что такое катагенез в биологии
Катагенез
Катагене́з (от др.-греч. κατα- — приставка, обозначающая движение вниз и γένεσις — развитие) — эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации.
Биологическое процветание достигается и упрощением организации. Упрощение организации — морфологический регресс — ведет к исчезновению органов активной жизни и носит название дегенерации. Общая дегенерация как путь биологического прогресса наблюдается у многих форм и связана главным образом с переходом к паразитическому или сидячему образу жизни. Виды, перешедшие к паразитизму, резко отличаются от свободноживущих видов. У растений-паразитов атрофируются корни, листья. Нередко утрачивается способность к фотосинтезу, и такое растение целиком существует за счет хозяина. У животных, например ленточных червей, редуцируются органы чувств, пищеварительная система, упрощается строение нервной системы. Взамен у них развиваются различные частные приспособления — присоски, прицепки, способствующие удержанию в кишечнике хозяина. Наиболее прогрессивного развития у паразитов достигает половая система. Плодовитость паразитов чрезвычайно велика. Бычий цепень, паразитирующий в кишечнике человека, за свою жизнь (18-20 лет) производит около 11 млрд. яиц. Защищенность телом хозяина и высокая плодовитость обеспечивают их широкое распространение и биологическое процветание.
Переход к сидячему образу жизни и пассивному питанию (например, асцидия) сопровождается упрощением организации и устранением от конкуренции с другими видами, что также ведет к сохранению вида.
Литература
Катагенез, или общая дегенерация – это процесс снижения общего уровня организации.
В результате катагенеза формируются катаморфозы и гипоморфозы.
а) Катаморфозы – это примитивные признаки, которые появляются при утрате прогрессивных признаков в ходе онтогенеза. Примером могут служить паразитические и сидячие формы, которые на личиночных стадиях ведут активный образ жизни (например, личинки асцидий имеют все черты хордовых, а у взрослых асцидий редуцируется хорда, от нервной трубки остается лишь нервный ганглий без внутренней полости, кровеносная система незамкнутая).
б) Гипоморфозы – это примитивные признаки, которые появляются из-за недоразвития органов, из-за остановки развития на ранних этапах онтогенеза. Гипоморфозы широко распространены у Хвостатых земноводных: у многих видов пожизненно сохраняется жаберное дыхание, а у некоторых видов жабры утрачиваются, но легкие не формируются.
Катаморфозы и гипоморфозы часто наблюдаются у паразитов. Например, утрата дыхательных ферментов у взрослой аскариды – катаморфоз (личинки аскарид – аэробы), а отсутствие пищеварительной системы и недоразвитие нервной системы у ленточных червей – гипоморфоз (по сравнению с сосальщиками). При этом у паразитических червей появляются признаки узкой специализации – теломорфозы. Например, существуют человеческая, свиная, лошадиная аскариды, бычий и свиной цепни. У ленточных червей появляется специфический отдел тела – сколекс, а также стадия финны, которая может служить для бесполого размножения (особенно у эхинококка). Кроме того, для паразитов характерны гиперморфозы: общий гигантизм (паразиты значительно крупнее свободноживущих родственных форм) и переразвитие отдельных систем органов (например, половой системы у цепней).
Неотения. Педоморфозы. Фетализация.
У многих организмов наблюдается утрата взрослого состояния. Это явление называется педоморфоз (точнее, педогенез). Например, у некоторых хвостатых амфибий (протеи, сирены), взрослые стадии онтогенеза полностью утрачены. С педоморфозами тесно связано явление неотении – способности к размножению на ранних (личиночных) стадиях онтогенеза за счет раннего развития половых желез. Например, аксолотли – это неотенические личинки саламандр-амбистом, которые при неблагоприятных внешних условиях, таких, как засуха, остаются в водоемах, не проходят метаморфоз, но приобретают полностью развитые органы половой системы, что позволяет им размножаться, оставаясь личинками по состоянию большинства систем организма.
Возможна и обратная ситуация – сохранение во взрослом состоянии отдельных признаков (тканей, органов, систем органов), характерных для более ранних стадий онтогенеза; это явление называется фетализация. Примером фетализации служит сохранение в скелете взрослых земноводных больших количеств хрящевой ткани, характерной для эмбрионального состояния. В то же время, большинство тканей, органов и систем органов у земноводных развивается нормально, т.е. не происходит существенного нарушения интегрированных процессов онтогенеза.
