§ 42 Основные направления эволюции

Эволюционный процесс на Земле создает огромное разнообразие видов и надвидовых групп. Все они в этом процессе приобретают специальные при­способления к условиям существования. Изменения условий окружающей сре­ды часто приводят к исчезновению у видов одних и появлению других свойств, обеспечивающих лучшее приспособление к жизни, а следовательно, большую выживаемость, увеличение размножения организмов и их более широкое рас­пространение. Возрастание приспособленности организмов к окружающей среде, со­провождающееся увеличением численности и более широким распростране­нием вида, называют биологическим прогрессом (лат. progressus — «движение впе­ред»). В настоящее время биологический прогресс наблюдается у покрытосе­менных растений, а среди животных — у насекомых, костистых рыб, птиц и млекопитающих.

Снижение приспособленности организмов к условиям среды, сопровожда­ющееся уменьшением численности и сужением области распространения, назы­вается биологическим регрессом (лат. regressus— «возвращение», «движение назад»). Биологический регресс переживают группы, не сумевшие приспособиться к из­менениям условий среды и не выдержавшие конкуренции с другими группами.

Изучение особенностей эволюции крупных надвидовых групп (макро­эволюции) позволило выделить три главных направления, которые ведут к био­логическому прогрессу: ароморфоз, идиоадаптацию, общую дегенерацию.

Идея о возможных путях достижения биологического прогресса в про­цессе эволюции была разработана российским ученым-эволюционистом А.Н. Северцовым в 1925 г.

Ароморфоз (от греч. airo— «поднимаю» и morphosis— «образец», «фор­ма»), или морф о физиологический прогресс, имеет большое значение для орга­низма в целом и всегда ведет к биологическому прогрессу. По А.Н. Северцову, ароморфоз характеризует возникновение в ходе эволюции таких признаков, которые повышают общий уровень всех свойств организмов. Ароморфозы дают организмам большие преимущества в борьбе за существование и откры­вают новые возможности в использовании внешних условий среды (освоение новых, прежде недоступных источников питания и новых местообитаний).

В эволюции живых организмов можно выделить не­сколько крупных ароморфозов: возникновение фото­синтеза, появление многоклеточности, половое раз­множение, приобретение постоянной температуры тела, появление головного мозга, прогрессивное раз­витие кровеносной и дыхательной систем, развитие челюстей у предков позвоночных животных, возникно­вение семян у растений и другие события.

Ароморфозы — это крупные эволюционные преобразования в строении и функциях орга­низмов.

Ароморфозы — адаптации, полезные организ­мам в самых разнообразных условиях среды. Они имеют сложный комплексный характер. Это вызва­но тем, что преобразование происходит сразу по многим признакам. Например, появление у растений пыльцевой трубки, до­ставляющей спермии к яйцеклетке, освободило процесс оплодотворения от обязательного участия воды, что обеспечило цветковым растениям возмож­ность широко распространиться по суше. Одновременно это свойство сопро­вождалось рядом других ароморфных признаков: развитием проводящей сосу­дистой системы, появлением устьиц, регулирующих испарение, развитием рыльца на пестике, обеспечивающего прорастание пыльцевой трубки в преде­лах пестика.

Формирование ароморфоза — очень длительный процесс, происходя­щий на основе наследственной изменчивости и естественного отбора. По мне­нию А. Н. Северцова, ароморфозы обеспечили возникновение новых классов, отделов и типов организмов.

Идиоадаптация (от греч. idios— «особый», «своеобразный» и лат. adaptatio— «приспособление», «прилаживание») — еще одно направление эволюции. Оно характеризуется сменой частных приспособлений, но при этом общий уровень биологической организации группы не меняется.

Благодаря идиоадаптации возникло большое разнообразие приспособи­тельных форм организмов к определенному образу жизни в конкретных усло­виях среды. Идиоадаптации обусловили специфичность признаков таких групп, как вид, род, семейство.

Идиоадаптации выражают частные способы биологического прогресса, но как бы лежащие в «одной плоскости». Ярким примером идиоадаптации на уровне отдела могут служить покрытосеменные растения, создавшие множест­во различных жизненных форм (деревья, кустарники, травы), способов рас­пространения семян, опыления и других приспособительных свойств.

Примером идиоадаптации на уровне семейства может служить разнообразие свойств дарвиновых вьюрков, обнаруженных Ч. Дарвином на островах Галапагосско­го архипелага. Все виды дарвиновых вьюрков имели сходный уровень организации, но, находясь в различных условиях отдельных островов, приобрели там совершенно разные свойства в размещении своих укрытий, постройке гнезд и особенно в спосо­бах добывания пищи. Одни виды освоили питание плодами растений, другие — семе­нами, третьи стали насекомоядными, а один вид даже приспособился слизывать кровь у раненых животных. Все эти приспособления повлекли за собой изменения в облике вьюрков (в форме клюва, размере головы, хвоста и всего тела), поведении и общем образе жизни (рис. 53).

Общая дегенерация (лат. degenero— «вырождаюсь») — третье направление эволюции, связанное с упрощением строения и образа жизни организмов в ре­зультате приспособления к более простым условиям существования.

Примером могут служить изменения в строении животных, произошед­шие при переходе к неподвижному, сидячему образу жизни и при паразитизме.

Переход к паразитическому образу жизни у многих организмов сопровождается рез­ким упрощением ряда органов и даже полной потерей некоторых из них. Так, расте­ние повилика (Cuscuta europaeaj, паразитирующее на многих цветковых растениях, полностью утратило способность к фотосинтезу, а его мелкие чешуйчатые листья лишены хлорофилла. Потерей органов пищеварения характеризуются многие черви-паразиты, приспособившиеся к жизни в кишечнике животных и человека: например, свиной цепень — паразит человека, не имеющий кишечника.

Упрощение строения при соответствующем образе жизни организмов (например, при паразитизме) часто обеспечивает процветание группе. Благо­даря общей дегенерации облегчается вхождение группы в новую адаптивную среду. Упрощение следует рассматривать как приобретение новых признаков, делающих возможным такой переход.

Соотношение направлений эволюции. Три основных направления эво­люции лишь в учебных целях рассматриваются по отдельности. На самом же деле в природе эти процессы идут непрерывно и одновременно, сочетаясь между собой или сменяя друг друга. Обычно ароморфозы задают и определяют новые направления и этапы в развитии живого мира. Затем эволюция идет по пути идиоадаптации или дегенерации, обеспечивая организмам групп сущест­вование в новой среде. По истечении некоторого времени весь этот процесс может многократно повториться, увеличивая многообразие форм организмов и их групп.

Взаимоотношения трех основных направлений эволюции, их чередова­ние А.Н. Северцов изобразил в виде схемы (рис. 54).

1. В чем сходство и различия ароморфоза и дегенерации?

2*. Какую эволюционную роль выполняют ароморфозы и идиоадап­тации?

3. Замените выделенные слова в утверждениях термином.

• Адаптации широкого значения, полезные организмам в самых разно­образных условиях среды, повышают общую жизнестойкость организ­мов.

• Частные приспособления организмов к определенному образу жизни в конкретных условиях внешней среды обусловливают появление в про­цессе эволюции разнообразия форм организмов.

• Упрощение строения организмов путем утраты отдельных органов обеспечивает виду возможность вхождения в новую среду.