§44. Подведём итоги. Эволюционные изменения животного мира планеты.

Определения и обозначения

Эволюция — историческое развитие живой природы, приводящее к изменению организмов и появлению новых групп. Проще говоря, животный мир не оставался неизменным, а постепенно менялся на протяжении длительного времени. Это понятие помогает объяснить разнообразие животных и сходство между разными группами.

Ароморфоз — крупное эволюционное изменение, повышающее общий уровень организации организма и расширяющее возможности освоения среды. Например, появление конечностей с пальцами у предков наземных позвоночных помогло передвигаться по суше. Понятие нужно, чтобы отличать крупные изменения от приспособлений к отдельным условиям.

Идиоадаптация — приспособительное изменение, полезное в определённых условиях и не вызывающее общего усложнения организации. Покровительственная окраска помогает животному оставаться незаметным в своей среде. Это понятие показывает, как организмы могут специализироваться, не становясь в целом сложнее.

Общая дегенерация — упрощение организации, связанное, например, с паразитическим или малоподвижным образом жизни. Если органы перестают быть нужными в прежней степени, они могут уменьшаться или утрачивать функции. Термин помогает объяснить, почему упрощённое строение тоже может быть результатом эволюции.

Как это устроено

Сначала в истории животных существовали более простые формы, а позднее возникали группы с новым строением и образом жизни. Эту историю изучают как последовательность крупных этапов, но не как цепочку, где одна современная группа прямо превращается в другую. У разных животных были общие древние предки, а затем их потомки развивались по разным ветвям. Поэтому важно различать порядок появления групп и их современную классификацию.

Крупные изменения организации открывали животным возможности, недоступные прежним формам. Например, конечности, способные поддерживать тело и перемещать его по твёрдой поверхности, помогли некоторым позвоночным освоить сушу. Более эффективное движение позволяло быстрее искать пищу и спасаться от врагов, а развитие органов чувств и нервной системы поддерживало более сложное поведение. Такие изменения были полезны, потому что помогали осваивать новые условия и источники ресурсов.

Приспособление не обязательно перестраивает организм целиком. Форма тела, окраска или особенности конечностей могут помогать выживать в определённой среде, не повышая общий уровень организации. Причина в том, что естественный отбор сохраняет признаки, полезные в конкретных условиях, а не ведёт организмы к единому образцу сложности. Если условия изменятся, прежнее приспособление может стать менее полезным.

Эволюционные изменения принято сопоставлять по их последствиям для организма. Ароморфоз расширяет возможности и повышает общий уровень организации, идиоадаптация даёт преимущество в определённых условиях, а общая дегенерация упрощает строение в связи с образом жизни. Все три направления могут помогать организмам выживать и оставлять потомство. Поэтому нельзя оценивать эволюционный успех только по числу органов или сложности строения.

Разнообразие животных возникло не сразу: новые группы появлялись постепенно, а их представители осваивали водную, наземную и другие среды. Общие особенности строения и развития могут сохраняться у родственных групп, даже если их образ жизни сильно различается. Учёные сравнивают такие признаки, чтобы судить о происхождении животных и возможных общих предках. Сходство само по себе важно рассматривать вместе с другими данными, а не как доказательство прямого происхождения одной современной группы от другой.

Направления эволюционных изменений животных

В таблице собраны три направления эволюционных изменений и их возможные результаты для животных.

Чтобы определить направление, сначала выясните, меняется ли общий уровень организации или только отдельный признак. Затем свяжите это изменение с образом жизни и условиями, в которых оно полезно. Один и тот же признак оценивают не по тому, кажется ли он сложным, а по его роли и последствиям.

Разбор задач

Задача 1. Расположите основные группы животных, изученные в курсе, в последовательности их появления и укажите, какие из них первыми освоили сушу. Вспомните, что группы возникали на протяжении длительного времени, а современная классификация сама по себе не показывает родословную. Ответ должен передавать общие этапы, а не изображать каждую группу прямым предком следующей.

1. Начните с более простых групп, изучаемых в курсе: одноклеточных животных, губок и кишечнополостных.
2. Далее назовите основные группы беспозвоночных: червей, моллюсков и членистоногих; отдельно отметьте появление хордовых и позвоночных.
3. Внутри позвоночных укажите общую последовательность: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы и млекопитающие. Учитывайте, что это схема крупных этапов, а не точное дерево происхождения.
4. Для ответа о суше вспомните, что среди животных её первыми освоили членистоногие. Позднее наземную среду освоили позвоночные, в том числе предки земноводных.

Ответ. В общем обзоре переходят от более простых групп к разнообразным беспозвоночным и хордовым, а среди позвоночных отмечают рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих. Первыми сушу среди животных освоили членистоногие; наземные позвоночные появились позднее. Современные представители этих групп не являются прямыми предками друг друга.

Задача 2. Определите, к какому направлению эволюционных изменений относится покровительственная окраска, и объясните выбор. Окраска помогает животному сливаться с фоном и оставаться незаметным для врагов или добычи. Нужно установить, меняет ли она общий уровень организации или даёт преимущество в конкретной обстановке.

1. Определите, что именно изменилось: в примере речь идёт об окраске, а не о появлении новой системы органов или общем усложнении строения.
2. Свяжите признак с условиями среды: окраска полезна там, где животное может быть незаметным на фоне окружающей обстановки.
3. Сопоставьте результат с определениями: частное приспособление без общего повышения организации — это идиоадаптация.

Ответ. Покровительственная окраска — идиоадаптация. Она помогает в определённых условиях, но сама по себе не повышает общий уровень организации животного.

Задача 3. Сопоставьте более эффективное передвижение позвоночных, специализированную форму тела водного животного и упрощение строения паразита с направлениями эволюции. Во всех случаях изменение может помогать выживанию, поэтому одной полезности недостаточно для ответа. Сравните масштаб изменения и его связь с образом жизни.

1. Более эффективное передвижение оцените по последствиям: если оно связано с крупным изменением организации и расширяет возможности освоения среды, его относят к ароморфозам.
2. Специализированную форму тела водного животного рассмотрите как приспособление к движению в воде. Она помогает в конкретной среде без обязательного общего усложнения, значит, это идиоадаптация.
3. Упрощение строения паразита свяжите с его образом жизни. Если часть органов перестала быть необходимой, изменение относится к общей дегенерации.

Ответ. Крупное изменение, расширяющее возможности передвижения и освоения среды, — ароморфоз; специальная форма тела для жизни в воде — идиоадаптация; упрощение строения паразита — общая дегенерация. При разборе важно уточнять, какое именно изменение имеется в виду: не всякое улучшение движения автоматически является ароморфозом.

Типичные ошибки

Ошибка: считать любое полезное приспособление ароморфозом. Так думают, потому что слово «полезное» воспринимается как признак крупного эволюционного прогресса. Но покровительственная окраска полезна в конкретной среде и относится к идиоадаптации. Проверьте себя: изменился ли общий уровень организации или возникло частное приспособление?

Ошибка: представлять эволюцию как обязательное усложнение всех организмов. Такое впечатление может сложиться, если сравнивать лишь отдельные крупные этапы развития животных. Однако организмы могут специализироваться или упрощать строение, если этого требует образ жизни. Проверка простая: учитывайте не только сложность, но и то, как изменение связано с условиями существования.

Ошибка: считать современные группы прямыми предками друг друга. Это происходит, когда последовательность появления групп принимают за линейную цепочку. На самом деле современные животные развивались по разным ветвям от древних предковых форм. Чтобы проверить себя, замените мысль «одна современная группа произошла от другой» на вопрос об их возможном общем предке.

Ошибка: называть общую дегенерацию ухудшением организма. Упрощение кажется потерей, если не учитывать образ жизни животного. У паразита или малоподвижного организма некоторые органы могут быть менее нужны, поэтому их упрощение способно оказаться приспособительным. Проверьте объяснение: назовите, какая особенность образа жизни связана с изменением строения.

Связь с другими темами

Чтобы разбирать эволюцию, нужно знать группы животных, особенности их строения, среды обитания и способы размножения. Эти сведения помогают сравнивать организмы и понимать, какие признаки связаны с условиями жизни. Тема объединяет материал о беспозвоночных и позвоночных с представлениями об истории развития жизни и родстве организмов. Позднее те же понятия пригодятся при изучении происхождения человека, приспособленности и разнообразия живой природы.

Что запомнить

• Эволюция животного мира происходила постепенно и включала появление новых групп.
• Ароморфоз повышает общий уровень организации и расширяет возможности организма.
• Идиоадаптация помогает приспособиться к определённым условиям без общего усложнения организации.
• Общая дегенерация — упрощение организации, связанное с образом жизни.
• Разные направления эволюции могут приводить к успешному существованию организмов.
• Сходство строения и развития животных помогает судить об их родстве.