Дифференцированные зубы это ароморфоз

Опубликовано: 30.04.2024

Основные ароморфозы и адаптации к среде обитания позвоночных животных

Надкласс Рыбы

Важнейшие ароморфозы

· Внутренний скелет

· Редукция хорды и формирование костного позвоночника

· Возникновение замкнутой кровеносной системы с одним кругом в сочетании с жаберным дыханием

· Появление челюстей с помощью которых становится возможным питание - захват, измельчение добычи

· Появление черепа - костное вместилище головного мозга и органов чувств, которое надежно защищает эти структуры нервной системы.

· Парные плавники - предшественники конечностей, плавники, парные придатки тела, обособленные от туловища и головы, приводимые в движение мускульной силой.

Приспособления у рыб к водному образу жизни:

Обтекаемая форма тела – снижает трение при движении в воде
Чешуя. Выполняет защитную функцию. Благодаря черепицеобразному ее расположению, также снижается трение.
Слизь на чешуе – снижает трение, защита.
Плавники – для оптимального движения в воде. Среди плавников выделяют парные (брюшные, грудные) и непарные (анальные, хвостовые, спинные). Парные плавники расположены симметрично, имеют одинаковый размер и форму. Самые развитые мышцы и плавники это хвостовые. Именно за счет них рыба двигается. Остальные плавники нужны для маневрирования и равновесия.
Боковая линия – орган чувств, позволяющий рыбе определить направление течения и его скорость. Проходит вдоль всего тела сбоку.
Плавательный пузырь – это пузырь с воздухом, который позволяет рыбе менять глубину погружения. Если пузырь увеличивается в объеме, общая плотность рыбы падает, и она всплывает, и наоборот, при уменьшении пузыря, плотность рыбы увеличивается, и рыба погружается. Объем пузыря увеличивается, когда газы поступают из крови в пузырь, и уменьшается, когда из пузыря поступают в кровь. Плавательный пузырь отсутствует у придонных рыб, таких как скат и у акул, камбалы.
Жабры. Орган дыхания, который фильтрует воду и всасывает из нее кислород.

Наличие только внутреннего уха . Так как в воде звук распространяется хорошо, то рыбе достаточно внутреннего уха в костной стенке черепа.
Большое количество икры и наружное оплодотворение .

Класс Земноводные или Амфибии

Важнейшие ароморфозы

Адаптации к наземному образу жизни

· Появление парных, пятипалых конечностей, представляющих собой систему рычагов с шарнирными суставами и предназначенных для передвижения по суше

· Дифференцировка мускулатуры

· Возникновение мешковидных легких

· Трехкамерное сердце

· Второй (легочный) круг кровообращения

· Появление шейного отдела в позвоночнике, обеспечивший движение головы, и крестцового отдела, места прикрепления тазового пояса

· Появление среднего уха, век, хоан.

· Возникновение барабанной перепонки

· Прогрессивное развитие нервной системы

Возникает подвижное веко и мигательная перепонка , движения которых смачивают поверхность глаза и препятствуют высыханию.

Впервые возникает среднее ухо , которое снабжено барабанной перепонкой, чувствительной к колебаниям воздуха

Среднее ухо состоит из одной слуховой косточки - стремени. Евстахиева труба соединяет полость среднего уха с ротоглоточной полостью, служит для уравнивания давления между ними.

Имеются хоаны - внутренние носовые отверстия (ноздри - внешние)

Слюнные железы впервые возникли именно у амфибий, они не участвуют в химической обработке пищи - секрет слюнных желез увлажняет ротовую полость, язык и пищу.

Появление конечностей рычажного типа

Задание ЕГЭ

Какие приспособления к условиям окружающей среды появились у земноводных в связи с их выходом на сушу?

Земноводные ведут водный и наземный образ жизни. В связи с этим у них сформировались такие особенности строения и физиологии, как:

1) покрытая слизью кожа, в которой растворяется атмосферный кислород при дыхании;

2) рычажные конечности для передвижения по суше;

3) чётко дифференцированный на отделы скелет;

4) лёгкие для атмосферного дыхания;

5) два круга кровообращения и трёхкамерное сердце, обеспечивающие частичное разделение крови на венозную и артериальную;

6) появляется среднее ухо, закрытое снаружи барабанной перепонкой.

Класс Пресмыкающиеся

Важнейшие ароморфозы

· Ороговение верхнего слоя эпидермиса, препятствующего испарению воды - сухая чешуйчатая кожа

· Появление в желудочке сердца неполной перегородки.

· Усложнение легких и дыхательных путей в результате исчезновения кожного дыхания- ячеистые легкие

· Внутреннее оплодотворение.

· Появление защитных зародышевых и яйцевых оболочек, обеспечивающих зародыш питательными веществами и дающих возможность развиваться эмбриону на суше внутри яйца - амниотическое яйцо

· Наличие межрёберных мышц

В ходе завоевания суши пресмыкающиеся приобрели ряд адаптации:

Тело подразделяется на голову, шею, туловище, хвост и пятипалые конечности.

Кожа сухая, лишена желез и покрыта роговым покровом, защищающим тело от высыхания. Рост животного сопровождается периодической линькой.

Скелет прочный, окостеневший. Позвоночник состоит из пяти отделов: шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового. Плечевой и тазовый пояса конечностей укреплены и связаны с осевым скелетом. Развиты ребра и грудная клетка.

Мускулатура более дифференцирована, чем у земноводных. Развиты шейные и межреберные мышцы, подкожная мускулатура. Движения отделов тела более разнообразные и быстрые.

