Детекция и уничтожение (деградация) белков. 8 страница
Принципы эволюции органов изменения отдельных органов
1. Смена функций (чешуя рыб - зубы)
2. Расширение функций (плавники рыб)
3. Усиление функций (смена 3-х типов почек)
4. Замещение=субституция (хорда на позвоночник)
5. Изменение локализации=гетеротопия (положение почек)
6. Изменение времени закладки=гетерохрония (сердце у низших позвоночных - позже)
7. Неодинаковый уровень развития=гетеробатмия (органы движения и органы пищеварения)
8. Компенсация функций (механическая переработка пищи)
Аналогичные органы — это органы, разные по происхождению, имеющие внешнее сходство и выполняющие сходные функции. Аналогичными есть жабры речного рака, головастика и жабры личинок стрекоз. Спинной плавник касатки (китообразные млекопитающие) аналогичен спинному плавнику акулы. Аналогичны бивни слона (разросшиеся резцы) и бивни моржа (гипертрофированные клыки), крылья насекомых и птиц, колючки кактусов (видоизмененные листья) и колючки барбариса (видоизмененные побеги), а также шипы шиповника (выросты кожицы).Аналогичные органы возникают у далеких организмов вследствие приспособлений их к одинаковым условиям среды или выполнения органами одинаковой функции
Гомологичные органы — органы, сходные по происхождению, строению, расположению в организме. Конечности всех наземных позвоночных гомологичны, потому что они отвечают критериям гомологичности: имеют общий план строения, занимают сходное положение среди других органов, развиваются в онтогенезе из сходных эмбриональных зачатков. Гомологичны ногти, когти, копыта. Ядовитые железы змей гомологичны слюнным железам. Молочные железы — гомологи потовых желез. Усики гороха, иглы кактуса, иглы барбариса - гомологи, все они - видоизменение листьев. Сходство в плане строения гомологичных органов есть следствие общности происхождения. Существование гомологичных структур есть следствие существования гомологичных генов.
|
|
|
4) Макроэволюция. Направления эволюции групп. Формы филогенеза. Биологический прогресс и регресс. Правила эволюции групп.
Макроэволюция - это эволюционные преобразования, ведущие к формированию таксонов надвидового ранга (род, семейство, отряд и т.д.). Вслед за ним некоторые учёные полагали, что макроэволюция - качественно особый процесс. Однако, согласно представлениям большинства современных эволюционистов, макроэволюция не имеет специфических механизмов и осуществляется только посредством процессов микроэволюции, являясь их интегрированным выражением. Накапливаясь, микроэволюционные процессы получают внешнее выражение в макроэволюционных явлениях.
|
|
|
На уровне макроэволюции обнаруживаются общие тенденции, направления и закономерности эволюции органического мира, которые не поддаются наблюдению на уровне микроэволюции.
- микроэволюция заканчивается образованием вида;
- макроэволюция ведёт к образованию таких надвидовых систематических групп, как род, семейство, отряд;
Типы эволюции групп
В зависимости от того, изменяется ли уровень организации в эволюционирующих группах, выделяют два основных типа эволюции: аллогенез и арогенез.
При аллогенезе у всех представителей данной группы сохраняются без изменения основные черты строения и функционирования систем органов, благодаря чему уровень организации их остается прежним. Аллогенная эволюция происходит в пределах одной адаптивной зоны — совокупности экологических ниш, различающихся в деталях, но сходных по общему направлению действия основных средовых факторов на организм данного типа. Интенсивное заселение конкретной адаптивной зоны достигается благодаря возникновению у организмов идиоадаптаций — локальных морфофизиологических приспособлений к определенным условиям существования. Пример аллогенеза с приобретением идиоадаптаций к разнообразным условиям обитания в отряде насекомоядных млекопитающих.
|
|
|
Арогенез — такое направление эволюции, при котором у некоторых групп внутри более крупного таксона появляются новые морфофизиологические особенности, приводящие к повышению уровня их организации. Эти новые прогрессивные черты организации называют ароморфозами. Ароморфозы позволяют организмам заселять принципиально новые, более сложные адаптивные зоны. Так, арогенез ранних земноводных был обеспечен появлением у них таких основных ароморфозов, как пятипалые конечности наземного типа, легкие и два круга кровообращения с трехкамерным сердцем. Завоевание адаптивной зоны с более сложными для жизни условиями (наземной по сравнению с водной, воздушной по сравнению с наземной) сопровождается активным расселением в ней организмов с появлением у них локальных идиоадаптаций к различным экологическим нишам.
