Дивергенция. Появление новых форм всегда связано с приспособлением к местным географическим и экологическим условиям существования. Так, класс млекопитающих состоит из многочисленных отрядов, представители которых отличаются родом пищи, особенностями мест обитания, то есть условиями существования. Каждый из этих отрядов включает подотряды и семейства, которые, в свою очередь характеризуются не только специфическими морфологическими признаками, но и экологическими особенностями. Внутри любого семейства виды и роды различаются образом жизни, объектами питания. Как указывал Дарвин, в основе всего эволюционного процесса лежит дивергенция. Дивергенция любого масштаба есть результат действия естественного отбора в форме группового отбора. Групповой отбор так же основан на индивидуальном отборе внутри популяции. Вымирание вида происходит за счёт гибели отдельных особей. Своеобразие морфологических особенностей организмов, приобретаемых в процессе дивергенции, имеет некоторую единую основу в виде генофонда родственных форм. Конечности всех млекопитающих сильно отличаются, но имеют единый план строения и представляют собой пятипалую конечность. Поэтому органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение, независимо от выполняемой функции, называют гомологичными. Примером гомологичных органов у растений являются усы гороха, колючки кактуса – всё это видоизменённые листья.

Конвергенция. В одинаковых условиях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное строение. Такое сходство строения возникает при сходстве функций и ограничивается лишь органами, непосредственно связанными с одними и теми же факторами среды. Внешне очень похожи хамелеоны и агамы, лазающие по ветвям деревьев, хотя относятся к разным подотрядам. У позвоночных животных конвергентное сходство обнаруживают конечности морских рептилий и млекопитающих: акула, ихтиозавр, дельфины. Схождение признаков затрагивает в основном лишь те органы, которые непосредственно связаны со сходными условиями среды. Конвергенция наблюдается и у групп животных, далеко отстоящих друг от друга в систематическом отношении. Организмы, обитающие в воздухе, имеют крылья. Но крылья птицы и летучей мыши – это изменённые конечности, а крылья бабочки – выросты стенки тела.

Органы, выполняющие сходные функции, но имеющие различное в принципе строение и происхождение, называют аналогичными.

Примеры возникновения конвергентного сходства строения органов в одинаковых условиях среды даёт приспособление неродственных групп животных – членистоногих и позвоночных к жизни на суше. При освоении суши у членистоногих и позвоночных развивается приспособление к сохранению воды в теле – плотные наружные покровы.

К общим правилам эволюции групп организмов относится правило необратимости. Так, если на каком-то этапе от примитивных амфибий возникли рептилии, то рептилии не могут дать вновь начало амфибиям. Вернувшиеся в воду наземные позвоночные (киты) не стали рыбами. Предыдущая история развития для любой группы организмов не проходит бесследно, и приспособление к среде, в которой когда-то обитали предки, осуществляется уже на иной генетической основе.

Контрольные вопросы

1. В каких направлениях условия жизни влияют на преобразование органов у животных и растений?

2. Раскройте содержание понятий «дивергенция» и «конвергенция».

3. Какие органы называются гомологичными. А какие аналогичными?

4. Приведите примеры сходства строения органов у неродственных групп животных, обитающих в одинаковых условиях.

5. В чём сущность правила необратимости эволюции?

Тема 5.5 Развитие органического мира

Развитие жизни на Земле

Историю Земли принято делить на промежутки времени, границами которых являются крупные геологические события: горообразовательные процессы, поднятия и опуская суши, изменения очертаний материков, уровня океана. Движения и разломы земной коры сопровождались усиленной вулканической деятельностью, выбросом в атмосферу громадного количества газов и пепла. Понижение прозрачности атмосферы уменьшало количество солнечной радиации, попадающей на Землю, и было одной из причин развития оледенения. Аналогичные последствия могут быть в результате массированных ядерных взрывов на поверхности Земли (ядерная зима). Не случайно горообразовательные процессы сопровождались оледенениями. Грандиозные ледниковые щиты, покрывавшие поверхность Земли, значительно изменяли климатические условия и тем самым оказывали глубокое влияние на растительный и животный мир. Одни группы организмов вымирали, другие сохранялись и в межледниковые эпохи достигали расцвета.

Согласно представлениям учёных история Земли делится на крупные промежутки – эры, их 5. Эры подразделяются на периоды. Эры и периоды имеют собственные названия. Их продолжительность исчисляется миллионами лет.

