12. Главные направления эволюции

Определения и обозначения

Биологический прогресс — успешность группы организмов, выраженная в увеличении численности, расширении ареала и разнообразии видов. Ареал — территория, где обитает группа. Эти признаки нужны, чтобы оценивать её положение в природе не по одному отдельному организму, а по изменениям всей группы.

Биологический регресс — сокращение численности и ареала группы, уменьшение числа видов и угроза её вымирания. Он показывает, что группа теряет распространённость и разнообразие. Сравнение этих признаков помогает понять, процветает ли группа или её существование становится менее успешным.

Ароморфоз — крупное эволюционное изменение, повышающее общий уровень организации и расширяющее возможности освоения среды. Оно затрагивает важные особенности строения или жизнедеятельности, а не только отдельную мелкую черту. Это понятие помогает отличать крупные преобразования, открывающие новые возможности, от частных приспособлений.

Идиоадаптация — частное приспособительное изменение, помогающее освоить определённые условия без общего повышения уровня организации. Защитная окраска — пример такого приспособления: она полезна в конкретной среде, но не перестраивает организм в целом. Термин нужен, чтобы не считать любое полезное изменение крупным эволюционным шагом.

Общая дегенерация — упрощение организации, связанное с особым образом жизни. Например, у паразита могут уменьшиться или исчезнуть органы, которые не нужны при жизни внутри хозяина. Понятие показывает, что упрощение не обязательно означает неуспех группы.

Как это устроено

Сложность строения одного организма сама по себе не показывает, насколько успешна вся его группа. Поэтому биологов интересуют численность организмов, площадь их распространения и разнообразие видов. Если все эти показатели растут, группа занимает больше места в природе и представлена большим числом форм. Так оценивают общую историческую тенденцию, а не совершенство отдельного представителя.

Прогресс и регресс относятся к группе организмов, поскольку изменения одной особи не определяют судьбу вида или более крупной группы. Например, отдельный организм может быть хорошо приспособлен, но численность его вида при этом сокращаться. И наоборот, группа может процветать, хотя её представители не становятся сложнее по строению. Причина в том, что эти понятия описывают распространённость и разнообразие группы, а не направление изменений каждого организма.

Ароморфоз повышает общий уровень организации, то есть меняет возможности организма в целом, а не только помогает решить одну задачу в привычной среде. Новые особенности могут позволить использовать ресурсы, которые раньше были недоступны, или жить в иных условиях. Освоение новых сред часто открывает группе новые способы жизни и возможности расселения. Поэтому ароморфоз может создать предпосылки для биологического прогресса, хотя сам по себе не означает, что прогресс уже состоялся.

Идиоадаптация возникает как ответ на конкретные условия: например, особенности окраски могут помогать скрываться или предупреждать врагов. Такое изменение повышает приспособленность организмов в определённой обстановке, но не перестраивает общий план организации. Благодаря множеству частных приспособлений группа может осваивать разные места и образ жизни. Причина этого разнообразия — соответствие отдельных особенностей местным условиям, а не обязательное усложнение организмов.

Общая дегенерация связана с тем, что при некоторых образах жизни прежние органы становятся ненужными или мешают. У паразита часть функций может обеспечиваться хозяином, поэтому упрощение отдельных систем оказывается выгодным. Если благодаря этому группа успешно размножается и широко распространяется, упрощение может сопровождаться биологическим прогрессом. Значит, эволюционная успешность зависит от соответствия организации образу жизни, а не от максимальной сложности.

Главные направления эволюции и их значение

Таблица помогает отдельно оценивать характер изменения организма и результат для группы. Сначала определите, меняется ли общий уровень организации, а затем выясните, растут ли численность, ареал и видовое разнообразие. Не следует считать, что любое направление автоматически означает прогресс: это проверяют по показателям группы.

Разбор задач

Задача 1. Определите, к чему приводит биологический прогресс группы: растут ли её численность, ареал и видовое разнообразие или сокращаются? Нужно оценить именно группу, а не сложность строения её представителей. Для этого сопоставьте признаки из условия с критериями прогресса и регресса.

