Содержание

Макроэволюция | Параграф 7.8

 «Введение в общую биологию и экологию. 9 класс». А.А. Каменский (гдз)

 

 

 

Вопрос 1. В чем различие макро- и микроэволюции?
Микроэволюция — эволюция внутри вида; происходит на основе мутационной изменчивости под контролем естественного отбора. Таким образом, микроэволюция — это самый начальный этап эволюционного процесса, она может происходить в относительно короткие промежутки времени, и ее можно наблюдать и изучать непосредственно. В результате наследственной (мутационной) изменчивости происходят случайные изменения генотипа. Мутации чаще всего рецессивны и, кроме того, редко бывают полезными для вида. Однако если в результате мутации возникают полезные для какой-либо особи изменения, то она получает некоторые преимущества перед другими особями популяции: получает больше пищи или делается устойчивее к влияниям болезнетворных бактерий и вирусов и т.п. Например, возникновение длинной шеи позволило предкам жирафа питаться листьями с высоких деревьев, что обеспечивало им больше корма, чем особям популяции с короткой шеей.

Макроэволюция — эволюция на надвидовом уровне; приводит к образованию крупных таксонов (от родов до типов и царств природы). Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т.д. Процессы макроэволюции требуют огромных промежутков времени, поэтому непосредственно изучать ее невозможно. Тем не менее, в основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственная изменчивость, естественный отбор и репродуктивное разобщение. Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер.

Вопрос 2. Какие процессы являются движущими силами макроэволюции? Приведите примеры макроэволюционных изменений.
В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственная изменчивость, естественный отбор и репродуктивное разобщение. Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер.

Результатом макроэволюционных процессов становятся существенные изменения внешнего строения и физиологии организмов — такие, например, как формирование замкнутой системы кровообращения у животных или появление устьиц и эпителиальных клеток у растений. К фундаментальным эволюционным приобретениям такого рода относятся образование соцветий или превращение передних конечностей рептилий в крылья и ряд других.
Вопрос 3. Какие факты лежат в основе изучения и доказательств макроэволюции?
Наиболее убедительные доказательства макроэволюционных процессов дают нам палеонтологические данные. К таким доказательствам относятся найденные остатки вымерших переходных форм, позволяющих проследить путь от одной группы живых существ к другой. Например, обнаружение трехпалого и пятипалого предков современной лошади, имеющей один палец, доказывает, что у предков лошади было пять пальцев на каждой конечности. Обнаружение ископаемых оснанков археоптерикса позволило сделать вывод о существовании переходных форм между пресмыкающимися и птицами. Нахождение остатков вымерших цветковых папоротников позволяет решить вопрос об эволюции современных покрытосеменных и т.п. К сожалению, изучение ископаемых форм дает нам неполную картину эволюции флоры и фауны. Большинство остатков состоит из твердых частей организмов: костей, раковин, внешних опорных тканей растений. Боль-шой интерес вызывают окаменелости, сохранившие на себе следы нор и ходов древних животных, отпечатки конечностей или целых организмов, оставленных на когда-то мягких отложениях.

Вопрос 4. Какое значение имеет исследование филогенетических рядов?
На основании палеоантологических находок были выстроены филогенетические ряды, то есть ряды видов, последовательно сменяющих друг друга в процессе эволюции. Исследование филогенетических рядов, построенных на основе данных палеонтологии, сравнительной анатомии и эмбриологии, важно для дальнейшего развития общей теории эволюции, построения естественной системы организмов, воссоздания картины эволюции конкретной систематической группы организмов.

В настоящее время для построения филогенетических рядов ученые все больше привлекают данные таких наук, как генетика, биохимия, молекулярная биология, биогеография, этология и др.

Макроэволюция. Основные пути и направления эволюции

Эволюция – это процесс развития от низших форм к высшим, от простого к сложному.

Макроэволюция – надвидовая эволюция, в ходе которой виды еще больше обособляются друг от друга, образуя более крупные систематические группы. Академик А.Н. Северцов особо выделял существование биологического прогресса и биологического регресса в истории развития органического мира.

Биологический прогресс – это успех конкретного вида или систематических групп в борьбе за существование.

Основные признаки биологического прогресса:

а) увеличение числа особей систематических групп;

б) расширение ареала;

в) образование новой популяции, разновидности, вида.

Биологический регресс – явление, противоположное биологическому прогрессу. Он характеризуется обратными признаками:

а) снижением численности особей;

б) сужением ареала;

в) уменьшением темпов внутривидовой изменчивости, подверженностью массовой гибели, и в конечном счете свидетельствует об угасании вида.

В настоящее время виды, подвергшиеся биологическому регрессу, находятся под охраной человека. К числу исчезающих видов можно отнести уссурийского тигра и пятнистого оленя, ехидну и утконоса. Вымирание вида означает, что навсегда утратятся гены, которыми человек мог бы воспользоваться для восстановления его или для селекции, а в конечном счете беднеет генофонд Земли.

Направления биологической эволюции

Академики А.Н. Северцов и И.И. Шмальгаузен определили три направления биологической эволюции, приводящие к биологическому прогрессу:

1. Ароморфоз (арогенез).

2. Идиоадаптация (аллогенез).

3. Дегенерация (катагенез).

1. Ароморфоз (греч. airо – «поднимать», morpha – «форма») – это усложнение строения особей, развитие приспособлений к жизни.

Примеры ароморфоза:

фотосинтез – накопление кислорода в атмосфере;

эукариотные клетки – образование ядра и органоидов в клетке;

половой процесс – обмен генетическим аппаратом между клетками; многоклеточность – выход многоклеточных.

В результате ароморфоза образуются новые систематические группы: типы и классы.

Ароморфоз – основной путь к биологическому прогрессу.

2. Идиоадаптация – аллогенез (греч. idios – «особенность», лат. adaptatio – «приспособление»), т. е. приспособление к специальным условиям среды, полезное в борьбе за существование, но без принципиальной перестройки их биологической организации. Поскольку каждый вид организмов находится в определенных местах обитания, у него вырабатывается приспособление к этим условиям.

Примеры идиоадаптации: покровительственная окраска животных, железистые волоски, колючки растений, плоская форма тела скатов и камбалы.

3. Дегенерация (катагенез) (греч. kata – «упрощение, обратное движение») – упрощение организации, связанное с исчезновением целых систем органов и функций. Очень часто дегенерация наблюдается при переходе видов к паразитическому образу существования.

Например, вследствие обитания плоских червей в организме животных у них исчезли органы пищеварения и обоняния. Однако это упрощение помогает им сохраниться в организме хозяина. Несмотря на то, что дегенерация приводит к значительному упрощению организации, виды, идущие по этому пути, могут увеличивать свою численность и ареал.

Способы осуществления макроэволюции

Основной способ – дивергенция – расхождение признаков в пределах популяции, вида, возникающее под действием изменчивости, закрепленное наследственно и сохраненное естественным отбором. Общая закономерность эволюции, приводящая к образованию новых видов, родов, классов и т. д. Примером дивергенции является возникновение разнообразных по морфофизиологическим особенностям вьюрков от одного или немногих предков видов на Галапагосских островах.

Второй способ осуществления макроэволюции параллелизм. Это процесс эволюционного развития в сходном направлении двух или нескольких первоначально дивергировавших групп. Пример – развитие саблезубости у представителей разных подсемейств кошачьих.

Третий способ – конвергенция – сближение признаков в пределах разных систематических групп живых организмов, возникающее при действии относительно одинаковых условий существования в ходе естественного отбора. Так, рыба акула, ископаемое пресмыкающееся ихтиозавр и млекопитающее дельфин имеют одинаковую форму тела, поскольку одинакова среда их обитания – водная.

Особенности и примеры макроэволюции / биология | Thpanorama

макроэволюция он определяется как эволюционный процесс в широком временном масштабе. Термин может относиться к истории изменений линии во времени (анагенез) или к расхождению двух популяций после репродуктивной изоляции между ними (кладогенез).

Таким образом, макроэволюционные процессы включают диверсификацию основных клад, изменения в таксономическом разнообразии во времени и фенотипические изменения в пределах вида..

Концепция макроэволюции противоположна концепции микроэволюции, которая подразумевает изменение популяций особей, то есть на уровне видов. Тем не менее, различие между микроэволюцией и макроэволюцией не совсем точно, и существует противоречие относительно использования этих двух терминов.

индекс

  • 1 Историческая перспектива
  • 2 Характеристики
  • 3 примера
    • 3.1 Конвергентная эволюция
    • 3.2 Дивергентная эволюция
    • 3.3 Анагенез и кладогенез
    • 3.4 Адаптивное излучение
  • 4 Споры
  • 5 ссылок

Историческая перспектива

Терминология макроэволюции и микроэволюции восходит к 1930 году, когда Филипченко впервые использовал ее. Для этого автора различие между обоими процессами основано на уровне, на котором он изучается: микроэволюция происходит ниже уровня видов, а макроэволюция выше этого уровня..

Впоследствии известный эволюционный биолог Добжанский сохраняет терминологию, придуманную Филипченко, используя ее в том же значении.

Для Майра микроэволюционный процесс имеет временные последствия и определяет его как то эволюционное изменение, которое происходит в относительно короткие промежутки времени и на уровне видов..

черты

Макроэволюция является разделом эволюционной биологии, целью которого является изучение эволюционных процессов в широком временном масштабе и на таксономических уровнях, превосходящих виды. Микроэволюция, напротив, изучает изменение уровня популяции в относительно короткие сроки..

Таким образом, двумя наиболее важными характеристиками макроэволюции является изменение в больших масштабах и это действует выше уровней населения.

Хотя верно и то, что мы можем делать макроэволюционные выводы, используя современные виды, биологические объекты, которые предоставляют наибольшую информацию в макроэволюции, являются ископаемыми.

Таким образом, палеобиологи использовали записи окаменелостей, чтобы обнаружить макроэволюционные закономерности и описать изменение различных линий в больших временных масштабах..

примеров

Далее мы опишем основные закономерности, обнаруженные биологами на макроэволюционном уровне, и приведем очень конкретные случаи, иллюстрирующие эту закономерность..

Конвергентная эволюция

В эволюционной биологии внешность обманывает. Не все организмы, которые морфологически похожи, являются филогенетически родственными. На самом деле существуют организмы, очень похожие друг на друга, которые очень далеки от древа жизни..

Это явление известно как «конвергентная эволюция». Как правило, неродственные линии, которые демонстрируют сходные характеристики, сталкиваются с подобными селективными давлениями.

Например, киты (которые являются водными млекопитающими) очень похожи на акул (хрящевых рыб) с точки зрения адаптаций, обеспечивающих водную жизнь: плавники, гидродинамическая морфология и другие..

Дивергентная эволюция

Дивергентная эволюция происходит, когда две популяции (или фрагмент популяции) изолированы. Впоследствии, благодаря различным селективным давлениям, характерным для новой зоны, которую они колонизируют, они разделяются «эволюционно», и в каждой популяции естественный отбор и дрейф генов действуют независимо..

Бурый медведь, принадлежащий к виду Ursus Arctos, Он перенес процесс расселения в северном полушарии, в широком диапазоне мест обитания — от лиственных лесов до хвойных лесов.

Таким образом, в каждом из доступных местообитаний появилось несколько «экотипов». Небольшая популяция размножалась в самых враждебных условиях и полностью отделялась от вида, породив белого медведя: Ursus Maritimus.

Анагенез и кладогенез

Микроэволюционные процессы направлены на изучение вариаций аллельных частот популяций. Когда эти изменения происходят на макроэволюционном уровне, они называются анагенезом или филетическими изменениями..

Когда виды подвергаются направленному отбору, они постепенно накапливают изменения, пока не достигнут точки, в которой они значительно отличаются от видов, которые их породили. Это изменение не включает видообразование, а только изменения вдоль ветви дерева жизни.

Напротив, кладогенез включает в себя образование новых ветвей на дереве. В этом процессе родовой вид разнообразит и порождает разные виды..

Например, зяблики Дарвина, обитатели Галапагосских островов, пережили процесс кладогенеза. В этом сценарии у исконного вида возникли различные варианты вьюрков, которые в конечном итоге дифференцировались на уровне видов..

Адаптивное излучение

G.G. Симпсон, ведущий палеонтолог, считает, что адаптивное излучение является одним из наиболее важных паттернов в макроэволюции. Они состоят в массовой и быстрой диверсификации предкового вида, создавая разнообразные морфологии. Это своего рода «взрывное» видообразование.

Пример зябликов Дарвина, который мы используем для демонстрации процесса кладогенеза, также может служить примером адаптивного излучения: из наследственного вьюрка возникают разнообразные и разнообразные формы вьюрков, каждый из которых имеет свой особый способ питания (гранивористый, насекомоядный, нектарность, среди прочих).

Другим примером адаптивной радиации является огромная диверсификация, с которой сталкиваются линии млекопитающих после вымирания динозавров.

полемика

С точки зрения современного синтеза, макроэволюция является результатом процессов, которые мы наблюдаем на уровне популяции, а также происходят в микроэволюции..

То есть эволюция представляет собой двухэтапный процесс, который происходит на уровне популяции, где: (1) изменения возникают в результате мутации и рекомбинации, и (2) процессы естественного отбора и дрейфа генов определяют переход от одного поколения к другому..

Для защитников синтеза этих эволюционных сил достаточно, чтобы объяснить макроэволюционные изменения.

Противоречие возникает из ученых, которые утверждают, что должны быть дополнительные эволюционные силы (помимо отбора, дрейфа, миграции и мутации), чтобы эффективно объяснить макроэволюционные изменения. Одним из наиболее ярких примеров в этой дискуссии является теория прерывистого равновесия, предложенная Элдреджем и Гулдом в 1972 году..

Согласно этой гипотезе, большинство видов не меняются в течение значительного времени. Резкие изменения наблюдаются наряду с событиями видообразования.

Среди биологов-эволюционистов идут горячие споры, чтобы определить, являются ли процессы, которые использовались для объяснения микроэволюции, действительными для экстраполяции их на более высокие временные масштабы и на иерархический уровень, превышающий виды.

