|
На основе известных
фактов можно сделать некоторые обобщения о закономерных изменениях
строения живых организмов в процессе эволюции, иначе говоря, морфологических
закономерностях эволюционного процесса. При всем разнообразии частных
особенностей строения и приспособления организмов к внешней среде эти
особенности определяются конкретными условиями среды обитания. К числу
основных морфологических закономерностей эволюции относятся дивергенция и
конвергенция.
Дивергенция. Появление новых форм всегда связано с
приспособлением к местным географическим и экологическим условиям
существования. Так, класс млекопитающих распался на многочисленные отряды,
для которых характерен определенный род пищи, особенности местообитания, т.
е. условия существования (насекомоядные, рукокрылые, хищные, копытные,
китообразные, грызуны и т. д.). Каждый из этих отрядов, в свою очередь,
разделился на подотряды и семейства, которым также свойственны не только
специфические морфологические признаки, но и экологические особенности (формы
бегающие, скачущие, лазающие, роющие, плавающие).
Внутри любого семейства роды и виды отличаются по образу
жизни, объекту питания и т. п. Как указывал Дарвин, в основе всего
эволюционного процесса лежит явление расхождения признаков — дивергенция.
Дивергировать могут не только виды, но и роды, семейства,
отряды. Дивергенция любого масштаба есть результат действия естественного
отбора в форме группового отбора (сохраняются или устраняются виды, роды,
семейства и т. д.). Групповой отбор основан на индивидуальном отборе внутри
популяции. При этом своеобразие морфологических особенностей организмов,
приобретаемых в процессе дивергенции, имеет некоторую единую основу в виде
генофонда родственных форм. Конечности лазающих, скачущих, плавающих, роющих
млекопитающих отличаются друг от друга, но все они имеют единый план строения
и представляют собой пятипалую конечность, характерную для класса
млекопитающих в целом. Поэтому органы, соответствующие друг другу по строению
и имеющие общее происхождение, независимо от выполняемых ими функций,
называются гомологичными.
Примеры гомологичных органов у растений — усики гороха,
иглы барбариса, колючки кактуса (видоизмененные листья). Корневища ландыша,
клубни карто феля, донце репчатого лука (подземные побеги) также гомологичны.
Конвергенция
В более или менее одинаковых условиях существования
животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать
сходное строение. Такое сходство возникает при одинаковой функции и
ограничивается лишь органами, на которые непосредственно влияют одни и те же
факторы среды ().
У позвоночных животных конвергентное подобие обнаруживают
ласты морских рептилий и млекопитающих (ихтиозавры, плезиозавры и
ластоногие). Сходный образ жизни сумчатых и плацентарных млекопитающих привел
их независимо друг от друга к формированию приспособлений путем конвергенции
(например, европейский крот и сумчатый крот, сумчатый летун и белка- летяга,
сумчатый волк и обыкновенный волк).
Однако исторически сложившаяся организация в целом никогда
не конвергирует. Схождение признаков затрагивает в основном лишь те органы,
которые непосредственно связаны с подобными условиями среды. Конвергентное
сходство строения органов наблюдается у групп животных, далеко отстоящих друг
от друга в систематическом отношении. У организмов, обитающих в воздухе,
имеются крылья для полета. Но крылья птицы и летучей мыши — измененные
конечности, а крылья бабочки — вырост стенки тела.
Органы, выполняющие сходные функции, но имеющие
принципиально различное строение и происхождение, называются аналогичными.
Аналогичны жабры рака и рыбы, роющие конечности крота и медведки.
Яркие примеры конвергентного сходства строения
органов в одинаковых условиях среды дает приспособление неродственных
групп животных — членистоногих и позвоночных — к жизни на суше. Так, органы
ориентировки в пространстве и органы захвата пищи у насекомых и у позвоночных
сосредоточены на переднем конце тела. При освоении суши у членистоногих и
позвоночных развились приспособления к сохранению воды в теле — плотные
покровы с водонепроницаемым наружным слоем. Экономия расхода влаги у этих
двух групп также достигается сходными путями. Для большинства водных животных
продуктом азотного обмена является аммиак, выделяющийся с большим количеством
воды.
У наземных животных азот выводится в виде мочевины и
мочевой кислоты, что позволяет максималь но сокращать расход воды. Таким
образом, в процессе эволюции физиологические функции у неродственных
организмов, обитающих в одинаковых условиях среды, осуществляются сходными
путями с помощью негомологичных структур.
Одно из общих правил эволюции — правило ее необратимости.
Так, если на каком-то этапе от примитивных амфибий возникли рептилии, то
рептилии не могут вновь дать начало амфибиям. Вернувшиеся в воду наземные
позвоночные (среди рептилий — ихтиозавры, среди млекопитающих — киты) не
стали рыбами. Для любой группы организмов история развития не проходит
бесследно, и приспособление к среде, в которой когда-то обитали предки,
осуществляется уже на иной генетической основе.
Характеризуя основные черты эволюции живых организмов на
Земле, можно отметить следующие закономерности- для растений — переход от
гаплоидности к диплондности, приобретение независимости процесса полового
размножения от капельно-жидкой влаги, возникновение двойного оплодотворения,
разделение тела на корень, стебель и лист, развитие сети проводящей системы,
специализация тканей, опыление с помощью насекомых, усиление защиты зародыша
от неблагоприятных условий; для животных — возникновение многоклеточное и
дифференциация органов и тканей, появление твердого скелета, развитие
центральной нервной системы и общественного поведения в ряде групп.
Накопление ряда крупных ароморфозов в процессе
биологической эволюции привело к качественному скачку — социальной форме
движения материи.
|
