Что общего между макро и микроэволюцией
Макроэволюция – сходство с микроэволюцией, виды и доказательства в биологии
В отличие от микроэволюции, обозначающей происхождение видов, макроэволюция, – это процесс образования надвидовых таксонов, таких как род, семейство, отряд и т. д. Кроме того, макроэволюция – это развитие биосферы в целом.
Сходство микроэволюции и макроэволюции
Принципиально эти понятия не различаются и имеют одни и те же причины (движущие силы):
Результатом любой эволюции является образование новых групп организмов.
Доказательства макроэволюции такие же, как у эволюции видов:
Дивергенция
Основным путём макроэволюции является дивергенция, или расхождение признаков, обусловленное приспособлением организмов к разным условиям ареала группы.
От общего предка (одного вида) постепенно образуются роды, семейства, классы. Результатом дивергенции является образование гомологичных органов.
Рис. 1. Гомологичные органы.
При дивергенции различия между организмами усиливаются, а при попадании организмов в сходные условия среды (конвергенция), наоборот, стираются. Например, китообразные и рыбы принадлежат к разным классам, но имеют конвергентное сходство в строении и аналогичные органы.
Рис. 2. Аналогичные органы.
Дивергенция и конвергенция являются основными направлениями эволюции.
Эволюция биосферы
Биосфера как совокупность всех живых организмов, также прошла свой путь развития. Появление и распространение зелёных растений насытило атмосферу кислородом, а также создало кормовую базу для животных. Возникновение насекомых сопутствовало появлению насекомоядных млекопитающих, в том числе, приматов.
Прогресс не может идти обособленно от эволюции биосферы в целом. Развитие каждого таксона тесно связано с развитием экосистем.
Фазы эволюционного процесса
В процессе макроэволюции происходит закономерная смена фаз:
Ароморфозы – это приспособления универсального значения, поднимающие организмы на качественно новый уровень. Они приводят к образованию самых крупных таксонов – типов и классов.
Идиоадаптацией называют приспособление к частным условиям среды.
У бобра идиоадаптациями будут приспособления к полуводному образу жизни, а у белки – к древесному.
Рис. 3. Схема эволюционных преобразований.
Катаморфоз – это упрощение. Он также является адаптацией, но биологические последствия адаптации путём катаморфоза обычно регрессивны.
В то же время катаморфоз иллюстрирует одно из правил макроэволюции: эволюция не всегда идёт от простого к сложному.
Таблица «Направления макроэволюции»
Характеристика
Примеры
Адаптация широкого значения
Появление цветка, теплокровности
Изменения, адаптирующие организм к конкретным условиям обитания
Опыление ветром, самоопыление, опыление насекомыми
Узкая специализация к жизни в простых условиях
Переход к неподвижному или скрытному образу жизни
Скорость эволюции
Темпы развития жизни постоянно возрастали. Наиболее молодые таксоны развивались значительно быстрее, чем древние.
Многие проблемы макроэволюции, например, вопрос о её направленности, ещё не решены, т. к. имеют философский характер.
Что мы узнали?
Макроэволюция – происхождение надвидовых таксонов. Процесс образования новых видов является составной частью и макроэволюции, и микроэволюции. Глобальные адаптации – это ароморфозы. Небольшие приспособления к различным условиям – идиоадаптации. Основные виды макроэволюции – это дивергенция и конвергенция признаков в ходе процессов приспособления к разным условиям среды.
7.8. Макроэволюция
Вопрос 1. В чем различие макро- и микроэволюции?
Под микроэволюцией мы понимаем образование новых видов.
Понятием макроэволюции обозначают происхождение надвидовых таксонов (рода, отряда, клана, типа).
Тем не менее нет принципиальных различий между процессами образования новых видов и процессами формирования более высоких таксономических групп. Термин «микроэволюция» в современном смысле был введен Н. В. Тимофеевым- Ресовским в 1938 г.
Вопрос 2. Какие процессы являются движущими силами макроэволюции? Приведите примеры макроэволюционных изменений.