ссылки
  1. Белл Г. (2016). Экспериментальная макроэволюция. Труды. Биологические науки283(1822), 20152547.
  2. Кертис Х. & Шнек А. (2006). Приглашение к биологии. Ed. Panamericana Medical.
  3. Хендри, А. П. и Киннисон, М. Т. (Ред.). (2012). Скорость микроэволюции, структура, процесс. Springer Science & Business Media.
  4. Джаппа, Д. (2007). Эволюция: великий памятник человеческой глупости. Лулу Инк.
  5. Макинистян, А. А. (2009). Историческое развитие эволюционных идей и теорий. Университет Сарагосы.
  6. Serrelli, E. & Gontier, N. (Eds.). (2015). Макроэволюция: объяснение, интерпретация и доказательства. прыгун.

Макроэволюция. Доказательства макроэволюции

Микроэволюция может осуществляться быстро, в довольно короткие моменты времени, например в результате мутации.

Мутации чаще носят рецессивный характер и редко полезны для вида. Зато те особи, у которых есть полезный признак, имеют преимущество в выживании перед остальными особями в популяции.

Например, жирафы, шея которых длиннее, могут доставать листья с тех деревьев, что выше. Особи с ярко выраженным признаком или выживают, или вымирают и так осуществляется микроэволюция, образуются новые подвиды и виды.

Таким образом,

микроэволюция это совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях вида, приводящих к изменениям генофондов этих популяций и образованию новых видов.

Процесс образования из видов новых родов, из родов — новых семейств и так далее называют макроэволюцией.

Отличия макро- от микроэволюции качественные.

Макроэволюцияэто надвидовая эволюция, в отличие от микроэволюции, которая происходит внутри вида, внутри его популяций.

Другими словами, макроэвалюция это эволюционные процессы, существенные изменения внешнего строения и физиологии организмов, которые происходят над видом.

Например, бурый медведь и росомаха обыкновенная относятся к одному отряду хищные. Мы видим их внешние сходства, однако это совершенно разные семейства, роды и виды.

Также можно сказать что макроэволюционные процессы строятся на основе многих микроэволюционных, т. е. действия факторов наследственной изменчивости, генетической дифференцировки, изоляции при направляющем действии естественного отбора. Сходство таких групп обусловливается общностью происхождения, а различия - результатом приспособленности к разной среде.

Если в результате микроэволюционных процессов образование новых подвидов и видов может происходить в короткие сроки, то макроэволюционные происходят за очень большие промежутки времени.

В результате микроэволюции изменяются уже имеющиеся структуры органов и систем, а в результате макроэволюции возникают совершенно новые структурные единицы, органы, системы органов, которых не было ранее.

Макроэволюция, так же как микроэволюция, носит дивергентный характер.

 

Дивергенцияэто расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного естественного отбора.

Дивергенция может возникнуть в следующих случаях:

1) в результате распада одного вида на два дочерних,

2) вследствие образования из исходной формы нескольких дочерних и 3) отщепления, когда предковый вид существует одновременно с дочерними, происшедшими из обособленных в разное время популяций.

Доказательства макроэволюции учёные обнаружили благодаря палеонтологическим данным, то есть ископаемым остаткам вымерших организмов.

Рассмотрим доказательства макроэволюции.

Палеонтологические доказательства макроэволюции

Палеонтологические данные позволяют узнать о растительном и животном мире прошлого, реконструировать внешний облик вымерших организмов, обнаружить связь между древнейшими и современными представителями флоры и фауны.

Убедительные доказательства изменений органического мира во времени даёт сопоставление ископаемых остатков из земных пластов разных геологических эпох.

К палеонтологическим доказательствам относятся нахождение остатков вымерших переходных форм, позволяющих проследить путь от одной группы живых существ к другой.

Обнаружение ископаемых останков археоптерикса позволило сделать вывод о существовании переходных форм между пресмыкающимися и птицами.

Археоптерикс — это небольшое животное, которое имело признаки птицы, но сохраняло ещё черты пресмыкающихся. Признаки пресмыкающихся: длинный ряд хвостовых позвонков, брюшные ребра и наличие зубов. Признаки птиц: задние конечности с цевкой, наличие перьев, общий вид.

Археоптерикс не мог быть хорошим летуном, так как у него слабо развиты грудная кость (без киля), грудные мышцы и мышцы крыльев. Позвоночник и ребра не являлись жёсткой костной системой, устойчивой при полете, как у современных птиц.

На берегах Северной Двины была найдена группа зверозубых рептилий. Они совмещали признаки млекопитающих и пресмыкающихся. Зверозубые рептилии имеют сходство с млекопитающими в строении черепа, позвоночника и конечностей, а также в делении зубов на клыки, резцы и коренные.

Ещё одним примером служат ихтиостеги — переходная форма между пресноводными кистеперыми рыбами и земноводными.

У ихтиостег были ноги, но они, возможно, не использовались для ходьбы по суше. Ихтиостеги имели хвостовой плавник и некоторые органы чувств, функционирующие только в воде. Тело их было покрыто мелкими чешуйками.

Переходные формы сочетают в себе одновременно признаки как древних, так и более эволюционно молодых групп.

К сожалению, палеонтологических находок не очень много, и они не всегда могут ответить на все вопросы.

По целому ряду групп животных и растений палеонтологам удалось воссоздать непрерывные ряды форм от древнейших до современных, отражающие их эволюционные изменения, то есть филогенентические ряды.

Отечественный зоолог Владимир Онуфриевич Ковалевский воссоздал последовательный ряд ископаемых форм лошадиных ― филогенетический ряд. Который свидетельствует о том, что одни виды происходят от других.

Исследуя историю развития лошадей, Ковалевский показал, что современные однопалые животные происходят от мелких пятипалых всеядных предков, живших 60-70 млн лет назад в лесах.

Во второй геологической эпохе ― эоцене стопа лошади имела четыре пальца.

В последней эпохе палеогенового периода ― олигоцене, наблюдалось смещение косточек. В первой эпохе неогенового периода ― миоцене, изменение стопы лошади продолжается. В эпохе четвертичного периода — плейстоцене, стопа лошади стала иметь один палец.

На эволюцию конечностей повлияло изменение климата Земли, в результате чего происходило сокращение площадей лесов и увеличение размеров степей.

И предки современных лошадей начали осваивать новую среду обитания ― степи.

Необходимость защиты от хищников и передвижений на большие расстояния в поисках хороших пастбищ привела к преобразованию конечностей — в данном случае уменьшению числа пальцев вплоть до одного.

Параллельно изменению конечностей происходило преобразование и всего организма.

Считается, что на все эти эволюционные изменения ушло 60─70 млн лет.

Следующими доказательствами макроэволюции являются эмбриологические доказательства

Учёный Карл Бэр один из основоположников эмбриологии и сравнительной анатомии. Он сформулировал законы зародышевого сходства:

- наиболее общие признаки любой крупной группы животных появляются у зародыша раньше, чем менее общие признаки; 

- после формирования самых общих признаков появляются менее общие и так до появления особых признаков, свойственных данной группе; 

- зародыш любого вида животных по мере развития становится все менее похожим на зародышей других видов и не проходит через поздние стадии их развития;

 - зародыш высокоорганизованного вида может обладать сходством с зародышем более примитивного вида, но никогда не бывает похож на взрослую форму этого вида.

Сходство зародышей разных систематических групп свидетельствует об общности их происхождения.

Бэр установил, что в ходе развития куриного зародыша вначале проявляются свойства позвоночных, затем свойства класса птиц и лишь потом свойства данного конкретного вида — курицы.

Зародышевое развитие организмов убедительно доказывает степени родства между организмами.

По мере развития сходство между зародышами ослабевает, все более чётко проявляются черты тех классов, к которым они принадлежат. У курицы, свиньи и человека зарастают жаберные карманы; у зародыша человека особенно сильно развивается головной отдел, включающий мозг, формируются пятипалые конечности, а у зародышей рыбы — плавники.

По мере эмбрионального развития последовательно происходит расхождение признаков зародышей, приобретающих черты, характеризующие класс, отряд, род и, наконец, вид, к которому они принадлежат.

Изложенные факты говорят о происхождении всех хордовых от одного «ствола», который в ходе эволюции распался на множество «ветвей».

Сравнительно-анатомические доказательства макроэволюции

Все животные имеют единый план строения, что указывает на единство происхождения.

В частности, об общих предках рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих говорит строение гомологичных органов.

Гомологичные органы ― это сходные между собой по происхождению и строению органы, но выполняющие разные функции.

Примером гомологичных органов у животных могут служить передние конечности, состоящие из одинаковых костей, имеющих одинаковое происхождение, но выполняющих разные функции.

Гомологичные органы свидетельствуют о том, что в ходе приспособительной эволюции признаки претерпевают глубокие изменения, которые приводят к образованию новых видов, родов и более крупных систематических групп животных и растений.

О единых предках свидетельствуют и атавизмы — органы предков, развивающиеся иногда у современных существ.

Например, к атавизмам у человека относится возникновение многососковости, хвоста, сплошного волосяного покрова и т. п.

Ещё одно доказательство эволюции — наличие рудиментов — органов, утративших своё значение и находящихся на стадии исчезновения. У человека — это остатки третьего века, аппендикс, утрачиваемый волосяной покров и т. п.

Рудиментарные органы помогают установить путь филогенеза. Они подтверждают наличие родственных связей между современными и вымершими организмами. А также доказывают действие естественного отбора, удаляющего ненужный признак.

Доказательствами макроэволюции является и клеточное строение подавляющего числа организмов.

Биохимические доказательства эволюции

Осуществление генетического кодирования, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот происходит по единому для всего живого на Земле механизму.

Также единообразие химического состава живых организмов (и их предковых форм).

Единообразие генетического кода (ДНК и РНК). Сходство химизма процессов энергетического обмена. Ферментативный характер биохимических процессов.

Все эти факты неоспоримо свидетельствуют о едином плане строения и общности происхождения всех организмов.

Макроэволюция – определение, примеры и тест

Определение макроэволюции

Макроэволюция относится к концепции крупномасштабной эволюции, которая происходит на уровне вид и выше.

Макроэволюция может быть использована для описания различий между двумя близкими, но разными видами, такими как азиатский слон и Африканский слон, который не может спариться из-за барьеров, наложенных репродуктивной изоляцией. Это процесс видообразование, который может быть обусловлен рядом различных механизмов. Кроме того, макроэволюция может описывать различия между этими организмами, принадлежащими к более крупным кладам организмов, например, различными таксономическими группами в приматах.

Термин макроэволюция может также использоваться для объяснения общего общего предка между всеми живыми организмами, концепция, известная как универсальная Общий спуск, Это описывает происхождение всех существующих и вымерших форм жизни из одного источника и включает в себя эволюционные вехи, такие как происхождение растений, млекопитающих, рептилий, птиц, рыб, не-птичьих динозавров и многое другое.

Термин «макроэволюция» часто используется в отличие от внутривидовых генетических изменений, которые связаны с микроэволюция хотя эти две концепции в основном одинаковы, хотя и в разных временных масштабах; каждый из эволюционных механизмовмутация, поток генов, генетический дрейф а также естественный отбор Что изменить Генофонд из Население через микроэволюцию будет накапливаться в течение длительного периода времени, что в конечном итоге приведет к макроэволюции. В случае универсального общего приличия микроэволюция была движущей силой макроэволюции живых организмов в течение 3,8 миллиардов лет (это 3 800 000 000 лет!).

Хотя макроэволюция может происходить из-за накопления микроэволюционных изменений, случайное событие, которое каким-то образом разделяет популяцию на две разные популяции, также может быть причиной образования новых видов. Это называется аллопатрическое видообразование, Например, особи в популяции ящериц, которые живут в долине, могут отделиться потоком новообразованной реки. Река делает невозможным для людей на каждой стороне взаимодействовать и размножаться. Из-за климата и ландшафта, одна сторона долины пышная зеленая растительность; другой горячий и сухой. Со временем каждая популяция ящериц адаптируется к условиям на каждой стороне долины. Если взаимодействия между ними будут по-прежнему ограничены, две популяции могут стать настолько разными, что, если они смогут воссоединиться, они больше не смогут размножаться. Две популяции ящериц были бы классифицированы как новые виды и увеличилось бы до биоразнообразия через макроэволюцию.

Креационисты чаще оспаривают фактическую законность макроэволюции, чем микроэволюции, потому что микроэволюция демонстрируется в лаборатории, в то время как макроэволюция не может наблюдаться в течение жизни человека. Однако есть много способов наблюдать макроэволюцию, используя доказательства, полученные от ископаемые, геология и радиометрические датировки, генетика и экология, морфология и поведение живых организмов.

Примеры макроэволюции

Эволюция сирен

Сирены – это группа млекопитающих в составе плацентарных млекопитающих, состоящая из ламантинов и дюгоней, а также других вымерших видов.

Также известные как «морские коровы», сирены питаются исключительно морской травой и являются единственными растительноядными водными млекопитающими. Они имеют общего предка со слонами и вымершими мамонтами в таксономической группе, называемой Тетитерия. Доказательства макроэволюции, которая разделила эти группы животных, получены от рудиментарные структуры в их телах.

Во-первых, ласты сирен имеют внутренние костные структуры, которые гомологичны к структуре кости всех других наземных четвероногих (четвероногих животных). Каждый плавник содержит кость плеча; две кости предплечья, кости запястья, кости руки и пять пальцев. На внешних кончиках их плавников у сирен есть ногти на ногах, которые такие же, как у слонов.

Кроме того, у ламантинов нет задних конечностей, но у них есть тазовые кости, которые обычно используются для поддержки задних конечностей у других четвероногих. Поскольку у них нет задних конечностей, у них также нет бедренной кости, но они имеют рудиментарные бедренные гнезда, где бедро прикрепляется к тазу.

Укрепляя доказательства того, что сирены имеют общего предка с другими Тетитериями и эволюционировали благодаря макроэволюции, на Ямайке был найден окаменелый скелет сирены в возрасте 50 миллионов лет. У окаменелости были черты современного сирены – в том числе твердый костяной скелет, чтобы утяжелить его в воде и ноздри на спине. глава позволяя ему дышать на поверхности – но у него также были четыре хорошо развитые ноги! Несколько других подобных окаменелых скелетов были также найдены с задними ногами, хотя уменьшены в размере; настолько уменьшены, что они не смогли бы выдержать вес животного.

Из современных физических данных о рудиментарных структурах, а также окаменелых свидетельствах ясно, что сирены имеют общего предка с современными слонами. Изначально обитавшие на суше животные, предки сиренов могли бы использовать источник морской травы в морской среде. Поскольку задние конечности мало используются в воде, они постепенно уменьшались в течение миллионов лет, пока не исчезли полностью, оставив лишь некоторые напоминания о своих предках на суше.

Гемоглобин различия

Можно увидеть доказательства макроэволюции через сходства и различия между генетической информацией, хранящейся во всех живых организмах. Генетическая информация, которая определяет характеристики, которые будут отображаться в любом организм, проводится в пределах нуклеотид основания называются ДНК. Последовательность нуклеотидов в ДНК используется в качестве кода, дающего точные инструкции для производства аминокислоты ; аминокислоты являются «строительными блоками» белков, которые в свою очередь создают живые клетки.

Ярким доказательством теории универсального общего происхождения является тот факт, что каждый живой организм – за исключением некоторых прокариот, содержащих только РНК, которая очень рано отщепляется от других линий происхождения, – использует ДНК, состоящую из тех же нуклеотидов, расположенных в таким же образом, чтобы кодировать для производства аминокислот. Кроме того, белки всех организмов состоят из комбинаций абсолютно одинаковых 20 аминокислот без исключения.

Со временем и во время размножения генетическая информация реплицируется, и происходят незначительные мутации в последовательностях нуклеотидов, что приводит к слегка измененным цепям ДНК и, таким образом, измененным последовательностям аминокислот и белков.

Из-за этих мутаций можно выяснить, как связаны два организма друг с другом, основываясь на различиях и сходствах их аминокислот.

Это хорошо демонстрируется последовательностью аминокислот, присутствующих в белке, который присутствует почти у всех животных, гемоглобин. Используемый для транспортировки кислорода по всему организму, гемоглобин состоит из двух наборов идентичных аминокислотных цепей: одна пара состоит из 141 аминокислоты, а другая – из 146.

При сравнении с аминокислотными последовательностями людей можно увидеть, насколько далеко мы отошли от некоторых других организмов, например, количество аминокислотных различий в гемоглобине:

  • Гориллы – 1
  • Макаки резус – 8
  • Мыши – 27
  • Цыплята – 45
  • Лягушки – 67
  • Миноги – 125

Около 500 миллионов лет назад предки миног откололись от челюстной рыбы, а около 10 миллионов лет назад предки людей откололись от горилл. Различия и сходства между аминокислотными последовательностями гемоглобина могут, следовательно, поддерживать общее происхождение между видами, а также предоставлять доказательства времени расхождения.

викторина

1. В чем разница между макроэволюцией и микроэволюцией?A. Существует больше доказательств микроэволюцииB. Они происходят в разные срокиC. Макроэволюция легче измеритьD. Нет никакой разницы

Ответ на вопрос № 1

В верно. Те же самые процессы управляют микроэволюцией и макроэволюцией. Однако микроэволюция относится к эволюции внутри популяции, в то время как макроэволюция описывает эволюцию между видами и на других более высоких уровнях.

2. Тот факт, что ламантины имеют пять пальцевых костей в ластах, показывает:A. Они могут когда-нибудь вырастить пальцыB. Их общие предки – рыбы, а кости пальцев выросли случайноC. Их ласты превратились в бесполезныеD. У них общий предок с пятью другими млекопитающими с пальцами

Ответ на вопрос № 2

D верно. Ламантины и дюгони имеют общего предка с наземными млекопитающими, которые затем адаптировались к морской жизни и претерпели много физических изменений.

Ссылки

  • Остин Клайн (2017) Микроэволюция против макроэволюции: в чем разница? ThoughtCo. Получено с: https://www.thoughtco.com/microevolution-vs-macroevolution-249900
  • Кровососущая минога «Живая окаменелость» (1996) National Georgraphic. Получено с: http://news.nationalgeographic.com/news/2006/10/061025-lampreys_2.html
  • Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) (2014) Национальный исследовательский институт генома человека. Получено с: https://www.genome.gov/25520880/
  • Choi, C. Q. (2016) Ископаемые проливают Новый свет на Раскол Человека-Гориллы. Живая Наука. Получено с: https://www.livescience.com/53676-human-gorilla-lineages-split-later.html

Макроэволюция. Доказательства эволюции. Направления и пути эволюции. Происхождение человека.

Макроэволюция

Макроэволюция — эволюция надвидовых таксонов, в результате которой формируются более крупные систематические группы. В её основе лежат те же эволюционные факторы, что и в основе микроэволюции. Важными процессами макроэволюции являются дивергенция и конвергенция.

Дивергенция и конвергенция

Процесс Характеристика Примеры
Дивергенция Расхождение признаков в ходе эволюции у родственных групп, развивающихся в разнородных условиях. Она приводит к разделению вида на популяции, рода на виды, семейства на роды и т. д. Дивергенция увеличивает разнообразие форм жизни. Разные породы собак, расы человека, разные классы типа Хордовые.
Конвергенция Схождение признаков в ходе эволюции у неродственных групп, развивающихся в схожих условиях. Акулы, ихтиозавры и дельфины имеют внешнее сходство, но принадлежат к разным систематическим группам — рыбам, пресмыкающимся и млекопитающим соответственно.

В результате дивергенции формируются гомологичные органы, в процессе конвергенции — аналогичные. Гомологичные и аналогичные органы

Органы Характеристика Примеры
Гомологичные Органы, имеющие единое происхождение независимо от выполняемых функций. Формируются в результате дивергенции. Конечности позвоночных; видоизменения корня, стебля и листьев у растений.
Аналогичные Органы, выполняющие одинаковые функции и имеющие внешнее сходство, но различные по происхождению. Образуются в результате конвергенции. Жабры рака и рыбы, крыло птицы и бабочки, роющие конечности крота и медведки.

Главные направления эволюции

Отечественные учёные А. Н. Северцов и И. И. Шмальгаузен установили главные направления эволюции (биологический прогресс и биологический регресс) и главные пути эволюции (ароморфозы, идиоадаптации и дегенерации). Ароморфозы, идиоадаптации и дегенерации относят к биологическому прогрессу.

Направление Характеристика Примеры
Биологический прогресс Увеличение численности особей данной систематической группы, расширение ареала, расширение видового разнообразия внутри группы (популяций и подвидов внутри вида, видов в роде и т. п.). Биологический прогресс означает победу вида или другой систематической группы в борьбе за существование. Биологический прогресс является следствием хорошей приспособленности организмов к условиям окружающей среды. В настоящее время прогрессируют многие группы насекомых, костистых рыб, цветковых растений и др.
Биологический регресс Уменьшение численности особей данной систематической группы, сужение ареала, сокращение видового разнообразия внутри группы. Биологический регресс означает отставание вида или другой систематической группы в темпах эволюции от скорости изменений условий окружающей среды. Биологический регресс может привести к вымиранию группы. Исчезли древовидные плауны и хвощи, древние папоротники, большинство древних земноводных и пресмыкающихся. Регрессирующим является род выхухолей, семейство гинкговых и др.

Деятельность человека является мощным фактором биологического прогресса одних видов (одомашненных животных, культурных растений, сорняков, вредителей и паразитов, болезнетворных микробов) и биологического регресса других видов (сокращается численность и сужается ареал соболя, на грани вымирания находится уссурийский тигр). Причина их вымирания заключается в том, что под влиянием хозяйственной деятельности человека среда обитания живых существ изменяется значительно быстрее, чем формируются приспособления.

Главные пути эволюции

Существуют три основных пути биологического прогресса: ароморфоз, идиоадаптация и общая дегенерация.

Направление Характеристика Примеры
Ароморфоз (арогенез) Крупное эволюционное изменение, ведущее к подъёму уровня биологической организации, увеличению интенсивности процессов жизнедеятельности. Ароморфоз не является узким приспособлением к конкретным условиям среды. Это развитие у группы организмов принципиально новых признаков и свойств, позволяющих ей перейти в другую адаптивную зону. Появление автотрофного питания, аэробного дыхания, эукариотических клеток, полового размножения.
Идиоадаптации (аллогенез) Мелкое эволюционное изменение, приспособление к определённым условиям среды обитания без подъёма уровня биологической организации. Идиоадаптации к узким, ограниченным условиям среды приводят к специализации группы. Специализация при быстром изменении условий среды может привести к вымиранию. Термофильные бактерии, живущие в горячих источниках; специализация некоторых растений к определённым опылителям и др.
Общая дегенерация (катагенез) Эволюционное изменение, ведущее к упрощению организации, образа жизни в результате приспособления к более простым условиям существования. Дегенерации, как правило, происходят при переходе к сидячему или паразитическому образу жизни, когда органы, потерявшие биологическое значение, исчезают. У ленточных червей утрачены некоторые органы чувств, пищеварительная система; у повилики — атрофия корней и листьев.

Происхожение и эволюция человека

К. Линней, основатель первой классификации живых организмов, поместил человека в отряд приматов вместе с обезьянами и полуобезьянами.
Ж. Б. Ламарк, автор первой теории эволюции, предположил, что человек произошел от древних обезьян, перешедших к прямохождению.
Ч. Дарвин в книге «Происхождение человека и половой отбор» (1871) проанализировал обширные данные сравнительной анатомии, эмбриологии и систематики и распространил на человека основные положения эволюционной теории. В результате он обосновал идею родства человека и человекообразных обезьян, имевших общего предка, т. е. идею происхождения человека от «нижестоящей животной формы».
Человек занимает следующее положение в современной систематике живых организмов: тип Хордовые, подтип Позвоночные, класс Млекопитающие, подкласс Плацентарные, отряд Приматы, семейство Люди, род Человек, вид Человек разумный.

Систематика вида Человек разумный

Систематические категории Доказательства
Тип Хордовые На ранних этапах эмбрионального развития внутренний скелет представлен хордой, глотка имеет жаберные щели, нервная трубка развивается над хордой, кишечная трубка формируется под хордой, тело имеет двустороннюю симметрию
Подтип Позвоночные По мере развития хорда заменяется позвоночным столбом, формируется череп и челюстной аппарат, имеется пять отделов головного мозга, сердце располагается на брюшной стороне тела
Класс Млекопитающие Имеются молочные, потовые и сальные железы, волосяной покров, диафрагма, четырёхкамерное сердце, позвоночник разделён на пять отделов, хорошо развита кора головного мозга, внутриутробное развитие зародыша, теплокровность
Подкласс Плацентарные Имеется матка, питание плода осуществляется через плаценту, зубы дифференцированы на резцы, клыки и коренные
Отряд Приматы Человекообразные обезьяны Передние конечности хватательного типа (первый палец противопоставлен остальным), имеются ногти, одна пара сосков молочных желёз, глаза расположены в одной плоскости, что обеспечивает объёмное зрение, происходит замена молочных зубов
Сходное строение мозгового и лицевого отделов черепа, хорошо развитые лобные доли головного мозга, слабо развитая обонятельная зона, большое число извилин коры больших полушарий, наличие аппендикса, исчезновение хвостового отдела позвоночника, развитие мимической мускулатуры, сходные резус-факторы и группы крови (АВ0), наличие менструального цикла у самок; продолжительность беременности около девяти месяцев; сходство кариотипов; общие болезни и др.
Вид Человек разумный Высокая степень развития головного мозга. Масса головного мозга человека в 2–2,5 раза больше массы мозга человекообразных обезьян. В результате у человека мозговой отдел черепа значительно преобладает над лицевым. Особенное развитие получила кора переднего мозга с большим количеством борозд и извилин. Значительно развиты теменные, лобные и височные доли, где расположены важнейшие центры психики и речи. Развитие мозга привело к появлению абстрактного мышления, сознания и речи.
Прямохождение. Оно привело к ряду изменений в строении скелета (изгибы позвоночника, уплощенная грудная клетка, широкий таз, сводчатая стопа) и мускулатуры (сильное развитие мышц пояса нижних конечностей и самих нижних конечностей: ягодичных, икроножных и др.). Значительное противопоставление первого пальца руки остальным. Это делает человеческую кисть прекрасным органом труда.

Родство человека и животных подтверждается наличием у него рудиментов и атавизмов.

Рудименты и атавизмы человека
Признак Характеристика Примеры
Рудименты Недоразвитые органы, практически утратившие в процессе эволюции свои функции по сравнению с гомологичными органами предковых форм и находящиеся на стадии обратного развития (исчезновения) Копчик, червеобразный отросток (аппендикс), третье веко, зубы мудрости, мышцы, двигающие ушную раковину, и др.
Атавизмы Появление у отдельных организмов данного вида признаков, которые существовали у отдалённых предков, но были утрачены в процессе эволюции Рождение людей с хвостом, густым волосяным покровом тела, дополнительными сосками, сильно развитыми клыками и др.

Появление атавизмов свидетельствуют о том, что гены, ответственные за данный признак, сохраняются в процессе эволюции в генофонде, но их действие при нормальном онтогенезе блокировано.
Рудименты встречаются практически у всех особей данного вида, а атавизмы являются отклонением от нормы.
Доказательствами происхождения человека от «ниже стоящей животной формы» являются пять групп фактов:

  1. общие черты строения человека и животных;
  2. сходство эмбрионального развития;
  3. наличие у человека рудиментов и атавизмов;
  4. сходство человека и человекообразных обезьян;
  5. обнаруженные ископаемые предки человека.

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ — Что такое МАКРОЭВОЛЮЦИЯ?

Слово состоит из 13 букв: первая м, вторая а, третья к, четвёртая р, пятая о, шестая э, седьмая в, восьмая о, девятая л, десятая ю, одиннадцатая ц, двенадцатая и, последняя я,

Слово макроэволюция английскими буквами(транслитом) — makroevolytsiya

Значения слова макроэволюция. Что такое макроэволюция?

