных направления эволюции — развитие группы по пути морфофизиологического прогресса и развитие группы по пути приобретения обычных приспособлений, не изменяющих уровня организации. Эти пути тесно связаны, переходят один в другой, постоянно чередуясь. Другие направления эволюции, такие как специализация, могут рассматриваться как частные идиоадаптации. Крайняя степень приспособления к очень ограниченным условиям существования носит название специализации. Переход к питанию только одним видом пищи, обитание в очень однородной и постоянной среде (например, в пещерах) приводят к тому, что вне этих условий организмы жить не могут. Таковы колибри, питающиеся только нектаром тропических цветков, муравьеды, специализация которых также обусловлена ограниченным родом пищи. Специализация подавляет эволюционные возможности группы и при быстром изменении условий среды приводит к вымиранию.
Изменения типа ароморфозов и изменение типа идиоадаптаций всегда возникают как обычные адаптации в конкретной среде обитания. Лишь в будущем выяснится, что одни из них оказались перспективными и обеспечивающими переход в иную адаптивную зону (ароморфозами), а другие — менее перспективными, хотя и эффективными приспособлениями группы в прежних условиях (идиоадаптациями).
В ходе эволюции наблюдается чередование периодов ароморфозов и идиоадаптаций. Попадая в новые условия обитания, малочисленная группа, имеющая ароморфоз, дает начало широкому спектру групп с различными идиоадаптациями; впоследствии одна из этих групп может дать начало новой. Такая «мутовчатость» развития характерна для эволюции всех групп животных и растений.