В макроэволюции действуют те же процессы, что и при видообразовании: образование фенотипических изменений, борьба за существование, естественный отбор, вымирание наименее приспособленных форм.
Результатом макроэволюционных процессов становятся существенные изменения внешнего строения и физиологии организмов — такие, например, как формирование замкнутой системы кровообращения у животных или появление устьиц и эпителиальных клеток у растений. К фундаментальным эволюционным приобретениям такого рода относятся образование соцветий или превращение передних конечностей рептилий в крылья и ряд других.
Вопрос 3. Какие факты лежат в основе изучения и доказательств макроэволюции?
Наиболее убедительные доказательства макроэволюционных процессов дают нам палеонтологические данные. Палеонтология изучает ископаемые остатки вымерших организмов и устанавливает их сходство и различия с современными организмами. По остаткам палеонтологи реконструируют внешний облик вымерших организмов, узнают о растительном и животном мире прошлого. К сожалению, изучение ископаемых форм дает нам неполную картину эволюции флоры и фауны. Большинство остатков состоит из твердых частей организмов: костей, раковин, внешних опорных тканей растений. Большой интерес вызывают окаменелости, сохранившие на себе следы нор и ходов древних животных, отпечатки конечностей или целых организмов, оставленных на когда-то мягких отложениях.
Вопрос 4. Какое значение имеет исследование филогенетических рядов?
Исследование филогенетических рядов, построенных на основе данных палеонтологии, сравнительной анатомии и эмбриологии, важно для дальнейшего развития общей теории эволюции, построения естественной системы организмов, воссоздания картины эволюции конкретной систематической группы организмов.
В настоящее время для построения филогенетических рядов ученые все больше привлекают данные таких наук, как генетика, биохимия, молекулярная биология, биогеография, этология и др.
Разница между микроэволюцией и макроэволюцией
В ключевое отличие между микроэволюцией и макроэволюцией заключается в том, что микроэволюция включает в себя мелкомасштабные эволюционные изменения, особенно в пределах популяции одного вида, в то вр
Содержание:
В ключевое отличие между микроэволюцией и макроэволюцией заключается в том, что микроэволюция включает в себя мелкомасштабные эволюционные изменения, особенно в пределах популяции одного вида, в то время как макроэволюция включает в себя крупномасштабные эволюционные изменения, которые выходят за границы популяции одного вида в течение более длительного периода..
Что такое микроэволюция?
Хотя исследование микроэволюции ограничено эволюцией популяций внутри одного и того же вида, оно помогает в общих чертах понять, как возникли различия между человеческими популяциями, как люди стали восприимчивыми к определенным заболеваниям с течением времени, как снизились факторы фертильности у людей с течением времени, и т.д. Микроэволюция может дать представление о любых различиях в конкретной популяции. В частности, ученые используют микроэволюцию человеческой популяции, чтобы понять причины болезней. Кроме того, изучение микроэволюции помогает понять механизм устойчивости к антибиотикам, развивающейся также у патогенов.
Не только у людей, но и у других популяций животных микроэволюция обеспечивает глубокий анализ и причины их различий. В качестве примера вы можете увидеть, как избирательное разведение собак приводит к ряду изменений, которые индуцируются в полученной породе собак.
Что такое макроэволюция?
Макроэволюцию напрямую не наблюдать. Поскольку это происходит в течение более длительного периода времени, необходимо учитывать данные об окаменелостях, чтобы понять крупномасштабные эволюционные изменения макроэволюции. Эволюционисты предполагают, что горизонтальные микроэволюционные изменения ведут к макроэволюции.
В чем сходство между микроэволюцией и макроэволюцией?
В чем разница между микроэволюцией и макроэволюцией?
Микроэволюция и макроэволюция объясняют два типа эволюционных изменений на разных уровнях. Микроэволюция относится к мелкомасштабным эволюционным изменениям популяции за небольшой период времени. С другой стороны, макроэволюция относится к крупномасштабным эволюционным изменениям в течение более длительного периода времени. Следовательно, это ключевое различие между микроэволюцией и макроэволюцией. Более того, микроэволюция проявляется на уровне частот генов, и ее можно наблюдать и анализировать экспериментально. Однако макроэволюцию нельзя наблюдать напрямую, и ее следует изучать с использованием данных по окаменелостям, чтобы понять родственные связи предков и нынешние виды. Таким образом, это еще одно различие между микроэволюцией и макроэволюцией.
Более того, еще одно различие между микроэволюцией и макроэволюцией состоит в том, что микроэволюция ограничивается определенной популяцией вида, в то время как макроэволюция не ограничивается конкретным видом, она распространяется выше уровня популяции. На приведенной ниже иллюстрации разницы между микроэволюцией и макроэволюцией показаны более подробные сведения.
Что общего между макро и микроэволюцией
Подробное решение Праграф § 41 по биологии для учащихся 9 класса, авторов В.В. Пасечник, А.А. Каменский, Е.А. Криксунов
1. В каком направлении происходит эволюция растений и животных?
Развитие живой природы идет от низших форм к высшим, от простого к сложному и имеет прогрессивный характер.
Среди основных этапов эволюции растительного мира можно выделить выход на сушу, переход от наружного оплодотворения к внутреннему, возникновение семян и совершенствование способов их распространения; в эволюции животного мира — специализацию тканей и систем органов, возникновение твердого скелета, прогрессивное развитие нервной системы и возможность вести свободный образ жизни.
2. Что такое таксономические группы?Какие таксоны вы знаете?
Систематические единицы (таксоны) в порядке уменьшения:
Типы и отряды используются в классификации животных, а отделы и порядки – в классификации растений и грибов.
Вопросы
1. Что понимают под макроэволюцией?
Макроэволюцией называется процесс изменения состава жизненных форм на Земле в течение очень длительных промежутков времени, когда старые формы сменили новые.
2. Какие выделяют главные направления эволюции? Приведите примеры групп организмов, эволюционное развитие которых идёт по названным вами направлениям.
3. Каковы основные пути достижения биологического прогресса? Приведите соответствующие примеры.
Выделяют три основных пути достижения биологического прогресса.
При общем упрощении организации у паразитов возникают специфические приспособления (часто весьма изощрённые) к условиям жизни внутри хозяина. У паразитических червей появляются присоски, крючки, получают значительное развитие органы размножения.
Задания
1. Объясните, что общего и в чём состоит различие между макро- и микроэволюцией.
Нет принципиальных различий между процессами образования новых видов (микроэволюцией) и процессами формирования более высоких таксономических групп (макроэволюцией). В макроэволюции действуют те же процессы: возникновение фенотипических изменений, борьба за существование, естественный отбор, вымирание наименее приспособленных форм.
2. Подумайте, какой характер носят изменения, происходящие с организмами при различных направлениях биологического прогресса.
Ароморфозы дают значительные преимущества в борьбе за существование, делают возможным переход в новую среду обитания.
Идиоадаптации повышают приспособленность организмов к условиям среды обитания.
Дегенерация сильно повышает приспособленность организмов к условиям среды обитания, но также уменьшает шансы выжить в других условиях.
Это дополнительно иллюстрирует тот факт, что эволюция в живой природе носит приспособительный характер, который достигается тремя путями: 1) общим повышением организации и активизацией жизнедеятельности, 2) узкой специализацией, 3) упрощением строения и функций.
3. Обсудите с одноклассниками вопрос о том, какие направления биологического прогресса сопровождали эволюцию человека вплоть до появления человека разумного.
Эволюцию человека сопровождали следующие важнейшие ароморфозы: развитие прямохождения, формирование членораздельной речи, возникновение мышления, сознания, сложение социальной организации и появление материальной культуры.
Решающим фактором антропогенеза явилась трудовая деятельность, которая определила особое направление биологической эволюции человека, не известное в мире живых существ.
Дальнейшая эволюция шла по пути идиоадаптаций, то есть по пути возникновения разнообразных приспособлений к различным условиям обитания. Например, формирование кисти у человека
4. Подготовьте сообщения и/или мультимедийные презентации о доказательствах эволюции.