1. Назовите показатели, по которым оценивают судьбу группы: численность, ареал и число видов. Каждый из них показывает отдельную сторону её распространённости и разнообразия. Оценивать желательно их совокупность.
2. Сравните направление изменений с определением прогресса. Если численность, ареал и видовое разнообразие увеличиваются, это признаки прогресса; если сокращаются — признаки регресса. Не заменяйте эти показатели оценкой сложности организмов.

Ответ: при биологическом прогрессе численность и ареал группы растут, а видовое разнообразие увеличивается. Если эти показатели уменьшаются, речь идёт о регрессе.

Задача 2. У группы возникло изменение, позволившее освоить ранее недоступную среду и повысившее общий уровень организации. Определите направление эволюции. Здесь в условии указаны два важных признака, которые нужно связать между собой.

1. Проверьте, повышается ли общий уровень организации. В условии это прямо сказано, поэтому изменение не является только частным приспособлением. Это позволяет исключить идиоадаптацию.
2. Установите, что изменение открыло доступ к новой среде. Сочетание повышения уровня организации и расширения возможностей характерно для крупного эволюционного преобразования. Следовательно, это ароморфоз.

Ответ: описанное изменение — ароморфоз. Оно может создать предпосылки для прогресса группы, но наличие прогресса нужно отдельно проверять по численности, ареалу и видовому разнообразию.

Задача 3. Сравните защитную окраску, полезную в конкретной среде, и упрощение органов у паразита, сопровождаемое высокой численностью группы. Определите направления изменений и объясните, как они соотносятся с прогрессом. В задаче важно не смешать тип изменения организации с результатом для группы.

1. Защитная окраска помогает в определённых условиях, но не повышает общий уровень организации. Значит, это идиоадаптация. Её польза связана с конкретной средой.
2. Упрощение органов у паразита соответствует общей дегенерации, поскольку связано с особым образом жизни. Само упрощение ещё не говорит о прогрессе или регрессе. Учитывайте указанный результат для группы.
3. Высокая численность — один из признаков биологического прогресса. Для полной оценки полезно также проверить ареал и видовое разнообразие. Не следует называть дегенерацию регрессом только из-за упрощения.

Ответ: защитная окраска — идиоадаптация, упрощение органов паразита — общая дегенерация. Высокая численность указывает на возможный биологический прогресс группы, несмотря на упрощение организации.

Типичные ошибки

• Ошибка — считать биологический прогресс обязательным усложнением каждого организма. Так рассуждают, когда смешивают уровень организации особи с успешностью группы. Проверьте себя: прогресс определяют по численности, ареалу и видовому разнообразию, а не по сложности отдельного организма.

• Ошибка — называть любое приспособление ароморфозом. Полезность признака ещё не означает, что он повысил общий уровень организации. Спросите себя, меняет ли особенность возможности организма в целом или помогает только в конкретных условиях: во втором случае это идиоадаптация.

• Ошибка — считать общую дегенерацию всегда регрессом. Упрощение легко принять за неуспех, если оценивать только строение организма. Проверьте численность, ареал и разнообразие группы: при их росте упрощение может сопровождаться прогрессом.

• Ошибка — смешивать биологический прогресс и ароморфоз. Ароморфоз описывает направление изменения организации, а прогресс — результат для группы. Чтобы проверить ответ, сначала определите тип изменения, затем отдельно оцените показатели группы.

Связь с другими темами

Для понимания направлений эволюции нужны знания о наследственной изменчивости, естественном отборе, приспособленности и виде. Изменчивость создаёт различия между организмами, а отбор может способствовать распространению полезных особенностей. Эти понятия помогают объяснить, откуда берутся приспособления и почему они сохраняются.

Направления эволюции пригодятся при изучении макроэволюции — крупных изменений и возникновения разнообразия живых организмов. Они помогают объяснять, как группы осваивают новые среды, почему у организмов появляются разные приспособления и отчего одни группы расширяются, а другие сокращаются.

Что запомнить

• Прогресс и регресс характеризуют историческую судьбу группы организмов.
• Признаки прогресса — рост численности, расширение ареала и увеличение числа видов.
• Ароморфоз повышает общий уровень организации и расширяет возможности освоения среды.
• Идиоадаптация обеспечивает частное приспособление без общего повышения уровня организации.
• Общая дегенерация — упрощение организации, связанное с особенностями образа жизни.
• Ароморфоз, идиоадаптация и общая дегенерация могут приводить к биологическому прогрессу.