Таким образом, периоды арогенной эволюции группы могут сменяться периодами аллогенеза, когда в результате возникающих идиоадаптаций новая адаптивная зона заселяется и используется наиболее эффективно. Если в ходе филогенеза организмы осваивают более простую по сравнению с исходной адаптивную зону, например, переходя к прикрепленному неподвижному образу жизни или становись паразитами, то они претерпевают морфофизиологический регресс, или дегенерацию, утрачивая часть прогрессивных черт, которыми обладали их предки, и оказываясь на более низком уровне организации. Нередко и новая, более простая, адаптивная зона дает возможность широких идиоадаптаций к не менее разнообразным условиям обитания в ней, т.е. обеспечивает аллогенез.
|
|
|
Дивергенция, как одна из основных форм филогенеза. Среди форм филогенеза выделяют первичные – дивергенцию и филетическую эволюцию, лежащие в основе любых изменений таксонов. Дивергенция – это возникновение различий на основе одной и той же организации. Дивергенция означает независимое приобретение родственными организмами различных признаков. При дивергенции сходство объясняется родством, общностью происхождения, а различия – приспособлениями к разной среде. В результате изменения направления отбора в разных условиях происходит расхождение ветвей древа жизни от единого ствола предков. Причина дивергенции на начальных этапах ее возникновения – это расхождение по разным экологическим нишам и межгрупповая конкуренция. В результате конкуренции двух экологически близких групп преимущество получают особи, максимально отличающиеся от особей другой группы. В качестве примеров дивергенции можно привести следующие: класс млекопитающих распался на многочисленные отряды, характеризуемые родом пищи, особенностями местообитания, т.е. экологическими условиями существования (насекомоядные, рукокрылые, хищные, копытные, китообразные, грызуны, приматы и т.д.). Каждый из этих отрядов распался на подотряды и семейства, которые, в свою очередь, характеризуются не только морфологическими и генетическими признаками, но и экологическими особенностями (формы бегающие, скачущие, лазающие, роющие, плавающие). Внутри любого семейства есть роды и виды, различающиеся по образу жизни, по объекту питания. Ясная экологическая дивергенция имеется у таких амфибий, как озерная лягушка, огненная саламандра, сирена, кольчатая червяга. Процессы дивергенции внутри вида (микроэволюционный уровень) и в группах более крупных, чем вид (макроэволюционный уровень), имеют принципиальное сходство, но между ними существует и важное различие. Оно состоит в том, что на микроэволюционном уровне процесс дивергенции обратим: две разошедшиеся популяции могут легко объединиться путем скрещивания в следующий момент эволюции и существовать вновь как единая популяция. Процессы же дивергенции в ходе макроэволюции необратимы: раз возникший вид не может слиться с прародительским (в ходе эволюции и тот и другой вид неизбежно измениться и возврат их к старому виду становиться невозможным). Механизм дивергентной эволюции основан на действии элементарных эволюционных факторов.
Конвергенция, причины и следствия, примеры. Среди вторичных форм филогенеза выделяют конвергенцию и параллелизм.
Конвергенция – это возникновение сходных черт организации на изначально разной основе, то есть путь развития аналогичных приспособлений. Конвергенция означает независимое приобретение неродственными организмами сходных признаков. При конвергенции сходство объясняется приспособлением к сходной среде, а различия – различным происхождением, отсутствием близкого родства. Примеры конвергенции наблюдаются в разных группах: сходство способов передвижения у планирующих млекопитающих – шерстокрыла, сумчатой белки, белки летяги; форма тела и плавников у быстро плавающих животных – акулы, ихтиозавра, дельфина; воронковидная форма различных сидячих животных. Конвергенция как форма эволюции групп характерна для эволюционного процесса на любом уровне. Конвергенция никогда не бывает глубокой, в отличие от сходства, основанного на филогенетическом родстве.
Параллелизм, причины и следствия, примеры. Параллельная эволюция, параллелизм – это возникновение сходных признаков на общей организационной основе. Параллелизм означает независимое приобретение родственными организмами сходных признаков. При параллельном развитии сходство объясняется, с одной стороны – общностью происхождения, с другой - приспособлением к сходной среде. Параллельная эволюция происходит на общей, унаследованной от предков основе в сходных условиях обитания. Примерами параллелизма являются: сходство у морского котика, моржа и тюленя как результат приспособления к жизни в море; параллелизм в развитии складчатых зубов у кистеперых рыб и у стегоцефалов. С генетической точки зрения параллельная эволюция объясняется общностью генной структуры родственных групп и сходной ее изменчивостью (закон гомологических рядов наследственной изменчивости, по Н.И. Вавилову). При параллельной эволюции, если имеется общая генетическая структура, направленный отбор формирует и схожие фенотипы.