Макроэволюция

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ МАКРОЭВОЛЮЦИЯ (от макро… и эволюция), эволюционные преобразования, ведущие к формированию таксонов более высокого ранга, чем вид (родов, семейств, отрядов, классов и т. д.).

Биологический энциклопедический словарь. — 1986

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ, эволюционные преобразования на уровне систематических единиц выше вида (род, семейство, отряд и т. д.). B целом макроэволюция направлена на повышение уровня организации живых существ.

Биологический словарь

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ (от мокро… и эволюция), эволюционные преобразования, ведущие к формированию таксонов более высокого ранга, чем вид (родов, семейств, отрядов, классов и т. д.).

Биологический словарь

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ (от макро… и эволюция), совокупность эволюционных преобразований живых форм, происходящих на надвидовом уровне и обусловливающих формирование иерархической систему таксонов более высокого ранга, чем вид…

Экологический словарь

Макроэволюция (длинное развёртывание) — эволюционные преобразования, происходящие на надвидовом уровне и обусловливающие формирование все более крупных сообществ (от родов до типов и царств природы).

Матвеева Е.Ю. Концепции современного естествознания. — Новосибирск, 2007

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ МАКРОЭВОЛЮЦИЯ (от макро… и эволюция), совокупность эволюционных преобразований живых форм, происходящих на надвидовом уровне и обусловливающих формирование иерархической систему таксонов более высокого ранга, чем вид…

Экологический словарь

Макроэволюция, совокупность процессов эволюции живых форм, протекающих на надвидовом уровне, то есть после установления практически полной межвидовой изоляции и прекращения нивелировки достигнутых различий путём скрещиваний.

БСЭ. — 1969—1978

Положительная обратная связь в макроэволюции

Положительная обратная связь — это тип обратной связи, при которой выходной сигнал усиливает действие входного сигнала. Положительная обратная связь рассогласует систему, и, в конечном счёте, существующая система трансформируется в другую систему…Проявления и роль положительной обратной связи в макроэволюции Положительная обратная связь играет важную роль в макроэволюции. Было также высказано предположение, что «в развитии биоты…

ru.wikipedia.org

Русский язык

Макроэволю́ция, -и.

Орфографический словарь. — 2004

  1. макроцефал
  2. макроцистис
  3. макроцитоз
  4. макроэволюция
  5. макроэкономика
  6. макроэкономический
  7. макрурус

Макроэволюция: примеры из мира приматов

Древо жизни имеет множество ветвей, связанных с общим предком, а разнообразие жизни на дереве является результатом эволюционных процессов. Подобно тому, как мы организуем жизнь на Земле в иерархии, мы хотели бы сделать то же самое в отношении эволюционных процессов и закономерностей. Таким образом, многие ученые предлагают разделить эволюцию на два отдельных иерархических процесса — микроэволюцию и макроэволюцию, хотя различие между ними несколько искусственно.Микроэволюция описывает механизмы, которые изменяют частоты аллелей в генофондах внутри видов (Rexnick & Ricklefs 2009). Эти механизмы включают мутации, миграцию, генетический дрейф и естественный отбор. Теория предполагает, что эффекты этих процессов со временем накапливаются и иногда могут приводить к дивергенции популяций и рождению новых видов. Напротив, макроэволюция описывает закономерности на древе жизни в широком масштабе за обширные периоды времени. На древе жизни в большом масштабе можно наблюдать множество различных закономерностей (рис.1), включая стабильность, постепенное изменение, быстрое изменение, адаптивных излучений, , вымирания, коэволюцию , двух или более видов и . конвергентная эволюция признаков между видами — и это лишь некоторые из них.Макроэволюционные исследования, как правило, в значительной степени опираются на летопись окаменелостей. Окаменелости документируют появление новых форм жизни, то, как их географическое распространение менялось с течением времени и, в конечном итоге, когда они вымерли. Напротив, микроэволюционные изменения не часто наблюдаются в летописи окаменелостей, поскольку считается, что процессы, управляющие эволюционными изменениями внутри видов, происходят в гораздо более коротких временных масштабах. Таким образом, макроэволюция сосредоточена на объяснении эволюционных паттернов выше уровня вида (Rexnick & Ricklefs 2009), и те, кто его изучает, ищут «организующие принципы», которые объясняют эти паттерны.


Рисунок 1

Пример макроэволюционных паттернов в том виде, в каком они проявляются на филогенетическом дереве, включая вымирание, адаптивную радиацию и застой.

Понимание макроэволюции важно, потому что она объясняет как разнообразие жизни, так и скорость эволюционных изменений. Эволюция происходит медленно или быстро? Существуют две основные школы мысли о темпе и режиме макроэволюции (Eldredge & Gould 1972, Eldredge et al. 2005). Одна группа считает, что сами по себе микроэволюционные процессы могут в достаточной мере объяснить грандиозные закономерности и радикальные изменения на древе жизни. Другими словами, мутации, миграция, дрейф генов и естественный отбор могут привести к серьезным эволюционным изменениям при наличии достаточного времени. Ключевым элементом является огромное количество времени, масштабы которого трудно себе представить. Эта модель макроэволюции называется филетическим градуализмом. Он предполагает, что большинство событий видообразования являются результатом постепенного и равномерного преобразования одного вида в новый посредством процесса, называемого анагенез .

С другой стороны, многие ученые предполагают, что грандиозные закономерности в истории жизни не могут быть объяснены исключительно изменениями частот аллелей с течением времени, даже быстрыми. Вместо этого эти ученые предполагают, что большим изменениям на древе жизни предшествовали события, которые отделили темп и способ эволюционных изменений от предсказуемых микроэволюционных процессов. Часто эти события разъединения были серьезными, даже катастрофическими, изменениями окружающей среды, которые открывали новые ниши или вызывали вымирание.Классическим примером такого события было падение метеора в конце мелового периода, которое способствовало вымиранию динозавров и, как следствие, открыло новые ниши, которые ускорили диверсификацию млекопитающих. Есть много других примеров таких событий, включая приобретение новых черт, таких как появление цветов как средства размножения у растений. Эта модель макроэволюции называется прерывистым равновесием (Eldredge & Gould, 1972). Он предполагает, что грандиозные закономерности эволюционных изменений на древе жизни включают быстрое разделение одного предкового вида на два или более видов-потомков в ходе кладогенеза , часто сопровождаемого длительными периодами застоя у видов-потомков (Eldredge et al. 2005).

Паттерны макроэволюции легко заметить на древе жизни, если учесть крупные события, такие как внезапное появление четвероногих в летописи окаменелостей, длительные периоды застоя, подобные тем, которые наблюдаются у акул и крокодилов, и адаптивное излучение, включая (справедливо!) недавняя диверсификация млекопитающих, начавшаяся около 70 миллионов лет назад (млн лет назад). По мере продвижения по ветвям древа жизни процессы, которые привели к появлению богатых структур биоразнообразия на определенной ветке, могут быть сложнее для понимания и интерпретации.

Тем не менее, есть много примеров макроэволюционных явлений, обнаруженных в отряде Приматов, включая застой, адаптивную радиацию, вымирание целых родословных, коэволюцию и конвергентную эволюцию.

Адаптивные излучения и застой — Филогенетические деревья отряда Приматы

Недавние исследования предоставили новое понимание темпа и способа эволюции приматов с использованием филогенетических деревьев на основе генетических данных, собранных по геномам многих существующих клонов приматов (Fabre et al. 2009, Перельман et al. 2011). Эти исследования показали, что темп и способ эволюции среди приматов были прерваны сохранением древних реликтовых линий (т. Е. Стазисом), вспышками видообразования, которые могут соответствовать адаптивным излучениям, и даже продолжающимся видообразованием, которое регулируется микроэволюционные процессы. Перельман и др. (2011) недавно построил филогенетическое дерево приматов для 61 рода приматов (рис. 2). Длинная ветвь, отделяющая долгопятов от других приматов, предполагает, что эта группа является древней реликтовой линией, которая осталась в стазисе по сравнению с другими приматами.Напротив, часть дерева Lemuriformes имеет много ранних коротких ветвей, за которыми следуют несколько длинных ветвей у потомков (см. Рисунок 1), что предполагает, что предки современных лемуров испытали быстрое адаптивное излучение, которое, вероятно, совпало с их колонизацией Мадагаскара около 62-65 млн лет назад (Перельман и др. 2011).


Рисунок 1

Молекулярная филогения 61 рода приматов.

Perelman, P. et al. Молекулярная филогения живых приматов. PLoS Genetics 7 (2011).

Филогенетические деревья также позволяют сравнивать и противопоставлять темп и способ эволюции различных групп приматов, выведенных из ископаемых и генетических данных. Например, разве эволюция у обезьян Нового Света протекала иначе, чем у обезьян Старого Света? Обезьяны Нового Света в последний раз имели общего предка с обезьянами Старого Света примерно 30-50 млн лет назад, но разнообразие обезьян Нового Света и время расхождения этих линий до конца не изучены.Летопись окаменелостей предполагает, что обезьяны Нового Света находились в стазисе после их первоначальной колонизации Америки, в то время как обезьяны Старого Света демонстрируют доказательства «круговорота фауны», которые близко соответствуют моделям, предсказанным в рамках модели прерывистого равновесия (Delson & Rosenberger 1984, Rosenberger 2002). . Hodgson et al. (2009) использовал молекулярные данные для построения филогенетических деревьев и оценки дат дивергенции для многих видов обезьян Нового Света, чтобы проверить гипотезу о том, что они находились в стазисе по сравнению с другими приматами.Они обнаружили, что обезьяны Нового Света в ходе своей эволюции испытали как последовательные излучения, так и застой. В частности, они обнаружили, что самые ранние окаменелости обезьян Нового Света были намного старше, чем даты расхождения, которые они оценили для существующих видов обезьян Нового Света. Используя это свидетельство, наряду с закономерностями, наблюдаемыми на филогенетических деревьях, эти исследователи предположили, что было раннее излучение предков обезьян Нового Света, за которым последовал период застоя, а затем исчезновение большей части этой группы до миоцена.После этого периода, выжившие после первоначальной радиации испытали всплеск быстрой диверсификации в то, что впоследствии стало существующей «коронной линией» обезьян Нового Света (Hodgson et al. 2009).

Адаптивное излучение и вымирание — Взлет и падение миоценовых обезьян

Филогенетические деревья, основанные на генетических данных, не могут многое рассказать о том, что могло вызвать адаптивную радиацию или вымирание. Тщательное изучение окаменелостей в сочетании с пониманием того, какой была окружающая среда Земли, когда эти окаменелости жили, можно использовать для вывода о том, что могло спровоцировать различные макроэволюционные события.Например, в миоцене предки обезьян Старого Света испытали как излучение, так и исчезновение, которое было связано с изменением климата (Harrison 2010). В раннем миоцене приматы, обитавшие в Африке и на Аравийском полуострове, представляли собой разнообразную группу, населявшую тропические леса и лесные массивы (рис. 3). В середине миоцена Африка воссоединилась с Евразией, и большой период глобального потепления вызвал расширение тропических местообитаний на север. Эти разработки позволили зарождающейся линии гоминоидов разветвляться и колонизировать новые доступные евразийские среды обитания, что привело к значительному распространению видов обезьян на большей части Евразии.Однако около 9,6 млн лет назад значительный сдвиг в сторону более сухого климата создал более открытые среды обитания, что привело к сокращению таксонов гоминоидов в Евразии. К 5 млн лет назад большинство видов обезьян вымерло, за исключением нескольких, которые в конечном итоге привели к появлению современных орангутангов и гиббонов (Moyà-Solà et al. 2009, Harrison 2010).


Рисунок 3

Генеалогическое древо современных гоминоидов включает лишь небольшую часть всего разнообразия обезьян, обитавших на этой планете. В миоцене до 100 видов обезьян когда-то обитали на большей части территории Европы и Азии, но в конечном итоге вымерли. Proconsul , возможно, был последним общим предком современных гоминоидов. Сивапитек , вероятно, был предком орангутангов. Ouranopithecus или Dryopithecus появились в летописи окаменелостей позже в миоцене, чем Proconsul и Sivapithecus . Оба были предложены как общие предки всех ныне живущих гуманоидов.

Источник: Планета обезьян. Дэвид Бегун и Джон Гурч, Scientific American , 16 , 4-13 (2006) doi: 10.1038 / scientificamerican0606-4sp

Анагенез — постепенный переход от Homo heidelbergensis к H. neanderthalensis

Понять темп и характер эволюции приматов сложно, потому что окаменелости приматов довольно редки. Однако плейстоценовые гоминины в Европе являются исключением, поскольку для этой группы доступны более полная летопись окаменелостей и дополнительные генетические данные. Сравнение ДНК неандертальца и современного человека предполагает, что у этих двух видов был общий последний предок, скорее всего Homo heidelbergensis , где-то между 0.35 и 0,40 млн лет назад (Green et al. 2006, Noonan et al al 2006). Эти среднеплейстоценовые гоминины с большим мозгом встречаются во многих местах Старого Света и встречаются в летописи окаменелостей от 1,3 до 0,20 млн лет назад. Иногда их называют «путаница посередине». Эта группа получила свое название из-за отсутствия морфологических особенностей, которые однозначно отличают H. heidelbergensis от его предшественника ( H. erectus ) и его вероятных потомков в Африке ( H.sapiens ) и в Европе ( H. neanderthalensis ) (рисунок 4). Это отсутствие диагностических характеристик важно для понимания темпа и режима более поздних стадий эволюции человека. Некоторые палеоантропологи распознают зарождающиеся неандертальские черты в европейской ветви H. heidelbergensis по постепенному изменению в летописи окаменелостей в сторону отличительных черт неандертальцев, включая большие надбровные дуги, слегка выступающее лицо и отсутствие выступающего подбородка. (Дин и др. 1998, Харварти 2007, Хублин 2009). Эти данные побудили некоторых исследователей предположить, что это свидетельствует о непрерывной эволюции (т. Е. Анагенезе) от H. heidelbergenensis до H. neanderthalensis (Dean et al. 1998, Hublin 2009).