Об эволюционном развитии органического мира свидетельствуют многие факты, накопленные разными науками о природе, в первую очередь палеонтологией, морфологией и анатомией, цитологией, эмбриологией, биогеографией и др.
Рассмотрим некоторые из этих доказательств.
Цитология — наука о строении и функциях клетки. Она дала доказательства единого клеточного строения всех организмов на земле — от одноклеточных растений и животных до многоклеточных организмов. Это свидетельствует об общности происхождения органического мира.
Морфология и анатомия — две близко связанные науки, изучающие внешнее и внутреннее строение организмов (растений и животных). Было установлено определенное сходство строения разных групп организмов и выявлены переходные формы между ними.
Большую роль для понимания процессов и направлений эволюции сыграло обнаружение рудиментов и атавизмов.
Атавизмы — возврат к признакам или появление органов, которые существовали у отдаленных предков, но были полностью утрачены в процессе эволюции. Например, появление хвоста, нескольких сосков на груди и животе или густого волосяного покрова у человека. Случаи появления атавизмов свидетельствуют о том, что гены, кодирующие их образование, не исчезли из генома, а находятся в нем в заблокированном состоянии. Если этот блок по каким-то причинам не срабатывает, то появляются атавизмы.
Рудиментами называются органы, имеющиеся у организмов, но давно утратившие свое исходное значение и поэтому находящиеся в недоразвитом состоянии. Эти органы были в активном состоянии у предков, но в связи с изменением условий жизни перестали быть необходимыми у потомков. Они закладываются на стадии эмбриогенеза, но не получают полного развития у взрослых форм растений и животных. Примерами могут быть ушные мышцы, отросток слепой кишки (аппендикс) и «третье веко»у человека (всего у человека более 90 рудиментарных органов). Рудиментами являются неразвитые кости задних конечностей у китообразных, глаза у пещерных и роющих животных (слепышей, кротов и др.) и т. п. В отличие от атавизмов, рудиментарные органы всегда присутствуют у организмов.
Изучение жизненных форм (или биоморф) растений и животных убедительно доказало возможность перехода от одних из них к другим. Например, у близких видов растений древесные формы могут заменяться на кустарниковые или стелющиеся в зависимости от условий обитания.
Палеонтология — наука, изучающая ископаемые остатки разных групп организмов или их отпечатки, следы и т. п., а также целые палеоценозы территорий. Изучение этих остатков обнаружило факты безусловного изменения растительного и животного мира во времени — в разных геологических пластах, различающихся по времени образования, присутствуют неодинаковые формы вымерших организмов. Показано, что и сами природные ландшафты целых регионов сильно изменялись во времени: моря наступали на сушу и отступали на обширных территориях, равнины сменялись горами, леса — степями или наоборот, и т. п. Ученым удалось также найти большое число переходных форм между ныне живущими и ископаемыми организмами (например, археоптерикс, сочетающий признаки птиц и рептилий; зверозубые ящеры, имеющие признаки млекопитающих; группа семенных папоротников, давшая начало голосеменным и т. д.).
Палеонтологам удалось установить ряд филогенетических рядов некоторых животных (например, прослежена эволюция лошади от мелкого по размерам эогиппуса с четырехпалыми передними и трехпалыми задними конечностями до современной лошади с однопалыми конечностями).
Эмбриология — наука о зародышевом (или эмбриональном) развитии организмов. Установлено, что все многоклеточные организмы, способные к половому размножению, развиваются из одного оплодотворенного яйца (яйцеклетки). При этом К. Бэром в 1825-1828 гг. было обнаружено большое сходство развития зародышей (эмбрионов) у животных, относящихся к одному типу, описанное им как закон зародышевого сходства. Дальнейшие исследования подтвердили справедливость наблюдений К. Бэра. Сходство развития зародышей у животных разных систематических групп безусловно свидетельствует об общности их происхождения. При этом сначала проявляются признаки более древних предков (у хордовых — это зачатки хорды, наличие жаберных щелей), а затем — черты более поздних прародителей. По мере развития зародыша он приобретает все более заметные черты строения, характерные для класса, отряда, рода и, наконец, вида, к которому он принадлежит.
Обобщая эти данные, немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель (1864-1866 гг.) сформулировали биогенетический закон: индивидуальное развитие (онтогенез) всякого организма есть краткое и сжатое повторение пути исторического развития (филогенеза) того вида, к которому данный организм относится.
В целом соотношение между онтогенезом и филогенезом носит значительно более сложный характер, чем это постулировали Ф. Мюллер и Э. Геккель. Филогенез следует рассматривать как исторический ряд отобранных в процессе естественного отбора онтогенезов.
Биогенетический закон применим не только к хордовым, но и к другим группам животных и к растениям. Например, у многих насекомых личиночные стадии похожи на червей (гусеницы бабочек, личинки мух и т. д.), что свидетельствует о возможной близости предков этих животных. У ряда мохообразных (например, кукушкин лен) спора при прорастании образует нитчатое образование — протонему, похожую на нитчатые водоросли. В целом биогенетический закон сыграл огромную роль в выяснении филогенетических связей между разными группами организмов.
Биогеография — наука о закономерностях распространения растений, животных, грибов, бактерий на нашей планете. Она изучает пути и последствия распределения в природе и миграций организмов на формирование современных флор и фаун регионов. В путях расселения могут возникать различные препятствия или же новые связи между регионами (островами, материками и т. п.). Это отражается на сходстве или непохожести флор и фаун друг с другом. Например, раннее отделение Австралии, Океании и Южной Америки привело к формированию уникальных форм растительного и животного мира этих регионов (сохранение многих форм сумчатых и яйцекладущих млекопитающих, реликтовых растений, исчезнувших на других материках). Напротив, длительно существовавшая связь Северной Америки и Евразии привела к высокой степени сходства их живого мира.
Доказательства из области генетики и молекулярной биологии
Генетика и молекулярная биология — науки о молекулярных основах наследственности и закономерностях их проявления в популяциях организмов. Эти науки позволяют уточнить филогенетическую близость или отдаленность разных групп растений и животных и таким образом дополнить данные, получаемые другими науками. Сведения, подтверждающие современные представления об эволюции живого мира, имеются и во многих других биологических науках — селекции растений, животных, микроорганизмов, сравнительной физиологии и биохимии разных групп организмов, систематике и др.
Что такое макроэволюция? Что общего между макро– и микроэволюцией?
Обсуждение вопроса:
Макроэволюция – надвидовая эволюция, в отличие от микроэволюции, происходящей внутри вида, внутри его популяций. Однако принципиальных различий между этими процессами нет, так как в основе макроэволюционных процессов лежат микроэволюционные. В макроэволюции действуют те же факторы – борьба за существование, естественный отбор и связанное с ним вымирание. Макроэволюция, так же как микроэволюция, носит дивергентный характер.
Макроэволюция происходит в исторически грандиозные промежутки времени, поэтому она недоступна непосредственному изучению. Несмотря на это, наука располагает множеством доказательств, свидетельствующих о реальности макроэволюционных процессов.
Такие генетические изменения могут возникнуть в результате действия различных эволюционных факторов и, в конце концов, сведутся либо к возникновению и распространению новых (ранее не существовавших в популяции) наследственных особенностей, либо к возникновению таких сочетаний генов, которые в сумме дадут совершенно новый результат в виде возникновения нового признака.
Макроэволюция — это процесс эволюционного преобразования и развития различных групп живых организмов на протяжении десятков и сотен миллионов лет. Иными словами, микроэволюция — это эволюционные преобразования живой природы на уровне выше видового (образование высших таксонов, новых органов и систем, вымирание отдельных групп и т. д.). В общем смысле макроэволюцией можно назвать развитие жизни на Земле в целом, включая и ее происхождение. Макроэволюционным событием считается также возникновение человека, по многим признакам отличающегося от других биологических видов. Между микро- и макроэволюцией нельзя провести резкую грань, потому что процесс микроэволюции, первично вызывающий изменение популяций (вплоть до видообразования), продолжается без какого-либо перерыва и на макроэволюционном уровне внутри вновь возникших форм.