Пищеварительный тракт более длинный, чем у земноводных, и четче дифференцирован на отделы. Пища захватывается челюстями, имеющими многочисленные острые зубы. Стенки ротовой полости и пищевода снабжены мощной мускулатурой, которая проталкивает крупные порции пищи в желудок.

Органы дыхания —легкие — имеют большую дыхательную поверхность за счет ячеистого строения. Развиты воздухопроводящие пути — трахея, бронхи, в которых воздух увлажняется и не иссушает легкие. Вентиляция легких происходит путем изменения объема грудной клетки посредством сокращения межреберных мышц.

Сердце трехкамерное, однако в желудочке имеется неполная продольная перегородка, препятствующая полному смешиванию артериальной и венозной крови. Большая часть тела пресмыкающихся снабжается смешанной кровью с преобладанием артериальной, поэтому интенсивность обмена выше, чем у земноводных. Однако пресмыкающиеся, так же как рыбы и земноводные, являются пойкилотермными (холоднокровными) животными, температура тела которых зависит от температуры среды обитания.

Органы выделения —тазовые почки. По мочеточникам моча оттекает в клоаку, а из нее — в мочевой пузырь. В нем вода дополнительно отсасывается в кровеносные капилляры и возвращается в организм, после чего моча выводится наружу. Конечный продукт азотистого обмена, выводимый с мочой, — мочевая кислота.

Головной мозг имеет больший относительный размер, чем у земноводных. Лучше развиты большие полушария переднего мозга с зачатками коры и мозжечок. Формы поведения пресмыкающихся более сложные. Органы чувств лучше приспособлены к наземному образу жизни.

Оплодотворение только внутреннее. Яйца, защищенные от высыхания кожистой или скорлуповой оболочкой, рептилии откладывают на суше. Зародыш в яйце развивается в водной оболочке. Развитие прямое.

Задание ЕГЭ

1.В чем проявляется усложнение организации пресмыкающихся по сравнению с земноводными? Укажите не менее 4-х признаков, укажите их значение.

1. Оплодотворение внутреннее, можно размножаться без воды.

2. Размножаются с помощью богатых желтком яиц, покрытых пергаментной оболочкой (размножение на суше).

3. Сухая кожа без желез препятствует потере воды.

4. Увеличивается дыхательная поверхность легких, позволяет улучшить снабжение тела кислородом.

5. Неполная перегородка в желудочке уменьшает смешивание крови, к органам поступает более богатая кислородом кровь.

2.Ящерицы являются типичными обитателями пустынь. Благодаря каким особенностям внешнего строения, жизнедеятельности и поведения им удалось освоить столь малопригодные для жизни условия? Свой ответ аргументируйте.

1) сухая (без желез) кожа, покрытая роговой чешуей,
2) не испаряет воду и служит защитой от прямых солнечных лучей;
3) конечный продукт обмена белков – мочевая кислота;
4)мочевая кислота малорастворима в воде, её выделение позволяет сохранить воду;
5) активны в прохладное время суток;
6) это позволяет сидеть в жаркое время в норе и не перегреваться

Класс Птицы

Ароморфозы птиц

• -Совершенствование центральной нервной системы

• -Появление перьевого покрова и формирование крыльев.

• -Четырехкамерное сердце

• -Появление легочных мешков, двойное дыхание.

• -Губчатые легкие. Газообмен в них происходит с большей эффективностью.

• -Увеличение запаса питательных веществ в яйце, известковая скорлупа

• -Значительное развитие органов зрения и слуха.

• -Наличие теплокровности и значительное увеличение интенсивности обмена веществ.

Какие существуют признаки приспособленности птиц к полету?

1. Облегченный скелет и снижение его массы: полые кости с воздушными мешками, часть костей срастаются воедино – пряжка (сросшиеся кости кисти), цевка (сросшиеся кости стопы).

2. Череп образован полностью срощенными, без швов, костями.

3. Снижение общей массы тела, что важно для полета: нет зубов, нет мочевого пузыря, непарный яичник у самок.

4. Перьевой покров и крылья, развитые, мощные грудные мышцы для полета, они крепятся к выросту грудины - килю.

5. Воздушные мешки и связанное с ними двойное дыхание, повышают интенсивность обмена веществ, необходимую для полета.

Короткий кишечник, это возможность опорожнения в полете.

Хорошо развитый мозжечок - улучшает координацию в полете.

Обтекаемая форма тела

Летательные мышцы содержат большое количество миоглобина.

Задания ЕГЭ

1.Приспособленность скелета птиц к полету. Указать не менее 4-х признаков.

1) Для облегчения скелета кости полые, наполнены воздухом (воздушными мешками).

2) Для облегчения скелета уменьшено количество костей, особенно в крыльях и ногах.

3) Имеется киль для прикрепления мощных летательных мышц.

4) Передние конечности превратились в крылья поэтому приходится ходить на двух ногах. Чтобы доставать до земли, большие птицы имеют длинную гибкую шею.

5) Поясничные позвонки для создания хорошей опоры срослись между собой, с крестцовыми и хвостовыми позвонками, а также с подвздошными костями.

2.Какие ароморфозы позволили птицам широко распространиться в наземно-воздушной среде обитания? Укажите не менее трёх примеров.

1) особенности строения и функций, связанные с полетом: полые кости, превращение передних конечностей в крылья, быстрое переваривание пищи и др.

2) особенности, обеспечившие высокий уровень обмена веществ и теплокровность: 4-х камерное сердце, особое строение органов дыхания, потребление большого количества пищи

3) развитие центральной нервной системы, сложное поведение (перелеты, забота о потомстве.

