Происхождение животных
Животные возникли в ходе длительной эволюции из древних одноклеточных эукариотических организмов. Главные направления этого процесса — появление многоклеточности, специализация клеток, формирование тканей и органов, а также освоение новых сред обитания.
Как возникли первые животные
Наиболее вероятными предками животных считают древних одноклеточных эукариот, близких к современным воротничковым жгутиконосцам. В пользу этого говорит сходство их клеточного строения и молекулярных признаков. Предковая колония могла состоять из одинаковых клеток, связанных между собой и сообщавших общую форму организму.
Постепенно клетки колонии начали выполнять разные функции. Одни обеспечивали движение, другие — питание, третьи — размножение. Такое разделение функций стало важным шагом к многоклеточному организму. Клетки уже не могли существовать полностью независимо: жизнедеятельность всего организма зависела от их взаимодействия.
Многоклеточность — строение организма из множества специализированных клеток, объединённых общими функциями и взаимодействием. В отличие от колонии, многоклеточный организм имеет устойчивую зависимость клеток друг от друга и обычно проходит единый жизненный цикл.
Первые животные, вероятно, были небольшими водными организмами с мягким телом. В воде легче поддерживать тело, получать растворённые вещества и расселяться. Древнейшие формы не имели настоящих органов, но уже могли поглощать пищу, реагировать на раздражители и размножаться.
- 1 — Одна клетка выполняет все жизненные функции.
- 2 — Клетки объединяются, но ещё сохраняют относительную самостоятельность.
- 3 — Возникает разделение функций между клетками.
- 4 — Клетки образуют устойчивые системы, выполняющие определённые функции.
- 5 — Организм осваивает новые среды и способы жизнедеятельности.
Главные этапы эволюции животных
Усложнение животных происходило не по одной прямой линии. От общих предков расходились разные ветви, и каждая приспосабливалась к своим условиям. Поэтому современные группы животных имеют общий план происхождения, но отличаются уровнем организации и особенностями строения.
| Этап или группа признаков | Эволюционное значение | Примеры проявления |
|---|---|---|
| Переход к многоклеточности | Разделение функций между клетками | Специализация клеток губок и других животных |
| Появление тканей | Формирование слоёв клеток с общей функцией | Покровная, пищеварительная и мышечная ткани |
| Двусторонняя симметрия | Возникновение переднего и заднего концов тела | Направленное движение, концентрация органов чувств |
| Полость тела | Размещение органов внутри тела | Лучшее развитие органов и их взаимное расположение |
| Сегментация | Разделение тела на повторяющиеся участки | Кольчатые черви, членистоногие |
| Внутренний скелет или позвоночник | Опора тела и защита внутренних органов | Хордовые и позвоночные |
| Освоение суши | Независимость от водной среды | Дыхание лёгкими, конечности, покровы тела |
В эволюции животных усложнение строения возникает благодаря наследственной изменчивости и естественному отбору. Полезные изменения сохраняются, если повышают выживание и размножение в определённых условиях. Эволюция не стремится к максимальной сложности: признак закрепляется только тогда, когда он выгоден.
Одним из первых крупных событий стало появление тканей. У ароморфозов — крупных эволюционных изменений — обычно расширяется общая организация группы и появляются новые возможности. Возникновение нервной и мышечной тканей позволило животным активно двигаться и быстро реагировать на внешние воздействия.
Усложнялась и симметрия тела. Радиальная симметрия удобна для животных, взаимодействующих со средой со всех сторон, например для кишечнополостных. Двусторонняя симметрия выгодна при активном движении в одном направлении. Вместе с ней часто формируются передний конец тела и головной отдел, где сосредоточены органы чувств.
Какое изменение непосредственно связано с появлением направленного движения и головного отдела?
Ароморфозы в эволюции животных
Ароморфоз — крупное эволюционное изменение, повышающее общий уровень организации. К важным ароморфозам животных относят многоклеточность, появление тканей, органов и систем органов, двустороннюю симметрию, внутреннюю полость тела, членистость, хорду и позвоночник.
