Что такое катагенез в биологии
Биология. 11 класс
§ 49. Прогресс и регресс в эволюции. Пути достижения биологического прогресса. Способы осуществления эволюционного процесса
Прогресс и регресс в эволюции. Как вы уже знаете, возникновение надвидовых систематических групп (родов, семейств и т. д.) в ходе исторического развития живой природы называют макроэволюцией. *Этот процесс протекает на основе микроэволюции под действием тех же предпосылок и движущих сил.*
Анализ макроэволюционных процессов показывает, что развитие органического мира происходило от низших форм жизни к высшим, т. е. от примитивных организмов к сложноорганизованным. Однако в современном мире наряду с организмами, имеющими высокий уровень организации, такими как млекопитающие, птицы, цветковые растения и др., широко распространены и сравнительно просто устроенные, например, бактерии и протисты. В то же время многие группы довольно высокоорганизованных организмов (зверозубые ящеры, динозавры, семенные папоротники, риниофиты и т. д.) исчезли с лица Земли. Это дает основание выделить два основных направления эволюционного процесса — биологический прогресс и биологический регресс. *Учение о главных направлениях эволюции и путях достижения биологического прогресса разработал русский биолог А. Н. Северцов в 20-х гг. прошлого столетия. В дальнейшем оно было развито и дополнено другими исследователями.*
Биологический прогресс — направление эволюции, которое сопровождается повышением приспособленности организмов той или иной группы к условиям окружающей среды. Результатом этого является увеличение численности особей видов, входящих в состав данной систематической группы, их расселение в новые местообитания, что ведет к расширению ареалов и способствует видообразованию. Со временем на основе образовавшихся видов возникают новые роды, семейства и т. д. Таким образом, биологический прогресс является следствием эволюционного успеха определенных групп организмов и ведет эти группы к процветанию.
Важно отметить, что в современном мире биологический прогресс или регресс определяется не только способностью организмов адаптироваться к изменению абиотических и биотических факторов, но и антропогенным воздействием. Деятельность человека, связанная как с прямым истреблением организмов, так и с нарушением среды их обитания, стала причиной вымирания целого ряда видов. Многие виды, существующие в наше время, стали редкими или находятся под угрозой исчезновения. Вместе с тем человек является мощным фактором, обусловливающим биологический прогресс домашних животных, культурных растений и в то же время сорных растений, вредителей сельского хозяйства и др.
Катагенез
Катагене́з (от др.-греч. κατα- — приставка, обозначающая движение вниз и γένεσις — развитие) — эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации.
Биологическое процветание достигается и упрощением организации. Упрощение организации — морфологический регресс — ведет к исчезновению органов активной жизни и носит название дегенерации. Общая дегенерация как путь биологического прогресса наблюдается у многих форм и связана главным образом с переходом к паразитическому или сидячему образу жизни. Виды, перешедшие к паразитизму, резко отличаются от свободноживущих видов. У растений-паразитов атрофируются корни, листья. Нередко утрачивается способность к фотосинтезу, и такое растение целиком существует за счет хозяина. У животных, например ленточных червей, редуцируются органы чувств, пищеварительная система, упрощается строение нервной системы. Взамен у них развиваются различные частные приспособления — присоски, прицепки, способствующие удержанию в кишечнике хозяина. Наиболее прогрессивного развития у паразитов достигает половая система. Плодовитость паразитов чрезвычайно велика. Бычий цепень, паразитирующий в кишечнике человека, за свою жизнь (18-20 лет) производит около 11 млрд. яиц. Защищенность телом хозяина и высокая плодовитость обеспечивают их широкое распространение и биологическое процветание.
Переход к сидячему образу жизни и пассивному питанию (например, асцидия) сопровождается упрощением организации и устранением от конкуренции с другими видами, что также ведет к сохранению вида.
Литература
Катагенез, или общая дегенерация – это процесс снижения общего уровня организации.
В результате катагенеза формируются катаморфозы и гипоморфозы.
а) Катаморфозы – это примитивные признаки, которые появляются при утрате прогрессивных признаков в ходе онтогенеза. Примером могут служить паразитические и сидячие формы, которые на личиночных стадиях ведут активный образ жизни (например, личинки асцидий имеют все черты хордовых, а у взрослых асцидий редуцируется хорда, от нервной трубки остается лишь нервный ганглий без внутренней полости, кровеносная система незамкнутая).
б) Гипоморфозы – это примитивные признаки, которые появляются из-за недоразвития органов, из-за остановки развития на ранних этапах онтогенеза. Гипоморфозы широко распространены у Хвостатых земноводных: у многих видов пожизненно сохраняется жаберное дыхание, а у некоторых видов жабры утрачиваются, но легкие не формируются.
Катаморфозы и гипоморфозы часто наблюдаются у паразитов. Например, утрата дыхательных ферментов у взрослой аскариды – катаморфоз (личинки аскарид – аэробы), а отсутствие пищеварительной системы и недоразвитие нервной системы у ленточных червей – гипоморфоз (по сравнению с сосальщиками). При этом у паразитических червей появляются признаки узкой специализации – теломорфозы. Например, существуют человеческая, свиная, лошадиная аскариды, бычий и свиной цепни. У ленточных червей появляется специфический отдел тела – сколекс, а также стадия финны, которая может служить для бесполого размножения (особенно у эхинококка). Кроме того, для паразитов характерны гиперморфозы: общий гигантизм (паразиты значительно крупнее свободноживущих родственных форм) и переразвитие отдельных систем органов (например, половой системы у цепней).
Неотения. Педоморфозы. Фетализация.
У многих организмов наблюдается утрата взрослого состояния. Это явление называется педоморфоз (точнее, педогенез). Например, у некоторых хвостатых амфибий (протеи, сирены), взрослые стадии онтогенеза полностью утрачены. С педоморфозами тесно связано явление неотении – способности к размножению на ранних (личиночных) стадиях онтогенеза за счет раннего развития половых желез. Например, аксолотли – это неотенические личинки саламандр-амбистом, которые при неблагоприятных внешних условиях, таких, как засуха, остаются в водоемах, не проходят метаморфоз, но приобретают полностью развитые органы половой системы, что позволяет им размножаться, оставаясь личинками по состоянию большинства систем организма.
Возможна и обратная ситуация – сохранение во взрослом состоянии отдельных признаков (тканей, органов, систем органов), характерных для более ранних стадий онтогенеза; это явление называется фетализация. Примером фетализации служит сохранение в скелете взрослых земноводных больших количеств хрящевой ткани, характерной для эмбрионального состояния. В то же время, большинство тканей, органов и систем органов у земноводных развивается нормально, т.е. не происходит существенного нарушения интегрированных процессов онтогенеза.
Педоморфоз и фетализация позволяют избавиться от специализированного состояния признаков взрослых стадий, «подставляя» под действие естественного отбора ювенильные, зародышевые, личиночные признаки – обычно более пластичные, более универсальные, чем соответствующие особенности взрослого организма. Неотения и педоморфоз возможны только у тех групп организмов, жизненный цикл которых включает свободноживущие личиночные стадии, строение и образ жизни которых существенно отличаются от таковых взрослых организмов (или же, как у растений, первоначально существуют два чередующихся поколения – гаметофит и спорофит, одно из которых может быть редуцировано путем педоморфоза).
В некоторых случаях педоморфозы и фетализация приводят к образованию крупных таксонов. Например, можно считать доказанным происхождение аппендикулярий – группы свободноплавающих морских животных, выделяемой в отдельный класс в составе подтипа оболочников – от асцидиеподобных предков (которые вели прикрепленную жизнь на морском дне) путем педоморфоза. Согласно А. Л. Тахтаджяну, процессы неотенизации и педоморфоза сыграли значительную роль в происхождении многих высших таксонов сосудистых растений, например путем педоморфоза произошла редукция гаметофита у цветковых.
Катагенез: описание, примеры
Эволюция идет различными путями. Это показало изучение филогенеза животного мира. Одно из направлений эволюции – это биологический прогресс. Как отличить прогресс от регресса? И всегда ли регресс ведет к сокращению численности вида?
Биологический прогресс в эволюции
Признаками биологического прогресса вида являются:
Если осуществляется хотя бы один из вышеперечисленных пунктов, то можно говорить о наличии биологического прогресса.
Что такое катагенез
Примеры катагенеза у растений
Морфофизиологический регресс не сильно распространен среди продуцентов. Катагенез у растений почти всегда связан с паразитическим образом жизни. И как раз часто исчезает самый главный признак растения – пигмент, осуществляющий фотосинтез – хлорофилл, поскольку растение приспособляется получать готовые органические вещества.
В огородах, по обочинам дорог распространено растение-паразит повилика. У повилики нет листьев и корней. Лишь стебель, а на нем присоски. Ими паразит внедряется в другое растение и питается готовыми веществами, то есть соком хозяина.
Заразиха – паразит, срастающийся с хозяином у основания стебля. Вместо настоящих листьев – мелкие чешуйки, расположенные по спирали. Редукция листьев – это катагенез. Присосок у данного вида нет, так как срастается сосудами стебля. Нет корней. Очень мало хлорофилла, поэтому окраска не зеленая, а красная, желтая или сизая. Паразитирует на бобовых, подсолнечнике, чабреце, полыни.
Примеры катагенеза у животных
Катагенез сидячих форм
Асцидии – самый известный пример катагенеза среди сидячих животных. У личинок асцидий имеются все черты хордовых. Это доказывает, что предками данного вида являются позвоночные животные. Однако взрослые асцидии утратили хорду. Нет у них нервной трубки, лишь ганглий без полости, иннервирующий огромную глотку, служащую для фильтрации воды.
Гипогенез животных
Гипогенез – это катагенез тоже. Возникает при обитании организма в упрощенных условиях всю жизнь. Например, сирены – амфибии, никогда не выходящие из водной среды. Им не нужны легкие, следовательно, те редуцировались. Всю жизнь дышат жабрами, глаза недоразвиты, имеют меньшее число пальцев на конечностях. Этот пример демонстрирует упрощение строения в течение всего онтогенеза.
Катагенез паразитических форм
Ленточные черви – еще один яркий пример катагенеза. Паразитический образ жизни привел к полному исчезновению пищеварительного тракта. Пищу черви всасывают всей поверхностью тела, потому что обитают в питательной среде. Они выработали данную способность питания: тегумент имеет многослойное строение с целью осуществления функции всасывания. Нет у ленточных червей органов зрения, слуха, обоняния. Имеются лишь хеморецепторы и чувствительные клетки, которые большей частью расположены на сколексе. Нервная система слабо развита. Зато необыкновенно развилась половая система. Она имеется в каждом членике и к тому же занимает почти всю его площадь. Более того, ленточные черви – гермафродиты. Так черви поддержали биологический прогресс вида, вырабатывая миллионы яиц в год (бычий цепень продуцирует около 600 миллионов яиц в год).
Катагенез в экстремальных биотопах
Виды, перешедшие к обитанию в экстремальных условиях, также проходят этап упрощения организации. Например, обитание в пещерах, в условиях полной темноты, приводит к утрате органов зрения, а также пигментов кожи. Часто организмы становятся менее подвижными.
Уходят в непривычную среду обитания те виды, которые не смогли победить в борьбе за существование в прежних условиях. Конкуренция нарастала, организмы нашли более свободную экологическую нишу, смогли прижиться в сложных условиях обитания.
Недавно обнаружили безглазого паука в пещерах Лаоса. Это единственный паук, не имеющий органов зрения. Видимо, переселился он в темную среду очень давно, так что не осталось и редуцированных глаз.
Всем известный представитель животного мира – обыкновенный крот – также имеет редуцированные органы зрения. Глаза крота плохо различают очертания предметов. Имеются виды кротов, глаза которых скрыты под кожей. Такие представители различают лишь свет и тень, чего, видимо, им вполне достаточно, иначе редукции бы не произошло.
Таким образом, морфофизиологический регресс помогает организмам не перейти в фазу регресса биологического, ведущего к вымиранию вида. Растения и животные занимают более свободные экологические ниши, как правило, не удобные для жизни, но пригодные. Они процветают в новых условиях, вырабатывая необходимые признаки, но постепенно значительно редуцируя целые органы, ткани и системы органов.
Презентация на тему «Аллогенез и прогрессивное приспособление к определенным условиям существования. Катагенез как форма достижения биологического процветания групп организмов.» 11 класс
Описание презентации по отдельным слайдам:
Аллогенез и прогрессивное приспособление к определенным условиям существования. Катагенез как форма достижения биологического процветания групп организмов. Подготовила: учитель биологии Залевская Ольга Сергеевна
Аллогенез (др.-греч. ἄλλος — иной, другой и γένεσις — развитие) — эволюционное направление, сопровождающееся приобретением идиоадаптаций, или алломорфозов.
Частными примерами аллогенеза являются телогенез (теломорфоз) и гипергенез. В первом случае происходит приспособление к предельно узкому спектру условий существования; при этом значительно сужаются функции эволюционировавшего органа и сокращается возможность его дальнейших эволюционных изменений. Примером такого преобразования может служить ротовой аппарат муравьеда, приспособленный к поеданию лишь одного специфического типа корма. В случае гипергенеза происходит резкое увеличение размеров организма или его отдельных структур, что, как правило, так же ведет в эволюционный тупик. Примером подобных преобразований могут служить гигантские рога некоторых ископаемых оленей, огромные размеры ископаемых носорогов индрикотериев.
Теломорфозы – это признаки узкой специализации. Теломорфозы связаны с переходом от общей среды к частной, более ограниченной. Примерами теломорфозов могут служить адаптивные комплексы специализированных организмов (кроты, муравьеды, хамелеоны. ).
Гиперморфозы – это гипертрофированные (избыточно развитые) признаки. Примерами гиперморфозов может служить общий гигантизм (гигантские динозавры, пещерный медведь, усатые киты, слоны) или непропорциональное развитие органов (клыки саблезубых кошек, клыки бабируссы, рога ирландского торфяного оленя. ).
Особую группу алломорфозов составляют эпектоморфозы – адаптации, которые, не повышая общий уровень организации, оказывают широкое воздействие на организмы и открывают им доступ в новые адаптивные зоны, например, раковина у моллюсков, панцирь у черепах. Эти признаки являются ключевыми, поскольку оказывают глубокое влияние на уровень организации: происходит перестройка скелетной мускулатуры с ограничением общей подвижности. Эпектоморфозы обеспечивают биологический прогресс групп на протяжении длительного эволюционного времени.
Катагене́з— эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации. Биологическое процветание достигается и упрощением организации. Упрощение организации —морфологический регресс — ведет к исчезновению органов активной жизни и носит название дегенерации. Общая дегенерация как путь биологического прогресса наблюдается у многих форм и связана главным образом с переходом к паразитическому образу жизни. Виды, перешедшие к паразитизму, резко отличаются от свободноживущих видов.
Гиднора Африканская – пример дегенирации Гидноровые живут и развиваются вне растений-хозяев, получая от них питательные вещества лишь при помощи присосок.
Паразитические черви теряют органы зрения, а в ряде случаев и органы пищеварения (например, цепни из типа плоских червей), переходя к осмотрофному способу питания (всасывание через наружные покровы тела).
У паразитических растений нередко теряется способность к фотосинтезу и исчезают фотосинтетические пигменты и даже листья, а корни начинают выполнять функции присосок.
Помимо дегенерации на примере паразитизма, есть явления которые можно наблюдать и при многих других изменениях условий жизни — переходе от активного к оседлому образу жизни, обитании в экстремальных условиях и «т.п. Исчезновение листьев и превращение их в колючки у кактусов, живущих в пустынях; утрату зрения у животных, обитающих под землей или в темных пещерах, потерю способности к полету у ряда птиц и вызванную этим утрату киля, редукцию задних конечностей у китообразных и т. п.
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Методическая работа в онлайн-образовании
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДВ-283551
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
В школах Тюмени запустят раздельный сбор отходов
Время чтения: 1 минута
Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст
Время чтения: 1 минута
Утверждены сроки заключительного этапа ВОШ
Время чтения: 1 минута
Создана Ассоциация руководителей школ России и Беларуси
Время чтения: 1 минута
Путин поручил разработать концепцию развития допобразования детей до 2030 года
Время чтения: 2 минуты
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
КАТАГЕНЕЗ
Смотреть что такое «КАТАГЕНЕЗ» в других словарях:
катагенез — катагенез … Орфографический словарь-справочник
Катагенез — один из выделенных Ферсманом в 1922 г. генетических типов хим. и физ. хим. процессов в земной коре, протекающих в условиях низких температуры и давления. Отвечает той стадии в жизни осад, п., которая наступает после диагенеза, но предшествует… … Геологическая энциклопедия
катагенез — вырождение, процесс Словарь русских синонимов. катагенез сущ., кол во синонимов: 3 • вырождение (12) • … Словарь синонимов
катагенез — Совокупность физико химических процессов преобразования осадочных пород после их возникновения из осадков и до превращения в метаморфические породы. Протекает в условиях низких температур и давлений. [Словарь геологических терминов и понятий.… … Справочник технического переводчика
Катагенез — (от др. греч. κατα приставка, обозначающая движение вниз и γένεσις развитие) эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации. Биологическое процветание достигается и упрощением организации. Упрощение организации морфологический… … Википедия
катагенез — katagenesis катагенез. Pегрессивное направление эволюции, связанное с переходом в более простую экологическую среду и с морфо физиологическими упрощениями организации (включая редукцию целых органов). (Источник: «Англо русский толковый словарь… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.