В таблице 2 приведена геохронологическая шкала с указанием групп животных и растений, существовавших в разные геологические эпохи.

Таблица 2

Геохпонологическая шала

Продолжение таблицы 2

Продолжение таблицы 2

Продолжение таблицы 2

В архейскую эру возникли первые живые организмы. Они были гетеротрофами и в качестве пищи использовали органические соединения «первичного бульона». Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан с возникновением фотосинтеза, что обусловило разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосинтезирующими организмами были прокариотические сине-зелёные водоросли – цианеи. Цианеи и появившиеся эукариотические зелёные водоросли выделяли в атмосферу из океана свободный кислород, что способствовало возникновению бактерий, способных жить в аэробной среде. Повидимому, в это же время – на границе архейской и протерозойской эр – произошло ещё два крупных эволюционных события: появились половой процесс и многоклеточность. Гаплоидные организмы (микробы, сине-зелёные водоросли) имеют один набор хромосом. Каждая новая мутация сразу же проявляется в фенотипе. Если мутация полезна, она сохраняется отбором, если вредна, устраняется отбором. Гаплоидные организмы непрерывно приспосабливаются к среде, но принципиально новых признаков и свойств у них не возникает. Половой процесс резко повышает возможность приспособления к условиям среды, вследствие создания бесчисленных комбинаций в хромосомах. Диплоидность возникла одновременно с оформленным ядром, она позволяет сохранить мутации в гетерозисном состоянии и использовать их как резерв наследственной изменчивости для дальнейших эволюционных преобразований. Кроме того, в гетерозисном состоянии многие мутации часто повышают жизнеспособность особей и, следовательно, увеличивают их шансы в борьбе за существование. Возникновение диплоидности и генетического разнообразия одноклеточных эукариот, с одной стороны, обусловило неоднородность строения клеток и их объединение в колонии, с другой – возможность «разделения труда» между клетками колонии, то есть образование многоклеточных организмов.

Разделение функций клеток у первых колониальных многоклеточных организмов привело к образованию первичных тканей – эктодермы и энтодермы, дифференцированных по структуре в зависимости от выполняемых функций. Дальнейшая дифференцировка тканей создала разнообразие, необходимое для расширения структурных и функциональных возможностей организма в целом, в результате чего создавались всё более сложные организмы. Совершенствование взаимодействия между клетками – сначала контактного, а затем опосредованного с помощью нервной эндокринной систем – обеспечило существование многоклеточного организма, как единого целого со сложным и тонким взаимодействием его частей и соответствующим реагированием на окружающую среду.

Пути эволюционных преобразований первых многоклеточных были различны. Некоторые перешли к сидячему образу жизни превратились в организмы типа губок. Другие стали ползать, перемещаться по субстрату с помощью ресничек. От них произошли плоские черви. Третьи сохранили плавающий образ жизни, приобрели рот и дали начало кишечнополостным.

В протерозойскую эру в морях уже обитало много разнообразных водорослей, в том числе прикреплённых ко дну форм. Суша была безжизненной, но по берегам водоёмов начались почвообразовательные процессы в результате деятельности бактерий и микроскопических водорослей. Начальные звенья эволюции животных не сохранились. В протерозойских отложениях находят представителей вполне сформировавшихся типов животных: губок, кишечнополостных, членистоногих.

Контрольные вопросы

1. По какому принципу историю Земли делят на эры и периоды?

2. Когда возникли первые живые организмы?

3. Какими живыми организмами был представлен живой мир в протерозойскую эру?

4. Когда появились первые наземные растения?

5. Какие эволюционные преимущества даёт переход растений к семенному размножению?

https://refdb.ru/look/2257615-p10.html

Цели урока:

• Сформировать у учащихся знания о типах эволюционных изменений.
• Рассмотреть на конкретных примерах пути эволюции органического мира и соотношение между ними.
• Ознакомить с главными направлениями эволюции органического мира – биологическим прогрессом и биологическим регрессом.
• Показать роль русских ученых в развитии эволюционного учения.
• Сформировать навыки определения ароморфозов и идиоадаптаций в растительном и животном мире.

Оборудование: учебное пособие по биологии «Гомологичные и аналогичные органы растений и животных», презентация к уроку.

