Ароморфозы млекопитающих и покрытосеменных
Обновлено: 05.10.2024
Ароморфоз — это прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов. Ароморфоз — это расширение жизненных условий, связанное с усложнением организации и повышением жизнедеятельности.
Возникновение ароморфозов в процессе эволюции животных и растений таблица
Справочная таблица содержит возникновение крупнейших аромрфозов в животном и растительном мире в ходе эволюции, характерные для конкретных геологических эр и периодов.
Животный мир (фауна)
Растительный мир (флора)
Возникновение цветка и плода (покрытосеменные)
Четырехкамерное сердце, полное разделение артериального и венозного кровотоков, теплокровность (птицы, млекопитающие)
Внутреннее оплодотворение, накопление желтка в яйцеклетке, размножение вне воды, ороговение кожи (пресмыкающиеся)
Образование семени, появление пыльцевой трубки (семенные папоротники, голосеменные)
Преобразование плавников в конечности, плавательных (воздушных) пузырей — в легкие, выход на сушу первых позвоночных (стегоцефалы)
Расчленение тела на органы: корень, стебель, лист (высшие споровые)
Расчленение тела на отделы (голова, туловище, хвост), образование у позвоночных челюстей и поясов конечностей (рыбы)
Выход растений на сушу (псилофиты), дифференциация тела на ткани
Двусторонняя симметрия, хорда, вторичная полость тела
Половой процесс, морфологически оформленное ядро (эукариоты), многоклеточность
Фотосинтез, аэробное дыхание
На рисунке ниже показаны примеры крупных ароморфозов у животных:
Список крупнейших ароморфозов у животных и растений в ходе эволюции
Ароморфозы у растений
Ароморфозы у животных
1. Появление автотрофного питания
2. Способность к фотосинтезу
3. Наличие специальных фотосинтетических пигментов
4. Появление органоидов — хроматофоров
5. Половое размножение
6. Появление клеточной стенки из 2х слоев: целлюлозного и пектинового
7. Чередование полового и бесполого поколений
8. Появление тканей
9. Разделение тела на стебель и листообразные пластинки
10. Появление половых органов — мужских (антеридии), женских (архегонии)
11. Появление корня
12. Возникновение оплодотворения, не связанного с водой
13. Возникновение семени
14. Появление шишки — видоизмененного побега
15. Возникновение семенных зачатков
16. Возникновение хвои
17. Возникновение семенных зачатков, из которых после оплодотворения развиваются семена
2. Лучевая симметрия
3. Возникновение 2х зародышевых листков (эктодермы, энтодермы)
4. Нервная система — диффузного типа
5. Двусторонняя симметрия
6. Появление 3го зародышевого листка — мезодермы
7. Появление первичной полости тела
8. Появление вторичной полости тела (целом)
9. Дыхательная система — жабры
10. Возникновение нервной системы — окологлоточное нервное кольцо и нервные стволы
11. Расчленение тела на голову, грудь, брюшко
12. Возникновение наружного хитинового скелета
13. Членистые конечности у насекомых
14. Развитие с личиночной стадией (полное, неполное)
15. Возникновение хорды
16. Дыхательная система — легкие развиваются как парные выпячивания задней части глотки
17. Дифференциация мускулатуры
_______________
Источник информации: Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы/ Т.Л.Богданова —М.: 2012.
Основные ароморфозы на ранних этапах развития органического мира
Недостаток абиогенного органического вещества вынудил часть организмов перейти на автотрофное питание. Древнейшим способом автотрофного питания является хемосинтез. На основе мембранных ферментно-транспортных систем хемосинтеза формируются ферментно-транспортные системы фотосинтеза . Фотосинтез – это совокупность обменных процессов, основанных на поглощении световой энергии с помощью фотосистем с участием разнообразных фотосинтетических пигментов (бактериохлорофилла, хлорофиллов a , b , c , d и других).
Основные ароморфозы в эволюции растений
Разнообразие комбинаций морфологических и фотосинтезирующих свойств привело к возникновению различных отделов водорослей. Однако настоящие ткани у водорослей отсутствуют, поэтому они остаются первично-водными организмами. Таким образом, собственные ароморфозы у водорослей отсутствуют.
В конце силура возникают Высшие (наземные) растения. Они произошли от организмов, близких к современным Харовым водорослям, благодаря возникновению крупнейшего ароморфоза – дифференцированных тканей . Наиболее примитивные наземные растения представлены Мхами – Бессосудистыми споровыми растениями, у которых ткани слабо дифференцированы, побеги имеют примитивное строение, корень отсутствует. В дальнейшем появляются все остальные типы тканей, происходит дифференцировка тела растений на корень и побег . В течение девона формируются современные группы Сосудистых споровых растений (Плауны, Хвощи, Папоротники). Однако у споровых растений отсутствует семя, и спорофит развивается из слабо дифференцированного зародыша. Для оплодотворения необходима капельножидкая вода, что ограничивает распространение споровых растений.
В начале мезозоя появляются первые Голосеменные растения, которые характеризуются рядом ароморфозов:
1. Появление семязачатков (семяпочек); в семязачатке развивается женский гаметофит (эндосперм).
2. Появление пыльцевых зерен ; пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку, образуя мужской гаметофит. В результате для оплодотворения капельножидкая вода не нужна.
3. Появление семени , в состав которого входит дифференцированный зародыш и эндосперм, который содержит питательные вещества для развития зародыша и проростка.
Первые Покрытосеменные (Цветковые) растения появляются в юрском периоде, а в меловом периоде начинается их адаптивная радиация. Покрытосеменные характеризуются следующими ароморфозами:
1. Всегда имеется пестик – замкнутый плодолистик с семязачатками.
3. Имеется зародышевый мешок , структура которого обеспечивает двойное оплодотворение.
В настоящее время Покрытосеменные находятся в состоянии биологического прогресса. Они представлены множеством жизненных форм: деревья, кустарники, лианы, однолетние и многолетние травы, водные растения. Особого разнообразия достигает строение цветка, что способствует точности опыления и обеспечивает интенсивное видообразование – к Покрытосеменным относится около 250 тысяч видов растений.
Основные ароморфозы в эволюции животных
Эукариотические организмы, специализирующиеся на гетеротрофном питании, дали начало Животным и Грибам. Первые животные были представлены Одноклеточными организмами, у которых отсутствуют ткани.
В протерозойской эре возникают все известные типы Многоклеточных беспозвоночных животных. Наиболее примитивными настоящими Многоклеточными являются Двуслойные животные, в частности, Кишечнополостные. Их появление связано с первым крупным ароморфозом – появлением двуслойного зародыша ; стенки их тела состоят из эктодермы и энтодермы.
У Низших червей (Плоские и Круглые черви) появляется третий зародышевый листок – мезодерма . Это крупный ароморфоз, благодаря которому появляются дифференцированные ткани и системы органов.
Следующим крупным ароморфозом является вторичная полость тела , или целом. Благодаря этому становится возможным разделение тела на отделы
Затем эволюционное древо животных разветвляется на Первичноротых и Вторичноротых.
Наиболее примитивные Первичноротые животные (Кольчатые черви и им подобные) имеют примитивные конечности (параподии) и гомономную сегментацию тела. Но в начале кембрия появляются Членистоногие, у которых параподии преобразованы в членистые конечности. У Членистоногих появляется гетерономная сегментация туловища. Перечисленные особенности Членистоногих являются ароморфозами.
В начале девона (после выхода на сушу растений и формирования наземных экосистем) происходит выход на сушу Паукообразных и Насекомых. Паукообразные перешли в наземно-воздушную среду обитания благодаря многочисленным идиоадаптациям.
Насекомые наиболее приспособлены к жизни на суше, благодаря появлению крупного ароморфоза – зародышевых оболочек (серозной и амниотической). В настоящее время Насекомые находятся в состоянии биологического прогресса.
Среди Вторичноротых животных появляется ряд крупных ароморфозов: хорда , нервная трубка , брюшная аорта (а затем – сердце). В результате формируется тип Хордовые. Затем у разнообразных рыб формируется осевой и висцеральный скелет , в частности, мозговая коробка и челюстной отдел черепа, что также является ароморфозом.
Часть Костных рыб (Мясистолопастные), благодаря двум ароморфозам – легочному дыханию и появлению настоящих конечностей – дала начало первым Четвероногим – Амфибиям (Земноводным).
Далее появляются Амниоты – организмы с зародышевыми оболочками : серозной, амниотической и аллантоисом. Наличие зародышевых оболочек – крупный ароморфоз, который впервые появляется у Рептилий. Благодаря зародышевым оболочкам, Рептилии полностью утратили зависимость от воды.
Однако Рептилии не смогли утратить зависимость от низких температур: теплокровность у них невозможна из-за неполного разделения кругов кровообращения. В конце мезозоя с изменением климата происходит массовое вымирание рептилий.
У части высших Рептилий появляется полная перегородка между желудочками , редуцируется левая дуга аорты, происходит полное разделение кругов кровообращения , и становится возможной теплокровность. В дальнейшем эти животные приобрели ряд адаптаций к полету и дали начало классу Птицы.
Зверозубые рептилии дали начало Млекопитающим, которые возникли благодаря целому ряду ароморфозов: у величенные полушария переднего мозга с развитой корой , четырехкамерное сердце , редукция правой дуги аорты, преобразование подвеска, квадратной и сочленовой костей в слуховые косточки, появление шерстного покрова, млечных желез, дифференцированных зубов в альвеолах, предротовой полости.
Плацентарные млекопитающие, благодаря появлению плаценты и настоящего живорождения, в кайнозойской эре переходят в состояние биологического прогресса.
Последним крупнейшим ароморфозом является увеличение объема головного мозга у непосредственных предков человека. Данный ароморфоз называется эпиморфозом. В результате Человек разумный освоил все без исключения адаптивные зоны Земли и вышел за ее пределы в Космос. На основе биосферы сформировалась новая геологическая оболочка Земли – ноосфера, и органический мир вступил в новую, психозойную эру.
Таким образом, ароморфозы приводят к возможности захвата новых местообитаний. Это приводит к адаптивной радиации и формированию адаптивных зон с помощью алломорфозов. В этих условиях биологический прогресс достигается путем аллогенеза.
Дальнейшая конкуренция и дифференциация экологических ниш приводят к появлению частных приспособлений – теломорфозов и гиперморфозов. Во многих случаев биологический прогресс достигается с помощью катаморфозов и гипоморфозов – частичной или полной утраты прогрессивных органов. Однако при накоплении специализированных признаков они могут приобрести характер ароморфозов. Тогда эволюционный цикл начинается сначала. Это еще раз подчеркивает ведущую роль ароморфозов в эволюции.
© Афонин Алексей Алексеевич
Доктор с.-х. наук, профессор кафедры зоологии и анатомии Брянского государственного университета
В этой статье мы рассмотрим наших ближайших родственников, потому что Homo sapiens, несмотря на способность говорить, шутить, строить самолеты и изобретать гаджеты, всего-навсего один из видов в классе млекопитающие (лат. Mammalia). Какие же признаки позволяют объединить человека, слона, барсука и кита — больше 5000 тысяч видов позвоночных в один класс?
Ароморфозы млекопитающих
1. Теплокровность. Организм перестал зависеть от того, какая температура снаружи, и терять активность в холодное время года. Обмен веществ стал более быстрым и интенсивным. Благодаря этому млекопитающие освоили очень холодные регионы, расселились в Заполярье.
2. Четырехкамерное сердце. В нем совершенно разделились потоки венозной и артериальной крови.
3. Волосяной покров. Он может быть сплошным, как у медведя, или почти редуцированным, как у человека. Волосы делятся на следующие типы. Остевые волосы — грубые, прямые, длинные (например, у оленей). Пуховые или пух (подшерсток) — тонкие, извитые (у кротов). Эти два типа могут сочетаться (нутрии, куницы). Наконец, чувствительные волосы (вибриссы), или усы — жесткие, длинные, иногда заметно выступающие над шерстью, выполняющие осязательную функцию. Обычно вибрисы растут на голове (как, например, у котов), но бывают и на лапах (сумчатые).
4. Особое строение головного мозга, развитая кора, мозжечок.
5. Живорождение с внутриутробным развитием в матке. Исключением являются представители подкласса первозвери (инфракласс клоачные), у которых соединяются признаки млекопитающих и древних рептилий, — они откладывают яйца.
6. Молочные железы и выкармливание детенышей молоком. У первозверей молоко выделяется прямо на кожу, выраженных молочных желез у них нет, и это служит доказательством того, что молочные железы развились из потовых.
7. Альвеолярные легкие.
8. Пять видов желез: сальные, потовые, млечные (видоизменение потовых), пахучие, серные.
9. Наружное ухо и наружный слуховой проход у большинства видов.
10. Три слуховые косточки.
11. Дифференцированные, то есть различные по строению, зубы, расположенные в альвеолах. У рептилий зубы есть уже при вылуплении, потом несколько раз меняются, а для новорожденных млекопитающих они бесполезны, и даже будут мешать сосать молоко. Так что к моменту прорезывания зубов челюсть уже выросла и сформировалась — зубы растут в определенном порядке, не так беспорядочно, как у рептилий (сравните с зубами крокодила).
Эволюция млекопитающих
1. Берут начало от древних рептилий. Как это доказывается? Есть сходство с рептилиями на ранних стадиях развития зародыша, сходство в строении со зверозубыми ящерами — ноги под туловищем, зубы подразделяются на резцы, клыки, коренные.
2. Именно зверозубые ящеры были промежуточным мостиком от рептилий к млекопитающим.
3. Еще одно доказательство родства с рептилиями в том, что первозвери имеют вороньи кости, клоаку, откладывают яйца.
4. Первые млекопитающие появились в позднем триасе. Это были крошечные и робкие существа, прячущиеся от врагов в темном подлеске. Одно из самых древних млекопитающих, обнаруженных на сегодняшний день, морганукодон, обитало 215 миллионов лет назад на территории КНР, Северной Америки, Европы (Уэльс) и внешним обликом напоминало землеройку.
5. Изначально млекопитающие были маленькими, вынашивать детенышей не могли, так что являлись яйцекладущими и сумчатыми. Плацентарные стали следующим эволюционным этапом.
6. В рамках подкласса плацентарных млекопитающих самая древняя группа — отряд насекомоядные.
7. Из юрского периода известен меланодон — все еще некрупное, величиной с крысу, млекопитающее с дифференцированными зубами. Он является первым распространившимся на планете млекопитающим.
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда - онлайн тесты по биологии ОГЭ
Эволюционное развитие органического мира привело к возникновению новых приспособительных и адаптивных механизмов и структур к факторам внешней среды на каждой прогрессивной ступени развития живой природы. Подобные структуры получили название ароморфозов. В данной статье будут подробно раскрыты примеры ароморфозов.
Суть и значение ароморфоза
прогрессивные с эволюционной точки зрения изменения, возникающие в организме других классов живых существ.
Значение ароморфозов следующее:
один из путей эволюционного развития;
позволяет адаптироваться особям к новым условия существования;
один из способов освоения новых, ранее неизведанных экологических ниш.
Примеры ароморфозов
По мере эволюционного развития жизни на Земле на каждой отдельной взятой стадии возникали различные примеры структурных изменений живых существ, которые позволяли последним захватывать новые экологические ниши.
Органический мир
В контексте биологического развития органического мира к ароморфозам относятся следующие изменения живой природы: преобладание ядерных организмов над безъядерными, возникновение полового способа размножение (что повысило разнообразие природного материала на Земле и как следствие способность его адаптации к тем или иным фактором и условиям внешней среды), доминирование многоклеточных организмов над одноклеточными. Таким образом, в процессе эволюционного развития органического мира можно выделить следующие тенденции: зарождение механизмов интеграции и дифференцировки (связано с преобладанием многоклеточных организмов над одноклеточными) и стремление живой природы к генетическому разнообразию (основа любого повышения уровня организации, так как внешние изменения возникают вследствие экспрессии тех или иных генетических структур).
Ароморфозы растений
Растительная природа получила в ходе биологического развития получила несколько фундаментальных преобразований, которые предопределили возникновение такой атмосферы, какая она существует в настоящее время. К ароморфозам растений необходимо отнести: возникновение фотосинтеза (процесс, основа которого заключается в преобразовании световой энергии в энергию ковалентных и ионных связей), возникновение споровых представителей растительного царства, которые обладали побегом, что позволило растения полноценно выйти на сушу и закрепиться в данной экологической нише. Другими важными структурными изменениями, которые произошли с растениями являются следующие:
наличие способность к размножению без нахождения в водной среде;
возникновение цветков (класс покрытосеменные) и семязачатков (класс голосеменные);
развитие проводящей и корневой систем, что дало возможность растению получать неорганические вещества из почвы и проводить их по лубу к листьям и цветкам;
возникновение новых органов, в которых стало возможно активное протекание процессов фотосинтеза (речь идет о листьях);
размножение посредством семян (класс голосеменные).
Земноводные
Своим происхождением земноводные обязаны кистеперым рыбам. Основными структурными изменениями земноводных являются модернизации, возникшие в связи с их выходом на сушу (до этого представители царства животных в основном обитали в морских и океанских водах). К таковым модернизациям относятся: развитие легких, что позволило амфибиям дышать атмосферным кислородом и передвигаться по сухопутным земля, к другим ароморфозам земноводных относятся развитие среднего уха, возникновение сердца, состоящего из трех полостей (камер), образование пятипалой конечности.
Пресмыкающиеся
Пресмыкающиеся — это следующая ступень эволюции после земноводных, известные каждому ребенку динозавры непосредственно относятся к данному классу живых существ. Ароморфозами пресмыкающихся являются следующие изменения строения их органов: модернизации легких (ячеистая структура) и дыхательных путей, возникновение внутреннего оплодотворения (у земноводных оно наружное), развитие амниотических оболочек, которые необходимы для защиты плода от внешних воздействий.
Ароморфозы птиц
Птицы являются следующей ступень эволюционного развития после земноводных. На данном этапе возникают следующие структурные изменения: возникновение двойного дыхание, появление четырехкамерное сердце (у земноводных трехкамерное, исключение составляет только крокодил), возникновение теплокровности, образование перьевого покрова и крыльев.
Рыбы являются предшественниками земноводных в контексте эволюционного развития. Основными ароморфозами рыб являются следующие изменения их строения: развитие кровеносной системы замкнутого типа и двухкамерного сердца (однако кровь не разделяется на артериальную и венозную, и по жилам рыб течет венозная кровь, правда, в участках их жизненно важных органов она более насыщена кислородом), формирование костного скелета.
Млекопитающие
По мнению большинства ученых-эволюционистов пресмыкающиеся являются главными предшественниками млекопитающих. Возникновение класс млекопитающих совпало во временном промежутке с формированием класса птиц. Оба данных класса обладают теплокровностью, которая у млекопитающих обусловлена наличием следующие ароморфозов:
разделение между артериальным и венозным кровообращением становится полным;
наличие четырехкамерного сердца с межжелудочковой и межпредсердной перегородками;
формирование развитого слоя подкожно жировой клетчатки;
возникновение шерстяного покрова.
Другими важными ароморфозами животных, которые относятся к тому же классу живых существ, что и человек, являются возможность кормить детенышей молоком матери, формирование альвеолярных легких (что дало возможность поглощать больший объем кислорода), развитие почки и мозговых структур (появление коры больших полушарий мозга), формирование развитой нервной системы, способности к обучению в течении жизни (у рыб она отсутствует) и так далее.
Насекомые
К структурным изменениям, возникших на этапе формирования класса насекомых, относятся следующие: наличие хитинового покрова, сегментирование тела на отделы, наличие кутикулы, способность летать, возникновение гемолимфы и нескольких пар глаз и конечностей. Резистентность представителей класса насекомых к воздействию факторов внешней среды обуславливает их биологический успех (понятие, отражающие количество занимаемых экологических ниш, видовое, родовое разнообразие и общее количество особей).
Отдельно стоить отметить ароморфозы червей: возникновение мезодермы (третий зародышевый листок), формирование двусторонней симметрии (до этого преобладала радиальная), образование выделительной, пищеварительной и нервной систем.
Человек
К ароморфозам человека можно отнести следующие морфофункциональные изменения строения организма людей: развитие членораздельной речи (что является основным отличием человека от обезьяны); усиление функциональной активности коры больших полушарий, увеличение объема головного мозга, удлинение конечностей, формирование противопоставленного остальным большого пальца на руках, значительное увеличение тазобедренных суставов (вследствие чего стало легче рожать), формирование лордозов и кифозов в позвоночном столбе, структурные изменения обуславливающие прямохождение.
В заключении, необходимо отметить, что несмотря на очевидный прогрессивный характерных изменений, называемых ароморфозами, они могут иметь и обратную сторону медали, так, например, развитие прямохождения у человека привело к возникновению заболеваний (например, радикулит), которые не встречаются у других представителей животного мира.
Читайте также: