Чарльз Дарвин доказал, что процесс эволюции органического мира совершается непрерывно и имеет приспособительный характер. В целом этот процесс приводит к общему повышению организации живых существ, но вместе с тем он идет дивергентно. Вопрос о направлениях эволюционного процесса был разработан выдающимися отечественными учеными А.Н. Северцовым и И.И. Шмальгаузеном.

Следует отметить три главных направления эволюции: ароморфоз, идиоадаптацию и дегенерацию.

Первое направление - ароморфоз, или морфофизиологический прогресс. Ароморфозами называют приспособительные изменения, поднимающие организмы на более высокий уровень организации, имеющие универсальное значение и сохраняющие свою полезность при переходе в новую среду.

На ранних этапах развития органического мира выделяют три крупных ароморфоза - возникновение:

1) полового процесса,

2) фотосинтеза и

3) многоклеточных организмов.

Объясните, в чем состоял ароморфозный характер каждого из этих изменений в развитии органического мира.

Важные ароморфозы у растений положили начало новому этапу в развитии всего органического мира - приспособлению к жизни на суше, в новой, во многом более сложной и широкой среде, чем водная. Достаточно вспомнить, какие глубокие изменения в строении и функциях по сравнению с водорослями произошли у псилофитов, чтобы понять значение этих ароморфозов в эволюции. Позднее крупным ароморфозом в развитии растительного мира был переход от размножения спорами к размножению семенами.

В животном мире следует отметить крупные ароморфозы у плоских червей, повлиявшие на всю дальнейшую эволюцию животных, - развитие трехслойности и двусторонней симметрии. Кроме эктодермы и энтодермы, у них возник третий зародышевый слой - мезодерма. В процессе дальнейшей эволюции животных из этого слоя развились стенки кишечника, кровеносная система, мышцы, соединительная ткань, органы размножения, а у позвоночных и скелет.

Двусторонняя симметрия тела привела к разделению тела на передний и задний концы, брюшную и спинную стороны. Разделение функций повысило подвижность, способность захватывать добычу. Считают, что уже у плоских червей наметился выход на сушу - в новую среду. Этот факт подчеркивает значение ароморфозов.

У позвоночных животных палеозойской эры можно проследить ряд ароморфозов. Из них отметим возникновение челюстей у панцирных рыб, легочного способа дыхания и строение плавников у кистеперых рыб. Позднее крупными ароморфозами в развитии позвоночных было появление внутреннего оплодотворения и формирование ряда оболочек яйца, защищающих зародыш от высыхания, усложнение в строении сердца и легких, ороговение кожных покровов. Эти глубокие изменения привели к возникновению класса пресмыкающихся.

Крупные систематические группы - типы, классы и некоторые отряды - произошли путем ароморфозов.

Второе направление - идиоадаптация. Идиоадаптациями называют частные приспособительные изменения, полезные в определенных местных условиях среды, возникшие без повышения общего уровня организации.

Рассмотрим это на примере истории класса земноводных. В засушливые и жаркие периоды палеозойской эры у какой-то части класса в процессе естественного отбора выработались частные приспособления к определенным и ограниченным местообитаниям. Никакого повышения уровня организации у земноводных при этом не произошло, и они сохранили все признаки класса земноводных. Современные амфибии - лягушки, тритоны - хорошо приспособлены к условиям существования в мелких водоемах и сильно увлажненных местах суш.

Защитная окраска дает хороший пример приспособления животных к определенным условиям существования, не связанного с повышением организации.

Примерами идиоадаптации у растений могут служить многообразные тонкие частные приспособления цветка к перекрестному опылению ветром, насекомыми, птицами, млекопитающими (некоторыми летучими мышами), приспособления плодов и семян к рассеиванию, приспособления листьев к уменьшению испарения.

Большинство отрядов и более мелких групп возникло на пути развития частных приспособлений без повышения общей организации.

Третье направление - дегенерация. Дегенерацией называют упрощение организации, связанное с переходом организма к таким взаимоотношениям со средой, при которых он избавляется от острого биологического состязания с другими живыми существами. Но этот переход приводит к регрессу и утрате целого ряда органов, выпавших из-под контроля естественного отбора, как не имеющих жизненно важного значения. Дегенерация часто связана с переходом к сидячему или паразитическому образу жизни. У взрослой асцидии (тип хордовых), ведущей прикрепленный образ жизни, отсутствуют кровеносная и нервная системы и хорда. Ярким примером дегенерации могут служить паразитические черви. Паразитирующая на клевере, хмеле и других растениях повилика лишена главного органа - листа, а вместо корней у нее образуются на стебле присоски, которыми она высасывает питательные вещества из растения-хозяина.

Соотношения различных направлений эволюции. Ароморфозы наблюдаются в эволюции различных групп животных и растений значительно реже, чем идиоадаптации, но они обозначают новые этапы в развитии органического мира.

Новая высшая группа возникает на пути ароморфозов, при этом большей частью проникает в новую среду обитания. В условиях новой среды эта группа претерпевает изменения: одни из них приводят к новым ароморфозам, другие - к идиоадаптациям.

Предпосылкой к новым ароморфозам служит общая примитивная (неспециализированная) организация тела, связанная обыкновенно со способностью органов к выполнению нескольких функций. Примером общей примитивной организации могут быть среди растений псилофиты, среди животных - стегоцефалы и другие переходные формы от низших к высшим систематическим группам. В качестве примера многофункциональности органов можно привести конечность кистеперой рыбы. Многофункциональность органов сохраняется у многих животных и по настоящее время. У большинства наземных млекопитающих конечности выполняют две функции: хождения - главную и плавания - побочную.

Каждый ароморфоз открывает возможности для идиоадаптации, которые и обеспечивают более полное обживание среды путем захвата в ней различных местообитаний без повышения уровня организации.

В случаях упрощения взаимоотношений организмов со средой происходит общая дегенерация.

Горизонтальные плоскости на схеме изображают различные уровни организации. Чем выше уровень организации, тем выше изображена соответствующая ему плоскость. Восходящие ленты обозначают пути ароморфо-0 зов; лента к сниженной плоскости выражает путь регресса - дегенерации. Линии, соединяющие точки на каждой плоскости, показывают дивергентный ход эволюционного процесса, в результате чего возникают идиоадаптации.

Прогресс и регресс в органическом мире. Развитие живой природы, начиная с первичных организмов, шло по восходящей линии, от низшего к высшему, от простого к сложному, т.е. по пути прогресса. Однако понятие о прогрессе в органическом мире не означает, что историческое развитие происходило только по восходящей линии. Оно осуществлялось сложными и разнообразными путями. Прогресс в общей организации всегда оказывался связанным с регрессом - недоразвитием отдельных органов или частей тела. Палеонтологический ряд лошади (стр.69) свидетельствует о прогрессивном развитии этого животного, однако связанном с рудиментацией пальцев, кроме среднего, ключиц и специализации зубов.