Педоморфоз и фетализация позволяют избавиться от специализированного состояния признаков взрослых стадий, «подставляя» под действие естественного отбора ювенильные, зародышевые, личиночные признаки – обычно более пластичные, более универсальные, чем соответствующие особенности взрослого организма. Неотения и педоморфоз возможны только у тех групп организмов, жизненный цикл которых включает свободноживущие личиночные стадии, строение и образ жизни которых существенно отличаются от таковых взрослых организмов (или же, как у растений, первоначально существуют два чередующихся поколения – гаметофит и спорофит, одно из которых может быть редуцировано путем педоморфоза).
В некоторых случаях педоморфозы и фетализация приводят к образованию крупных таксонов. Например, можно считать доказанным происхождение аппендикулярий – группы свободноплавающих морских животных, выделяемой в отдельный класс в составе подтипа оболочников – от асцидиеподобных предков (которые вели прикрепленную жизнь на морском дне) путем педоморфоза. Согласно А. Л. Тахтаджяну, процессы неотенизации и педоморфоза сыграли значительную роль в происхождении многих высших таксонов сосудистых растений, например путем педоморфоза произошла редукция гаметофита у цветковых.
Катагенез: описание, примеры
Эволюция идет различными путями. Это показало изучение филогенеза животного мира. Одно из направлений эволюции – это биологический прогресс. Как отличить прогресс от регресса? И всегда ли регресс ведет к сокращению численности вида?
Биологический прогресс в эволюции
Признаками биологического прогресса вида являются:
Если осуществляется хотя бы один из вышеперечисленных пунктов, то можно говорить о наличии биологического прогресса.
Что такое катагенез
Примеры катагенеза у растений
Морфофизиологический регресс не сильно распространен среди продуцентов. Катагенез у растений почти всегда связан с паразитическим образом жизни. И как раз часто исчезает самый главный признак растения – пигмент, осуществляющий фотосинтез – хлорофилл, поскольку растение приспособляется получать готовые органические вещества.
В огородах, по обочинам дорог распространено растение-паразит повилика. У повилики нет листьев и корней. Лишь стебель, а на нем присоски. Ими паразит внедряется в другое растение и питается готовыми веществами, то есть соком хозяина.
Заразиха – паразит, срастающийся с хозяином у основания стебля. Вместо настоящих листьев – мелкие чешуйки, расположенные по спирали. Редукция листьев – это катагенез. Присосок у данного вида нет, так как срастается сосудами стебля. Нет корней. Очень мало хлорофилла, поэтому окраска не зеленая, а красная, желтая или сизая. Паразитирует на бобовых, подсолнечнике, чабреце, полыни.
Примеры катагенеза у животных
Катагенез сидячих форм
Асцидии – самый известный пример катагенеза среди сидячих животных. У личинок асцидий имеются все черты хордовых. Это доказывает, что предками данного вида являются позвоночные животные. Однако взрослые асцидии утратили хорду. Нет у них нервной трубки, лишь ганглий без полости, иннервирующий огромную глотку, служащую для фильтрации воды.
Гипогенез животных
Гипогенез – это катагенез тоже. Возникает при обитании организма в упрощенных условиях всю жизнь. Например, сирены – амфибии, никогда не выходящие из водной среды. Им не нужны легкие, следовательно, те редуцировались. Всю жизнь дышат жабрами, глаза недоразвиты, имеют меньшее число пальцев на конечностях. Этот пример демонстрирует упрощение строения в течение всего онтогенеза.
Катагенез паразитических форм
Ленточные черви – еще один яркий пример катагенеза. Паразитический образ жизни привел к полному исчезновению пищеварительного тракта. Пищу черви всасывают всей поверхностью тела, потому что обитают в питательной среде. Они выработали данную способность питания: тегумент имеет многослойное строение с целью осуществления функции всасывания. Нет у ленточных червей органов зрения, слуха, обоняния. Имеются лишь хеморецепторы и чувствительные клетки, которые большей частью расположены на сколексе. Нервная система слабо развита. Зато необыкновенно развилась половая система. Она имеется в каждом членике и к тому же занимает почти всю его площадь. Более того, ленточные черви – гермафродиты. Так черви поддержали биологический прогресс вида, вырабатывая миллионы яиц в год (бычий цепень продуцирует около 600 миллионов яиц в год).
Катагенез в экстремальных биотопах
Виды, перешедшие к обитанию в экстремальных условиях, также проходят этап упрощения организации. Например, обитание в пещерах, в условиях полной темноты, приводит к утрате органов зрения, а также пигментов кожи. Часто организмы становятся менее подвижными.
Уходят в непривычную среду обитания те виды, которые не смогли победить в борьбе за существование в прежних условиях. Конкуренция нарастала, организмы нашли более свободную экологическую нишу, смогли прижиться в сложных условиях обитания.
Недавно обнаружили безглазого паука в пещерах Лаоса. Это единственный паук, не имеющий органов зрения. Видимо, переселился он в темную среду очень давно, так что не осталось и редуцированных глаз.
Всем известный представитель животного мира – обыкновенный крот – также имеет редуцированные органы зрения. Глаза крота плохо различают очертания предметов. Имеются виды кротов, глаза которых скрыты под кожей. Такие представители различают лишь свет и тень, чего, видимо, им вполне достаточно, иначе редукции бы не произошло.
Таким образом, морфофизиологический регресс помогает организмам не перейти в фазу регресса биологического, ведущего к вымиранию вида. Растения и животные занимают более свободные экологические ниши, как правило, не удобные для жизни, но пригодные. Они процветают в новых условиях, вырабатывая необходимые признаки, но постепенно значительно редуцируя целые органы, ткани и системы органов.
КАТАГЕНЕЗ
Смотреть что такое «КАТАГЕНЕЗ» в других словарях:
катагенез — катагенез … Орфографический словарь-справочник
Катагенез — один из выделенных Ферсманом в 1922 г. генетических типов хим. и физ. хим. процессов в земной коре, протекающих в условиях низких температуры и давления. Отвечает той стадии в жизни осад, п., которая наступает после диагенеза, но предшествует… … Геологическая энциклопедия
катагенез — вырождение, процесс Словарь русских синонимов. катагенез сущ., кол во синонимов: 3 • вырождение (12) • … Словарь синонимов
катагенез — Совокупность физико химических процессов преобразования осадочных пород после их возникновения из осадков и до превращения в метаморфические породы. Протекает в условиях низких температур и давлений. [Словарь геологических терминов и понятий.… … Справочник технического переводчика
Катагенез — (от др. греч. κατα приставка, обозначающая движение вниз и γένεσις развитие) эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации. Биологическое процветание достигается и упрощением организации. Упрощение организации морфологический… … Википедия
катагенез — katagenesis катагенез. Pегрессивное направление эволюции, связанное с переходом в более простую экологическую среду и с морфо физиологическими упрощениями организации (включая редукцию целых органов). (Источник: «Англо русский толковый словарь… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
КАТАГЕНЕЗ
Смотреть что такое «КАТАГЕНЕЗ» в других словарях:
катагенез — катагенез … Орфографический словарь-справочник
Катагенез — один из выделенных Ферсманом в 1922 г. генетических типов хим. и физ. хим. процессов в земной коре, протекающих в условиях низких температуры и давления. Отвечает той стадии в жизни осад, п., которая наступает после диагенеза, но предшествует… … Геологическая энциклопедия
катагенез — вырождение, процесс Словарь русских синонимов. катагенез сущ., кол во синонимов: 3 • вырождение (12) • … Словарь синонимов
катагенез — Совокупность физико химических процессов преобразования осадочных пород после их возникновения из осадков и до превращения в метаморфические породы. Протекает в условиях низких температур и давлений. [Словарь геологических терминов и понятий.… … Справочник технического переводчика
Катагенез — (от др. греч. κατα приставка, обозначающая движение вниз и γένεσις развитие) эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации. Биологическое процветание достигается и упрощением организации. Упрощение организации морфологический… … Википедия
катагенез — katagenesis катагенез. Pегрессивное направление эволюции, связанное с переходом в более простую экологическую среду и с морфо физиологическими упрощениями организации (включая редукцию целых органов). (Источник: «Англо русский толковый словарь… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.
Катагенез
Полезное
Смотреть что такое «Катагенез» в других словарях:
катагенез — катагенез … Орфографический словарь-справочник
Катагенез — один из выделенных Ферсманом в 1922 г. генетических типов хим. и физ. хим. процессов в земной коре, протекающих в условиях низких температуры и давления. Отвечает той стадии в жизни осад, п., которая наступает после диагенеза, но предшествует… … Геологическая энциклопедия
катагенез — вырождение, процесс Словарь русских синонимов. катагенез сущ., кол во синонимов: 3 • вырождение (12) • … Словарь синонимов
катагенез — Совокупность физико химических процессов преобразования осадочных пород после их возникновения из осадков и до превращения в метаморфические породы. Протекает в условиях низких температур и давлений. [Словарь геологических терминов и понятий.… … Справочник технического переводчика
Катагенез — (от др. греч. κατα приставка, обозначающая движение вниз и γένεσις развитие) эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации. Биологическое процветание достигается и упрощением организации. Упрощение организации морфологический… … Википедия
катагенез — katagenesis катагенез. Pегрессивное направление эволюции, связанное с переходом в более простую экологическую среду и с морфо физиологическими упрощениями организации (включая редукцию целых органов). (Источник: «Англо русский толковый словарь… … Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь.