Появление позвоночника это ароморфоз
☰
Позвоночные — это самая сложно организованная группа животных. Позвоночных выделяют в ранге подтипа, принадлежащего типу Хордовые.
Важными ароморфозами позвоночных являются: 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
Урок — обобщения для учащихся 11 класса
тема «Главные направления эволюции органического мира»
Задание № 1
Вариант 1
1.Заполните таблицу, проставив против каждого пункта буквенное обозначение соответствующего направления эволюции:
(Аромрфоз –А, идиоадаптация-И, дегенерация – Д)
Приспособительные признаки, возникающие в ходе эволюции | |
1. Возникающие многоклеточных | |
2. Возникновение полового процесса | |
3. Образование позвоночника | |
4. Образование пятипалых конечностей | |
5. Образование ластов | |
6. Образование цепкого хвоста (у обезьяны) | |
7. Образование у земноводных трехкамерного сердца | |
8. Образование у земноводных двух кругов кровообращения | |
9. Возникновение теплокровности | |
10. Ускорение проведения по нервам возбуждения у позвоночных | |
11. Усложнение головного мозга | |
12. Увеличение массы головного мозга | |
13. Переход к внутреннему оплодотворению у позвоночных | |
14. Утрата четырех пальцев из пяти (у лошадей) | |
15. Утрата густого шерстного покрова (у слона) | |
16. Утрата органов кровообращения и пищеварения (у цепня) | |
17. Образование хобота у слона | |
18. Удлинение шеи у жирафа |
2. Заполнить основные направления биологического прогресса:
Пути биологического прогресса | Чем характеризуется | Примеры |
Ароморфоз | ||
Идиоадаптация |
Задание №_2
1. Установить соответствие между названиями организмов и биологическим явлениям:
1) возникновение хлорофилла и фотосинтеза в процессе эволюции;
2) образование усиков на листьях гороха;
3) утрата листьев у кактусов;
4) образование хобота у слона;
5) возникновение постоянной температуры тела (теплокровность) у млекопитающих;
6) утрата органов пищеварения у паразитических червей;
7) зачатки тазовых костей в толще мышц у кита;
8) рождение хвостатых людей;
9) зачатки хвостовых позвонков в скелете человека;
10) сходство внутреннего строения передних конечностей лошади и крыла птицы.
А- ароморфоз; Б- идиоадаптация; В- дегенерация; Г- рудименты; Д- атавизмы; Ж- гомологичные органы; З- аналогичные органы.
2. Заполнить понятия о биологическом прогрессе и биологическом регрессе:
Направления эволюции органического мира | Чем характеризуется | Примеры |
Биологический прогресс | ||
Биологический регресс |
Задание № 3
Вариант 2
1.Заполните таблицу, проставив против каждого пункта буквенное обозначение соответствующего направления эволюции:
А – ароморфоз И-идиоадаптация Д-дегенерация
Приспособительные признаки, возникающие в ходе эволюции | |
1. Возникновение хлорофилла | |
2. Возникновение фотосинтеза | |
3. Дифференциация слоевища (тела растения) на лист, стебель, корень | |
4. Возникновение ползучего стебля у земляники | |
5. Возникновение полового процесса | |
6. Появление проводящей ткани | |
7. Появление цветка у покрытосеменных | |
8. Утрата листьев и превращение их в колючки (у кактуса) | |
9. Появление плода у покрытосеменных | |
10. Появление семян у голосеменных | |
11. Появление лазающего стебля у винограда и плюща | |
12. Появление крылышек и волосков на плодах клена и одуванчика | |
13. Появление зацепок на плодах лопуха и череды | |
14. Появление сочной мякоти в плодах рябины и малины | |
15. Утрата листьев, развитой корневой и сосудистой системы и околоцветника у ряски | |
2. Параллелизм. Определение. Отличительные особенности изменений. Привести примеры. |
Задание № 4
1.Заполните пропуски в тексте.
1) Ароморфоз, ………….. и …………..являются путями эволюционного
процесса.
2) Все три пути эволюции могут приводить биологические виды к состоянию
биологического ………. .
3) Биологический прогресс характеризуется ………….численности особей,
……………….ареала вида, ……………. скорости видообразования.
4) Биологический регресс характеризуется ………….. чертами.
5) И биологический прогресс, и биологический ………. видов могут быть
связаны с деятельностью……………. .
2. Типы эволюционных изменений: конвергенция и дивергенция. Дать определение.
Отличительные особенности изменений. Указать их причину и результат. Привести
пример.
2. Заполнить основные направления биологического прогресса
Пути биологического прогресса | Чем характеризуется | Примеры |
Ароморфоз | ||
Идиоадаптация |
Эталон ответов
Понятие о биологическом прогрессе и биологическом регрессе
Табл. 1
Направление эволюции органического мира | Чем характеризуется | Примеры |
Биологический прогресс | 1. Увеличение численности особей вида. 2. Расширение ареала вида. 3. Образование новых популяций и систематических единиц. | Заяц-русак, нематоды (круглые черви), домовый воробей |
Биологический регресс | 1. Снижение числа особей вида. 2. Уменьшение ареала вида. 3. Уменьшение числа видов, подвидов, популяций. 4. Вымирание видов. | Уссурийский тигр, гепард, белый медведь, выхухоль, древние папоротникообразные |
Основные направления эволюционного процесса
Табл. 2
Пути биологического прогресса | Чем характеризуется | Примеры |
Ароморфоз | Крупное эволюционное изменение, ведущее к общему подъему организации, но не является приспособлением к резко ограниченным условиям существования; дает возможность освоения новой среды обитания | Приспособление к полету, появления теплокровности, возникновение волосяного покрова – у животных: появление фотосинтеза, разделение тела на органы, появление цветка и семени – у растений |
Идиоадаптация | Мелкие эволюционные изменения, которые способствуют приспособлению к определенным условиям обитания (частные приспособления) | Разный состав пищи привел к возникновению разных ротовых аппаратов у насекомых, разной формы клюва у птиц и т.д. |
Общая дегенерация | Эволюционные изменения, которые ведут к упрощению организации. Часто связаны с переходом к паразитическому образу жизни. | Паразитические черви – отсутствуют органы чувств и нервная система; пещерные рыбы – нет глаз; растение раффлезия – нет корней, стебля, листьев… |
Эталон ответов.
Вариант 1
Приспособительные признаки, возникающие в ходе эволюции | |
А | Б |
1. Возникающие многоклеточных | А |
2. Возникновение полового процесса | А |
3. Образование позвоночника | А |
4. Образование пятипалых конечностей | А |
5. Образование ластов | И |
6. Образование цепкого хвоста (у обезьяны) | И |
7. Образование у земноводных трехкамерного сердца | А |
8. Образование у земноводных двух кругов кровообращения | А |
9. Возникновение теплокровности | А |
10. Ускорение проведения по нервам возбуждения у позвоночных | А |
11. Усложнение головного мозга | А |
12. Увеличение массы головного мозга | А |
13. Переход к внутреннему оплодотворению у позвоночных | А |
14. Утрата четырех пальцев из пяти (у лошадей) | И |
15. Утрата густого шерстного покрова (у слона) | И |
16. Утрата органов кровообращения и пищеварения (у цепня) | Д |
17. Образование хобота у слона | И |
18. Удлинение шеи у жирафа | И |
Эталон ответов
Вариант 2
Приспособительные признаки, возникающие в ходе эволюции | |
А | Б |
1. Возникновение хлорофилла | А |
2. Возникновение фотосинтеза | А |
3. Дифференциация слоевища (тела растения) на лист, стебель, корень | А |
4. Возникновение ползучего стебля у земляники | И |
5. Возникновение полового процесса | А |
6. Появление проводящей ткани | А |
7. Появление цветка у покрытосеменных | А |
8. Утрата листьев и превращение их в колючки (у кактуса) | И |
9. Появление плода у покрытосеменных | А |
10. Появление семян у голосеменных | А |
11. Появление лазающего стебля у винограда и плюща | И |
12. Появление крылышек и волосков на плодах клена и одуванчика | И |
13. Появление зацепок на плодах лопуха и череды | И |
14. Появление сочной мякоти в плодах рябины и малины | И |
15. Утрата листьев, развитой корневой и сосудистой системы и околоцветника у ряски | Д |
16. Утрата корней, хлорофилла и листьев у повилики | Д |
17. Появление клубней у дикого картофеля | И |
18. Железистые волоски на листьях душистой герани | И |
Источник
Что такое ароморфоз?
Ароморфозом называется эволюционное направление, приводящее к кардинальным значимым изменениям строения тел живых существ. Происходит их совершенствование, зачастую переводящее их на более высокую стадию развития.
Так, например, эволюционное развитие человечества привело к тому, что оно имеет резкие черты отличия от обезьян. В процессе эволюции, растительный и животный миры претерпели множественные изменения. Дыхательные процессы стали осуществляться с помощью жабр и легких, появилось половое размножение. Некоторые метаморфозы стали чрезвычайно удачными, привели к эволюционному движению вперед с увеличением возможностей и улучшением адаптационных процессов к среде обитания.
Существенные изменения внутреннего и внешнего облика являются ароморфозами. Они приводят к появлению новых признаков. Так, когда животные обзавелись челюстями, это помогло им освоить активные питательные методы, когда ранее они владели лишь пассивными питательными способами.
В меньших объемах, в эволюции наблюдается еще и идиоадаптация. Это метаморфозы в морфологии меньшего масштаба. Представляют собой незначительные изменения видовые, родовые или семейственные, не приводящие к кардинальным изменениям потомков по сравнению с предками. Ароморфоз представляет собой редкое явление, но приводящее к значительным и грандиозным изменениям.
В связи с этими процессами происходит формирование новых органов с системами, возникают крупные таксоны, класс или тип, а иногда и целое царство. Волосяной покров животного является ароморфозом, а варианты волосяных покровов являются его идиоадаптациями.
Значение ароморфоза
Вся совокупность эволюционных преобразований у живых существ имеет единственную важнейшую цель – увеличение степени выживаемости в неблагоприятных природных условиях. Поэтому ароморфозы имеют очень глубокое значение. Их появление у представителей растительного и животного миров приводит к увеличению конкурентоспособности между видами, способствует освоению новых пространств и территорий.
В процессе развития появляются новые жизненные формы, резко отличающиеся от предыдущих поколений, достигших более высокого уровня развития. В результате ароморфозных процессов прокариоты уступили место эукариотам, а простейшие превратились в многоклеточных живых существ, у животных появилось кислородное дыхание, представители рыб выбрались на поверхность суши, а человечество достигло высочайшего развития, где не имеет конкурентов.
Образование ароморфозов явилось длительным процессом, который продолжался сотни тысячелетий. Значение данных процессов очень важно, с его помощью происходит развитие всех живых существ. В основу этих процессов положен ряд биологических механизмов. Таких, как механизм наследственности, то есть полученные прогрессивные особенности с генами передаются от предков к потомкам.
Также важен и механизм естественного отбора, в результате которого представители животного и растительного миров, не получившие видовых изменений постепенно подходят к вымиранию. Ярким примером является вымирание динозавров в древности.
Признаки ароморфоза.
О наличии данного эволюционного процесса свидетельствуют следующие признаки у растений и животных:
— развитие клетки;
— многоклеточность;
— появление процессов фотосинтеза;
— постоянство температуры тела;
— размножение половым путем;
— развитие головного мозга;
— развитая кровеносная и дыхательная системы;
— развившаяся челюсть у животных и человека;
— созревание семян у растений;
— развитие опорно-двигательного аппарата;
— внутриутробное развитие животных.
Самые яркие примеры ароморфоза
У подводных водорослей совсем отсутствуют ткани. Широкое распространение наземных растений произошло в связи с тем, что начали образовываться покровные ткани с ксилемами, флоэмами, колленхимами.
Родоначальником представителей пернатых оказался археоптерикс, хотя он не мог летать, а всего лишь перемещался по веткам, однако ряд важнейших процессов, таких как: образование крыльев и перьевого покрова позволило птицам парить в небесах.
Костные рыбы, с появлением легочного дыхания и конечностей, преобразовались в представителей земноводных. Постепенное увеличение и совершенствование головного мозга у приматов привело к возникновению человека разумного.
Ароморфоз органического мира
Самым главным изменением является появление многоклеточных созданий, которые в результате длительного эволюционного процесса доминируют над простейшими одноклеточными организмами. Это случилось во времена Архейской эры, около четырех миллиардов лет тому назад. Многочисленные представители мира Флоры и Фауны имеют индивидуальные особенности и отличия. Их развитие длительное время осуществлялось индивидуально. Но в своем развитии они имеют и общие черты. К самым важным моментам относятся такие особенности:
— Живые клетки обзавелись ядрами и органеллами. Вначале появились прокариоты, а затем эукариоты. Эукариотами являются все живые существа, исключая бактерии и археи.
— Стали образовываться специализированные клетки, выполняющие множество различных функций. Появились многоклеточные организмы с органами и тканями.
— Возникло половое размножение. Половое клеточное деление. Произошло увеличение генетического многообразия и улучшилась их адаптация к внешней среде обитания. Наследование генетических черт от предков к потомкам.
Ароморфоз растений
Растительный мир земного шара преодолел долгий маршрут эволюционного развития. Из карликовых водорослей сине-зеленой окраски развились папоротник со мхом, трава с кустарниками, крупные древесные растения с лианами. Около трех миллиардов лет назад растительная жизнь зародилась в воде, откуда затем постепенно выбралась на поверхность суши, образовав огромное видовое многообразие.
Важнейшим изменением в растительном мире явилось образование фотосинтеза, то есть процесса преобразование световой энергии в химическую энергию. Возникла возможность производства органических веществ с помощью солнечных лучей. Это изменение появилось в самом начале палеозойской эры. В то время происходило осваивание суши растениями и животными, выбравшимися из водной стихии. Первые споровые растения образовались в силурийском периоде этой же эры.
Далее, важнейшими изменениями явились следующие особенности:
— Появление цветов и опыления;
— появилась проводящая система;
— возник эпидермис;
— появились устьица;
— последовательная смена поколений;
— появление семязачатков;
— цветочное оплодотворение и появление нектара и пестиков.
Ароморфоз земноводных
Земноводные стали первыми позвоночными суши, которые не утратили связи с водой. Их родоначальниками стали кистеперые рыбы примерно 400 миллионов лет назад. К крупнейшим изменениям строения земноводных представителей относятся следующие:
— Сформировалась конечность из пяти пальцев.
— Развились мешковидные легкие.
— Образовалось трехкамерное сердце и 2 круга кровообращения.
— Сформировалась нервная система.
— Мышцы дифференцированы.
— Образовалось среднее ухо.
Ароморфоз пресмыкающихся
Пресмыкающиеся, в процессе эволюции, вышли из водной среды сложным путем, претерпевая ряд сложных изменений. Они являются амниотами. Зародыш развивается внутри пузыря с жидкостью. Главным изменением стало появление зародышевой оболочки. Вторым новшеством стало развитие внутреннего оплодотворения.
Пресмыкающиеся обзавелись сухой кожей. У них отсутствуют железы, а у земноводных их множество. Кожа покрыта роговыми чешуями. Они защищают от сухости и сохраняют влагу внутри организма. Дыхательная система у пресмыкающихся усложняется. Они приобретают ячеистые легкие для улучшения газообмена. Кожного дыхания у них нет.
Пресмыкающиеся обзавелись неполной сердечной перегородкой. Она позволяет разделять венозную кровь от артериальной крови и улучшать процессы метаболизма. Наличие коры больших полушарий головного мозга. Пресмыкающиеся обзавелись зачатками коры головного мозга. Наличие вторичной почки. Позволяет экономить жидкость и концентрировать мочу.
Ароморфоз птиц
Пернатые представители мира Фауны также прошли сложный эволюционный путь развития. Они появились в Юрском периоде Мезозойской эры. Это было более двухсот миллионов лет тому назад. Археоптерикс стал первым представителем пернатых, одновременно, имея черты пресмыкающегося.
Важнейшими изменениями для птиц стали следующие новшества:
— Появление перьевого покрова. Перья видоизменились из роговых чешуй.
— Формирование крыльев.
— Появление четырехкамерного сердца и полного разделения кругов кровообращения.
— Наличие двойного дыхания и губчатых легких.
— Развитие теплокровности.
— Развитие заботы о потомстве.
— Развитое зрение со слухом.
Ароморфоз рыб
Класс рыб отличают от более примитивных жизненных форм прогрессивные новшества, повышающие их организационный уровень. Важнейшими среди них можно отметить следующие черты:
— Сформировался череп с челюстями. Жабры видоизменяются в челюсти, способные к пищевому захвату.
— Наличие парных плавников. Облегчает перемещение тела в водной среде.
— Хорда замещается костным позвоночником. Хрящи превращаются в кости.
— Усложнение дыхательной системы. Появление жабр.
— Укрупнение печени и развитие поджелудочной железы.
— Увеличение кишечника.
Ароморфоз млекопитающих
Позвоночные животные относятся к развитой группе, которая в процессе длительной эволюции приобрела легкие с конечностями и внутренним скелетом и сложной нервной системой, позволяющей решать сложнейшие задачи. Важным этапом является кормление потомства молоком. Так появились млекопитающие.
В составе материнского молока присутствует набор витаминов и белков, необходимый для развития потомства, а также жизненно важный иммунитет. Млекопитающие животные получили целый комплекс важных изменений:
— Наличие теплой крови.
— Наличие волосяного покрова.
— Наличие сердца, состоящего из четырех камер.
— Внутриутробное развитие детенышей.
— Развитые полушария головного мозга.
— Образовалась плацента.
— Сформировалась матка с молочными железами. Это характерно только для млекопитающих.
— Забота о детенышах.
Ароморфоз насекомых
Класс насекомых в процессе длительного эволюционного развития не подвергался сильным изменениям, как другие классы. Таракан с глубокой древности не видоизменился и остался в первозданном облике до настоящего времени. Но изменения происходили и у насекомых. Среди них можно отметить следующие метаморфозы:
— Сформировались зародышевые оболочки: амниотическая и серозная.
— Преобразился ротовой аппарат.
— Оформился твердый хитиновый покров тела.
— Появилась трахейная дыхательная система.
— Развились членистые конечности.
— Возникновение крыльев.
— Наличие элементов социального поведения.
Ароморфоз человека
Человек появился в результате длительных эволюционных процессов в классе млекопитающих. Принадлежит он к отряду «Приматы» вместе с обезьянами, однако, ему удалось стать человеком разумным, превзойдя обезьян в своем умственном и физическом развитии. В процессе превращения из обезьяны в человека произошло множество сложнейших изменений, главными среди них можно отметить следующие изменения:
— Значительно увеличился объем головного мозга.
— Появилась развитая речь.
— Осваивание навыков прямохождения.
— Увеличились тазобедренные суставы.
-Увеличился пяточный отдел стоп.
— Увеличилась длина ног.
— У позвоночника сформировался двойной изгиб.
— Опустилась гортань, что сделало речь членораздельной у человека.
— Опустилась подъязычная кость.
— Совершенствование системы мышц.
— Разделение людей по группам крови.
— Замена молочных зубов постоянными зубами.
— Наличие общности в обмене веществ.
— Большие пальцы противопоставлены другим пальцам на конечностях.
Источник