Макроэволюция и возникновение жизни на Земле

1. Макроэволюция. Возникновение и развитие жизни на Земле

2. Макроэволюция — процесс формирования надвидовых таксонов (семейств, отделов, типов, классов). К макроэволюции можно отнести и

Макроэволюция — процесс формирования надвидовых
таксонов (семейств, отделов, типов, классов). К
макроэволюции можно отнести и возникновение
и развитие жизни на Земле.

3.

Научно: Панспермия
Гипотеза о занесении жизни на Землю с
других космических тел имеет массу
авторитетных защитников. На этой
позиции стоял великий немецкий ученый
Герман Гельмгольц и шведский химик
Сванте
Аррениус,
российский
мыслитель Владимир Вернадский и
британский лорд-физик Кельвин. Однако
наука – область фактов, и после
открытия космической радиации и ее
губительного действия на все живое
панспермия, казалось, умерла.
Находки всевозможных органических
соединений на астероидах и кометах, в
далеких газопылевых скоплениях и
протопланетных облаках многочисленны
и не вызывают сомнений. А вот
заявления об обнаружении в них следов
чего-то подозрительно напоминающего
микробы остаются недоказанными.

4.

Ненаучно: Самозарождение
Спонтанное происхождение высокоразвитой живой материи из неживой – как зарождение личинок мух в
гниющем мясе – можно связать еще с Аристотелем, который обобщил мысли множества предшественников и
сформировал целостную доктрину о самозарождении. Как и прочие элементы философии Аристотеля,
самозарождение было доминирующей доктриной в Средневековой Европе и пользовалось определенной
поддержкой вплоть до экспериментов Луи Пастера, который окончательно показал, что для появления даже
личинок мух нужны мухи-родители. Не стоит путать самозарождение с современными теориями абиогенного
возникновения жизни: разница между ними принципиальная.

5.

Научно: Первичный бульон
Это понятие тесно связано с успевшими обрести статус классических экспериментами, поставленными в
1950-х Стэнли Миллером и Гарольдом Юри. В лаборатории ученые смоделировали условия, которые могли
существовать у поверхности молодой Земли, – смесь метана, угарного газа и молекулярного водорода,
многочисленные электрические разряды, ультрафиолет, – и вскоре более 10% углерода из метана перешло в
форму тех или иных органических молекул. В опытах Миллера – Юри было получено больше 20
аминокислот, сахара, липиды и предшественники нуклеиновых кислот.

6.

• Ненаучно: Духи, боги, первопредки
• Любые космологические мифы о
происхождении
мира
всегда
венчаются антропогоническими – о
происхождении человека. И в этих
фантазиях можно лишь позавидовать
воображению древних авторов: по
вопросу о том, из чего, как и почему
возник космос, откуда и каким
образом появилась жизнь – и
люди, – версии звучали самые
разные и почти всегда красивые.
Растения,
рыбы
и
звери
вылавливались с морского дна
громадным
вороном,
люди
выползали
червями
из
тела
первопредка Паньгу, лепились из
глины и пепла, рождались от браков
богов
и
чудовищ.
Все
это
удивительно поэтично, но к науке,
конечно,
не
имеет
никакого
отношения.

7.

• Основные направления эволюции
• К этой проблеме в начале 20-х годов обратился А. Н.
Северцов. Учение о прогрессе в эволюции было в
дальнейшем развито его учеником И. И.
Шмальгаузеном. К основным направлениям
эволюции относятся:
• Биологический прогресс
• Биологический регресс

8.

• Биологический прогресс
• Биологический прогресс — возрастание приспособленности организмов к
окружающей среде (по А. Н. Северцову).
• Критерии биологического прогресса:
• увеличение численности;
• повышение видового разнообразия (прогрессивная дифференциация);
• расширение ареала.

9.

• Механизм биологического
прогресса
• возникновение новых
приспособлений снижает
гибель особей
• средний уровень численности
вида возрастает
• увеличивается плотность
населения
• обостряется внутривидовая
конкуренция + возрастает
приспособленность
• расширяется ареал
• вид заселяет новые
территории и вынужден
приспосабливаться к новым
условиям
• отдельные популяции
приобретают разные признаки
(дивергенция признаков)
• образование дочерних
таксонов
Процесс
Результат
Пример
Арогенез — путь развития
группы организмов,
характеризующийся
повышением уровня
морфофизиологической
организации, освоением
новой среды обитания.
ароморфоз —
морфофизиологический
прогресс
Возникновение и расцвет
класса птиц.
Ароморфозы:
крыло,
четырехкамерное сердце,
теплокровность.
Аллогенез — путь развития
группы организмов,
связанный с развитием
частных приспособлений к
окружающей среде, а
уровень организации
остается прежним.
алломорфоз, или
идиоадаптация —
приспособления к
окружающей среде
Разная форма ротового
аппарата насекомых;
покровительственная и
защитная окраска;
мимикрия.
Катагенез — путь развития
группы организмов,
связанный с резким
упрощением строения и
образа жизни.
редукция органов зрения у
обитателей почвы и пещер;
общая дегенерация —
редукция пищеварительной
общее упрощение строения
и выделительной системы у
ленточных червей.

10.

• Биологический регресс
• Биологический регресс — отставание
темпов эволюции группы от скорости
изменения внешней среды.
• Биологический регресс может привести к
вымиранию группы.
• Критерии биологического регресса:
• снижение численности особей
• уменьшение видового разнообразия
• сужение ареала обитания
• В состоянии биологического регресса в
настоящее время находятся крупные
млекопитающие, такие, как уссурийский
тигр, гепард, белый медведь, и целые
группы животных — китообразные,
амфибии, человекообразные обезьяны
(кроме людей).

11. Закон Северцова В эволюции всех групп организмов за периодом арогенеза всегда следует период возникновения частных

приспособлений — аллогенез.
• Этот закон может быть выведен из теории естественного отбора. Если
сравнить частоту возникновения арогенезов и аллогенезов, то можно
заметить, что первые характерны для возникновения крупных групп
организмов в эволюции — типов, отделов, отдельных отрядов, иногда
семейств. Другими словами, арогенезы появляются значительно реже, чем
аллогенезы (определяющие появление отдельных видов, родов).
• Таким образом, стегоцефалы путем арогенеза дали рептилий, а путем
аллогенезов — современных амфибий. Группа безногих амфибий приобрела
облик червеобразных форм, лишенных конечностей и хвоста (червяга).
Хвостатые частично сохраняют пожизненные жабры, малоподвижные
конечности и хорошо приспособленный к плавательным функциям хвост
(тритоны). Бесхвостые амфибии приобрели сильные подвижные (в
особенности задние) конечности (лягушки). Эта последняя группа пошла по
пути завоевания суши, конечно, в пределах возможного, т. е. не слишком
далеко от водоемов и во влажных лесах. Все эти формы экологически
разошлись, конкуренция стала слабее, а биологический потенциал
повысился.

12.

13.

• Сохранение биоразнообразия на Земле включает создание особо
охраняемых природных территорий, таких как заповедники и
национальные парки, для защиты уникальных экосистем и видов.
Другие ключевые меры включают регулирование добычи
ресурсов, борьбу с изменением климата, восстановление
нарушенных мест обитания, борьбу с браконьерством и
повышение осведомленности общественности об этой
проблеме.

14.

Зачем сохранять биоразнообразие?
•Поддержка благосостояния
человека: Биоразнообразие обеспечивает
человека ресурсами для продовольствия, топлива,
лекарств и сырьем для многих отраслей.
•Экосистемные услуги: Разнообразие видов и
экосистем поддерживает ключевые процессы,
такие как регулирование климата, круговорот воды
и минеральных веществ, опыление и защита почв
от эрозии.
•Снижение рисков: Снижение биоразнообразия
может привести к снижению устойчивости
экосистем и увеличению рисков для здоровья
человека.

15.

• Происхождение многоклеточных организмов связывают с эволюцией
одноклеточных организмов, которые формировали
колонии. Основные теории включают: теорию фагоцителлы (И.И.
Мечников), согласно которой предки были колониями
жгутиконосцев, специализирующихся на захвате пищи; и теорию
гастреи (Э. Геккель), предполагающую образование многоклеточной
колонии из одноклеточных, а затем её усложнение до двухслойного
организма (гастреи). Ключевыми факторами, способствовавшими
появлению многоклеточности, стали преимущества от увеличения
размера (защита от хищников, возможность охоты на более крупную
добычу) и появление условий для поддержания многоклеточного
метаболизма (например, повышение уровня кислорода в
атмосфере).

16.

Основные теории
•Теория фагоцителлы (И.И. Мечников):
•Предки многоклеточных — колонии
жгутиконосцев, похожие на
современных фагоцителл.
•Внешний слой (кинобласт) отвечал за
защиту, передвижение и захват пищи
методом фагоцитоза.
•Внутренний слой (паренхима)
обеспечивал питание и транспорт
веществ.
•Теория гастреи (Э. Геккель):
•Предками были жгутиконосцы,
которые образовывали однослойную
сферическую колонию.
•Со временем колония превратилась в
двухслойный организм (гастрею) с
примитивной пищеварительной
системой, похожий на стадию гаструлы
у современных животных.