Главные направления эволюции

Историческое развитие живой природы шло по восходящей линии от низших форм к высшим, от простого к сложному, т. е. носило прогрессивный характер. Наряду с этим эволюционный процесс непрерывно шел в направлении максимального приспособления организмов к условиям окружающей среды. Смена условий существования сопровождалась заменой одних приспособлений на другие. А. Н. Северцов и И. И. Шмальгаузен разработали учение о главных направлениях эволюции — биологическом прогрессе и биологическом регрессе и путях их осуществления — ароморфозе, идиоадаптации и дегенерации.

Биологический прогресс характеризуется возрастанием приспособленности организмов к окружающей среде, вследствие чего:

  • увеличивается численность особей вида;
  • расширяется его ареал;
  • образуются новые популяции, подвиды, виды.

К биологическому прогрессу могут вести как усложнение организации (например, классы позвоночных), так и ее упрощение (например, некоторые паразиты), т. е. биологическое процветание может быть достигнуто разными путями.

Биологический регресс характеризуется снижением уровня приспособленности к условиям обитания, вследствие чего:

  • уменьшается численность особей вида;
  • сокращается его ареал;
  • уменьшается число и разнообразие его популяций.

В итоге биологический регресс ведет к вымиранию вида: так исчезли большинство древних земноводных и пресмыкающихся, древовидные папоротники и др. Деятельность человека стала мощным фактором биологического прогресса одних видов (домашних животных и культурных растений) и регресса других. Регресс может быть вызван прямым истреблением (например, зубры, киты, уссурийские тигры, некоторые лекарственные растения) и сокращением ареалов и численности видов при освоении человеком новых территорий (многие хищные животные и птицы).

В ходе эволюции сочетаются и закономерно сменяют друг друга разные пути достижения биологического прогресса.

Ароморфоз — это эволюционные изменения, ведущие к усложнению строения и функций организма, повышающие общий уровень его организации и жизнеспособности. Ароморфозы всегда ведут к биологическому прогрессу. Например, в развитии позвоночных крупным ароморфозом было развитие кровеносной системы от пульсирующей брюшной аорты ланцетника к двух-, трех- и четырехкамерному сердцу у высших позвоночных. Ароморфозы не являются прямым приспособлением к условиям существования — они повышают интенсивность жизнедеятельности организмов, обеспечивая их относительную независимость от условий среды обитания. Формирование ароморфозов — длительный процесс, происходящий на основе наследственной изменчивости и естественного отбора. Они сохраняются в процессе дальнейшей эволюции и приводят к возникновению новых крупных систематических групп — типов и классов.

Идиоадаптации представляют собой мелкие эволюционные изменения, приспосабливающие организмы к конкретным условиям существования, но не повышающие общий уровень организации. Идиоадаптации возникают на базе ароморфозов и позволяют организмам занимать более разнообразные экологические ниши. Типичным примером Идиоадаптации может служить большое разнообразие видов птиц, связанное преимущественно с преобразованиями клюва и крыльев.

Крайняя степень приспособления к ограниченным условиям существования называется специализацией, которая приводит в основном к биологическому регрессу. Специализация подавляет эволюционные возможности группы и при быстром изменении условий среды приводит к вымиранию (например, древние ящеры).

Биологический прогресс достигается в некоторых случаях и общей дегенерацией, т. е. эволюционными изменениями, сопровождающимися упрощением организации. Например, переход многих видов к паразитическому образу жизни приводит к потере большинства органов чувств, упрощению строения нервной системы, утрате пищеварительной системы (например, у ленточных червей).


Соотношение различных направлений эволюции Ароморфозы возникают в процессе эволюции сравнительно редко и всегда ведут к появлению новых, более высокоорганизованных форм, способных адаптироваться к другим средам обитания. Далее эволюционный процесс идет по пути Идиоадаптации, которые позволяют организмам обживать новые экологические ниши.

Основные направления эволюции покрытосеменных, насекомых, птиц и млекопитающих в кайнозойскую эру. В течение кайнозойской эры сформировались континенты и моря в их современном виде. В палеогене климатические условия разных областей Земли были сходными. Покрытосеменные растения заселили материки, горы, пустыни и пресные водоемы. Теплый климат благоприятствовал пышному развитию тропической и субтропической растительности. Животный мир был очень разнообразен. Насекомые, эволюция которых тесно связана с покрытосеменными растениями, освоили разные среды обитания и стали господствующей группой беспозвоночных. Многообразие строения их ротового аппарата позволило разным группам приспособиться к питанию разнообразной пищей.

