34. Главные направления эволюции

Определения и обозначения

Ароморфоз — крупное эволюционное изменение, повышающее общий уровень организации и расширяющее возможности освоения среды. Оно помогает понять, почему некоторые изменения открывают организмам новые условия жизни, а не только улучшают одну частную особенность. Примеры ароморфозов — появление лёгких и семян.

Идиоадаптация — частное приспособление к конкретным условиям среды, не приводящее к общему усложнению организации. Она показывает, как организмы приспосабливаются к разным условиям, сохраняя общий план строения. К таким признакам относятся маскировочная окраска и форма клюва.

Общая дегенерация — упрощение организации, обычно связанное с паразитическим или малоподвижным образом жизни. Некоторые органы при этом редуцируются, то есть уменьшаются или исчезают. Понятие помогает объяснить, почему упрощение может быть полезным приспособлением, а не просто ухудшением.

Биологический прогресс и биологический регресс — соответственно увеличение или уменьшение численности, ареала и видового разнообразия группы. Эти понятия описывают результат для группы, а не сложность отдельного организма. Поэтому их нужно отличать от направлений изменения организации.

Как это устроено

Ароморфоз повышает общий уровень организации, потому что меняет возможности организма в целом, а не только его приспособленность к одному узкому условию. Например, появление лёгких позволяет эффективнее использовать кислород воздуха. Новые возможности дают группе доступ к ранее недоступным средам и ресурсам. Поэтому после ароморфоза могут возникнуть новые направления эволюции.

Идиоадаптация возникает, когда организму нужно лучше справляться с конкретными условиями, не меняя общий уровень организации. Например, форма клюва помогает птице добывать определённую пищу, но сама по себе не делает всю группу более сложно устроенной. Приспособление может быть очень эффективным, даже если касается лишь отдельного признака. Поэтому специализацию нельзя автоматически считать усложнением.

Общая дегенерация связана с образом жизни, при котором некоторые сложные органы перестают быть необходимыми. У паразита пищу может поставлять организм-хозяин, а постоянная среда обитания уменьшает потребность в развитых органах чувств. Отбор сохраняет полезные для такого образа жизни признаки, а ненужные органы могут редуцироваться. В результате упрощение строения помогает успешнее паразитировать.

Направления изменения организации связаны с прогрессом и регрессом, но не равны им. Ароморфоз нередко позволяет группе расширить ареал и увеличить разнообразие, а идиоадаптация помогает освоить отдельные условия и тоже может поддерживать прогресс. Общая дегенерация способна сопровождаться ростом численности паразитов. Биологический результат оценивают по состоянию группы, а не по сложности её строения.

Одно и то же направление может по-разному сказаться на судьбе разных групп, потому что условия среды и конкуренция неодинаковы. Признак, помогающий одной группе использовать новый ресурс, может оказаться бесполезным для другой. Если условия меняются, прежняя специализация иногда мешает приспособлению, и численность группы сокращается. Поэтому нельзя считать любое эволюционное изменение гарантией прогресса.

Главные направления эволюции

Сначала определите, меняется ли организация организма в целом или возникает частное приспособление. Затем сопоставьте признак с образом жизни и его значением. Последняя строка напоминает: прогресс группы нельзя определять только по сложности её организмов.

Разбор задач

Задача 1. Определите направление эволюции: у позвоночных появилось четырёхкамерное сердце и разделились круги кровообращения. Нужно решить, затрагивает ли изменение общий уровень организации и расширяет ли возможности жизнедеятельности. Само наличие сложного органа ещё не даёт ответа, поэтому рассмотрим его функцию.

1. Выясняем, что изменилось: строение сердца и организация кровообращения.
2. Оцениваем значение: разделение потоков крови обеспечивает более эффективное снабжение организма кислородом.
3. Проверяем критерий: это изменение влияет на работу организма в целом, а не только на частное приспособление.

Ответ: это ароморфоз, поскольку изменение повысило общий уровень организации и расширило возможности жизнедеятельности.

Задача 2. Распределите признаки: маскировочная окраска, появление семени, утрата органов чувств у паразита, форма клюва у птиц. Сравнивать нужно не внешний вид признака, а его значение для организации организма. Отнесём каждый признак к соответствующему критерию.

1. Появление семени расширяет возможности размножения и расселения растений, поэтому это ароморфоз.
2. Маскировочная окраска помогает выживать в конкретных условиях, не меняя организацию в целом; это идиоадаптация.
3. Форма клюва связана с добыванием определённой пищи и тоже представляет собой идиоадаптацию.
4. Утрата органов чувств у паразита — редукция ненужных при его образе жизни органов, то есть общая дегенерация.

Ответ: ароморфоз — появление семени; идиоадаптации — окраска и форма клюва; общая дегенерация — утрата органов чувств.

Задача 3. У группы организмов увеличились численность и ареал, но строение стало проще из-за перехода к паразитизму. Требуется отдельно определить направление изменения организации и результат для группы. Эти характеристики описывают разные стороны эволюции и не противоречат друг другу.

1. Упрощение строения при переходе к паразитизму указывает на общую дегенерацию.
2. Рост численности и расширение ареала — признаки увеличения распространённости группы.
3. Сопоставляем признаки: организация упростилась, но положение группы по численности и ареалу улучшилось.

Ответ: направление изменения организации — общая дегенерация, а результат для группы — биологический прогресс. Упрощение оказалось приспособительным в условиях паразитизма.

Типичные ошибки

Считать любое усложнение отдельного органа ароморфозом — ошибка: важен общий уровень организации. Её допускают, потому что заметный сложный орган кажется признаком общего усложнения. Проверьте себя: меняет ли признак возможности организма в целом или только работу одной части?

Путать идиоадаптацию с ароморфозом можно, если не учитывать масштаб изменения. Частный признак тоже бывает очень полезным, но это не значит, что он повышает уровень организации. Спросите себя, открывает ли изменение новые общие возможности или приспосабливает к конкретному условию.

Считать дегенерацию только вредным явлением — значит не учитывать образ жизни организма. Такое мнение возникает из-за того, что редукция органов выглядит как потеря. Проверьте, нужны ли эти органы паразиту или малоподвижному организму и помогает ли упрощение успешно жить в его условиях.

Отождествлять биологический прогресс с усложнением организма неверно, потому что прогресс определяют по численности, ареалу и разнообразию группы. Ошибку подсказывает привычка оценивать эволюцию как движение только к более сложному строению. Для проверки отдельно оцените организацию организмов и изменения показателей группы.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны представления об уровнях организации живого, наследственности, изменчивости, естественном отборе и приспособленности. Отбор сохраняет наследуемые признаки, которые помогают организмам выживать и размножаться в конкретных условиях. Эволюционные изменения организмов связаны с образованием новых видов. Эти знания помогают объяснять происхождение крупных систематических групп и причины их биологического прогресса или регресса.

Что запомнить

• Ароморфоз повышает общий уровень организации.
• Идиоадаптация создаёт частное приспособление без общего усложнения.
• Общая дегенерация является приспособлением к специфическому образу жизни.
• Ароморфозы обычно открывают новые направления эволюции.
• Биологический прогресс выражается в росте численности, ареала и разнообразия группы.
• Биологический регресс связан с сокращением численности, ареала и разнообразия.