3.Какие особенности строения дыхательной, выделительной и половой систем сформировались у птиц в процессе эволюции в связи с приспособлением к полету ? Объясните их значение.

1) в дыхательной системе – наличие воздушных мешков, что позволяет насыщать легкие и кровь кислородом на вдохе и на выдохе, а также охлаждает тело в полете (уменьшает плотность тела);
2) в выделительной системе – отсутствие мочевого пузыря, что уменьшает массу тела;
3) в половой системе – функционирует только один яичник, второй недоразвит (предотвращает одновременное созревание двух яиц), что уменьшает массу тела

4.Какие особенности в строении скелета сформировались у птиц в процессе эволюции в связи с приспособлением к полету ? Приведите не менее четырех особенностей. Ответ поясните.

1) кости тонкие, заполнены воздухом, что облегчает массу тела;
2) срастание многих костей в разных отделах обеспечивает компактность и прочность скелета (в кисти, позвоночнике, стопе);
3) грудина имеет киль, к которому прикрепляются мощные мышцы, обеспечивающие движение крыльев;
4) отсутствие зубов в челюстях облегчает массу тела

Класс Млекопитающие

Ароморфозы млекопитающих

· Развитие больших полушарий и коры головного мозга

· Четырехкамерное сердце

· Мышечная диафрагма

· Живорождение с внутриутробным развитием в матке .

· Исключением являются представители подкласса первозвери (инфракласс клоачные), у которых соединяются признаки млекопитающих и древних рептилий, — они откладывают яйца

· Выкармливание детенышей молоком

· Приобретение постоянной температуры тела

· Полное разделение венозного и артериального потоков крови, когда все тело снабжается именно артериальной кровью.

· Наличие альвеолярных легких, которые имеют большую поверхность газообмена. Они увеличивают интенсивность обмена веществ.

· Появление шерстяного покрова и подкожной жировой клетчатки, обеспечивающей сохранение тепла.

· Волосяной покров . Он может быть сплошным, как у медведя, или почти редуцированным, как у человека. Волосы делятся на следующие типы. Остевые волосы — грубые, прямые, длинные (например, у оленей). Пуховые или пух (подшерсток) — тонкие, извитые (у кротов). Эти два типа могут сочетаться (нутрии, куницы). Наконец, чувствительные волосы (вибриссы), или усы — жесткие, длинные, иногда заметно выступающие над шерстью, выполняющие осязательную функцию. Обычно вибрисы растут на голове (как, например, у котов), но бывают и на лапах (сумчатые).

· Пять видов желез : сальные, потовые, млечные (видоизменение потовых), пахучие, серные.

· Наружное ухо и наружный слуховой проход у большинства видов.

· Три слуховые косточки .

· Дифференцированные, то есть различные по строению, зубы , расположенные в альвеолах. У рептилий зубы есть уже при вылуплении, потом несколько раз меняются, а для новорожденных млекопитающих они бесполезны, и даже будут мешать сосать молоко. Так что к моменту прорезывания зубов челюсть уже выросла и сформировалась — зубы растут в определенном порядке,

· Безъядерные эритроциты с вогнутыми внутрь боковыми поверхностями. Это позволило увеличить количество клеток, «стискивать» их плотнее, и значит, дать организму больше кислорода, активизировать метаболизм.

Задания ЕГЭ

1.Назовите ароморфозы, которыми сопровождалась эволюция млекопитающих?

1) Теплокровность, 4-х камерное сердце,

2) появление альвеолярных легких,

3) развитие коры головного мозга (обеспечившей широкую адаптацию млекопитающих к условиям окружающей среды. Это привело к усложнению поведения, быстрому формированию условных рефлексов);

4) выкармливание детенышей молоком,

5) появление многослойной кожи, богатой железами.

— возникновение волосяного покрова, сальных и потовых желез, обеспечивших наряду с кожным кровоснабжением терморегуляцию организма и поддержание постоянной температуры тела;

— внутриутробное развитие, возникновение и развитие органов для вынашивания и вскармливания плода – матки и молочных желез;

— возникновение мышечной диафрагмы, что обеспечило более интенсивное дыхание и газообмен

2.У позвоночных животных в связи с выходом на сушу возникла эволюционная необходимость кардинально перестроить дыхательную и кровеносную системы . Перечислите, какие ароморфозы в строении дыхательной и кровеносной систем позволяли животным улучшать усвоение и транспорт кислорода при переходе к каждому следующему классу. Перечислите не менее четырёх ароморфозов.

1) У земноводных впервые сформировались лёгкие и появился второй круг кровообращения, однако лёгкие были плохо развиты, а артериальная и венозная кровь смешивались в желудочке, поэтому была велика роль газообмена через покровы.

2) У рептилий в лёгких появились складки, увеличившие площадь поверхности лёгких, а в желудочке сердца появилась перегородка, частично уменьшившая смешение артериальной и венозной крови. Это позволило полностью отказаться от газообмена через покровы.

3) У птиц лёгкие имеют пористую структуру и воздушные мешки, что позволяет увеличить эффективность газообмена в лёгких. Кроме того, у птиц полностью разделены желудочки сердца и круги кровообращения, что позволило им активизировать метаболизм по сравнению с рептилиями и перейти к теплокровности.

4) У млекопитающих по сравнению с рептилиями в связи с альвеолярным строением лёгких ещё больше увеличилась эффективность газообмена. При этом так же как и у птиц, у млекопитающих полностью разделены круги кровообращения, что также позволило развить теплокровность в ходе эволюции.

