§ 18. Формы направленной эволюции

Вопрос. Вспомните, что такое дивергенция признаков. Как в природе происходит возникновение новых видов организмов?

Ответ. Дивергенция (от позднелат. divergentia – расхождение) в биологии, расхождение признаков организмов в ходе эволюции. Понятие «Дивергенция (в биологии) » выдвинуто Ч. Дарвином для объяснения возникновения многообразия сортов культурных растений, пород домашних животных и биологических видов в природе. При искусственном отборе дивергенция (в биологии) в пределах каждой группы культурных растений и домашних животных зависит от потребностей человека. Дарвин использовал принцип дивергенция для объяснения видообразования в природе. Если вид занимает обширный ареал и приспосабливается к разным экологическим условиям, то возникает дивергенция, выражающаяся в появлении каких-либо различий между первоначально сходными популяциями и обусловленная неизбежно несколько неодинаковым направлением естественного отбора в разных частях ареала вида. Дивергенция приводит к возникновению разнообразных по строению и функции организмов, что обеспечивает более полное использование условий среды, т. к., по Дарвину, наибольшая «сумма жизни» осуществляется при наибольшем разнообразии строения. Дивергенция поддерживается борьбой за существование; обычно даже незначительно специализированные формы обладают селективным преимуществом, что способствует быстрому вымиранию промежуточных форм и возникновению разных форм изоляции. Принцип дивергенция объясняет процесс образования и более крупных (надвидовых) систематических групп и возникновение разрывов между ними.

Вопрос 1. Перечислите формы направленной эволюции. Чем отличается филетическая эволюция от дивергентной? Приведите примеры.

Ответ. Изучение организмов крупных систематических групп дало учёным возможность выделить следующие формы направленной эволюции: филетическую, дивергентную, конвергентную и параллельную.

Филетическая эволюция (от греч. phyle – род, племя) – это изменения, происходящие в одном филогенетическом стволе (без учета всегда возможных дивергентных ответвлений). Автор термина американский палеонтолог Дж. Симпсон. Без таких изменений не может протекать никакой эволюционный процесс, и поэтому филетическую эволюцию можно считать одной из элементарных форм эволюции.

Филетическая эволюция происходит под действием движущего отбора и не приводит к обособлению дочерних видов. Каждый существующий вид можно рассматривать как потомка предыдущего и предка последующего. Примером филетической эволюции является эволюция предков лошади по прямой линии: фенакодус – эогиппус – миогиппус – парагиппус – плиогиппус – современная лошадь.

Филетическая эволюция происходит в пределах любой ветви древа жизни: любой вид развивается во времени, и как бы ни были похожи между собой особи вида (разделенные, скажем, несколькими тысячами поколений в неизбежно меняющейся среде), вид в целом должен за это время в чем-то измениться.

Магистральной формой филогенеза является дивергентная эволюция на основе видообразования, когда из одного вида образуется несколько. Основными факторами такого видообразования являются: естественный отбор, изоляция, мутационная изменчивость, резкие перепады численности популяций, вызывающие спонтанные изменения частот генов. Их действие неизбежно приводит к тому, что разные группы популяций всё больше отличаются от исходного вида (дивергируют). В какой-то период накопившиеся различия становятся столь существенными, что приводят к распаду исходного вида на два и более новых, которые со временем дают начало новым видам и т. д. Таким образом, виды внутри одного рода, роды внутри семейства, семейства внутри отрядов происходят путём дивергенции от одного общего вида.

Таким образом, значение дивергенции как особой формы эволюции состоит в увеличении числа видов, повышении разнообразия жизненных форм. Но не всякое видообразование приводит к увеличению числа видов, например в филетической эволюции виды образуются без дивергенции.

Вопрос 2. Чем конвергентная эволюция отличается от параллельной? Ответ поясните.

Ответ. Параллелизм и конвергенция очень похожи, и не всегда учёным удаётся установить, какая из форм эволюции имела место в конкретном случае. Поэтому важно определить степень родства исследуемых организмов. Если сходство развивалось независимо, на основе сближения первоначальных различий, то имела место конвергенция. Например, у позвоночных животных конвергентное сходство обнаруживают конечности морских рептилий и млекопитающих. Если же сходные признаки развились независимо, но на основе общих черт, унаследованных от единого предка, то можно говорить о параллельной эволюции. Например, среди млекопитающих китообразные и ластоногие независимо друг от друга перешли к обитанию в водной среде и приобрели сходные приспособления для передвижения в этой среде – ласты.

Вопрос 3. Охарактеризуйте каждую из форм направленной эволюции. Перечертите в тетрадь и заполните таблицу.

Ответ.

Формы направленной эволюции