Биологический прогресс:
· увеличение количества особей,
· расширение ареала,
· увеличение количества подчиненных систематических единиц (например, внутри класса увеличивается количество отрядов).
Причина: хорошая приспособленность вида к условиям окружающей среды. Пример: крысы, тараканы, кошки.
Биологический регресс:
· уменьшение количества особей,
· сужение ареала,
· уменьшение количества подчиненных сис-единиц.
Причина: окружающая среда меняется быстрее, чем вид успевает к ней приспосабливаться. Примеры: киты, слоны, гепарды.
Правила эволюции групп
- правило необратимости эволюции
- правило прогрессивной специализации
- правило происхождения новых групп
Правило необратимости эволюции (Л. Долло, 1893 г.)
"… невозможен возврат любой группы организмов в состояние, пройденное прежде."
Правило прогрессивной специализации (Ш. Депере, 1876 г.)
"… если группа организмов начала эволюционировать в каком – то направлении, то и в дальнейшем она углубляет свою специализацию в в наметившимся направлении."
Правило происхождения новых групп от малоспециализированных предков (Э.Коп, 1904 г)
"…только отсутствие узкой специализации не препятствуют возникновению новых адаптаций."
5) Основные направления и способы морфофункциональных преобразований покровов тела в процессе эволюции. Причины и клеточные механизмы онто-филогенетически обусловленных пороков развития покровов тела у человека.
Лекция 6
6) Основные направления и способы морфофункциональных преобразований скелета хордовых в процессе эволюции. Причины и клеточные механизмы онто-филогенетически обусловленных пороков развития скелета у человека.
Лекция 6
7) Основные направления и способы морфофункциональных преобразований пищеварительной системы в процессе эволюции. Причины и клеточные механизмы онто-филогенетически обусловленных пороков развития пищеварительной системы человека.
Лекция 6
8) Основные направления и способы морфофункциональных преобразований дыхательной системы в процессе эволюции. Причины и клеточные механизмы онто-филогенетически обусловленных пороков развития дыхательной системы у человека.
Лекция 6
9) Основные направления и способы морфофункциональных преобразований кровеносной системы в процессе эволюции. Причины и клеточные механизмы онто-филогенетически обусловленных пороков развития кровеносной системы у человека.
Лекция 7
10) Основные направления и способы морфофункциональных преобразований выделительной системы в процессе эволюции. Причины и клеточные механизмы онто-филогенетически обусловленных пороков развития выделительной системы у человека.
Лекция 7
11) Основные направления и способы морфофункциональных преобразований нервной системы в процессе эволюции. Причины и клеточные механизмы онто-филогенетически обусловленных пороков развития нервной системы у человека.
Лекция 7
12) Основные направления и способы морфофункциональных преобразований эндокринной системы в процессе эволюции. Причины и клеточные механизмы онто-филогенетически обусловленных пороков развития эндокринной системы у человека.
Лекция 7
13) Положение человека в системе животного мира. Качественное своеобразие человека. Значение биологического наследства человека для социального развития и определения здоровья людей.
Положение человека в системе животного мира:
Тип Хордовые – Подтип Позвоночные – Класс Млекопитающие – Подкласс Плацентарные – Отряд Приматы – Подотряд Человекоподобные приматы – Надсемейство Высшие узконосые обезьяны – Семейство Гоминиды (люди) – Род Человек – Вид Разумный.
Доказательства животного происхождения человека:
1. Наличие рудиментов (образования, утратившие функции).
2. Наличие атавизмов (признаки, свойственные отдаленным предкам). Гены, отвечающие за эти признаки, сохраняются в генофонде, но их действие в нормальном онтогенезе блокировано. Тип хордовые – появление в эмбриогенезе хорды, жаберных щелей, дорсальной полой нервной трубки, двусторонняя симметрия. Тип позвоночные – наличие позвоночного столба, расположение сердца на брюшной стороне, две пары конечностей, пять отделов мозга.
Качественное своеобразие человека
1. Приспособление к прямохождению - S-образный позвоночник и куполообразная стопа. Широкий таз принимает на себя давление органов. Грудная клетка плоская, сжатая с боков.
Последствия прямохождения:
а. Ограничение быстроты передвижения.
б.Неподвижный крестец .
в. Расширение вен на ногах.
2. Мозговая часть черепа увеличена, преобладает над лицевой, надбровные дуги отсутствуют.
3. Наличие гибкой кисти руки – органа труда.
4. Хорошо развит мозг, поверхность коры в лобном отделе в двое больше, чем у высших обезьян, характерно появление речи, сознания.
5. Кожа, лишенная шерсти, гигантское рецепторное поле. Приносит в мозг дополнительную информацию.
Биологическое в человеке становится на современном этапе наследством, поэтому эволюция человека идет не столько по биологическим законам, сколько по законам развития человеческого общества. Этапы эволюции человека:
1. Древнейшие стадии гоминизации – происхождения рода homo.
2. Эволюция рода хомо до возниконовения современного человека. Примерно 2 млн. лет назад сформировалась группа хомо эректус.
3. Эволюция современного человека. 100-50 тыс. лет назад появились люди современного типа (неоантропы, кроманьонцы)..
Современный человек является обитателем как естественной, так и культурной среды, и рассматривается как продукт эволюционного процесса и социогенеза (процесса формирования общества). Поэтому современный человек имеет двойственную биосоциальную природу. Материалистическая теория развития диалектически объясняет взаимоотношение биологического и социального в становлении человека как включение более высокой формой развития материи (социальной) более низких форм, в том числе биологической. Этим объясняется наличие в человеке биологического наследства в виде физико-химических, клеточных и системных механизмов жизнедеятельности и развития. Эти механизмы являются результатом длительной эволюции на продолжительном этапе филогенеза животного мира, который венчает становление семейства гоминид. Поэтому физические, химические процессы, процессы, протекающие в клетках, тканях, процессы жизнедеятельности органов и систем органов в ряду животных (особенно позвоночных и высших позвоночных) характеризуются фундаментальным сходством. У млекопитающих и особенно гоминид они достигли максимальной степени сложности на основе высокой степени дифференцированности и интегрированности структур организма.
Эти процессы, обеспечивающие жизнедеятельность организма, характеризуются рядом объективных закономерностей, обеспечивающих жизнедеятельность в рамках определённых параметров. Любой сдвиг процесса в ту или иную сторону в силу сложной системы корреляций чреват развитием цепи изменений (нарушений) процессов жизнедеятельности тканей и может привести к патологии. Диагностика заболеваний, их лечение и профилактика немыслимы без глубокого знания закономерностей и механизмов жизнедеятельности на уровне клеток, тканей, органов, систем органов и целостного организма человека, знания закономерностей наследственности и изменчивости, приспособляемости (адаптированности) к условиям среды. Началом многих патологических процессов является снижение уровня приспособляемости к условиям внешней и внутренней среды на всех иерархических уровнях, проявляющееся в дезадаптации (на молекулярном, биохимическом, клеточном уровнях), затем предпатологии, которые не определяются ещё клинически.
Благодаря животному происхождению жизнедеятельность человеческого организма основывается на фундаментальных биологических механизмах, которые составляют биологическое наследство людей. Каждый крупный успех в познании фундаментальных законов жизни сказывался на состоянии медицины, приводил к изменению оценок существа и механизмов развития патологических процессов, пересмотру принципов и практики лечебной и профилактической медицины. Так, успехи генетики стимулировали исследования генетики человека и привели к появлению нового раздела патологии - наследственные заболевания, созданию медико-генетических консультаций.
V. Биогеоценотический и биосферный уровни организации биологических систем.
1) Определение экологии. Среда как экологическое понятие. Классификация сред обитания и их характеристика.
Как самостоятельная наука экологию выделили в начале 20в. Экология – наука о взаимоотношениях живых существ м/у собой и с окружающей средой, о связях в надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих связей. Общая экология изучает общие закономерности, взаимоотношения любых живых организмов и среды, а также функции различных надорганизменных систем. Экологические закономерности проявляются на уровне особи, популяции, биоценоза, экосистемы.
Среда – физическое окружение организмов. Основные среды жизни – водная, воздушная, организменная. Среда обитания – та часть природы, которая окружает живые организмы, с которой они непосредственно взаимодействуют.
Несмотря на то что разнообразие жизненных условий на Земле привело к разнообразию сред, в которых могут обитать организмы, можно выделить специфические среды, для которых характерны общие черты и признаки. Так, отчетливо различают четыре качественно отличные среды обитания для живых организмов: 1) водная; 2) наземно-воздушная; 3) почвенная; 4) сами живые организмы, заселенные паразитами, полупаразитами и симбионтами (организмы, существующие совместно и извлекающие пользу от сожительства, например водоросли или цианобактерии, образующие вместе с грибами единый организм — лишайник).
Дата добавления: 2019-09-13; просмотров: 219; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!