В этой статье мы рассмотрим наших ближайших родственников, потому что Homo sapiens, несмотря на способность говорить, шутить, строить самолеты и изобретать гаджеты, всего-навсего один из видов в классе млекопитающие (лат. Mammalia). Какие же признаки позволяют объединить человека, слона, барсука и кита — больше 5000 тысяч видов позвоночных в один класс?

Ароморфозы млекопитающих

1. Теплокровность. Организм перестал зависеть от того, какая температура снаружи, и терять активность в холодное время года. Обмен веществ стал более быстрым и интенсивным. Благодаря этому млекопитающие освоили очень холодные регионы, расселились в Заполярье.

2. Четырехкамерное сердце. В нем совершенно разделились потоки венозной и артериальной крови.

3. Волосяной покров. Он может быть сплошным, как у медведя, или почти редуцированным, как у человека. Волосы делятся на следующие типы. Остевые волосы — грубые, прямые, длинные (например, у оленей). Пуховые или пух (подшерсток) — тонкие, извитые (у кротов). Эти два типа могут сочетаться (нутрии, куницы). Наконец, чувствительные волосы (вибриссы), или усы — жесткие, длинные, иногда заметно выступающие над шерстью, выполняющие осязательную функцию. Обычно вибрисы растут на голове (как, например, у котов), но бывают и на лапах (сумчатые).

4. Особое строение головного мозга, развитая кора, мозжечок.

5. Живорождение с внутриутробным развитием в матке. Исключением являются представители подкласса первозвери (инфракласс клоачные), у которых соединяются признаки млекопитающих и древних рептилий, — они откладывают яйца.

6. Молочные железы и выкармливание детенышей молоком. У первозверей молоко выделяется прямо на кожу, выраженных молочных желез у них нет, и это служит доказательством того, что молочные железы развились из потовых.

7. Альвеолярные легкие.

8. Пять видов желез: сальные, потовые, млечные (видоизменение потовых), пахучие, серные.

9. Наружное ухо и наружный слуховой проход у большинства видов.

10. Три слуховые косточки.

11. Дифференцированные, то есть различные по строению, зубы, расположенные в альвеолах. У рептилий зубы есть уже при вылуплении, потом несколько раз меняются, а для новорожденных млекопитающих они бесполезны, и даже будут мешать сосать молоко. Так что к моменту прорезывания зубов челюсть уже выросла и сформировалась — зубы растут в определенном порядке, не так беспорядочно, как у рептилий (сравните с зубами крокодила).

12. Безъядерные эритроциты с вогнутыми внутрь боковыми поверхностями. Это позволило увеличить количество клеток, «стискивать» их плотнее, и значит, дать организму больше кислорода, активизировать метаболизм.

Эволюция млекопитающих

1. Берут начало от древних рептилий. Как это доказывается? Есть сходство с рептилиями на ранних стадиях развития зародыша, сходство в строении со зверозубыми ящерами — ноги под туловищем, зубы подразделяются на резцы, клыки, коренные.

2. Именно зверозубые ящеры были промежуточным мостиком от рептилий к млекопитающим.

3. Еще одно доказательство родства с рептилиями в том, что первозвери имеют вороньи кости, клоаку, откладывают яйца.

4. Первые млекопитающие появились в позднем триасе. Это были крошечные и робкие существа, прячущиеся от врагов в темном подлеске. Одно из самых древних млекопитающих, обнаруженных на сегодняшний день, морганукодон, обитало 215 миллионов лет назад на территории КНР, Северной Америки, Европы (Уэльс) и внешним обликом напоминало землеройку.

5. Изначально млекопитающие были маленькими, вынашивать детенышей не могли, так что являлись яйцекладущими и сумчатыми. Плацентарные стали следующим эволюционным этапом.

6. В рамках подкласса плацентарных млекопитающих самая древняя группа — отряд насекомоядные.

7. Из юрского периода известен меланодон — все еще некрупное, величиной с крысу, млекопитающее с дифференцированными зубами. Он является первым распространившимся на планете млекопитающим.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда - онлайн тесты по биологии ОГЭ

А как-же морские млекопитающие? У китов и дельфинов нет волосяного покрова. Зато у них есть пятипалые конечности(взгляните на скелет, они похожи на кистеперых рыб). Подходит вариант 1. Что за нелогичность в тестах!?

Волосяной покров - наиболее характерное эпидермическое образование млекопитающих. Отсутствие его у некоторых видов (например, у китообразных) - явление вторичное - приспособление к вторично-водному образу жизни.

А пятипалая конечность есть и у Земноводных и у Пресмыкащихся. а не только у Млекопитающих.

Приспособленность к обитанию в водной среде у дельфинов

У водных животных обтекаемая форма тела, приспособление для жизни в толще воды.

Почему не подходят жабры? Дельфины ведь млекопитающие.

Да, дельфин — млекопитающее и орган дыхания у него — легкие.

Выберите примеры действия движущей формы естественного отбора.

1) Бабочки с тёмной окраской вытесняют бабочек со светлой окраской.

2) В озере появляются мутантные формы рыб, которые сразу съедаются хищниками.

3) Отбор направлен на сохранение птиц со средней плодовитостью.

4) У лошадей постепенно пятипалая конечность заменяется однопалой.

5) Детёныши животных, родившиеся преждевременно, погибают от недостатка еды.

6) Среди колонии бактерий появляются клетки, устойчивые к антибиотикам.

Движущий отбор заключается в том, что при медленном изменении условий среды в новом направлении неуклонно происходит сдвиг средней нормы в ту или иную сторону. Движущая форма естественного отбора под цифрами 1, 4, 6. Под цифрами 2, 3, 5 — примеры стабилизирующей формы естественного отбора.

Выберите примеры стабилизирующей формы естественного отбора.

1) Бабочки с тёмной окраской вытесняют бабочек со светлой окраской.

2) В озере появляются мутантные формы рыб, которые сразу съедаются хищниками.

3) Отбор направлен на сохранение птиц со средней плодовитостью.

4) У лошадей постепенно пятипалая конечность заменяется однопалой.

5) Потомки животных, родившиеся преждевременно, погибают от недостатка еды.

6) Среди колонии бактерий появляются клетки, устойчивые к антибиотикам.

Стабилизирующий отбор способствует поддержанию в популяции среднего, ранее сложившегося признака. Он происходит в тех случаях, когда фенотипические признаки оптимально соответствуют условиям среды и конкуренция между особями относительно слаба. Такой отбор действует во всех популяциях, при этом уничтожаются особи с крайними отклонениями признаков. Стабилизирующая форма естественного отбора: в озере появляются мутантные формы рыб, которые сразу съедаются хищниками; отбор направлен на сохранение птиц со средней плодовитостью; потомки животных, родившиеся преждевременно, погибают от недостатка еды. Под цифрами 1, 4, 6 — примеры движущей формы естественного отбора.

Какое из перечисленных эволюционных событий является ароморфозом?

Ароморфоз — прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов.

Из перечисленных эволюционных событий ароморфозом является защита семян околоплодником

У всех хордовых на ранних стадиях эмбрионального развития существует(ют)

2) жаберные щели

3) два круга кровообращения

4) пятипалые конечности

У всех хордовых на ранних стадиях эмбрионального развития существуют жаберные щели.

На фотографии отпечаток скелета вымершего животного из сланцев древнего хребта Каратау, обитавшего 385–330 млн лет назад.

Используя фрагмент геохронологической таблицы, определите, в какой эре и каком периоде обитал данный организм.

Какому классу современных животных соответствует строение скелета найденного окаменевшего отпечатка? Ответ поясните.

Геохронологическая таблица

*Составлена на основе Международной стратиграфической шкалы (версия 2017/02),

Воспользуемся таблицей, ВЫСЧИТАЕМ период, для этого от начала (возраст - вторая колонка) вычитаем продолжительности периодов (третья колонка), начиная с нижнего: 541-56 (Кембрий)-41 (Ордовик)-25 (Силур)-60 (Девон) = 359 (Каменноугольный)

Ответ: Эра: палеозойская

Период: каменноугольный и девонский.

Современных аналогов можно назвать: класс Земноводные (напоминают саламандру, или тритона - Хвостатые Амфибии). Признаки Земноводных: пятипалая конечность; отсутствие ребер (грудной клетки)

Дополнение от пользователя сайта Ольга Цукерман 26.01.2020. Можно указать один шейный позвонок, как признак Земноводных.

Название Стегоцефалы является устаревшим и в научной литературе более не применяется. Большую часть стегоцефалов — вымерших примитивных тетрапод («земноводных»), включают в надотряд лабиринтодонтов ( Labyrinthodontia ), что буквально означает «лабиринтозубые».

Предками стегоцефалов были кистеперые рыбы, обладающие легкими и такими парными плавниками, из которых могли развиться пятипалые конечности.

Дополнение. В скелете парных плавников кистеперых рыб отчетливо обнаруживаются элементы, гомологичные частям скелета наземной пятипалой конечности. гомологичные частям скелета наземной пятипалой конечности.

На рисунке изображён стегоцефал — вымершее животное, появившееся на Земле около 400 млн лет назад.

Используя фрагмент геохронологической таблицы, установите эру и период, в который обитал данный организм, а также возможного предка уровня класса животных.

Какие черты строения "возможного предка" позволяют сделать данные выводы?

Геохронологическая таблица

Кайнозойская (новой жизни),
6767Антропоген, 1,5Появление и развитие человека. Формирование существующих растительных сообществ. Животный мир принял современный облик

Неоген, 23,5Господство млекопитающих и птиц

Палеоген, 42Появление хвостатых лемуров, долгопятов, позднее — парапитеков, дриопитеков. Бурный расцвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений

Мезозойская (средней жизни),
163230Меловой, 70Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя зубастые птицы ещё распространены. Преобладают костистые рыбы. Сокращение многообразия папоротников и голосеменных растений. Появление и распространение покрытосеменных растений

Юрский, 58Господство пресмыкающихся. Появление археоптерикса. Процветание головоногих моллюсков. Господство голосеменных

Триасовый, 35Начало расцвета пресмыкающихся. Появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб

Палеозойская (древней жизни),
340Возможно, 570Пермский, 55Быстрое развитие пресмыкающихся. Возникновение зверозубых пресмыкающихся. Вымирание трилобитов. Исчезновение каменноугольных лесов. Богатая флора голосеменных

Каменноугольный,
75—65Расцвет земноводных. Появление первых пресмыкающихся. Появление летающих форм насекомых, пауков, скорпионов. Заметное уменьшение трилобитов. Расцвет папоротникообразных. Появление семенных папоротников

Девонский, 60Расцвет щитковых. Появление кистепёрых рыб. Появление стегоцефалов. Распространение на суше высших споровых

Силурийский, 30Пышное развитие кораллов, трилобитов. Появление бесчелюстных позвоночных — щитковых. Выход растений на сушу — псилофиты. Широкое распространение водорослей.

Ордовикский, 60
Кембрийский, 70Процветают морские беспозвоночные. Широкое распространение трилобитов, водорослей

Протерозойская (ранней жизни),
свыше 20002700 Органические остатки редки и малочисленны, но относятся ко всем типам беспозвоночных. Появление первичных хордовых — подтипа бесчерепных

Воспользуемся таблицей, ВЫСЧИТАЕМ период, для этого от начала (возраст - вторая колонка) вычитаем продолжительности периодов (третья колонка), начиная с нижнего: 570-70 (Кембрий)-60 (Ордовик)-30 (Силур)= 410 (Девон)

в четвертой колонке найдем стегоцефала - правильно!; определяем по первой и третьей колонкам эру и период, когда обитали стегоцефалы

В конце девона из кистеперых рыб появились первые земноводные — стегоцефалы. Большого развития достигли стегоцефалы, появившиеся в верхнем девоне. Форма тела стегоцефала напоминала тритона и саламандру, размножались они метанием икры.

Ответ: Эра: палеозойская

Предки: кистеперые рыбы (латимерия)

Основные ароморфозы на ранних этапах развития органического мира

Первые живые организмы Земли (архебионты) населяли водную среду обитания. Первоначально эта среда была представлена «первичным бульоном» – раствором органических веществ, синтезированных абиогенным способом. В этих условиях первичным способом питания является гетеротрофный. Совершенствование этого способа питания приводит к появлению сложных ферментных систем , обеспечивающих самые разнообразные биохимические процессы, а также разнообразных внутриклеточных мембран и органоидов движения. Происходит увеличение объема генетической информации, в результате чего образуется ядро . В дальнейшем появляются белки–гистоны , что сделало возможным появление настоящих хромосом и совершенных способов деления клетки: митоза и мейоза. Таким образом, происходит формирование эукариотических клеток.

Недостаток абиогенного органического вещества вынудил часть организмов перейти на автотрофное питание. Древнейшим способом автотрофного питания является хемосинтез. На основе мембранных ферментно-транспортных систем хемосинтеза формируются ферментно-транспортные системы фотосинтеза . Фотосинтез – это совокупность обменных процессов, основанных на поглощении световой энергии с помощью фотосистем с участием разнообразных фотосинтетических пигментов (бактериохлорофилла, хлорофиллов a , b , c , d и других).

Основные ароморфозы в эволюции растений

Разнообразие комбинаций морфологических и фотосинтезирующих свойств привело к возникновению различных отделов водорослей. Однако настоящие ткани у водорослей отсутствуют, поэтому они остаются первично-водными организмами. Таким образом, собственные ароморфозы у водорослей отсутствуют.

В конце силура возникают Высшие (наземные) растения. Они произошли от организмов, близких к современным Харовым водорослям, благодаря возникновению крупнейшего ароморфоза – дифференцированных тканей . Наиболее примитивные наземные растения представлены Мхами – Бессосудистыми споровыми растениями, у которых ткани слабо дифференцированы, побеги имеют примитивное строение, корень отсутствует. В дальнейшем появляются все остальные типы тканей, происходит дифференцировка тела растений на корень и побег . В течение девона формируются современные группы Сосудистых споровых растений (Плауны, Хвощи, Папоротники). Однако у споровых растений отсутствует семя, и спорофит развивается из слабо дифференцированного зародыша. Для оплодотворения необходима капельножидкая вода, что ограничивает распространение споровых растений.

В начале мезозоя появляются первые Голосеменные растения, которые характеризуются рядом ароморфозов:

1. Появление семязачатков (семяпочек); в семязачатке развивается женский гаметофит (эндосперм).

2. Появление пыльцевых зерен ; пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку, образуя мужской гаметофит. В результате для оплодотворения капельножидкая вода не нужна.

3. Появление семени , в состав которого входит дифференцированный зародыш и эндосперм, который содержит питательные вещества для развития зародыша и проростка.

Первые Покрытосеменные (Цветковые) растения появляются в юрском периоде, а в меловом периоде начинается их адаптивная радиация. Покрытосеменные характеризуются следующими ароморфозами:

1. Всегда имеется пестик – замкнутый плодолистик с семязачатками.

2. В большинстве случаев имеются «приманки» для насекомых – нектар и околоцветник . Это сделало возможным переход к энтомофилии (опылению насекомыми). Энтомофилия обеспечивает точность опыления в пределах вида, что делает возможным совместное существование многих видов.

3. Имеется зародышевый мешок , структура которого обеспечивает двойное оплодотворение.

В настоящее время Покрытосеменные находятся в состоянии биологического прогресса. Они представлены множеством жизненных форм: деревья, кустарники, лианы, однолетние и многолетние травы, водные растения. Особого разнообразия достигает строение цветка, что способствует точности опыления и обеспечивает интенсивное видообразование – к Покрытосеменным относится около 250 тысяч видов растений.

Основные ароморфозы в эволюции животных

Эукариотические организмы, специализирующиеся на гетеротрофном питании, дали начало Животным и Грибам. Первые животные были представлены Одноклеточными организмами, у которых отсутствуют ткани.

В протерозойской эре возникают все известные типы Многоклеточных беспозвоночных животных. Наиболее примитивными настоящими Многоклеточными являются Двуслойные животные, в частности, Кишечнополостные. Их появление связано с первым крупным ароморфозом – появлением двуслойного зародыша ; стенки их тела состоят из эктодермы и энтодермы.

У Низших червей (Плоские и Круглые черви) появляется третий зародышевый листок – мезодерма . Это крупный ароморфоз, благодаря которому появляются дифференцированные ткани и системы органов.

Следующим крупным ароморфозом является вторичная полость тела , или целом. Благодаря этому становится возможным разделение тела на отделы

Затем эволюционное древо животных разветвляется на Первичноротых и Вторичноротых.

Наиболее примитивные Первичноротые животные (Кольчатые черви и им подобные) имеют примитивные конечности (параподии) и гомономную сегментацию тела. Но в начале кембрия появляются Членистоногие, у которых параподии преобразованы в членистые конечности. У Членистоногих появляется гетерономная сегментация туловища. Перечисленные особенности Членистоногих являются ароморфозами.

В начале девона (после выхода на сушу растений и формирования наземных экосистем) происходит выход на сушу Паукообразных и Насекомых. Паукообразные перешли в наземно-воздушную среду обитания благодаря многочисленным идиоадаптациям.

Насекомые наиболее приспособлены к жизни на суше, благодаря появлению крупного ароморфоза – зародышевых оболочек (серозной и амниотической). В настоящее время Насекомые находятся в состоянии биологического прогресса.

Среди Вторичноротых животных появляется ряд крупных ароморфозов: хорда , нервная трубка , брюшная аорта (а затем – сердце). В результате формируется тип Хордовые. Затем у разнообразных рыб формируется осевой и висцеральный скелет , в частности, мозговая коробка и челюстной отдел черепа, что также является ароморфозом.

Часть Костных рыб (Мясистолопастные), благодаря двум ароморфозам – легочному дыханию и появлению настоящих конечностей – дала начало первым Четвероногим – Амфибиям (Земноводным).

Далее появляются Амниоты – организмы с зародышевыми оболочками : серозной, амниотической и аллантоисом. Наличие зародышевых оболочек – крупный ароморфоз, который впервые появляется у Рептилий. Благодаря зародышевым оболочкам, Рептилии полностью утратили зависимость от воды.

Однако Рептилии не смогли утратить зависимость от низких температур: теплокровность у них невозможна из-за неполного разделения кругов кровообращения. В конце мезозоя с изменением климата происходит массовое вымирание рептилий.

У части высших Рептилий появляется полная перегородка между желудочками , редуцируется левая дуга аорты, происходит полное разделение кругов кровообращения , и становится возможной теплокровность. В дальнейшем эти животные приобрели ряд адаптаций к полету и дали начало классу Птицы.

Зверозубые рептилии дали начало Млекопитающим, которые возникли благодаря целому ряду ароморфозов: у величенные полушария переднего мозга с развитой корой , четырехкамерное сердце , редукция правой дуги аорты, преобразование подвеска, квадратной и сочленовой костей в слуховые косточки, появление шерстного покрова, млечных желез, дифференцированных зубов в альвеолах, предротовой полости.

Плацентарные млекопитающие, благодаря появлению плаценты и настоящего живорождения, в кайнозойской эре переходят в состояние биологического прогресса.

Последним крупнейшим ароморфозом является увеличение объема головного мозга у непосредственных предков человека. Данный ароморфоз называется эпиморфозом. В результате Человек разумный освоил все без исключения адаптивные зоны Земли и вышел за ее пределы в Космос. На основе биосферы сформировалась новая геологическая оболочка Земли – ноосфера, и органический мир вступил в новую, психозойную эру.

Таким образом, ароморфозы приводят к возможности захвата новых местообитаний. Это приводит к адаптивной радиации и формированию адаптивных зон с помощью алломорфозов. В этих условиях биологический прогресс достигается путем аллогенеза.

Дальнейшая конкуренция и дифференциация экологических ниш приводят к появлению частных приспособлений – теломорфозов и гиперморфозов. Во многих случаев биологический прогресс достигается с помощью катаморфозов и гипоморфозов – частичной или полной утраты прогрессивных органов. Однако при накоплении специализированных признаков они могут приобрести характер ароморфозов. Тогда эволюционный цикл начинается сначала. Это еще раз подчеркивает ведущую роль ароморфозов в эволюции.

Доктор с.-х. наук, профессор кафедры зоологии и анатомии Брянского государственного университета

Зав. лабораторией популяционной цитогенетики НИИ ФиПИ БГУ

Содержание:

Ароморфозом в биологии называют способность живых организмов в процессе эволюции адаптироваться к изменению окружающей среды, при этом значительно повышая свой уровень организации, приобретая новые полезные способности и умения. Ярким примером ароморфоза может служить возникновение шерстного покрова у млекопитающих, что дало им возможность адаптироваться к общему понижению температуры на нашей планете, и в то время как большие и теплолюбивые динозавры вследствие похолодания, попросту вымерли, сумевшие адаптироваться млекопитающие стали доминирующей формой жизни. По сути, ароморфоз – это главное направление в эволюции и детальное изучение его помогает ученым более детально проследить все основные этапы эволюции живых существ.

Также помимо этого в эволюции известны такие трансформации, как идиоадаптация и дегенерация. Идиоадаптация – небольшое усовершенствование в рамках одного вида, в то время как ароморфоз – это качественный скачок на более высокий уровень. Дегенерация же наоборот обратный процесс в эволюции, переход на более низкий уровень.

Значение ароморфоза

Формирование ароморфоза – очень длинный процесс, порой длящийся сотнями тысяч лет. Тем не менее его значение очень велико, ведь благодаря ему живые существа развиваются. В основе этого развития стоят такие биологические механизмы, как наследственность (приобретенные положительные гены от родителей передаются их детям), так и естественный отбор, когда особи, не поддающиеся воздействию ароморфоза, вымирают (помним про динозавров). Далее детально разберем, какие есть виды ароморфозов.

Ароморфозы органического мира

Прежде всего, ароморфозы сыграли большую роль в эволюции органического мира, и самым первым и важным тут является ароморфоз образования многоклеточных организмов, которые в ходе эволюции стали доминировать над более примитивными одноклеточными. По времени это произошло в архейскую эру, то есть около 4 миллиарда (плюс минус пару миллионов) лет назад.

Также к весьма важному ароморфозу органического мира можно отнести и половое деление клеток, как и половое размножение в целом. Именно благодаря ему, все мы, как люди, так и животные, разделены на полы.

Ароморфозы растений

Одним из важнейших ароморфозов в эволюции растений, пожалуй, является возникновение у них явления фотосинтеза – процесса преобразования энергии света в энергию химических связей. По времени этот ароморфоз можно отнести к началу палеозойской эры, когда растения и живые организмы постепенно стали осваивать сушу (вы ведь помните, что жизнь на Земле зародилась в воде).

Также стоит отметить важный ароморфоз у растений, произошедший в силурийский период палеозойской эры (443 миллиона лет назад) – появление первых споровых, риниофитов. Они были первыми растениями, тело которых было представлено побегом, а не талломом (как у подводных водорослей), по сути это были уже первые полноценные наземные растения нашей планеты. Благодаря им, атмосфера Земли пополнилась кислородом и стала пригодной для обитания и первых наземных животных.

Далее перечислим другие не менее важные ароморфозы у высших растений, произошедшие за долгие миллионы лет эволюции:

Появление семезачатков.
Появление пыльцевых зерен и оплодотворение цветов пыльцой, переносимой пчелами, фруктовыми летучими мышами и другими животными и насекомыми.
Появление нектара, служащего приманкой для насекомых, (этот ароморфоз тесно связан с предыдущим).
Появление пестиков у цветов.

Ароморфозы земноводных

Ученные до сих спорят о происхождение земноводных, но согласно наиболее популярной теории, они ведут свое начало от кистеперых рыб, являющихся далекими предками современных амфибий. И согласной этой же теории, самым важным ароморфозом, который позволил первым земноводным осваивать сушу, было развитие у них легких, позволяющих дышать кислородом.

Помимо этого можно отметить и другие не менее важные ароморфозы древних земноводных, а именно:

Появление пятипалой конечности.
Развитие среднего уха.
Появление трехкамерного сердца.

Ароморфозы пресмыкающихся

Пресмыкающиеся, появившиеся следом за земноводными, по сути, были следующим этапом в освоении животными наземной жизни. Это были первые, уже полноценные наземные животные, дышащие исключительно легкими и исключительно кислородом.

Среди важных ароморфозов, которые позволили древним пресмыкающимся вытеснить древних земноводных можно отметить:

Появление защитных оболочек вокруг яиц детенышей.
Внутреннее оплодотворение.
Появление ячейстых легких с развитыми дыхательными путями.

Впоследствии от первых пресмыкающихся произошли гигантские динозавры, ставшие на долгие миллионы лет подлинными хозяевами нашей планеты.

Ароморфозы птиц

Первые птицы на Земле появились в Юрский период мезозойской эры (200 миллионов лет назад). Первым предком всех пернатых был такой себе археоптерикс, по мнению ученых занимающий промежуточное положение между пресмыкающимися и собственно птицами.

Археоптерикс еще не умел летать, а только лишь планировать с ветки на ветку, но, несмотря на это он дал начало развития рода птиц. Само же развитие сопровождалось важными ароморфозами, позволившими птицам, наконец-таки подняться в небо. Приведем основные ароморфозы, которые привели к появлению птиц:

Появление перьевого покрова и формирование крыльев.
Значительное развитие органов зрения и слуха.
Развитие четырехкамерного сердца.
Развитие двойного дыхания.
Наличие теплокровности и значительное увеличение интенсивности обмена веществ.

Ароморфозы рыб

Если брать во внимание, то, что жизнь наша зародилась в воде, и рыбы, по сути, являются древнейшими (не считая водоросли, планктон и прочие одноклеточные организмы) представителями жизни на Земле, они те не менее в процессе своей эволюции также прошли через ряд важных ароморфоз, среди которых можно отметить:

Появление костного скелета.
Возникновение замкнутой кровеносной системы с одним кругом в сочетании с жаберным дыханием.

Ароморфозы млекопитающих

Важным ароморфозом животных млекопитающих, уже упоминавшемся нами в начале статьи стало развитие у них шерстяного покрова, равно как и приобретение постоянной температуры тела, что позволило млекопитающим приспособится к более холодному климату умеренных широт. Также можно отметить и такие важные ароморфозы как развитие легких, кровеносной системы, головного мозга, кормление детенышей молоком матери.

Отдельно можно отметить ароморфозы, которые обеспечили теплокровность млекопитающим, это:

Полное разделение венозного и артериального потоков крови, когда все тело снабжается именно артериальной кровью.
Наличие альвеолярных легких, которые имеют большую поверхность газообмена. Они увеличивают интенсивность обмена веществ.
Появление шерстяного покрова и подкожной жировой клетчатки, обеспечивающей сохранение тепла.

Ароморфозы насекомых

Насекомые, самые мелкие (не считая микробов, разумеется) обитатели нашей планеты также в процессе эволюции проходи через свои различные ароморфозы, правда не так интенсивно, как другие животные, например, те же тараканы вообще никак не видоизменялись еще со времен динозавром. Тем не менее, может отметить следующие ароморфозы у насекомых:

появление зародышевых оболочек (серозной и амниотической).
преобразование ротового аппарата у некоторых насекомых.

Ароморфоз видео

И в завершение старое видео о том, как происходит ароморфоз.

Читайте также: