Ароморфозы растений и животных: основные в эволюции

Суть и значение ароморфоза

Понятие «ароморфоз» указывает на эволюционное изменение структуры организма, которое носит прогрессивный характер и необходимо для обеспечения нормального существования индивида в условиях новых видов воздействия факторов окружающей среды. Любое такое изменение напрямую связано с повышением уровня организации организма, что находит отражение при рассмотрении филогенетических рядов. В зависимости от классов живых существ различают следующие виды ароморфоза, вносящие новые приспособительные изменения:

• ароморфоз млекопитающих;
• ароморфозы растений;
• рыбный ароморфоз;
• ароморфозы птиц;
• ароморфоз членистоногих;

прогрессивные эволюционные изменения, происходящие в организме других классов живых существ.

Значение ароморфоза следующее:

• один из путей эволюционного развития;
• позволяет людям адаптироваться к новым условиям существования;
• один из способов освоения новых неизведанных экологических ниш.

Ароморфоз птиц

Большинство биологов относят появление птиц к юрскому периоду мезозойской эры (около 200 миллионов лет назад).

Предком птиц был археоптерикс (помесь птицы и рептилии).

Это вымершее существо умело только планировать от дерева к дереву, но благодаря ароморфозу оно породило самих птиц, способных летать на полной скорости.

Основными ароморфозами, благодаря которым появился класс птиц, являются:

1. появление перьев;
2. формирование крепких крыльев;
3. развитие зрения и слуха;
4. получить четырехкамерное сердце;
5. формирование трубчатых костей.

Обретение теплой крови и стабильности температуры тела дало птицам возможность снизить свою зависимость от климатических условий и освоить новые экологические ниши.

Примеры в органическом мире

Во-первых, ароморфоз сыграл важную роль в эволюции органического мира, и первое и самое главное здесь — это ароморфоз образования многоклеточных организмов, которые в процессе эволюции стали преобладать над более примитивными одноклеточными организмами. Со временем это произошло в архейскую эпоху, то есть около 4 миллиардов (примерно пару миллионов) лет назад.

Более того, половое деление клеток, как и половое размножение в целом, можно отнести к очень важному ароморфозу органического мира. Благодаря ему все мы, как люди, так и животные, делимся на полы.

Примеры у земноводных

Ученые до сих пор спорят о происхождении земноводных, но согласно наиболее популярной теории, они произошли от рыб с перекрестными плавниками, которые являются далекими предками современных амфибий. И согласно той же теории, наиболее важным ароморфозом, позволившим первым земноводным господствовать на земле, было развитие их легких, которые позволили им дышать кислородом.

Кроме того, можно отметить и другие не менее важные ароморфозы древних земноводных, а именно:

• Внешний вид пятипалой конечности.
• Развитие среднего уха.
• Внешний вид трехкамерного сердца.

Ароморфоз растений

Первые растения появились в водной среде более двух миллиардов лет назад.

Потребовалось полтора миллиарда лет, чтобы водоросли появились на Земле, где они сформировали новые разновидности и формы и приспособились к жизни в новых условиях.

Самым важным ароморфозом в растительном мире было приобретение способности фотосинтеза (то есть превращения солнечной энергии в химическую), которая обеспечивала наземных животных питательными веществами и кислородом.

Из оставшихся значимых преобразований следует отметить следующие:

1. способность к размножению вне водной среды;
2. появление цветков, семяпочек и плодов;
3. корневое развитие;
4. формирование проводящих тканей (стеблей) и органов (листьев).

Важным этапом ароморфоза растений стал переход от спор, во многом зависящих от внешних репродуктивных факторов, к более прогрессивному размножению семенами.

Ароморфоз млекопитающих

Позвоночные животные принадлежат к развитой группе, которая в ходе долгой эволюции приобрела легкие с конечностями и внутренним скелетом и сложную нервную систему, позволяющую решать самые сложные задачи. Важный шаг — кормить потомство молоком. Так появились млекопитающие.

Грудное молоко содержит ряд витаминов и белков, необходимых для развития потомства, а также жизненного иммунитета. Млекопитающие претерпели ряд важных изменений:

— Наличие теплой крови.

— Наличие линии роста волос.

— Наличие сердца, состоящего из четырех камер.

— Внутриутробное развитие щенков.

— Развитые полушария головного мозга.

— Сформировалась плацента.

— Матка сформировалась вместе с молочными железами. Это верно только для млекопитающих.

— Уход за щенками.

Самые яркие примеры ароморфоза

Подводные водоросли не имеют ткани. Широкое распространение наземных растений произошло благодаря тому, что начали формироваться покровные ткани с ксилемой, флоэмой и колленхимой.

Археоптерикс оказался предком представителей птиц, хотя он не умел летать, а только перемещался по веткам, однако ряд важных процессов, таких как: формирование крыльев и покрытие перьев позволяло птицам парить в небе.

Костные рыбы с появлением легочного и конечного дыхания трансформировались в представителей земноводных. Постепенное увеличение и улучшение мозга у приматов привело к появлению Homo sapiens.

Примеры у пресмыкающихся

Рептилии, появившиеся после земноводных, по сути, были следующим этапом в освоении животными наземной жизни. Это были первые наземные животные уже во всех отношениях, дышавшие исключительно светом и исключительно кислородом.

Среди важных ароморфозов, позволивших древним рептилиям вытеснить древних земноводных, можно выделить:

• Появление защитной оболочки вокруг яиц молоди.
• Внутреннее оплодотворение.
• Появление ячеистых легких с развитыми дыхательными путями.

Впоследствии гигантские динозавры произошли от первых рептилий, которые на многие миллионы лет стали настоящими хозяевами нашей планеты.

Примеры у насекомых

Насекомые, мельчайшие (не считая микробов, конечно) обитатели нашей планеты тоже в процессе эволюции проходят через свои различные ароморфозы, хотя и не так интенсивно, как другие животные, например, сами тараканы совсем не изменились со времен динозавр. Однако у насекомых можно отметить следующие ароморфозы:

• появление зародышевых оболочек (серозных и амниотических).
• трансформация ротового аппарата у некоторых насекомых.

Признаки ароморфоза.

На наличие этого эволюционного процесса указывают следующие признаки у растений и животных:

— развитие клеток;

— многоклеточность;

— появление процессов фотосинтеза;

— постоянство температуры тела;

— половое размножение;

— развитие мозга;

— развитая система кровообращения и дыхания;

— развитая челюсть у животных и человека;

— созревание семян в растениях;

— развитие опорно-двигательного аппарата;

— внутриутробное развитие животных.

Примеры ароморфозов

По мере эволюционного развития жизни на Земле на каждой отдельной стадии возникали различные примеры структурных изменений живых существ, которые позволили им захватить новые экологические ниши.

Органический мир

В контексте биологического развития органического мира к ароморфозам относятся следующие изменения живой природы: преобладание ядерных организмов над безъядерными, появление способа полового размножения (увеличившего разнообразие природного материала на La Earth и, как следствие, ее способность приспосабливаться к определенным факторам и условиям окружающей среды) многоклеточные организмы преобладают над одноклеточными. Таким образом, в процессе эволюционного развития органического мира можно выделить следующие тенденции: возникновение механизмов интеграции и дифференциации (связанных с преобладанием многоклеточных организмов над одноклеточными) и стремление живой природы к генетическому разнообразию (основа любого повышения уровня организации, так как внешние изменения возникают из-за экспрессии тех или иных генетических структур).

Ароморфозы растений

В ходе биологического развития природа растений претерпела несколько фундаментальных преобразований, которые предопределили возникновение атмосферы, подобной существующей в настоящее время. Ароморфозы растений включают: возникновение фотосинтеза (процесс, основанный на преобразовании световой энергии в энергию ковалентных и ионных связей), появление представителей спор растительного царства, которые обладали побегом, позволившим растению развиваться выйти на материк и закрепиться в этой экологической нише. Другие важные структурные изменения, произошедшие в растениях, следующие:

• наличие способности к размножению, не находясь в водной среде;
• появление цветков (класс покрытосеменных) и семяпочек (класс голосеменных);
• развитие проводящей и корневой систем, что позволило растению получать из почвы неорганические вещества и разносить их по рафии к листьям и цветкам;
• появление новых органов, в которых стало возможным активное протекание процессов фотосинтеза (речь идет о листьях);
• размножение семенами (класс голосеменных).

Земноводные

Своим происхождением амфибии обязаны рыбам с перекрестными плавниками. Основными структурными изменениями у земноводных являются модернизации, возникшие в связи с их выходом на сушу (до этого представители животного мира обитали в основном в морских и океанских водах). К таким модернизациям относятся: развитие легких, которые позволили земноводным дышать атмосферным кислородом и перемещаться по суше, к другим ароморфозам амфибий относятся развитие среднего уха, появление сердца, состоящего из трех полостей (камер), формирование пятипалая конечность.

Пресмыкающиеся

Рептилии — это следующая стадия эволюции после земноводных, известные каждому ребенку динозавры напрямую относятся к этому классу живых существ. Ароморфозы рептилий — это следующие изменения строения их органов: модернизация легких (клеточного строения) и дыхательных путей, возникновение внутреннего оплодотворения (у земноводных оно внешнее), развитие околоплодных вод, которые необходимы для защиты плод от внешних воздействий.

Ароморфозы птиц

Птицы — следующая ступень эволюционного развития после земноводных. На этом этапе происходят следующие структурные изменения: появление двойного дыхания, появление четырехкамерного сердца (у земноводных — трехкамерного, единственное исключение — крокодил), появление теплой крови, образование покрытие перьев и крыльев.

Рыбы

Рыбы являются предшественниками земноводных в контексте эволюционного развития. Основными ароматизаторами рыб являются следующие изменения их строения: развитие замкнутой системы кровообращения и двухкамерного сердца (при этом кровь не делится на артериальную и венозную, а венозная кровь течет по венам рыб, однако в областях их жизненно важных органов более насыщен кислородом) формирование костного скелета.

Млекопитающие

По мнению большинства ученых-эволюционистов, рептилии — главные предшественники млекопитающих. Возникновение класса млекопитающих со временем совпало с формированием класса птиц. Оба эти класса обладают теплой кровью, что у млекопитающих связано с наличием следующих ароморфозов:

• разделение между артериальным и венозным кровообращением становится полным;
• наличие четырехкамерного сердца с межжелудочковой и межпредсердной перегородками;
• образование развитого слоя подкожно-жировой клетчатки;
• вид шерстяного одеяла.

Другие важные ароморфозы животных, которые принадлежат к тому же классу живых существ, что и люди, — это способность кормить детенышей материнским молоком, образование альвеолярных легких (что позволило им поглощать больше кислорода), развитие почек и структуры головного мозга (внешний вид коры головного мозга), формирование развитой нервной системы, способность к обучению при жизни (у рыб она отсутствует) и так далее.

Насекомые

К структурным изменениям, возникшим на этапе формирования класса насекомых, относятся: наличие хитинового покрова, сегментация тела на участки, наличие кутикулы, способность летать, появление гемолимфы и нескольких пар глаз и конечностей. Устойчивость представителей класса насекомых к воздействию факторов окружающей среды определяет их биологическую успешность (понятие, отражающее количество занятых экологических ниш, виды, родовое разнообразие и общую численность особей).

Отдельно стоит отметить ароморфозы глистов: появление мезодермы (третьего зародышевого листка), формирование двусторонней симметрии (ранее преобладала лучевая), формирование выделительной, пищеварительной и нервной систем.

Человек

К ароморфозам человека можно отнести следующие морфофункциональные изменения строения человеческого тела: развитие членораздельной речи (что является основным отличием человека от обезьяны); повышение функциональной активности коры головного мозга, увеличение объема головного мозга, растяжение конечностей, образование большого пальца противоположной стороны на руках, значительное увеличение тазобедренных суставов (в результате чего стало легче родить), формирование лордоза и кифоза в позвоночнике, структурные изменения, вызывающие прямую осанку.

В заключение следует отметить, что, несмотря на очевидные прогрессивные характерные изменения, называемые ароморфозом, они могут иметь и обратную сторону медали, например, развитие вертикальной ходьбы у человека привело к возникновению заболеваний (например, радикулита.), которых нет у других представителей животного мира.

Ароморфоз органического мира

Наиболее важным изменением является появление многоклеточных существ, которые в результате длительного эволюционного процесса доминируют над более простыми одноклеточными организмами. Это произошло в архейскую эпоху, около четырех миллиардов лет назад. Многочисленные представители мира флоры и фауны имеют индивидуальные особенности и отличия. Их разработка долгое время велась индивидуально. Но в своем развитии у них есть и общие характеристики. К наиболее важным моментам можно отнести следующие особенности:

— Живые клетки обзавелись ядрами и органеллами. Сначала появились прокариоты, а затем эукариоты. Все живые существа, кроме бактерий и архей, являются эукариотами.

— Начали формироваться специализированные ячейки, выполнявшие множество различных функций. Появились многоклеточные организмы с органами и тканями.

— Произошло половое размножение. Деление половых клеток. Произошло увеличение генетического разнообразия и улучшилась их адаптация к внешней среде. Наследование генетических признаков от предков к потомкам.

Ароморфоз рыб

Класс рыб отличается от более примитивных форм жизни прогрессивными нововведениями, повышающими его организационный уровень. Наиболее важными из них являются следующие особенности:

— Он сформировал череп с челюстями. В челюстях видоизменены жабры, способные захватывать пищу.

— Наличие парных плавников. Облегчает передвижение тела в водной среде.

— Веревка заменена костлявым позвоночником. Хрящ превращается в кость.

— Осложнения дыхательной системы. Внешний вид жабр.

— Увеличение печени и развитие поджелудочной железы.

— Увеличение кишечника.