Рисунок 4

Одна из моделей эволюции человека среднего плейстоцена. Есть основания полагать, что в Европе произошел постепенный переход от Homo heidelbergensis к H. neanderthalensis .

По материалам Harvarti, K. 100 лет Homo heidelbergensis — жизнь и времена спорного таксона. Mitteilungen der Gesellschaft für Urgeschichte 16 , 85-94 (2007) и Hublin, J. J. Происхождение неандертальцев. Труды Национальной академии наук (США) 106 , 16022-16027 (2009).

Конвергентная эволюция — Цветовое зрение у обезьян-ревунов

Макроэволюционная перспектива также может выявить закономерности конвергентной эволюции, такие как эволюция цветового зрения у приматов (рис. 5).Большинство млекопитающих — дихроматы. Это означает, что их зрение основано на двух видах зрительных пигментов или опсинов . Многие приматы, в том числе люди, уникальны среди млекопитающих, потому что они трихроматы, обладающие тремя типами пигментов, которые позволяют им воспринимать более богатый спектр цветов по сравнению с дихроматами (Jacobs 2008). Примат может быть трихроматом двумя способами. Опсин S кодируется геном, расположенным на хромосоме 7, и является общим для всех приматов. Обезьяны, гоминоиды и люди Старого Света имеют два дополнительных гена опсина, расположенных на Х-хромосоме, которые кодируют пигменты, называемые « L » и « M ».У обезьян Нового Света, однако, есть только один полиморфный ген опсина M / L . Поскольку Х-хромосома унаследована от матери, а самцы относятся к гетерогаметному полу, каждый самец обезьяны Нового Света является дихроматом, потому что он может иметь только один пигмент M или L вместе с его фотопигментом S . У самок есть две копии Х-хромосомы, и, таким образом, самки обезьян Нового Света могут быть либо дихроматами, либо трихроматами (Jacobs 2008). Дирунальные обезьяны-ревуны ( Alouatta ) являются исключением среди приматов Нового Света.И мужчины, и женщины могут быть трихроматами из-за недавней дупликации гена опсина M / L (Jacobs et al. 1996, Boissinot et al. 1998). Это «новое изобретение» трихроматии предполагает, что оно дало им эволюционное преимущество (Lucas et al. 2003). Этот пример иллюстрирует важность макроэволюционного взгляда на эволюцию приматов, потому что конвергентная эволюция в цветовом зрении не была бы очевидной без широкого взгляда на эволюцию приматов.


Рисунок 5

Типы цветового зрения у основных групп приматов. Обезьяны и обезьяны Старого Света имеют три типа зрительных пигментов, тогда как почти все самцы обезьян Нового Света и просимианы имеют два типа зрительных пигментов. Обезьяны-ревуны — необычные обезьяны Нового Света, которые «заново развили» третий зрительный пигмент посредством события дупликации гена.

Макроэволюция включает изучение закономерностей на древе жизни выше уровня видов и определение процессов, которые, вероятно, породили эти закономерности.Таким образом, макроэволюционное мышление помогает построить более полную картину эволюционной истории приматов.

Определение макроэволюции Merriam-Webster

мак · ро · эволюция | \ ˈMa-krō-ˌe-və-ˈlü-shən также -ˌē-və- \

: эволюция, которая приводит к относительно большим и сложным изменениям (например, в формировании видов)

Паттернов макроэволюции

Паттерны макроэволюции

Эволюция жизни.Библиотека изображений Гетти / Де Агостини

Новые виды развиваются посредством процесса, называемого видообразованием. Когда мы изучаем макроэволюцию, мы смотрим на общую картину изменений, которые привели к возникновению видообразования. Это включает разнообразие, скорость или направление изменений, которые привели к появлению нового вида из старого.

Видообразование обычно происходит очень медленно. Однако ученые могут изучить летопись окаменелостей и сравнить анатомию предыдущих видов с анатомией современных живых организмов.Когда данные собраны, появляются отчетливые закономерности, рассказывающие о том, как видообразование, вероятно, происходило с течением времени.

Конвергентная эволюция

Колибри с ракеткой-хвостом. Солер97

Слово сходиться означает «собираться вместе». Этот образец макроэволюции происходит с совершенно разными видами, которые становятся более похожими по структуре и функциям. Обычно этот тип макроэволюции наблюдается у разных видов, живущих в одинаковых условиях.Виды по-прежнему отличаются друг от друга, но часто занимают одну и ту же нишу в своей местности.

Один из примеров конвергентной эволюции наблюдается у североамериканских колибри и азиатских вилохвостых солнечных птиц. Несмотря на то, что животные выглядят очень похожими, если не идентичными, это разные виды, происходящие из разных линий. Со временем они эволюционировали, чтобы стать более похожими, живя в одинаковых условиях и выполняя одни и те же функции.

Дивергентная эволюция

Пиранья.Гетти / Джессика Соломатенко

Практически противоположностью конвергентной эволюции является дивергентная эволюция. Термин расходиться, означает «расщепляться». Этот паттерн, также называемый адаптивным излучением, является типичным примером видообразования. Одна линия преемственности разбивается на две или более отдельных линий, каждая из которых со временем дает начало еще большему количеству видов. Дивергентная эволюция вызвана изменениями в окружающей среде или миграцией в новые районы. Это происходит особенно быстро, если на новой территории уже обитает несколько видов.Появятся новые виды, которые займут имеющиеся ниши.

Дивергентная эволюция наблюдалась у вида рыб, называемых харицидами. Челюсти и зубы рыб менялись в зависимости от доступных источников пищи, поскольку они населяли новые среды. Со временем появилось много линий харицидов, что привело к появлению нескольких новых видов рыб. Сегодня существует около 1500 известных видов харицидов, в том числе пираньи и тетры.

Коэволюция

Пчела собирает пыльцу.Гетти / Джейсон Хоскинг

На все живые существа влияют другие живые организмы вокруг них, которые разделяют их среду обитания. У многих есть близкие симбиотические отношения. Виды в этих отношениях имеют тенденцию вызывать развитие друг друга. Если один из видов изменится, то другой также изменится в ответ, так что отношения могут продолжаться.

Например, пчелы питаются цветками растений. Растения адаптировались и развивались, благодаря тому, что пчелы распространяли пыльцу на другие растения.Это позволило пчелам получить необходимое им питание, а растениям — распространить свою генетику и размножаться.

Филогенетическое древо жизни. Ивица Летунич

Чарльз Дарвин считал, что эволюционные изменения происходят медленно или постепенно в течение очень долгих периодов времени. Он почерпнул эту идею из новых открытий в области геологии. Он был уверен, что со временем вырастут небольшие приспособления. Эта идея получила название градуализма.

Эта теория частично подтверждается летописью окаменелостей.Есть много промежуточных форм видов, ведущих к сегодняшним. Дарвин увидел это свидетельство и определил, что все виды эволюционировали в процессе постепенного развития.

Прерывистое равновесие

Филогении. Getty / Британская энциклопедия / UIG PREMIUM ACC

Противники Дарвина, такие как Уильям Бейтсон, утверждали, что не все виды эволюционируют постепенно. Этот лагерь ученых считает, что изменения происходят очень быстро с длительными периодами стабильности и без каких-либо изменений между ними.Обычно движущей силой изменений является какое-то изменение в окружающей среде, которое требует быстрых изменений. Они назвали эту модель прерывистым равновесием.

Как и Дарвин, группа, которая верит в прерывистое равновесие, обращается к летописи окаменелостей в поисках свидетельств этого явления. В летописи окаменелостей много «недостающих звеньев». Это свидетельствует о том, что на самом деле нет никаких промежуточных форм и что большие изменения происходят внезапно.

Вымирание

Скелет тираннозавра рекса.Давид Моннио

Когда каждый человек в популяции вымер, происходит вымирание. Это, очевидно, приводит к прекращению существования вида, и для этой линии больше не может происходить видообразование. Когда одни виды вымирают, другие стремятся процветать и занимают нишу, которую когда-то заполняли вымершие виды.

На протяжении истории вымерло множество различных видов. Самое известное, что динозавры вымерли. Вымирание динозавров позволило млекопитающим, таким как люди, появиться и процветать.Однако потомки динозавров живут и по сей день. Птицы — это вид животных, который произошел от рода динозавров.

9.5: Макроэволюция — Биология LibreTexts

Эволюционная гонка вооружений

Подвязочная змея на рисунке \ (\ PageIndex {1} \) охотится на различных мелких животных, в том числе на мелких земноводных, называемых тритонами с грубой кожей. Тритоны производят мощный токсин, который концентрируется в их коже. Змеи-подвязки выработали устойчивость к этому токсину благодаря серии удачных генетических мутаций, что позволяет им безопасно охотиться на тритонов.Отношения хищник-жертва между этими животными породили эволюционную гонку «вооружений». Это привело к чрезвычайно высокому уровню токсина у тритонов и еще большей устойчивости к токсину у змей. Это пример коэволюции двух видов. Коэволюция — это разновидность макроэволюции.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Береговая подвязка змея с красным, белым и черным узором.

Что такое макроэволюция?

Макроэволюция — это эволюция, которая происходит на уровне вида или выше него.Это результат микроэволюции, происходившей на протяжении многих поколений. Макроэволюция может включать в себя эволюционные изменения двух взаимодействующих видов, как при совместной эволюции, или может включать появление одного или нескольких совершенно новых видов.

Происхождение видов

Одна из основных тем макроэволюции — как возникают новые виды. Процесс эволюции нового вида называется видообразованием . Как происходит видообразование? Как один вид превращается в два или более новых вида? Чтобы понять, как формируется новый вид, важно рассмотреть, что такое видов .Вид — это группа организмов, которые могут вместе размножаться и производить потомство в природе. Для возникновения нового вида некоторые представители вида должны репродуктивно изолироваться от остальных. Это означает, что они больше не могут скрещиваться с другими представителями вида. Как это произошло? Обычно они сначала становятся географически изолированными.

Аллопатрическая спецификация

Предположим, что некоторые представители вида становятся географически отделенными от остальных видов.Если они останутся разделенными достаточно долго, у них могут развиться генетические различия. Если различия не позволяют им скрещиваться с представителями первоначального вида, они превратились в новый вид. Происходящее таким образом видообразование называется аллопатрическим видообразованием . Пример аллопатрического видообразования включает белок Кайбаб, обитающих на краю Гранд-Каньона, как показано на рисунке \ (\ PageIndex {2} \).

Заметки об этих двух группах белок:

  • Белки кайбаб водятся только на северном краю Большого каньона, на плато Кайбаб.Белки Аберта занимают большую площадь на южном краю Гранд-Каньона.
  • Белки Кайбаб оказались географически изолированными от белок Аберта, обитающих на южной окраине каньона.
  • В отдельности у белки Кайбаб «развились отчетливые характеристики, такие как полный белохвост.
  • Белки Аберта — первоначальный вид, от которого произошли белки Кайбаб. Белки Кайбаб в настоящее время классифицируются как подвиды белок Аберта.
  • Белки Кайбаб со временем могут стать достаточно разными, чтобы их можно было классифицировать как отдельный вид.
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Аллопатрическая спецификация в белке Кайбаб. Белка Кайбаб превращается в новый вид.

Симпатрическая спецификация

Реже новый вид возникает без географического разделения. Это называется симпатрическим видообразованием .

  1. Мухи боярышника откладывают яйца на деревьях боярышника. Из яиц вылупляются личинки, которые питаются плодами боярышника.И мухи, и деревья произрастают в США
  2. .
  3. яблонь были завезены в США европейскими поселенцами в 1600-х годах. Сейчас яблони часто растут возле боярышника. Некоторые мухи боярышника начали откладывать яйца на близлежащих яблонях. Когда вылупились яйца, личинки питались яблоками.
  4. Со временем две популяции мух — те, которые питаются плодами боярышника, и те, которые питаются яблоками, — развили репродуктивную изоляцию, потому что они размножаются в разное время. Их сезон размножения совпадает с сезоном созревания яблок или плодов боярышника.
  5. Поскольку они редко скрещиваются между собой, две популяции мух развивают другие генетические различия. Похоже, они находятся в процессе превращения в отдельные виды. Как показывает этот пример, поведение, а также физические черты могут развиваться и приводить к видообразованию.
Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Симпатрическое видообразование у боярышника (крайняя левая панель). Мухи боярышника расходятся с одного вида на два из-за двух разных сред обитания: боярышника (средняя панель) и яблони (правая панель).
Коэволюция

Эволюция обычно происходит в ответ на изменения в окружающей среде. Изменение окружающей среды часто затрагивает другие виды организмов. Фактически, многие виды эволюционируют вместе с другими видами, с которыми они взаимодействуют. Это называется коэволюцией . Поскольку один вид изменяется, другой вид также должен измениться, чтобы адаптироваться. Совместная эволюция тритонов с грубой кожей и подвязочных змей описана выше. Многие другие случаи коэволюции происходят у цветковых растений и видов, которые их опыляют.Цветущее растение и колибри на рисунке \ (\ PageIndex {4} \) являются примером. У них развились подходящие структуры. Трубчатым цветкам растения соответствует длинный узкий клюв колибри.

Рисунок \ (\ PageIndex {4} \): Результаты коэволюции цветка и его опылителя. Очень длинная часть рта этого колибри эволюционировала вместе с трубчатым цветком, который он опыляет. Только этот вид птиц может дотянуться до нектара глубоко в узком цветке.

Время макроэволюции

Является ли эволюция медленной и устойчивой? Или это происходит урывками? Это может зависеть от того, что еще происходит, например, от изменений климата или геологических условий.

  • Когда климат и геологические условия стабильны, эволюция может происходить неуклонно и постепенно. Так, по мнению Дарвина, происходила эволюция. Эта модель хронометража эволюции называется градуализмом .
  • При изменении климата или геологических условий эволюция может происходить быстрее. Длительные периоды небольших изменений могут быть прерваны всплесками относительно быстрых изменений. Эта модель времени эволюции называется прерывистым равновесием .Обычно это лучше подтверждается летописью окаменелостей, чем градуализмом.

Обзор

  1. Определите видообразование.
  2. Опишите, как происходит аллопатрическое видообразование.
  3. Что такое градуализм? Когда это, скорее всего, применимо?
  4. Опишите время эволюционных изменений в соответствии с моделью прерывистого равновесия.
  5. Почему симпатрическое видообразование менее вероятно, чем аллопатрическое видообразование?
  6. Почему макроэволюция должна происходить быстрее, когда в окружающей среде происходят серьезные изменения, такие как изменение климата или геологических условий, чем когда окружающая среда стабильна?
  7. Что такое репродуктивная изоляция? Почему необходимо, чтобы произошло видообразование?
  8. Белки Кайбаб — пример какого вида видообразования?
  9. Представьте себе большое озеро, которое высыхает в определенных регионах, образуя несколько небольших отдельных озер.В первоначальном озере водились особые виды рыб, и некоторые рыбы попали в ловушку в каждом из меньших озер, когда большое озеро высохло.
    1. Есть ли большая вероятность видообразования у рыб в небольших отдельных озерах или в первоначальном большом озере? Поясните свой ответ.
    2. Если новые виды рыб эволюционируют из первоначальных видов в небольших отдельных озерах, будет ли это симпатрическое или аллопатрическое видообразование? Поясните свой ответ.
    3. Если видообразование произошло в небольших озерах, как описано в части b, а затем произошло наводнение и маленькие озера снова объединились, чтобы снова стать одним большим озером, как вы думаете, рыба, вероятно, снова станет одним видом? Почему или почему нет?
  10. Верно или неверно. Видообразование в результате размножения двух популяций в разное время в одном и том же районе является примером симпатрического видообразования.
  11. Верно или неверно. Коэволюция всегда происходит между особями одного вида.
  12. Объясните, что такое периоды «прерывистого» и «равновесного» в «прерывистом равновесии».

Узнать больше

На нашей планете существует головокружительное разнообразие видов. Из генетических данных мы знаем, что все эти виды произошли от одного древнего предка.Но как один вид разделяется на множество? Через эволюционный процесс видообразования. Это видео иллюстрирует процесс видообразования у птиц, чтобы помочь вам понять основы биоразнообразия Земли:

Макроэволюция — определение, примеры и тест

Макроэволюция Определение

Макроэволюция относится к концепции крупномасштабной эволюции, которая происходит на уровне видов и выше.

Макроэволюция может использоваться для описания различий между двумя близкородственными, но разными видами, такими как азиатский слон и африканский слон, которые не могут спариваться из-за барьеров, налагаемых репродуктивной изоляцией .Это процесс спецификации , который может управляться рядом различных механизмов. Кроме того, макроэволюция может описывать различия между этими организмами, принадлежащими к более крупным кладам организмов, например, к различным таксономическим группам приматов.

Термин макроэволюция может также использоваться для объяснения общего общего предка всех живых организмов, концепции, известной как Универсальное общее происхождение . Это описывает происхождение всех существующих и вымерших форм жизни из одного источника и включает в себя этапы эволюции, такие как происхождение растений, млекопитающих, рептилий, птиц, рыб, нептичьих динозавров и т. Д.

Термин «макроэволюция» часто используется в отличие от внутривидовых генетических изменений, которые относятся к микроэволюции , хотя эти две концепции в основном идентичны, хотя и в разных временных масштабах; каждый из эволюционных механизмов — мутация , поток генов , генетический дрейф и естественный отбор — которые изменяют генофонд популяции посредством микроэволюции, будут накапливаться в течение длительного периода времени, что в конечном итоге приведет к макроэволюции. .В случае Universal Common Decent микроэволюция была движущей силой макроэволюции живых организмов в течение 3,8 миллиарда лет (это 3 800 000 000 лет!).

Хотя макроэволюция может происходить из-за накопления микроэволюционных изменений, случайное событие, которое каким-то образом разделяет популяцию на две разные популяции, также может быть ответственным за формирование новых видов. Это называется аллопатрическим видообразованием . Например, особи в популяции ящериц, которые живут в долине, могут быть разделены потоком вновь образовавшейся реки.Река делает невозможным взаимодействие и размножение особей на каждой стороне. Из-за климата и ландшафта одна сторона долины покрыта пышной зеленой растительностью; другой — жаркий и засушливый. Со временем каждая популяция ящериц адаптируется к условиям на каждой стороне долины. Если взаимодействие между ними и дальше будет ограничиваться, две популяции могут стать настолько разными, что, если бы они смогли воссоединиться, они больше не могли бы размножаться. Две популяции ящериц будут классифицированы как новые виды и увеличатся до мирового биоразнообразия за счет макроэволюции.

Креационисты чаще спорят о фактической легитимности макроэволюции, чем микроэволюции, потому что микроэволюцию можно продемонстрировать в лаборатории, тогда как макроэволюцию нельзя наблюдать в течение жизни человека. Однако есть много способов наблюдать макроэволюцию, используя данные, полученные из окаменелостей, геологии и радиометрического датирования, генетики, а также экологии, морфологии и поведения живых организмов.

Примеры макроэволюции

Эволюция сирен

Сирены — это группа млекопитающих плацентарных млекопитающих, состоящая из ламантинов и дюгоней, а также других вымерших видов.

Также известные как «морские коровы», сирены питаются исключительно морской травой и являются единственными травоядными водными млекопитающими. У них общий предок со слонами и вымершими мамонтами в таксономической группе под названием Tethytheria . Доказательства макроэволюции, которая разделила эти группы животных, исходит из рудиментарных структур внутри их тел.

Во-первых, ласты сирен имеют внутренние костные структуры, которые на гомологичны костной структуре всех других наземных четвероногих (четвероногих животных).Каждый плавник содержит кость плеча; две кости предплечья, кости запястья, кости рук и кости пяти пальцев. На внешних кончиках ласт у сирен есть ногти на ногах, такие же, как у слонов.


На изображении изображен скелет ламантина. На ластах видны гомологичные костные структуры. Как и у всех других наземных млекопитающих, у ламантинов есть пять костей пальцев, хотя у них нет пальцев!

Кроме того, у ламантинов нет задних конечностей, но есть кости таза, которые обычно используются для поддержки задних конечностей у других четвероногих.Поскольку у них нет задних конечностей, у них также нет бедренных костей, но у них есть рудиментарные тазобедренные суставы, где бедренная кость прикрепляется к тазу.

Подтверждая доказательства того, что сирены имеют общего предка с другими Tethytheria и эволюционировали в процессе макроэволюции, на Ямайке был обнаружен окаменевший скелет сирены возрастом 50 миллионов лет. Ископаемое имело черты современного сиренианина — в том числе скелет с прочными костями, который утяжелял его в воде, и ноздри на затылке, позволяя ему дышать на поверхности, — но у него также были четыре хорошо развитые ноги! Несколько других подобных ископаемых скелетов также были обнаружены на задних ногах, хотя и уменьшенных в размерах; настолько уменьшены, что они не смогли бы выдержать вес животного.

Из современных физических свидетельств рудиментарных структур, а также из свидетельств окаменелостей ясно, что сирены имеют общего предка с современными слонами. Первоначально обитавшие на суше животные, предки сирен использовали морской источник пищи в морской среде. Поскольку задние конечности не особо полезны в воде, за миллионы лет они постепенно уменьшались, пока не исчезли полностью, оставив лишь некоторые костлявые напоминания об их наземных предках.


На изображении показан скелет Pezosiren portelli, предковой формы сирен, который имеет полностью сформированные ноги и другие черты современных ламантинов и дюгоней.

Различия в гемоглобине

Доказательства макроэволюции можно увидеть по сходствам и различиям между генетической информацией, хранящейся во всех живых организмах. Генетическая информация, которая определяет характеристики, которые будут отображаться в любом организме, хранится в цепях из нуклеотидных оснований , называемых ДНК.Последовательность нуклеотидов в ДНК используется в качестве кода, дающего точные инструкции для производства аминокислот ; аминокислоты являются «строительными блоками» белков, которые, в свою очередь, строят живые клетки.

Убедительное доказательство теории всеобщего общего происхождения исходит из того факта, что каждый живой организм — за исключением некоторых прокариот , содержащих только РНК, которые отделились от других линий очень рано в эволюционной истории — используют ДНК, состоящую из тех же нуклеотиды, расположенные таким же образом, чтобы кодировать образование аминокислот.Более того, белки всех организмов без исключения состоят из комбинаций одних и тех же 20 аминокислот.

Со временем и во время репликации генетическая информация реплицируется, и происходят небольшие мутации в последовательностях нуклеотидов, в результате чего слегка изменяются цепи ДНК и, таким образом, изменяются последовательности аминокислот и белков.

Из-за этих мутаций можно определить, как два организма связаны друг с другом, основываясь на различиях и сходстве их аминокислот.

Это хорошо демонстрируется последовательностью аминокислот, присутствующих в белке, который присутствует почти у всех животных, гемоглобине. Используемый для транспортировки кислорода по телу, гемоглобин состоит из двух наборов идентичных аминокислотных цепей: одна пара состоит из 141 аминокислоты, а другая — из 146.

По сравнению с аминокислотными последовательностями человека можно посмотрите, как далеко мы отошли от некоторых других организмов, например, по количеству аминокислотных различий в гемоглобине:

  • Гориллы — 1
  • Обезьяны-резусы — 8
  • Мыши — 27
  • Куры — 45
  • Лягушки — 67
  • Миноги — 125

Предки миног отделились от челюстей около 500 миллионов лет назад, а предки людей отделились от горилл около 10 миллионов лет назад.Таким образом, различия и сходства между аминокислотными последовательностями гемоглобина могут поддерживать общее происхождение между видами, а также предоставлять доказательства времен расхождения.

Викторина

1. В чем разница между макроэволюцией и микроэволюцией?
A. Есть больше доказательств микроэволюции
B. Они происходят в разных временных масштабах
C. Макроэволюцию легче измерить
D. Нет разницы

Ответ на вопрос № 1

B правильный. Те же процессы управляют микроэволюцией и макроэволюцией. Однако микроэволюция относится к эволюции внутри популяции, тогда как макроэволюция описывает эволюцию между видами и на других более высоких уровнях.

2. Тот факт, что у ламантинов пять костей пальцев на ластах, показывает:
A. Когда-нибудь у них могут вырасти пальцы
B. Их общие предки — рыбы, и кости пальцев выросли случайно
C. Их ласты превратились в бесполезные
D. У них общий предок с другими пятью пальчатыми млекопитающими

Ответ на вопрос № 2

D правильный. Ламантины и дюгони имеют общего предка с наземными млекопитающими, которые затем адаптировались к морской жизни и претерпели множество физических изменений.

Источники

  • Остин Клайн (2017) Microevolution vs.Макроэволюция: в чем разница? Татьяна Кузнецова . Источник: https://www.oughttco.com/microevolution-vs-macroevolution-249900
  • Минога-кровососущая признана «живым ископаемым» (1996) National Georgraphic . Источник: http://news.nationalgeographic.com/news/2006/10/061025-lampreys_2.html
  • Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) (2014) Национальный исследовательский институт генома человека . Источник: https://www.genome.gov/25520880/
  • Choi, C.В. (2016) Окаменелости проливают новый свет на раскол человека и гориллы. Живая наука . Источник: https://www.livescience.com/53676-human-gorilla-lineages-split-later.html

Макроэволюция: определение, доказательства и примеры

Доказательства

Когда мы применяем макроэволюционный подход к эволюции, мы склонны сосредотачиваться на основных событиях в истории жизни, таких как развитие рептилий, млекопитающих или цветковых растений (и это лишь некоторые из них). Таким образом, наблюдать макроэволюцию непросто.Мы просто не живем достаточно долго.

Нет никаких свидетельств из первых рук о том, когда прибыла первая рептилия или первое млекопитающее. Итак, как мы узнаем, когда произошли эти события? Мы можем реконструировать их, используя доказательства, которые у нас есть: в первую очередь геологические данные, окаменелости и современные организмы. Давайте воспользуемся иллюстрацией ниже вместе с нашими первыми двумя доказательствами (геологическими данными и окаменелостями) для дальнейшего понимания.

Геологическая колонка

Здесь мы видим так называемую геологическую колонку , иллюстрацию, изображающую историю жизни на Земле.Чтобы оценить макроэволюцию, важно помнить, что основные эволюционные механизмы (мутации, миграция, генетический дрейф и естественный отбор) могут привести к серьезным эволюционным изменениям, если дать им достаточно времени. Имея это в виду, давайте обсудим иллюстрацию.

В геологии более старые слои осадочных пород обычно находятся глубже под землей. Это потому, что сначала они были уложены, а затем покрыты дополнительными слоями. Так что чем глубже мы копаем, тем более старые вещи оказываются. Теперь давайте свяжем эту концепцию с окаменелостями.

Предположим, мы прокопали нашу геологическую колонку и обнаружили окаменелость млекопитающего где-то наверху. Предположим также, что ниже этой точки не было никаких других окаменелостей млекопитающих, но были окаменелости рептилий. Что это говорит нам? Он говорит нам, что рептилии появились раньше млекопитающих, потому что окаменелости рептилий были найдены в более старых слоях горных пород.

Как такое могло быть? Как рептилии дали начало млекопитающим? Это отличные вопросы, хотя ответы выходят за рамки этого урока.Однако, когда мы начинаем так думать, мы смотрим на вещи через призму макроэволюции. Помните, что макроэволюция — это эволюция за пределами видового уровня. Это эволюция целых групп (например, млекопитающих или рептилий). И окаменелости — это только начало.

Примеры

Ископаемые останки рассказывают только часть истории. Нам также необходимо взглянуть на живые организмы, которые могут дать нам подсказки о том, что происходило в прошлом. Например, на основании свидетельств окаменелостей мы знаем, что жизнь зародилась в море.Итак, как все живущие на суше организмы сегодня развили руки и ноги? Ответ: у всех нас есть общий предок, который, скорее всего, был (извините, но разочаровываю) рыбой. Сомнительно, говорите вы? Давайте посмотрим на анатомию современных существ.

Строение конечностей четвероногих

Выше мы видим иллюстрацию, показывающую анатомию четвероногих , организмов с четырьмя конечностями. Обратите внимание, как у всех этих существ одинаковый узор костей.Это одна кость (плечевая кость у людей), две кости (локтевая и лучевая), множество крошечных костей (запястные кости) и пальцы. Не имеет значения, смотрим ли мы на людей, летучих мышей, аллигаторов, собак или черепах. Шаблон идентичен. Что еще разделяет этот паттерн? Древняя рыба. И они сохранились в виде окаменелостей в слоях горных пород гораздо глубже (и старше), чем там, где мы находим рептилий, млекопитающих или птиц.

Резюме урока

Макроэволюция относится к эволюции выше уровня вида. Он ориентирован на развитие целых групп.Примером одной такой группы является четвероногих , которые являются животными с четырьмя конечностями. Доказательства макроэволюции получены путем изучения окаменелостей, геологических данных и современных организмов. Это свидетельство можно проиллюстрировать с помощью геологической колонки , которая представляет собой иллюстрацию, изображающую историю жизни на Земле.

Macroevolution

Введение

Макроэволюцию можно определить просто как эволюцию над видами уровень, и его предмет включает в себя происхождение и судьбу основных новинок такие как конечности четвероногих и крылья насекомых, увеличение и уменьшение многовидовых родословные в долгих временных масштабах, а также влияние дрейфа континентов и другие физические процессы на эволюционный процесс.В свое уникальное время В перспективе палеонтология играет центральную роль в этой области: летопись окаменелостей обеспечивает прямое эмпирическое окно в крупномасштабные эволюционные паттернов, и поэтому бесценен как документ макроэволюционного явлений, и как естественная лаборатория для разработки и проверки макроэволюционных гипотезы. Это яркое поле (если оно недостаточно заселено по сравнению с множество материалов и вопросов в своей области), с постоянным потоком статей, книг и симпозиумов, а также растущее взаимодействие с широким кругом диапазон дисциплин от астрофизики до биологии развития.Результат был проведен ряд исследований процессов, которые сформировали основные закономерности эволюции современных и древних организмов.

Истоки

Одна поразительная макроэволюционная модель, возникшая из окаменелостей. запись состоит в том, что основные группы и эволюционные новинки не возникли случайно во времени и пространстве. Кембрийский взрыв в начале палеозойская эра установила практически все основные планы тела, которые видели в современных океанах вместе с рядом вымерших загадочных групп, замечательный эволюционный взрыв, отразившийся во внезапном появлении в окаменелости всех живых морских типов, кроме одного, и многих морские классы.Не менее интригующим является осознание того, что и морфологические дивергенция и производство более высоких таксонов после этого становятся менее плодовитыми. ранний палеозойский импульс, хотя аналогичные эволюционные импульсы также были задокументирован у сосудистых растений с вторжением на сушу, и у наземных насекомые вскоре после этого. Один из основных вопросов касался относительной роли развития (например, изменения в канализации) и экологии (например, экокосмической доступность) в продвижении, а затем и в подавлении этих эволюционных взрывов.

Как в морских, так и в наземных системах вторичные всплески эволюционного новизна, по-видимому, сконцентрирована после массовых вымираний, когда таксономическое и морфологическое расхождение снова подчеркнуто (хотя и не так резко, как в раннем палеозое). Время возникновения этих происшествий поддерживает макроэволюционную гипотезу власти, которая ранние обитатели ресурса или среды обитания могут доминировать до исчезновения или другое возмущение расчищает дорогу другим группам.Все еще неясно могут ли такие механизмы объяснить пространственные закономерности происхождения новинок, таких как преимущественное наземное происхождение высших таксонов в палеозое. и постпалеозойские морские беспозвоночные (и некоторые возможные аналоги в палеозое и постпалеозойские наземные растения) и преимущественно тропическое происхождение многих отрядов морских беспозвоночных и некоторых групп наземных растений.

Механизмы, лежащие в основе происхождения новинок, остаются малоизученными. Взаимодействие с двумя биологическими полями особенно ценно в исследуя эту макроэволюционную проблему, и, несомненно, ускорится в будущее.Филогенетический анализ, включая молекулярные методы, может дать генеалогический контекст для создания новых функций, обеспечивая важные данные о морфологии, экологии и других аспектах вероятных предки или менее производные внешние группы; взамен палеонтология дает данные о возрасте, распространении и признаках вымерших таксонов, которые могут существенно изменить интерпретацию полярностей состояний персонажей и последовательность эволюционных переходов. Биология развития может предоставить понимание на нескольких уровнях.Паттерны развития на уровне организма, например, может помочь объяснить, как относительно небольшие изменения в сроках развития или гетерохронии могут иметь драматические морфологические результаты. На молекулярном уровне знание работы и филогенетического распределения регуляторных генных систем может пролить свет на то, как эти системы генетического контроля, некоторые из них чрезвычайно древние, были изменены или реквизированы для создания новые морфологии. Избранные ссылки: Bengtson 1994, Benton 1987, 1996, DiMichele & Aronson 1992, Donoghue et al.1989 г., Эрвин и др. 1987, 1997, Foote 1996, Jablonski 1993, Jablonski & Bottjer 1990a, b, c, Knoll и другие. 1984, Липпс и синьор, 1992, МакКинни и Макнамара, 1991, Макнамара 1995, Padian et al. 1994, Смит 1994, Вагнер 1995a.

Динамика

Многие макроэволюционные исследования были вызваны осознанием того, что многие виды оказались почти статичными морфологически после своего первого появление в летописи окаменелостей, а не непрерывное развитие. Этот привели к гипотезе прерывистого равновесия, которая придерживается эволюционные изменения происходят скорее в точках ветвления историй видов. чем в течение продолжительности установленных видов.Летопись окаменелостей действительно демонстрируют множество примеров стазиса, но содержат не только примеры пунктуации эквильбрии, но также и прерывистый анагенез (эволюционные истории, состоящие застоя и быстрых изменений без ветвления), постепенный анагенез (постоянный, направленная эволюция без ветвления) и даже постепенное расщепление линий, характеризующих эволюцию в классических учебниках. Еще неясно, распределены ли эти разные эволюционные темпы и режимы неравномерно по таксонам, местообитаниям, регионам или экологическим категориям.

Эти наблюдения подсказали подход к определенным макроэволюционным закономерности, такие как тенденции в морфологии или видовое богатство внутри линий что позволило одновременно функционировать эволюционным процессам на нескольких иерархических уровнях. Таким образом, направление меняется или смещается в количество видов, содержащихся в субкладах более крупных групп, может можно отнести к сортировке между единицами на нескольких разных уровнях, от знакомое тело в пределах популяций до видов или более высоких таксонов внутри клад.Факторы, ускоряющие скорость видообразования в одном сегменте клады, например, может повлиять на долгосрочное развитие этого клады в целом. Различия в скорости видообразования или исчезновения давно были признаны среди и внутри более высоких таксонов (например, аммониты против двустворчатых моллюсков, литоцератид против акантоцератидных аммонитов), но требуется гораздо больше работы на биотические факторы, которые могут вызывать эти различия в скорости. Дальше, отделяя отбор видов в строгом смысле слова от прибывающего или убывающего групп как побочный продукт процессов на индивидуальном уровне зарекомендовал себя в большинстве случаев сложно.В более общем плане, эмпирические исследования и количественные теории далеко отстали от качественных теоретических аргументов в эта зона.

Как и в происхождении новинок, филогенетическая информация может быть чрезвычайно ценный для анализа макроэволюционной динамики: многие макроэволюционные гипотезы могут быть сформулированы в терминах прогнозов филогенеза, например о повторяющейся ассоциации отдельных персонажей с изменениями в эволюционной скорость или топология эволюционного дерева, или вариация в ветвях длины в разных частях эволюционного древа.Филогенетические методы которые учитывают как сильные, так и слабые стороны палеонтологических данные разрабатываются и обсуждаются; это взаимодействие с систематическим биология будет по-прежнему важна не только для палеобиологических исследований, но в качестве основы для проверки гипотез о молекулярной эволюции, в том числе постоянство или вариация показателей среди групп и во времени (что может оцениваться непосредственно для групп с точным филогенезом и богатым ископаемым записывать).

Относительная роль физических и биотических факторов в формировании макроэволюционного закономерности также остаются предметом горячих споров и, безусловно, варьируются в зависимости от таксона, времени, и места.С биотической стороны, различия в нормах среди более высоких таксонов подразумевают роль таких неотъемлемых биологических факторов, как генетическая популяционная структура или собственные темпы роста; мезозойская морская революция и другие очевидные эскалация интенсивности хищничества и защиты потенциальной жертвы предполагают, что диффузные взаимодействия между многими разнородными таксонами могут иметь долгосрочные последствия; и эффекты занимаемой должности, о которых говорилось выше, свидетельствуют о том, что как минимум превентивный способ конкурентного взаимодействия над макроэволюционным сроки.С физической стороны изменения климата, географии и, возможно, химический состав атмосферы или океана оказывает решающее влияние на некоторые случаи и многие биотические замены, которые, как считалось ранее, отражают конкурентные взаимодействия теперь, похоже, были опосредованы массовым исчезновением (например, замена динозавров млекопитающими в конце мезозоя Эра). По-прежнему остается проблематичным вопрос пространственного и временного масштаба: теоретические ожидания от экологических теорий конкуренции и хищника-жертвы взаимодействия трудно осмысленно экстраполировать на макроэволюционные шкалы, так что новые ожидания настроены на динамику клад более миллионов лет нужно развивать.

Роль вымирания, особенно массовых вымираний, была основная область исследований. Ускоряют ли пики вымирания процессы? приводить в движение время менее интенсивной текучести кадров или играть более особенную роль в эволюционном процессе — область активных исследований, и Роль событий вымирания может варьироваться в зависимости от их величины и времени. Некоторые утверждали, что массовые вымирания, по-видимому, разрушают господство нынешних группы и открывают возможности для диверсификации и эволюционных новшеств, что может помочь объяснить, как такие события могут иметь такие драматические эволюционные эффекты, несмотря на то, что на них приходится лишь небольшая часть общего вымирания это произошло за последние полмиллиарда лет.Требуется дополнительная работа по избирательности во время массовых вымираний, особенно сравнительные подходы среди вымираний разной интенсивности. Такие исследования также могут важны для понимания и, вполне возможно, предсказания исчезновения и модели восстановления в современной биоте в результате антропогенного воздействия на окружающую среду. возмущения увеличиваются в объеме и серьезности.

История многоклеточной жизни характеризовалась стабильной, если слабо связанные, экологические / эволюционные ассоциации на нескольких уровнях, от сообществ и типов сообществ до трех эволюционных фаун Фанерозойские океаны.У морских эволюционных фаун есть интересные параллели на суше, в четырех эволюционных флор среди сосудистых растений и три эволюционные фауны четвероногих позвоночных. В каждом случае основные фауны / флоры, по-видимому, имеют свои собственные характерные доминирующие таксоны, уровни разнообразия (постепенное увеличение) и, по крайней мере, в морской фауне характерные темпы возникновения и исчезновения для этих доминирующих таксонов (уменьшающихся, в свою очередь, среди эволюционных фаун — что может помочь объяснить совпадающее долгосрочное эволюционное поведение составляющих их таксонов).Все еще неясно, что именно поддерживает очевидное экологическое разделение морских фаун на протяжении большей части фанерозоя, происходит ли аналогичное экологическое (или широтное) разделение в земные эквиваленты, а также степень смешения и разбавления среди фауны или флоры в их истории. Проблема биотического взаимодействия и экологическая шкала снова возникает при рассмотрении характерного разнообразия уровни: почему, например, морское разнообразие на уровне семьи должно удерживаться стабильна на протяжении большей части палеозоя, несмотря на значительный оборот (один из возможных последствия — достижение глобального равновесия, перезагрузка или, возможно, никогда даже не достигались в постпалеозойские времена), и в какой степени последовательные более высокие уровни характеристического разнообразия, относящиеся к физическому по сравнению с биологическим контролем? Избранные ссылки: Clyde & Fisher 1997, Эрвин и Ансти 1995, Гулд и Элдридж 1993, Грэнтэм 1995, Хитчин И Бентон, 1997, Яблонски, 1986, 1995, Яблонски, Сепкоски, 1996, МакШи 1994, Норрелл и Новачек 1992, Пацковски 1995, Сепкоски 1992, 1996, 1997, Валентин 1990, Вермей 1987, 1994, Вагнер 1996.

Методологии

Макроэволюционное исследование извлекло пользу из постоянного вливания количественных методы из многих других областей, из начальной загрузки и статистики временных рядов к расширению анализа выживаемости и разреженности, а также создание новых подходов к морфометрии, филогенетике и теория выборки. Эти количественные инструменты значительно расширят сферу применения и глубина макроэволюционных вопросов, затронутых в летописи окаменелостей, как и растущий массив компьютеризированных баз данных, которые, как отмечалось выше должен начать включать более широкий спектр информации, такой как населенные пункты и окружающая среда (см. отчет по базам данных).

Математические модели также использовались хорошо. Наиболее широко изученные на сегодняшний день методы являются моделями таксономической диверсификации, в котором динамика клад или целых фаун моделируется с помощью простых уравнения для изучения эффектов вариаций вымирания, происхождения, и сильные стороны взаимодействия между группами и внутри них. Новая работа по морфологическому диверсификация и ее относительное соответствие или несоответствие таксономическим шаблоны показывают многообещающие. Модели индивидуальных форм тела, например, у Раупа. классические работы с раковинами моллюсков, которым в последнее время уделяется меньше внимания, но способность генерировать теоретическое морфопространство на основе нескольких генеративных параметров, а затем исследовать занятие этого морфопространства живыми и ископаемых организмов, остается макроэволюционным путем с большим потенциалом.Во всех этих подходах к моделированию цель заключалась не просто в сокращении сложные макроэволюционные модели в несколько простых поясняющих уравнений, но для лучшего понимания того, как конкретные изменения в каждой переменной в в свою очередь, будет формировать макроэволюционные явления и определять исходную ожиданий случайного поведения, против которого модели летопись окаменелостей можно сравнить (например, долгосрочные тенденции в морфологии или таксономическое разнообразие).

Конечным источником практически всех этих данных являются горные породы и отложения. летописи окаменелостей и количественной оценки потенциальных ошибок представляет собой важную, расширяющуюся область макроэволюции.Тафономический этюды, от актуалистической оценки верности локальных ансамблей к количественной оценке мегабиасов доступной площади обнажения и стратиграфических анализ пробелов, начали предоставлять с учетом таксона, окружающей среды и времени оценки природы палеонтологических данных — и по большей части, новости хороши относительно достоверности палеонтологических данных. Методы для установление статистических доверительных интервалов для таких переменных, как стратиграфические ареалы, продолжительность таксона, уровни разнообразия и интенсивность вымирания все разрабатываются или уточняются, хотя множество ситуаций выборки представленная стратиграфической летописью требует дальнейших исследований, прежде чем общие методы полностью доступны.Даже сейчас эти подходы позволяют следователь, чтобы придерживаться более строгого курса между пораженческими взглядами, что летопись окаменелостей слишком неполна и необъективна, чтобы давать надежные выводы, и буквалист, что летопись окаменелостей должна быть строго за чистую монету, независимо от его теоретических недостатков или предубеждений. Выбрано Ссылки: Benton & Hitchin 1996, Donovan & Paul в печати, Foote 1996a, b, Гилинский и Синьор 1991, Кидвелл и Флесса 1995, Маршалл 1997, Вагнер 1995b.

Перспективы и потребности

Макроэволюция — это междисциплинарная область, поэтому одна важная цель заключается в усилении взаимообмена с другими разделами палеонтологии — систематикой, биостратиграфия и палеоэкология, например, могут иметь решающее значение для развития строгие наборы данных для мароэволюционного исследования. Взаимодействие с другими областями геологии, такой как стратиграфия и геохимия, также важны, обеспечивая временные рамки и бесценная информация об окружающей среде — и, возможно, даже вынуждающие факторы — макроэволюционных моделей.Электронные базы данных будут играть важную роль, но цели должны расширяться. за пределами синоптических таксономических баз данных, которые преобладали в этой области, включать морфологическую, экологическую, филогенетическую и биогеографическую информацию; сбор и стандартизация таких данных будет серьезной проблемой во многих экземпляры.

Обмен с биологическими науками, вероятно, постоянный высокая; это было полезно в обоих направлениях, и его следует поощрять. Филогенетика и биология развития уже упоминались как вознаграждающие способы взаимодействия.Потенциал взаимодействия с экологией замечательно, но необходимо тщательно рассмотреть сильные стороны и ограничения летописи окаменелостей во временном и пространственном масштабе. Экологи и микроэволюционисты начинают осознавать важность событий в более крупных временных масштабах, чем от десятилетий до столетий, которые являются их обычными границ, и необходимы новые усилия как со стороны неонтологической, так и палеонтологической стороны, чтобы выйти за рамки простой экстраполяции экологических явлений в макроэволюционные временные шкалы (предположительно см. палеоэкологический отчет).

Помимо постоянного, здорового обмена с родственными областями в геологии и биологии, необходима большая интеграция внутри самой макроэволюции. Таксономический / филогенетический подходы и морфологические подходы необходимо более полно увязать, хотя это начало. У каждого подхода есть свои сильные стороны, и он может быть лучше подходит к конкретному набору макроэволюционных проблем, но ни одна из них не «ближе» эволюционному процессу, потому что понимание эволюционного процесса на любом иерархическом уровне требует знания генеалогии и сортировки динамики, с одной стороны, и фенотипов, которые взаимодействуют с с другой стороны, физическая и биотическая среда.Перекрестные сравнения между разными подходы к реконструкции эволюционной истории, например морфология- или филогении, основанной на молекулах, в сравнении со стратиграфическим распределением, будет значение be также продолжает расти, и это должно помочь произвести больше строгий подход к историческому анализу, в котором методы приспособлены к сильные и слабые стороны исследуемой системы. Наконец, как бы можно ожидать в молодой науке (по крайней мере, в ее нынешнем воплощении), эмпирических анализы имели тенденцию отставать от теории.За некоторыми исключениями относительно доступно несколько подробных исследований по любой конкретной проблеме; это по крайней мере отчасти из-за трудоемкости макроэволюционных исследований, которые обязательно должны охватывать значительные периоды времени, многочисленные таксоны и / или многие признаки. Поскольку гипотезы формулируются в более конкретных и строгие условия, и как методы оценки и даже исключения выборка и другие предубеждения становятся все более доступными, этот дисбаланс должны быть исправлены, и богатый баланс данных и теории сохранится для информирования исследований крупномасштабных закономерностей эволюции.

Список литературы

Бенгтсон, С. (ред.). 1994. Ранняя жизнь на Земле. Издательство Колумбийского университета, Нью-Йорк. Бентон, М.Дж. 1987. Прогресс и конкуренция в макроэволюции. Биологические обзоры, 62, 305-338.

Бентон, М.Дж. 1996. О непревзойденности конкурентной замены в эволюция четвероногих. В: Яблонски Д., Эрвин Д. Х. и Липпс. Дж. Х. (ред.). Эволюционная палеобиология. Издательство Чикагского университета, 185–210.

Бентон, М.Дж.И Хитчин Р. 1996. Проверка качества окаменелости. запись по группам и по основным местообитаниям. Hist. Биол., 12, 111-157.

Клайд, W.C. И Фишер, Д. С. 1997. Сравнение соответствия стратиграфических морфологические данные в филогенетическом анализе. Палеобиология. 23, 1-19.

DiMichele, W.A. & Aronson, R. B. 1992. Pennsylvanian-Permian вегетативный переход: наземный аналог берегового и морского побережья. гипотеза. Эволюция. 46, 807-824.

Донохью, М.Дж., Дойл, Дж. А., Готье, Дж., Клюге, А. Г. и Роу, Т. 1989. Значение окаменелостей в реконструкции филогении. Аня. Ред. Ecol. Syst., 20, 431-460.

Донован, С.К. И Пол, С. Р. С. (ред.). под давлением. Адекватность Летопись окаменелостей. Чичестер: Вайли.

Эрвин Д. Х. и Энсти Р. Л. 1995. Видообразование в летописи окаменелостей. В: D.H. Erwin & Anstey, R.L. (ред.). Новые подходы к видообразованию в летописи окаменелостей. Издательство Колумбийского университета, 11-38, Нью-Йорк.

Эрвин, Д.Х., Валентин, Дж. У. и Сепкоски, младший, Дж. Дж. 1987. Сравнительный анализ. изучение событий диверсификации: ранний палеозой в сравнении с мезозоем. Эволюция, 41, 1177–1186.

Эрвин Д.Х., Валентин Дж. У. и Яблонски Д. 1997. Происхождение планы тела животных. Являюсь. Sci., 85, 126-137.

Фут, М. 1996a. Модели морфологической диверсификации. В: Д. Яблонски, Эрвин Д. Х. и Липпс Дж. Х. (ред.). Эволюционная палеобиология. Университет of Chicago Press, 62-86.

Фут, М. 1996. Перспектива: эволюционные закономерности в летописи окаменелостей. Эволюция, 50, 1-11.

Гилинский, Н.Л. И Синьор П. В. 1991. Аналитическая палеобиология. Палеонтологический Общество, Краткие курсы палеонтологии 4.

Gould, S.J. & Eldredge, N. 1993. Прерывистое равновесие возникает из возраст. Nature, 366, 223-227.

Grantham, T.A. 1995. Иерархические подходы к макроэволюции: Недавние. работа над селекцией видов и «гипотезой эффекта». Аня.Rev. Ecol. Систем., 26, 301-321.

Хитчин, Р. и Бентон, М. Дж. 1997. Соответствие между экономичностью и стратиграфия: Сравнение трех показателей. Палеобиология, 23, 20-31.

Яблонски Д., 1986. Экология личинок и макроэволюция морских беспозвоночных. Бык. Mar. Sci., 39, 565-587.

Яблонски Д. 1993. Тропики как источник эволюционной новизны: Постпалеозойская летопись окаменелостей морских беспозвоночных. Природы, 364, г. 142-144.

Яблонски, Д.1995. Вымирание в летописи окаменелостей. В: R.M. Май & Лоутон, Дж. Х. (ред.). Темпы вымирания. Oxford University Press, 25–44, Оксфорд.

Яблонски Д. и Боттьер Д. Дж. 1990. Тенденции на суше и шельфе в эволюция морских беспозвоночных. В: R.M. Росс и Олмон, У. Д. (ред.). Причины эволюции: палеонтологическая перспектива. Чикагский университет Пресс, 21-75.

Яблонски Д. и Боттьер Д. Дж. 1990. Экология эволюционного инновации: летопись окаменелостей. В: М.Х. Нитецкий (ред.). Эволюционные инновации. Издательство Чикагского университета, 253-288.

Яблонски Д. и Боттьер Д. Дж. 1990. Происхождение и диверсификация основных групп: модели окружающей среды и макроэволюционные запаздывания. В: Тейлор П. Д. и Ларвуд Г. П. (ред.). Основные эволюционные излучения. Clarendon Press, 17-57, Оксфорд.

Яблонски Д. и Сепкоски мл., Дж. Дж. 1996. Палеобиология, сообщество экология и масштабы экологической закономерности. Экология, 77, 1367-1378.

Кидвелл, С.М. и Флесса, К. В. 1995. Качество летописи окаменелостей: Популяции, виды и сообщества. Аня. Rev. Ecol.Syst., 26, 269-299.

Нолл А.Х., Никлас К.Дж., Гензель П.Г. и Тиффни Б.Х. 1984. Диверсификация характера и закономерности эволюции ранних сосудистых растений. Палеобиология, 10, 34-47.

Labandeira, C.C. И Сепкоски младший, Дж. Дж. 1993. Разнообразие насекомых в летопись окаменелостей. Science, 261, 310-315.

Lipps, J.H. И Синьор, П. У. (ред.). 1992. Происхождение и ранняя эволюция. Metazoa. Пленум, Нью-Йорк.

Маршалл, К.Р. 1997. Доверительные интервалы на стратиграфических диапазонах с неслучайное распределение ископаемых горизонтов. Палеобиология 23, 165-173.

McKinney, M.L. И Макнамара, К. Дж. 1991. Гетерохрония: эволюция. онтогенеза. Пленум, Нью-Йорк.

Макнамара, К.Дж. (ред.). 1990. Эволюционные тенденции. Университет Аризоны Press, Тусон.

Макнамара, К.Дж. (ред.). 1995. Эволюционные изменения и гетерохрония.Чичестер: Вайли. МакШи, Д.В. 1994. Механизмы крупномасштабных эволюционных тенденций. Evolution, 48, 1747-1763.

Норрелл М.А. и Новачек М.Дж. 1992. Летопись окаменелостей и эволюция: Сравнение кладистических и палеонтологических свидетельств истории позвоночных. Science, 255, 1690-1693.

Падиан К., Линдберг Д. Р. и Полли П. Д. 1994. Кладистика и летопись окаменелостей: использование истории. Аня. Преподобный «Планета Земля». Наук, 22, г. 63-91.

Пацковский М.Е. 1995. Иерархическая ветвящаяся модель эволюционного излучения.Палеобиология, 21, 440-461.

Сепкоски, J.J. Jr. 1992. Филогенетические и экологические закономерности в фанерозое. история морского биоразнообразия. В: Н. Элдридж (ред.). Систематика, экология и кризис биоразнообразия. Издательство Колумбийского университета, 77-100, Нью-Йорк.

Сепкоски, J.J. Мл. 1996. Конкуренция в макроэволюции: двойной клин. пересмотрел. В: Д. Яблонски, Эрвин, Д. Х. и Липпс, Дж. Х. (ред.), Evolutionary Палеобиология. Издательство Чикагского университета, 211-255.

Сепкоски, Дж.J., Jr. в печати. Биоразнообразие: прошлое, настоящее и будущее. J. Paleontol.

Смит, А. 1994. Систематика и летопись окаменелостей. Блэквелл, Оксфорд

Валентайн, J.W. 1990. Макроэволюция формы клады. В: R.M. Росс И Олмон, В. Д. (ред.). Причины эволюции: палеонтологическая перспектива. Издательство Чикагского университета, 128–150.

Vermeij, G.J. 1987. Эволюция и эскалация. Издательство Принстонского университета.

Vermeij, G.J. 1994. Эволюционное взаимодействие между видами: Выбор, эскалация и коэволюция.Аня. Rev. Ecol. Syst., 25, 219-236.

Wagner, P.J. 1995a. Проверка гипотез эволюционных ограничений с помощью раннепалеозойские брюхоногие моллюски. Палеобиология, 21, 248-272.

Wagner, P.J. 1995b. Стратиграфические проверки кладистических гипотез. Палеобиология. 21, 153–178.

Wagner, P.J. 1996. Противопоставление основных моделей активных тенденций. в морфологической эволюции. Эволюция, 50, 990-1007.

Делегаты макроэволюции

Проф.Дэвид Яблонски — координатор темы
Чикагский университет
Кафедра геофизических наук
5734 S. Ellis Avenue
Чикаго, Иллинойс 60637 США
[email protected]
312-702-9505 (ФАКС)
312-702-8163 (ТЕЛЕФОН)

Проф. Майкл Дж. Бентон
Кафедра геологии, Бристольский университет
Мемориальное здание Уиллс, Квинс-роуд
Бристоль BS8 1RJ, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ
[email protected]
44-272-253385 (ФАКС)
44-272-3037722 (ТЕЛЕФОН)
44-272-303030

Проф.Роберт А. Гастальдо
Обернский университет
Кафедра геологии
210 Петри Холл
Auburn, AL 36849-3501 США
[email protected]
334-844-4486 (ФАКС)
334-855-4885 (ТЕЛЕФОН)

Доктор Чарльз Маршалл
Департамент наук о Земле и космосе
Калифорнийский университет
Лос-Анджелес, Калифорния -1567
[email protected]

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *