Способы достижения биологического прогресса

Ароморфоз:

· крупное изменение (в тестах выбираем изменение самой крупной систематической единицы; например, между "что-то у лягушек", "что-то у млекопитающих" и "что-то у растений" выбираем последнее, потому что растения – это самая крупная сис-единица из трех представленных)

· изменение, полезное в различных условиях

· приводит к возникновению крупных сис-единиц (типов, классов)

Например: появление цветка у растений, появление шерсти у млекопитающих, появление пятипалой конечности у позвоночных.

Идиоадаптация:

· небольшое изменение (в тестах выбираем изменение самой мальенькой сис-единицы)

· полезное только в одних определенных условиях

· приводит к появлению небольших сис-единиц (видов, родов)

Например: приспособление цветка к опылению муравьями, расчленяющая окраска шерсти у зебры, появление ластообразной конечности у китов

КАТАМОРФОЗ (от греческого kata — приставка, означающая движение сверху вниз и morphe — вид, форма), регрессивные преобразования организмов при переходе их к более простым условиям существования, лежащие в основе регрессивной эволюции — катагенеза. Катаморфоз часто связан с потерей организмами в процессе эволюции некоторых приспособлений к частным условиям существования (то есть с известной деспециализацией). Термин «Катаморфоз» предложен И. И. Шмальгаузеном (1939). Генетическая основа катаморфоза — накопление мутаций, вызывающих недоразвитие органов, потерявших своё значение при переходе животных к неподвижному образу жизни, особенно к эндопаразитизму. У таких организмов наблюдаются, однако, и прогрессивные изменения в отдельных системах органов. Характерен для таких групп, как усоногие раки, оболочники и др.

54 вопрос

В. И. Вернадский предполагал, что все газы современной атмосферы по своему происхождению связаны с живым веществом. Но внимание последующих исследователей сконцентрировалось преимущественно на выяснении роли живого вещества в изменениях концентраций кислорода и углекислого газа. Стало общепринятым, что „современное состояние биосферы и ее эволюция на протяжении последних двух миллиардов лет в известной мере определялись взаимодействиями организмов с атмосферными газами, в основном с углекислым газом и кислородом” (Будыко,1984, с. 214).
Сейчас в атмосфере содержится 1.2 · 10²¹ г кислорода, или примерно 21 % ее объема, и 0.0002 · 10²¹ г углекислого газа, что составляет 0.03 %. Если учесть, что в процессах фотосинтеза ежегодно выделяется около 2 · 10¹⁷ г кислорода (Шипунов, 1980), то весь имеющийся в атмосфере кислород мог образоваться за несколько тысяч лет.

Они исходили из того, что в течение долгого времени существования биосферы насыщение ее атмосферы кислородом шло очень медленно, и лишь к началу фанерозоя была достигнута критическая точка, равная 1 % кислорода от его современного содержания. В конце силура в накоплении кислорода выделяют вторую критическую точку (10%), которая, по мнению авторов, дала возможность жизни выйти на сушу. В карбоне содержание кислорода было максимальным и в 2-3 раза превышало современное. Затем произошло резкое его снижение. И лишь в мезозое устанавливаются концентрации, близкие к современным. Опираясь на данные эволюционной палеонтологии, Беркнер и Маршалл (Berkner, Marshall, 1964,1965) попытались показать, как рост концентрации свободного кислорода в атмосфере вел к освоению новых регионов биосферы и к бурной адаптивной радиации жизни. Высказывалась ими и мысль о биогенной регуляции климата путем воздействия растительности на газовый состав атмосферы. Гипотеза Беркнера и Маршалла получила дальнейшее развитие и обоснование в трудах Г. В. Баринова (1972), М. И. Будыко (1975, 1977а, 1984 и др.) и О. П.Добродеева (1975).

Отмеченные Беркнером и Маршаллом тенденции в эволюции атмосферы не вызывали принципиальных возражений. Но их количественные расчеты уже вскоре были подвергнуты сомнению. Так, Ю. П. Казанский с соавторами (1969) полагали, что в конце докембрия концентрация кислорода в атмосфере была довольно высока. М. Руттен (1973) утверждал, что точка Пастера (1 % современного содержания кислорода) была достигнута уже в середине архея, 10%-ный уровень - в позднем рифее. По мнению Б. С. Соколова (1976), точка Пастера также была достигнута в протерозое, примерно 1 млрд лет тому назад. Еще дальше это событие отодвигает С. Г. Неручев (1977), согласно расчетам которого 1 %-ное содержание свободного кислорода могло быть превышено в период от 1.6 до 1.0 млрд лет тому назад. Как общепринятую цифру 1.5 млрд лет называют Дж. Браун и А. Массет (Brown, Mussett, 1981). И наконец, некоторые авторы вообще считают, что кислородная атмосфера существует по меньшей мере 2.5 млрд лет и что концентрации кислорода, близкие к современным, установились в довольно короткий период времени (Виноградов и др., 1969: Крылов, 1983).
В последние годы внимание советских ученых сконцентрировалось на проблеме изменения углекислого газа и кислорода в фанерозое (Будыко, Ронов, 1979; Верзилин, 1980; Посохов, 1981; Ушаков, Ясаманов, 1984; Будыко и др., 1985; Ясаманов, 1985). Этот интерес стимулирован исследованиями М. И. Будыко и А. Б. Ронова (1979), предложившими оригинальную методику для расчета изменений концентраций углекислого газа и кислорода на основе данных о содержании органического углерода в осадочных и вулканогенных породах континентов. Из составленной таблицы динамики газового состава атмосферы (рис. 3, 4) видно, что уже к началу фанерозоя масса атмосферного кислорода составила приблизительно треть его современного содержания. В дальнейшем рост концентраций кислорода был неравномерным. Его резкое увеличение произошло в девоне и карбоне, когда был достигнут уровень, равный современному. В триасе содержание кислорода вновь снизилось, и лишь в середине мезозоя произошло новое резкое увеличение, сменившееся затем длительным периодом убывания. Концентрации же углекислого газа колебались в течение палеозоя и мезозоя в пределах 0.1 – 0.4% от общего объема атмосферы.

55 вопрос

Любая территория, пригодная к жизни по набору абиотических факторов, заселяется. Этот процесс называют сукцессией. В соответствии с трофической структурой биоценоза первостепенная роль в освоении новых местообитаний принадлежит растительным организмам. Развитие растительности в местообитаниях, где прежде растений не было, обозначают как первичную сукцессию, а в местах с предсуществовавшим, но разрушенным растительньм покровом — как вторичную.

В процессе сукцессии изменяются видовой состав биоценоза и характеристики местообитания. Вслед за растениями в сукцессию вовлекаются представители животного мира, а развивающийся био-геоценоз становится все более богатым видами; цепи питания в нем усложняются, разветвляются и превращаются в сети питания. Среди животных растет количество всеядных видов, активизируется функция редуцентов, возвращающих органическое вещество из почвы в состав биомассы, благодаря чему ее объем неуклонно растет.

Сукцессия завершается климаксом — образованием сообщества, видовой состав которого в дальнейшем изменяется незначительно. Скорость сукцессии по мере приближения к состоянию климакса снижается. Процесс практически прекращается, когда добавление или исключение видов не приводит к изменению среды развивающегося биогеоценоза, т.е. между элементами биоценоза и физической средой по достижении климакса устанавливается равновесие.

Из наблюдений за заселением песчаных дюн или вновь образованных потоков лавы в результате первичной сукцессии, а также вырубок или заброшенных пашен в процессе вторичной сукцессии следует, что для достижения состояния климакса требуются сотни и тысячи лет. Климаксные сообщества, возникающие в результате сукцессии разных местообитаний, различаются по производимой биомассе: тропический лес, леса умеренной зоны, болота. Максимальный объем биомассы ограничивается климатом соответствующего района.

Примером сукцессии служит зарастание некрупных пресноводных водоемов. Последовательное отмирание и придонное отложение мелких планктонных организмов, донных водорослей, водоплавающих растений, сопровождаемые сменой преобладающих видов животных и микроорганизмов, обусловливают трансформацию водных биогеоце-нозов в биогеоценозы болотного типа.