Различают филетическую микроэволюцию и видообразование.
Материал для изучения
Большой вклад в развитие теории макроэволюции внес отечественный ученый А.Н. Северцов. Он сформулировал понятия биологического прогресса и регресса и установил основные пути и направления эволюции.
Запись в тетрадь:
Биологический прогресс характеризуется процветанием вида или группы организмов в целом, его эволюционным успехом. Достигается за счет возрастания приспособленности организмов к окружающей среде, ведущее к увеличению численности и более широкому распространению вида.
(пример: мышевидные грызуны, насекомые, живущие рядом с человеком, сорные растения)
Биологический регресс – это снижение уровня приспособленности к условиям обитания, уменьшение численности вида и площади видового ареала. Проявляется в уменьшении численности вида, преобладании смертности над рождаемостью, сужении ареала, сокращении числа популяций и уменьшении числа систематических единиц.
(пример: гигантский ленивец, динозавры, саблезубый тигр, древовидные формы хвощей и плавунов)
Элементы макроэволюции. Эволюционные процессы сложно наблюдать и описывать напрямую. Мы видим вокруг себя результат эволюции, которая продолжалась миллионы лет. Очевидно, что в таких временных рамках человек пока что не может поставить эксперимент. Стоит отметить все-таки, что эволюционные эксперименты возможны и даже проводятся на организмах, у которых время жизни максимально сконцентрировано: у бактерий смена «поколений» происходит за 20–30 минут.
|
|
|
Наиболее крупные закономерности, которые наблюдаются в рамках макроэволюции, были исследованы и описаны в XIX и XX веке.
Элементы макроэволюции:
·Конвергенция признаков
·Дивергенция признаков
·Параллелизм
Дивергенция – это накопление различий в структуре и функциях какого-то органа в процессе эволюции. В результате дивергенции из одного органа образуется несколько различных органов, связанных общностью происхождения.
Например, верхний пояс конечностей позвоночных превратился в лапы и крылья рептилий, крылья летучих мышей и птиц, плавники дельфинов, ноги копытных и руки приматов. Все эти органы выполняют разные функции, но имеют одинаковое происхождение.
Рис. 1. Гомологические органы позвоночных
Рис. 2. Аналогические органы
Органы, которые образовались в результате дивергенции, называются гомологичными (рис. 1). Они образуются из сходных эмбриональных зачатков. Дивергенция обеспечивает морфологическое разнообразие живых существ.
Конвергенция– процесс, обратный дивергенции. Это образование органов, близких по функциям и строению, но отличающихся по происхождению.
|
|
|
Аналогичные органы - органы, выполняющие одинаковые функции, но имеющие различное происхождение. Но, на самом деле они развивались совершенно независимо из различных предковых форм. Требование среды и влияние естественного отбора обусловили их внешнее сходство (рис.2).
Типичный пример аналогичных органов – это глаза головоногих моллюсков и позвоночных. Эти органы формировались независимо в течение сотен миллионов лет, и в итоге получились практически одинаковыми, отличающимися только в деталях.
Параллелизм. Третий элемент в процессе преобразования – это нечто среднее между дивергенцией и конвергенцией, параллелизм – такой процесс, когда орган в результате дивергенции превращается во множество гомологичных органов. Но затем, в ходе эволюции, эти гомологичные органы вновь начинают выполнять общую функцию.
Например, корпус и плечевые пояса у позвоночных дали множество гомологичных вариантов. Из одинаковых элементов скелета сформировались копытные, птицы, рыбы, рептилии, но затем, в процессе эволюции, часть из них вторично приобрела одинаковые признаки (рис. 3).
|
|
|
Рис. 3. Пример параллелизма в эволюции формы тела у хрящевых рыб (акула), рептилий (ихтиозавр) и млекопитающий (дельфин)
Например, корпуса ихтиозавра, акулы и дельфина (и даже пингвина, плывущего в воде) очень похожи и образовались из одинаковых элементов скелета, но совершенно разными эволюционными путями.
Предки ихтиозавров были ящерами, предками дельфинов были растительноядные сухопутные млекопитающие, пингвины – птицы, а предками акул были древние хрящевые рыбы.
Эволюция идет тремя главными путями: путем дивергенции, путем конвергенции и путем параллелизма.
Направления макроэволюции.
А.Н.Северцов и И.И.Шмальгаузен установили, что биологический прогресс в эволюции достигается путем морфологических изменений в трех направлениях – в результате ароморфоза, идиоадаптации и общей дегенерации.
Составление таблицы учащимися по рассказу учителя, примеры из учебника.
| Направление макроэволюции | Характеристика процесса | Примеры |
| Ароморфоз (арогенез, морфофизиологи ческий прогресс) | Крупные, принципиально новые изменения в строении организмов, сопровождающиеся повышением общего уровня их организации. В результате усложнения органов приобретаются ранее отсутствовавшие приспособления, что приводит к расширению адаптивных возможностей отдельных групп. Носят общий характер. | У животных: развитие от двухкамерного сердца и одного круга кровообращения у рыб до четырехкамерного сердца и двух кругов кровообращения у птиц и млекопитающих. Совершенствование органов дыхания, кожных покровов, головного мозга, теплокровность у млекопитающих. У растений: редукция гаметофита и преобладание спорофита в жизненном цикле, переход от размножения спорами к семенному размножению, появление цветка. Глобальные ароморфозы: фотосинтез, многоклеточность, половой процесс. |
| Идиоадаптация (аллогенез) | Это частные приспособления к условиям обитания, не изменяющие общего уровня организации. Возникающие изменения носят приспособительный характер, иногда имеют узкую специализацию, направленную на адаптацию к конкретным условиям среды. | Все приспособления организмов: окраска и форма тела, особенности строения конечностей и поведения, клюв и крылья у птиц. |
| Общая дегенерация (морфофизиологический регресс, катагенез) | Упрощение уровня организации, исчезновением некоторых органов или систем органов. Она вызвана переходом организмов к паразитическому или пассивному, сидячему образу жизни, что ведет к появлению у них существенных отличий от свободноживущих родственных видов. | Растения-паразиты: повилика. Паразитические ленточные черви. Миноги, миксины. |
|
|
|
Вид — это совокупность популяций особей, сходных между собой по строению, функциям, месту в биогеоценозе (занимают одну экологическую нишу), населяющих определенную часть биосферы (ареал), свободно скрещиваются между собой в природе (для видов с половым размножением), дают плодовитое потомство и не скрещиваются с другими видами.
В природе встречаются виды-двойники, которые очень похожи между собой. Поэтому, чтобы не ошибиться, для определения вида используют не какой-то один признак, а целый комплекс критериев вида.
Таблицу перечертить в тетрадь
| Критерий | Что характеризует |
| Морфологический | Характеризует сходство внешней и внутреннего строения организмов одного вида. Критерий не абсолютный, потому что существуют виды-двойники, половой диморфизм особей одного вида, породы и сорта, что значительно отличает их друг от друга |
| Генетический | Характеризует количество и структуру хромосом вида, его кариотип. Каждый вид имеет строго определенный набор хромосом. Виды-двойники отличаются по количеству хромосом. Критерий не абсолютный, потому что в пределах одного вида число хромосом может меняться в результате мутаций |
| Физиологический | Характеризует сходство процессов жизнедеятельности и возможность скрещивания. Особи разных видов, как правило, не скрещиваются и не дают плодовитого потомства, однако есть исключения. Между некоторыми разными видами возможна гибридизация |
| Биохимический | Характеризует возможность различать виды по биохимическим параметрам (строению белков и нуклеиновых кислот). Однако наличие мутационной изменчивости ведет к синтезу различных белков, поэтому критерий не абсолютный |
| Географический | Характеризует область распространения вида. Однако существуют виды с разорванным ареалом и виды с очень широким ареалом распространение. Разные виды могут занимать один ареал |
| Экологический | Характеризует условия существования вида, его экологическую нишу, место существования в биоценозе. Но в одной экологической нише могут существовать разные виды. Часто виды-двойники занимают различные экологические ниши |
Микроэволюция — это эволюционные изменения отдельных популяций и вида в целом вплоть до образования нового вида.
Микроэволюция представляет собой эволюционные преобразования, происходящие в пределах популяций в сравнительно короткие промежутки времени (например, изменение частоты генов, гомо- и гетерозигот за несколько поколений).
Начинается микроэволюция в популяциях, особи которых отличаются генотипами. Постоянно действующий естественный отбор приводит к элементарным эволюционным явлениям.
Элементарное эволюционное явление — направленное и необратимое изменение соотношения генов в генофонде популяции, которое меняет её эволюционные возможности.
Со временем генофонды популяций могут измениться так, что скрещивание между ними становится невозможным. При условии изоляции популяций это ведёт к образованию новых видов, что представляет собой заключительный этап микроэволюции.
СХЕМА МИКРОЭВОЛЮЦИИ
элементарные эволюционные факторы
(мутации, комбинации, волны жизни, миграции)
↓
борьба за существование → элементарная единица эволюции ← изоляция
и естественный отбор (популяция)
↓
элементарные эволюционные явления
(изменение генофонда популяции)
↙ ↘
филетическая эволюция видообразование
(адаптации) (новые виды)
Значит, микроэволюция — это процесс эволюционного преобразования популяций, приводящий к совершенствованию адаптаций и образованию внутривидовых форм и новых видов.
Различают филетическую микроэволюцию и видообразование.
Филетическая микроэволюция — это постепенные изменения, происходящие с течением времени в пределах одного вида или популяции. Приводят к возрастанию приспособленности организмов к среде обитания.
Видообразование — это процесс образования нескольких новых видов из одного исходного.
Существует несколько возможных способов образование нового вида. Важнейшим условием образования вида является изоляция его отдельных популяций. Классификация способов видообразования построена именно на разницы в способах создания изоляции между разными популяциями вида.
Способы видообразования (таблицу перечертить в тетрадь)
| Способ видообразования | Процессы, которые происходят |
| Географическое видообразование | Новые формы организмов возникают как результат разрыва ареала и пространственной изоляции. В каждой изолированной популяции вследствие дрейфа генов и отбора изменяется генофонд. Далее наступает репродуктивная изоляция, что ведет к образованию новых видов. Причинами разрыва ареала могут быть горные процессы, ледники, образование рек и другие геологические процессы |
| Экологическое видообразование | Новые формы занимают разные экологические ниши в пределах одного ареала. Изоляция происходит в результате несоответствия времени и места скрещивания, поведения животных, приспособления к различных способов опыления у растений, потребление различной пищи |
| Видообразование путем скрещивания | Новая форма образуется вследствие скрещивание двух видов. Чаще всего такой вариант реализуется путем алополиплоидии. Примером такого видообразования является слива (гибрид терна и алычи) |
| Видообразование путем полиплоидии | Новая форма образуется из старой путем полиплоидизации. Этот способ видообразования распространен у растений |
| Видообразование путем движущего отбора | В случае действия движущего отбора вид остается на том же месте и от него не отделяются популяции. Но со временем изменения биологии вида становятся настолько значительными, что он теряет сходство с предковою форме (в этом случае изоляция является функцией времени; если бы потомок существовал одновременно с предковою форме, их скрещивание было бы невозможным) |
Тестовое задание
1.Разработал вопрос об основных путях достижения биологического прогресса:
Ч.Дарвин; 2) Ж.Б.Ламарк; 3) Э.Геккель; 4)А.Н.Северцов
2.Для ароморфоза характерно:
приспособление к конкретным условиям обитания без повышения уровня организации;
повышение уровня организации, морфофизиологический прогресс;
понижение уровня организации, морфофизиологический регресс.
3.Для идиоадаптаций характерно:
1) приспособление к конкретным условиям обитания без повышения уровня организации;
повышение уровня организации, морфофизиологический прогресс;
понижение уровня организации, морфофизиологический регресс
4.Для дегенерации характерно:
1)приспособление к конкретным условиям обитания без повышения уровня организации;
2)повышение уровня организации, морфофизиологический прогресс;
3)понижение уровня организации, морфофизиологический регресс
5. К ароморфозам (а), идиоадаптации (б), дегенерации (в) животных относят:
1) конечности позвоночных;
2) появление легочного дыхания у земноводных;
3) скорлупа у яиц птиц и пресмыкающихся;
4) защитные окраски у животных;
5) покровы у пресмыкающихся;
6) иголки у ежа;
7) уплощение тела у придонной рыбы;
8) мешковидное тело саккулины;
9) оперение у птиц;
10) клюв, перепонки на лапах у утки;
11) появление четырехкамерного сердца у птиц и млекопитающих;
12) редукция пищеварительной системы у ленточных червей;
13) внутреннее оплодотворение у пресмыкающихся.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 53; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!