- Многоклеточность позволила разделить функции между клетками.
- Ткани обеспечили устойчивую специализацию групп клеток.
- Нервная система сделала возможными быструю координацию и сложное поведение.
- Мышечная ткань обеспечила активное движение.
- Пищеварительная система позволила эффективнее перерабатывать пищу.
- Кровеносная система ускорила перенос кислорода и питательных веществ.
- Лёгкие, конечности и защитные покровы помогли позвоночным освоить сушу.
Нужно определить, является ли признак крупным повышением общего уровня организации или частным приспособлением.
Не всякое полезное приспособление является ароморфозом. Например, форма клюва у птиц, окраска насекомого или длина конечностей могут быть важны для конкретного образа жизни, но не обязательно повышают общий уровень организации всей группы. Такие изменения чаще относят к идиоадаптациям.
Разнообразие направлений эволюции
После появления крупного ароморфоза группа обычно расселяется и сталкивается с разными условиями. Её ветви могут изменяться по-разному. Дивергенция у животных — расхождение признаков у родственных групп, возникших от общего предка. Например, конечности наземных позвоночных имеют общий план, но у лошади, летучей мыши и кита выполняют разные функции.
Конвергенция у животных — независимое возникновение сходных признаков у неродственных или далёких групп, живущих в похожих условиях. Так, обтекаемая форма тела независимо формировалась у рыб, китообразных и некоторых вымерших морских рептилий.
Биологический прогресс выражается в увеличении численности, расширении ареала и росте видового разнообразия группы. Он может достигаться ароморфозами, идиоадаптациями или упрощением организации при переходе к паразитизму. Последний вариант не означает обязательного общего усложнения.
| Направление | Суть | Пример |
|---|---|---|
| Ароморфоз | Общее повышение уровня организации | Появление позвоночника |
| Идиоадаптация | Частное приспособление без общего усложнения | Разные типы ротовых аппаратов насекомых |
| Дегенерация | Упрощение строения, часто у паразитов | Редукция органов движения у некоторых паразитических форм |
| Дивергенция | Расхождение признаков родственных групп | Разные конечности наземных позвоночных |
| Конвергенция | Сходство неродственных групп | Обтекаемая форма тела у водных животных |
Не называйте любую адаптацию ароморфозом: окраска и форма органа могут быть идиоадаптациями. Не путайте дивергенцию с конвергенцией: при дивергенции группы родственные и расходятся, при конвергенции группы неродственные, а сходство возникает независимо. Биологический прогресс не равен обязательному усложнению организма.
Как рассуждать по заданиям о происхождении животных
- Определите, о каком уровне организации говорится: клетка, ткань, орган или система органов.
- Проверьте, расширяет ли признак общие возможности крупной группы или только помогает конкретному виду.
- Установите родство сравниваемых организмов: общий план строения указывает на возможную дивергенцию, а независимое сходство — на конвергенцию.
- Если говорится о расселении, росте численности и разнообразия, соотнесите это с биологическим прогрессом.
- Объясните значение признака для жизнедеятельности, а не просто назовите термин.
После изучения этапов происхождения животных полезно обратиться к странице доказательства эволюции животных: сравнительная анатомия, эмбриология, палеонтология и молекулярные данные подтверждают родство групп и последовательность их усложнения.
Итоговая проверка
Главное
- Животные произошли от древних одноклеточных эукариот; важнейшим этапом стало возникновение многоклеточности.
- Эволюционное усложнение включало появление тканей, органов, систем органов, двусторонней симметрии, полости тела и скелетных структур.
- Ароморфоз повышает общий уровень организации, а идиоадаптация обеспечивает частное приспособление.
- Дивергенция — расхождение признаков у родственных групп; конвергенция — независимое сходство у неродственных.
- Биологический прогресс означает увеличение численности, ареала и разнообразия группы и не сводится только к усложнению строения.