Эры, их возраст и длительность(млн лет) Периоды и их длительность (млн лет) Состояние животного и растительного мира Важнейшие ароморфозы
Архейская 3500 900 Жизнь в водной среде: бактерии и сине-зелёные водоросли. В конце эры появились эукариотические клетки, а на границе архейской и протерозойской эр появились половой прооцесс и первые многоклеточные организмы Появление: фототсинтеза, эукариотических клеток, полового процесса, многоклетоочности
Протерозойская (ранней жизни) 2700 2000 Жизнь сосредоточена в воде. Развились эукариотические одно- и многоклеточные организмы, возникли все отделы водорослей и беспозвоночных животных. Появились первые хордовые Появление: двусторонней симметрии, трёхслойности, систем органов, осевых органов хордовых
Палеозойская (древней жизни) 570 340 Кембрийский 70 Ордовикский 60 Широокое распространение водорослей. Рассвет морских беспозвоночных: моллюсков, трилобитов
Силурийский 30 Выход растений на сушу. Рассвет кораллов и трилобитов. Появление первых позвоночных, щитковых и наземных беспозвоночных: многоножек, скорпионов, бескрылых насекомых Дифференцировка тела растений на ткани; разделение тела животных на отделы; образование челюстей и поясов конечностей у позвоночных
Девонский 60 Рассвет псилофитов и появление папоротникообразных. Бурное развитие рыб, появление кистепёрых рыб и стегоцефалов – первых наземных позвоночных Расчленение тела растений на органы; преобразование плавников в наземные конечности; появление органов воздушного дыхания
Каменноугольный (75-65) Мощный расцвет папоротникообраз­ных, появление се­менных папоротни­ков. Расцвет земно­водных, появление пресмыкающихся и крылатых насеко­мых Появление: внутреннего оплодо­творения, плотных оболочек яйца, ороговения кожи
Пермский 55 Вымирание древовидных папоротни­кообразных, распро­странение голосеменных. Вымирание трилобитов, разви­тие пресмыкающих­ся и насекомых, по­явление звероподоб­ных пресмыкающих­ся Образование пыльцевой трубки и семени
Мезозойская (средней жизни) 230 163 Триасовый 35 Исчезновение се­менных папоротни­ков, развитие хвойных. Начало расцве­та пресмыкающихся появление настоящих костистых рыб и первых млекопи­тающих Появление: четырехкамерного сердца, полного разделения арте­риального и ве­нозного кровото­ка, теплокровности, молочных желез
Юрский 58 Господство голосе­менных и пресмы­кающихся. Появле­ние археоптерикса. Расцвет головоногих моллюсков
Меловой 70 Резкое сокращение числа папоротников и голосеменных. Появление и рас­пространение по­крытосеменных. Появление высших млекопитающих и настоящих птиц Возникновение цветка и плода; появление матки
Кайнозойская (новой жизни) 67 67 Палеоген 42 Господство покры­тосеменных растений, пышное разви­тие тропической растительности. Расцвет млекопи­тающих, птиц, насе­комых. Появление парапитеков и дриопитеков
Неоген 23,5 Отступление тропи­ческой растительности к югу, развитие кустарников и трав. Господство млеко­питающих, птиц, насекомых — появление их разнооб­разных отрядов
Антроопоген 1,5 Появление и разви­тие человека. Расти­тельный и живот­ный мир принял современный облик Интенсивное развитие коры головного мозга; прямохождение

Во второй половине палеогена на месте теплых морей поднялись горные хребты Кавказа, Крыма, Альп, Карпат. В конце палеогена и в неогене наступило похолодание и вечнозеленые леса в значительной степени сменились листопадными. В связи с изменением климата преобладающими стали травянистые и кустарниковые формы. Происходила идиоадаптация покрытосеменных к различным условиям существования.

Вершиной развития позвоночных оказались млекопитающие. В кайнозойскую эру происходила идиоадаптация их популяций к различным условиям обитания. С бурным развитием покрытосеменных млекопитающие и птицы получили разнообразную кормовую базу. В свою очередь, насекомые способствовали перекрестному опылению растений, а млекопитающие и птицы — распространению плодов и семян.

В конце неогена — начале антропогена неоднократные оледенения северного полушария обеднили и изменили флору и фауну. Наступление ледников привело к распространению холодостойких животных — мамонтов, шерстистых носорогов, пещерных медведей, покрытых густой длинной шерстью. В дальнейшем эти животные вымерли.

К концу неогена в лесах обитали небольшие млекопитающие — лемуры и долгопяты. От них произошли древние обезьяны — парапитеки, давшие ветвь к древесным обезьянам — дриопитекам, от которых в дальнейшем произошли шимпанзе, горилла и человек.

В кайнозойскую эру наступил расцвет покрытосеменных, насекомых, птиц и млекопитающих, которые преимущественно путем идиоадаптаций хорошо приспособились к условиям обитания и заняли все экологические ниши. В антропогене сформировались все основные отряды этих классов.

Ароморфозы в кайнозойскую эру связаны с происхождением человека. Это высокая степень развития коры головного мозга и прямохождение, повлекшее за собой освобождение передних конечностей от функции передвижения и способствовавшее превращению их в орган труда.