Ароморфозы позвоночных
Позвоночные — это самая сложно организованная группа животных. Позвоночных выделяют в ранге подтипа, принадлежащего типу Хордовые.
появление позвоночника, черепа, челюстей, костных парных конечностей и их поясов, поперечно-полосатый мускулатуры, двухслойной кожи, сердца, состоящего из нескольких камер, появление легких у наземных форм, более совершенных пищеварительных желез, дифференциация нервной трубки на спинной и головной мозг, состоящий из пяти отделов.
У хордовых произошел ароморфоз, связанный с появление внутреннего осевого скелет. У позвоночных происходит его дальнейшее совершенствование. У них осевой скелет состоит из позвоночника и мозговой части черепа. Позвоночник, в свою очередь, состоит из отдельных полуподвижных позвонков. Такая конструкция является гибкой и прочной. Верхние выросты (дуги) позвонков защищают спинной мозг. Череп защищает головной мозг.
Лицевая часть черепа (висцеральный скелет) состоит из челюстей и ряда других лицевых костей (у круглоротых челюстей нет). Челюсти служат для захвата и (у млекопитающих) разделки и пережевывания пищи. В процессе эмбрионального развития челюсти образуются из жабр.
Появление парных конечностей и их поясов считается еще одним ароморфозом позвоночных, так как в основе их конечностей лежат кости. У рыб парные конечности представлены плавниками, у наземных животных — это обычно пятипалые ноги (две пары). Части конечности наземных животных могут двигаться независимо относительно друг друга и относительно пояса конечности, т. е. конечность представляет собой ряд последовательных рычагов. Плавник же лишь может двигаться как единое целое относительно пояса конечности. Появление в процессе эволюции таких конечностей у позвоночных обеспечило им возможность быстрого перемещения и активного образа жизни.
Еще одним ароморфозом позвоночных, связанным с опорно-двигательной системой, является возникновение поперечно-полосатой мускулатуры тела. Такие мышцы у позвоночных формируются в виде отдельных пучков, прикрепленных к костям. У низкоорганизованных позвоночных мускулатура тела остается сигментированной наподобие ланцетника. Ряд внутренних органов имеют гладкую мускулатуру.
У позвоночных появляется и постепенно усложняется в процессе эволюции двухслойная кожа, выполняющая ряд функций (защитную, терморегулирующую, влагоудерживающую и др). Ее первый слой – многослойный эпидермис, второй слой – прочная соединительнотканная дерма. В обоих слоях могут формироваться разные жесткие образования (накладные кости, когти, волосы, чешуя). В эпидермисе закладывается ряд различных желез (выделяющие слизь, потовые, сальные и др.). Другими словами, у позвоночных кожа становится сложным многофункциональным органом.
Легкие появляются у эмбрионов наземных позвоночных как выросты глотки. Эволюция позвоночных шла по пути увеличения поверхности легких. Так у земноводных и пресмыкающихся они похожи на мешки. У птиц имеют губчатое строение, а у млекопитающих состоят из альвеол (мелких пузырьков).
Ароморфозом позвоночных, связанным с сердечно-сосудистой системой, является появление двухкамерного (у рыб) и в последующем трех- и четырехкамерного сердца. Мощное мускульное сердце лучше толкает кровь по сосудам, а более быстрый кровоток обеспечивает более эффективный обмен веществ. Начиная с земноводных, появляется второй (легочный) круг кровообращения. Дальнейшая эволюция идет по пути все большего разделения венозного и артериального кровотока. У птиц и млекопитающих венозный и артериальный кровоток разделяются полностью в связи с появлением четырехкамерного сердца. Это обеспечило возникновение теплокровности, что дало относительно большую независимость от условий абиотической среды.
Нервная трубка хордовых у позвоночных дифференцируется на спинной и головной мозг (важный ароморфоз), составляющих центральную нервную систему. Появление сложно устроенного головного мозга, состоящего из пяти отделов, обеспечило сложное приспособительное поведение позвоночных. Кроме того, следует отметить их сложные и многообразные органы чувств.
Почки позвоночных парные. Их эволюция шла от головных к туловищным и далее тазовым.
У более высокоорганизованных форм позвоночных в процессе эволюции появились оболочки у эмбрионов, а также внутриутробное развитие. Данные ароморфозы обеспечивают независимость от условий окружающей среды.
Источник
Примеры ароморфозов
Ароморфоз — прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов. Ароморфоз — это расширение жизненных условий, связанное с усложнением организации и повышением жизнедеятельности
Много умных слов, поэтому давайте разбирать на примерах.
Во-первых, это эволюционное изменение. Это означает, что это не просто небольшое изменение дочернего организма по отношению к родительскому. Это серьезное изменение в строении, которое привело к появлению абсолютно новых признаков.
Во-вторых, когда мы говорим об изменениях, то важно, с чем мы сравниваем. Так вот, в школьном курсе биологии когда речь идет об ароморфозах какого-то отдела ( у растений) или класса ( у животных), то сравнивают с тем, от кого этот класс или отдел произошел. Например, если говорят об ароморфозах млекопитающих, то сравнивают с рептилиями.
Примеры ароморфозов растений:
От водорослей к наземным растениям (псилофитам и риниофитам или к мхам):
- появление тканей как таковых , а конкретнее, проводящих тканей, покровных и механических;
- появление вегетативных органов ( стебля, подобия листьев)
- размножение в наземной среде, но все еще требуется присутствие воды;
Ароморфозы хвощей и плаунов
- усовершенствование проводящей ткани, механической, появляется запасающая ткань;
- переход (ароморфоз) от ризоидов к корням и корневищам;
- размножение хотя еще и спорами, но уже без участия воды.
- появление сосудистой системы;
- более развитая корневая система;
- появление более развитых листьев (вайя), а соответственно, улучшение интенсивности фотосинтеза;
- преобладание в цикле развития спорофита над гаметофитом
Ароморфозы голосеменных растений
- здесь у нас глобальный «скачок» — переход от размножения спорами к размножению семенами, если подробнее, то получаем вот такой список:
- усовершенствование сосудистой системы (появление трахеид)
- бОльшее количество жизненных форм ( в основном, древесные)
Ароморфозы покрытосеменных
Примеры ароморфозов животных:
Здесь посложнее будет — надо рассмотреть все критерии: и внешнее, и внутреннее строение, дыхание, способы размножения и т.д.
Ароморфозов будет много, т.к. эволюционно это был огромный шаг — переход от одноклеточности к многоклеточности
- многоклеточность
- появление тканей, двуслойность, т.е. наличие двух зародышевых листков — экто- и энтодермы
- появление симметрии как таковой, а точнее лучевой симметрии ( дальше эволюционно ее уже ни у кого не будет)
- появление нервной системы (диффузной \ сетчатой)
- появление полостного пищеварения
- помимо бесполого, появление полового размножения гаметами
Считается, что они произошли от кишечнополостных, поэтому сравнивать будем с ними
- появление третьего зародышевого листка — мезодермы
- двусторонняя ( билатеральная) симметрия тела
- появление кожно-мускульной системы (мешка)
- “апгрейд” нервной системы — она стала лестничной
- дифференцируется пищеварительная система
- появляется выделительная система ( протонефридии )
Теорий происхождения круглых червей несколько, но в школьном курсе считаем, что они произошли от плоских.
- появление первичной полости тела
- появление заднего отдела кишечника и анального отверстия
- серьезный ароморфоз половой системы — раздельнополость
Произошли от червей, похожих на плоских, поэтому сравнивать будем с ними
- деление тела , сегментированность (метамерность)
- появление вторичной полости тела (целома)
- появление органов передвижения ( параподий)
- органы выделения — метанефридии
- впервые появляется замкнутая кровеносная система
- меняется тип нервной системы — она становится узловой
Их предками считаются кольчатые черви
- появление поперечно-полосатой мускулатуры
- членистые суставные конечности, у некоторых — органы для полета (крылья)
- появление отделов тела ( голова, грудь, брюшко), хотя некоторые отделы сливаются ( головогрудь)
- огромный эволюционный скачок — появление экзоскелета (хитинового, в данном случае)
- появление специализированных, адаптированных под среду обитания органов дыхания
От кого они произошли — ученые до сих пор яростно спорят…
На данный момент условно считают, что от кольчатых червей
- появление отделов тела ( тоже зачастую объединенных)
- нервная система все так же узловая, но становится более сложной ( у головоногих моллюсков нервная система считается самой сложной и самой развитой среди беспозвоночных)
- усложнение пищеварительной системы и ее желез ( довольно хороша развита печень)
- появление экзоскелета ( искл. — головоногие)
- выделительная система тоже изменилась — появились почки с протоками, открывающимися в мантийную полость
- появление скелета в целом и черепа и челюсти, в частности
- парные плавники, обособленные от головы и туловища
- если вопрос о костных рыбах, то тут можно добавить, что позвоночник у них окостеневший — хрящевая ткань замещается костной
- усложняется нервная система — головной мозг уже имеет отделы, органы чувств становятся сложнее и функциональнее
Земноводные произошли от кистеперых рыб ,
- появление конечностей, приспособленных для обитания на земле — пятипалая лапа, а в целом, прям скелет передних и задних конечностей
- ароморфоз системы дыхания — появление легких и кожного дыхания
- трехкамерное сердце и два круга кровообращения у взрослых особей ( вот это важно указать и выделить, т.к. сердце и система кровообращения головастика — как у рыб)
- усложнение скелета — появление шейного отдела и крестцового
Предками рептилий считают древних земноводных
- Серьезный ароморфоз произошел в онтогенезе рептилий — внутреннее оплодотворение и развитие из зародышевых оболочек
развитие их зародышей происходит в особом зародышевом пузыре с амниотической жидкостью — амнионе - сухая чешуйчатая кожа, что позволило не зависеть от воды
- легкие становятся ячеистыми, что увеличивает площадь потребления кислорода
- появление грудной клетки
- ароморфоз кровеносной системы — появление неполной перегородки в сердце
- ароморфоз нервной системы — появляется кора больших полушарий
- совершенствуется выделительная система — возникает тазовая почка
“ у каждой птицы есть гены динозавров”
- птицы — первые теплокровные животные, т.к. у них появилась полная перегородка в сердце, которое, кстати, четырехкамерное, а следовательно, разделение артериальной и венозной крови
- легкие становятся губчатыми, плюс появляются легочные мешки
- Передние лапы трансформируются в крылья и появляется перьевой покров — приспособления к полету
- оболочки яйца становятся более прочными ( лучше защита)
- Кора головного мозга более развита, да и сами полушария намного крупнее и лучше развиты
- т.к. сравниваем с предками, рептилиями, то ароморфозом будет теплокровность и полное разделение крови за счет перегородки в сердце ( четырехкамерном)
- максимально развитая кора головного мозга
- появление матки и , соответственно, лучшее развитие эмбриона
- ароморфоз — волосяной покров и максимальное развитие желез внешней секреции (молочные — для вскармливания потомства)
- дифференцировка зубов
- в целом, усовершенствование скелета, в частности, систематический признак — 7 шейных позвонков
Источник