ХОД УРОКА

I. Актуализация опорных знаний

– Что такое биологическая эволюция? (Б. эволюция это необратимое развитие органического мира).
– Какой эволюционный процесс называется микроэволюцией? (Процесс образования новых видов).
– Что такое макроэволюция? (Процесс образования более крупных систематических единиц – родов, семейств и т.д.).

II. Новый материал

1. Типы эволюционных изменений (лекция, беседа).

(По ходу просмотра слайдов ученики записывают определения в тетрадь).

К основным типам эволюционных изменений относятся параллелизм, конвергенция и дивергенция (Приложение 1 , слайд 2).

Параллелизм – независимое приобретение сходных признаков родственными организмами, обитающих в одинаковых условиях и ведущих сходный образ жизни.
Например, строение тела млекопитающих, населяющих дождевые леса Африки и Южной Америки, имеет общее сходство (Приложение 1 , слайд 3).

Конвергенция – возникновение сходных черт строения у неродственных организмов, обитающих в одинаковых условиях и ведущих сходный образ жизни.
Например, крупным водным хищникам дали начало четыре группы животных: моллюски, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие.
Какие общие черты строения можно выделить у этих животных, принадлежащих к различным систематическим группам (Приложение 1 , слайд 4)? (Плавники, обтекаемая форма тела).
Конвергентная эволюция затрагивает лишь внешнее строение организмов, которое связано с условиями среды обитания. Крыло птицы и бабочки являются приспособлением для полета, но происхождение и строение этих органов различно. Органы разные по происхождению, но выполняющие сходные функции называются аналогичными (Приложение 1 , слайд 5)

Дивергенция – расхождение признаков в приделах популяции, вида, возникающее под действием естественного отбора, приводящее к возникновению новых видов, отрядов, классов и т.д.

В результате дивергентной эволюции класс млекопитающих распался на многочисленные отряды, представители которых отличаются по строению, образу жизни, характеру физиологических и поведенческих адаптаций (Приложение 1 , слайд 6).
– Что явилось причиной образования многочисленных групп млекопитающих? (Адаптация к различным условиям окружающей среды)
Видоизмененные конечности кита, птицы, летучей мыши, крота, крысы – результат дивергентной эволюции. Эти органы имеют одинаковый общий план строения, но выполняют различные функции. Такие органы называются гомологичными (Приложение 1 , слайд 7).

2. Пути и направления эволюции органического мира

В разработку проблемы эволюции значительный вклад внесли крупные российские ученые А.Н. Северцев и И.И. Шмальгаузен. Они установили, что главными путями эволюции являются ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация (Приложение 1 , слайд 8).

Вклад российских ученых в развитие эволюционного учения (краткие сообщения учащихся)

А.Н. Северцев – известный зоолог и крупнейший теоретик эволюционного учения. Создатель отечественной школы эволюционных морфологов. Организовал и возглавил Лабораторию эволюционной морфологии и экологии животных. Создатель общепринятой теории происхождения пятипалой конечности и парных плавников у животных. Автор теории филэмбриогенеза, согласно которой новые признаки могут появляться на любой стадии онтогенеза, и морфобиологической теории путей эволюции, в которой установил четыре основных направления биологического прогресса: ароморфоз, идиоадаптацию, ценогенез, общую дегенерацию.
И.И.Шмальгаузен окончил Киевский университет в 1907 г. Ученик А.Н.Северцева. В Московском университете заведовал организованной им кафедрой дарвинизма. Двенадцать лет руководил Институтом эволюционной морфологии АН СССР. Его многочисленные труды посвящены сравнительной анатомии и эмбриологии, эволюционной морфологии, происхождению наземных позвоночных, путям и закономерностям эволюции, биокибернетике. Его исследования механизмов эволюционного процесса и индивидуального развития как авторегулируемых систем предвосхитили ряд положений кибернетики, с позиций которой он в 1950-60гг. изложил эволюционную теорию. Его научное наследие оказало и продолжает оказывать большое влияние на развитие биологической науки.
(БЭНП, «Кирилл и Мелодий», 2003)

Ароморфоз – приспособительные изменения общего значения, повышающие уровень организации и жизнеспособность особей, популяций, видов.
Первым наземным позвоночным животным дала начало группа кистеперых рыб, благодаря изменению в строении скелета парных плавников. В результате сформировались пятипалые конечности, способные поддерживать тело над землей (Приложение 1 , слайд 9).
Примером ароморфоза у растений является появление цветка (видоизмененного побега) у покрытосеменных растений.
Идиоадаптация – частные приспособительные изменения, полезные в данной среде обитания, возникающие без изменения общего уровня организации.
Примером идиоадаптации у животных может служить разнообразие клювов гавайских цветочниц, питающихся нектаром различных покрытосеменных растений.
Приспособление к распространению семян ветром является примером одной из идеоадаптаций у растений (Приложение 1 , слайд 10)

Соотношение путей эволюции

Ондатра – североамериканский вид-интродуцент, ареал распространения которого постоянно расширяется. В результате он начинает вытеснять местные виды со сходными экологическими потребностями, например, выхухоль и водяную полевку.
Биологический регресс (Приложение 1 , слайд 14) характеризуется:

• Уменьшением численности особей.
• Сужением численности ареала.
• Уменьшением числа видов, популяций.

Причиной биологического регресса может быть изменение условий окружающей среды, к которому вид не смог приспособиться или конкуренция со стороны других видов. Так было с многочисленной господствующей на Земле группой рептилий, на смену которым, благодаря теплокровности, пришли птицы и млекопитающие.
В настоящее время, изменяя окружающую среду, непродуманно перемещая виды в новые условия существования, человек волей или неволей становится причиной биологического прогресса или регресса.Приложение 1 , слайд 21)

V. Домашнее задание: §63, тетрадь.

Были использованы:

1. Учебное электронное издание «Экология», Московский Государственный институт электроники и математики, 2004.
2. 1С: Школа, Экология, 10-11 кл., под редакцией А.К. Аклебинина, В.И. Сивоглазова
3. Лабораторная практика. Биология 6-11 кл. Республиканский мультимедиацентр, 2004.
4. БЭНП, биология 6-11 кл., Министерство образования РФ, ГУРЦ ЭМТО «Кирилл и Мифодий», 2003.
5. Д.К. Беляев, А.О. Рувинский, Общая биология для 10-11кл., Москва, «Просвещение», 1991.
6. А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник , Общая биология, 10-11кл. ДРОФА, Москва, 2005.
7. Уроки общей биологии: Пособие для учителя/ В.М. Корсунская, Г.Н. Мироненко, З.А. Мокеева, Н.М. Верзилин – М: Просвещение, 1986.

Биологическая эволюция подразумевает под собой естественное развитие живых организмов, которое сопровождается изменениями в генетическом составе популяций, а также повышением адаптивных свойств, появлением новых видов и вымиранием старых. Все эти факторы со временем меняют как экосистему, так и биосферу в целом.

Основная теория

Существует несколько версий, объясняющих механизмы, на которых строится эволюционный процесс. Большинство ученых сейчас являются приверженцами основанной на слиянии популяционной генетики и дарвинизма. Синтетическая теория объясняет связь между генетическими мутациями, то есть материалом эволюции, и естественным отбором (механизмом эволюции). Эволюционный процесс в рамках этой теории является процессом изменения частот аллелей различных генов в видовых популяциях на протяжении жизни нескольких поколений.

Закономерности и правила эволюции

Эволюция является Любой организм, который путем накопления положительных мутаций смог приспособиться к новым условиям, при возврате в прежнюю среду должен будет заново пройти путь адаптации. Более того, никакой биологический вид не может быть полностью устоявшимся, сам Чарльз Дарвин писал, что даже если среда обитания станет такой же, как раньше, то эволюционировавший вид не сможет вернуться к своему прежнему состоянию. То есть животные смогут адаптироваться к возврату старых условий, однако не "старыми" способами.

Это легко можно проследить на примере с дельфинами. Внутреннее строение их плавников (наряду с китовыми) сохраняет признаки конечностей млекопитающих. Мутации обновляют генофонд поколения, поэтому никогда не повторяются. Несмотря на то, что дельфины и киты изменили среду обитания, а пятипалые конечности - на плавники, они по-прежнему остаются млекопитающими. Так же, как и пресмыкающиеся произошли от земноводных на определенном этапе, но, даже вернувшись в прежнюю среду, они не смогут дать начало земноводным.

Еще один пример этого правила эволюции: вечнозеленый кустарник иглица. На ее стебле расположены блестящие, крупные и толстые листья, которые на самом деле являются видоизмененными ветвями. Истинные листья чешуевидны и располагаются в центре этих "стеблей". Из пазухи чешуйки ранней весной появляется цветок, из которого в дальнейшем разовьется плод. Иглица избавилась от листьев в процессе эволюции, в результате чего смогла приспособиться к засухе, однако потом вновь попала в водную среду, но вместо настоящей листвы появились видоизмененные стебли.

Неоднородность

Правила эволюции гласят, что процесс весьма неоднороден и не определяется астрономическим временем. Например, существуют животные, просуществовавшие в неизменном виде сотни миллионов лет. Это гаттерия и саблехвост - живые ископаемые. Но бывает, что видообразование и видоизменение происходит очень быстро. За последние 800 тысяч лет в Австралии и на Филиппинах возникли новые виды грызунов, а озеро Байкал за последние 20 миллионов лет обогатилось на 240 видов раков, которые подразделяются на 34 новых рода. Возникновение или изменение вида не зависит от времени как такового, но определяется отсутствием приспособленности и количеством поколений. То есть, чем быстрее размножается вид, тем выше темп эволюции.

Замкнутые системы

Такие процессы, как эволюция, и мутации, могут проходить гораздо быстрее. Это случается, если условия среды неустойчивы. Однако в глубоководных океанах, пещерных водах, островах и других изолированных территориях эволюция, естественный отбор и видообразование происходят очень медленно. Именно этим объясняется то, что кистеперые рыбы столько миллионов лет остаются неизменны.

Проследить зависимость эволюции от скорости естественного отбора довольно просто на насекомых. В тридцатых годах прошлого века от вредителей стали использовать ядовитые препараты, однако уже спустя несколько лет появились виды, адаптировавшиеся к действию препарата. Эти формы заняли доминирующее положение и быстро распространились по планете.

Для лечения многих заболеваний часто применялись сильные антибиотики - пенициллин, стрептомицин, грамицидин. Правила эволюции вступили в силу: уже в сороковых годах ученые отметили появление микроорганизмов, устойчивых к этим препаратам.

Закономерности

Существует три основных направления эволюции: конвергенция, дивергенция и параллелизм. Во время дивергенции наблюдается постепенное расхождение внутривидовых признаков, что со временем приводит к новым группировкам особей. По мере того как различия по строению и способу добычи пищи становятся все более явными, группировки начинают расходиться по другим территориям. Если одна область занимается животными, одинаковыми в потребностях к пище, то со временем, когда запас пищи станет меньше, им придется покинуть участок и приспосабливаться к иным условиям. Если же на одной территории существуют виды с разными потребностями, конкуренция между ними гораздо меньше.

Яркий пример того, как происходит эволюционный процесс дивергенции, - это 7 видов оленей, родственных между собой: это северный олень, марал, лось, пятнистый олень, лань, кабарга и косуля.

Виды, обладающие большой степенью дивергентности, имеют возможность оставить большое потомство и меньше конкурировать между собой. Когда расхождение признаков укрепляется, популяция разделяется на подвиды, которые, вследствие естественного отбора, могут со временем превратиться в отдельные виды.

Общность

Конвергенцией же называется эволюция живых систем, в результате которой у неродственных видов появляются общие признаки. Примером конвергенции является сходство формы тела у дельфинов (млекопитающие), акул (рыбы) и ихтиозавров (пресмыкающиеся). Это результат существования в одной и той же среде обитания и одинаковых условиях жизни. Лазающая агама и хамелеон тоже неродственны, но весьма схожи внешне. Крылья также являются примером конвергенции. У летучих мышей и птиц они возникли путем изменения передних конечностей, а вот у бабочки это наросты тела. Конвергенции весьма распространены среди видового разнообразия планеты.

Параллелизм

Этот термин произошел от греческого "parallelos", что значит "рядом идущий", и этот перевод хорошо объясняет его значение. Параллелизмом называют процесс независимого приобретения похожих черт строения среди близкородственных генетических групп, происходящий благодаря наличию особенностей, доставшихся от общих предков. Этот тип эволюции широко распространен в природе. Примером его служит появление ласт как приспособлений к водной среде, которые у моржей, ушастых тюленей и настоящих тюленей сформировались параллельно. Также среди многих крылатых насекомых произошел переход передних крыльев в надкрылья. У кистеперых рыб есть признаки земноводных, а зверозубых ящериц имеются признаки млекопитающих. Наличие параллелизма свидетельствует не только о единстве но и о сходных условиях существования.

Закономерности эволюционного процесса Правила эволюции

Повторим основные понятия…

Найдите соответствие:

Термин

Латинское название

• Ароморфоз

А. «Прилаживание», «приноравливание»

• Дегенерация

Б. Упрощение общей организации организма

В. «Вырождаться»

• Идиоадаптация

Г. Совершенствование форм организма, способствующее повышению общей организации, обеспечивающее преимущества в разной среде обитания

Д. «Поднимаю» + «форма»

Е. Приспособления к специальным условиям, но не изменяющие уровень организации

Ответы: 1-Д-Г; 2-В-Б; 3-А-Е

Что из перечисленного относится к ароморфозу, идиоадаптации, дегенерации?

1.Ячеистые легкие у рептилий

2. Первичная кора головного мозга у рептилий

3. Голый хвост у бобра

4. Отсутствие конечностей у змей

5. Отсутствие корней у повилики

6. возникновение перегородка в желудке сердца у рептилий

7. Молочные железы у млекопитающих

8. Образование ласт у моржей

9. Отсутствие кровеносной системы у цепней

10. Отсутствие потовых желез у собак

Ароморфозы

Идиоадаптации

Дегенерация

Критерии выставления оценок:

16 – 14 баллов – 5

13 – 11 баллов – 4

10 – 7 баллов – 3

6 – 0 баллов – 2

Как вы понимаете эти термины?

• Эволюция -
• Прогресс -
• Регресс -
• Закономерность -

Развертывание

Движение вперед

Возвращение, движение назад

Закон, правило

СУЩЕСТВУЮТ ЛИ

КАКИЕ-ЛИБО ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА?

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ

Специализация органов

Эволюционные направления

Биологический

Процесс

Биологический

Регресс

Биологический

стабилизация

Образование новых родов, семейств

Отрядов, классов и типов.

Направления

Дегенерация

Идиоадаптация

Ароморфоз

Закономерности эволюционного процесса

Дивергенция

Конвергенция

параллелизм

Задание: в тексте учебника (с 66-69) найти ответы

• Что такое …?
• Каков механизм…?
• Результаты …?

Дивергенция

Что такое …?

Дивергенция – процесс расхождения признаков у генетически близких организмов в результате их приспособленности к различным условиям существования

Галапагосские вьюрки

Дивергенция

Каков механизм…?

Мутационный процесс, изоляция, борьба за существование, естественный отбор сохраняют признаки, все более заметно отличающиеся от родительских

Дивергенция копытных

Дивергенция

Результаты …?

Формирование новых видов

Гомологичные органы - сходные по строению, имеющие общее происхождение, но выполняющие разные функции

Примеры гомологичных органов

Видоизмененные листья:

усики гороха

колючки кактуса

колючки барбариса

Конвергенция

Что такое …?

Конвергенция – возникновение сходных приспособлений к одинаковым условиям существования у далеких групп организмов на базе различных по происхождению органов

Млекопитающие дождевых лесов Африки

Млекопитающие дождевых лесов Южной Америки

Конвергенция

Каков механизм…?

Отбор сходных признаков в одинаковой среде обитания в которую попадают неродственные организмы

Акула

Ихтиозавр

Дельфин

Конвергенция

Результаты …?

Хамелеон и агама

Внешнее сходство организмов

Аналогичные органы – выполняют сходные функции, но имеют принципиально различное строение и происхождение

Крылья:

бабочек

птиц

Макроэволюция

Специализация органов

Эволюционные направления

конвергенция

Дивергенция

Биологический

Процесс

Биологический

Регресс

Аналогичные

органы

Гомологичные

органы

Образование новых родов, семейств

Отрядов, классов и типов .

Направления

Дегенерация

Идиоадаптация

Ароморфоз

Параллелизм

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.

кор­пу­са их­тио­зав­ра, акулы и дель­фи­на (и даже пинг­ви­на, плы­ву­ще­го в воде) очень по­хо­жи и об­ра­зо­ва­лись из оди­на­ко­вых эле­мен­тов ске­ле­та, но со­вер­шен­но раз­ны­ми эво­лю­ци­он­ны­ми пу­тя­ми.

Про­цесс ис­то­ри­че­ско­го раз­ви­тия вида на­зы­ва­ет­ся фи­ло­ге­не­зом

Обратима ли эволюция?

Если восстановить на Земле прежние условия существования, появятся ли вновь динозавры.

Правила эволюции

Правило чередование главных направлений эволюции

Правило необратимости эволюции

Луи Долло

(1857-1931)

Бельгийский

палеонтолог

«Организм никогда не возвращается точно к прежнему состоянию, даже в том случае, если он оказывается в условиях существования, тождественных тем, через которые он прошел. Но вследствие неразрушимости прошлого он всегда сохраняет какой-нибудь след промежуточных этапов, которые были им пройдены»

Какие доказательства необратимости эволюции можно привести?

рептилии не дают вновь начало амфибиям

наземные позвоночные – ихтиозавры и киты, вернувшись в воду, не превратились в рыб

Закон Эрнеста Гекеля

Онтогенез – это ускоренное повторение филогенеза

ор­га­низ­мы в про­цес­се эм­бри­о­наль­но­го раз­ви­тия по­вто­ря­ют все те этапы, ко­то­рые вид про­шёл в про­цес­се эво­лю­ци­он­но­го раз­ви­тия

Подведем итоги…

• Что такое дивергенция?
• Что такое дивергенция?

2. Результаты дивергенции?

• 2. Результаты дивергенции?

3. Что такое конвергенция?

• 3. Что такое конвергенция?

4. Результаты конвергенции?

• 4. Результаты конвергенции?

Рассмотрите рисунки. Определите, какие из органов являются примерами гомологии, а какие аналогии? Укажите номера: А – аналогичных органов; Г- гомологичных органов.

6

1 – колючка барбариса возникают из листьев; 2 – белой акации из прилистников; 3 – боярышника – из побега; 4 – ежевики – из коры; 5 – усики гороха из листьев; 6 – колючки кактуса из листьев

1. Сравните организмы и определите форму эволюции

Крот.

Передние лапы вывернуты наружу и имеют широкие ладони и мощные плоские когти и являются превосходным инструментом для рытья земли.

Медведка.

Крупное насекомое. Передняя пара конечностей видоизменена и является превосходным инструментом для рытья земли.

2 . Сравните организмы и определите форму эволюции

Сосна обыкновенная.

Хвоинки расположены по 2 в пучке, длина 4-6 см. Семена чёрные, 4-5 мм, с 12-20-миллиметровым перепончатым крылом.

Сосна кедровая.

Хвоинки расположены по 5 в пучке, длина 6-14 см. Семена крупные, без крыльев.

3. Сравните организмы и определите форму эволюции

Заяц-русак живёт в полях и степях. К зиме чуть-чуть светлеет. Не может передвигаться по глубокому негу.

Заяц-беляк живет в лесу. К зиме меняет окраску на чисто белую. Легко передвигается по глубокому снегу.

4 . Сравните организмы и определите форму эволюции

Курдючная овца.

Имеет жировое отложение (курдюк) в районе хвоста.

Верблюд.

Имеет запас жира, содержащийся в горбах.

5 . Сравните организмы и определите форму эволюции

Верблюд одногорбый

Верблюд двугорбый

6 . Сравните организмы и определите форму эволюции

Передняя пара конечностей - клешни. Ведет ночной образ жизни.

Скорпион.

Внешний вид у него довольно устрашающий: восемь ног и грозные «щупальца» с клешнями. Ведет ночной образ жизни.

7 . Сравните организмы и определите форму эволюции

Рак - пресноводное беспозвоночное животное типа членистоногих, покрытое панцирем и имеющее клешни и брюшко, похожее на хвост.

Краб - морское беспозвоночное животное отряда десятиногих ракообразных; короткохвостый рак.

8 . Сравните организмы и определите форму эволюции

Большой прудовик

Обитатель водоемов.

Виноградная улитка

- одна из самых крупных сухопутных улиток России.

9 . Сравните организмы и определите форму эволюции

Плавунец-тинник

окрашен в черный цвет, а длина тела чуть больше сантиметра. Избегает открытой воды, проводя все время в зарослях зеленых водорослей и ряски около поверхности воды. Его короткие ножки приспособлены для лазанья в зарослях водяных растений.

Плавунец окаймленный.

Длина его тела достигает 3-4 см, предпочитает открытую воду. Отлично плавает, задние ноги, выполняют функцию весел, плоские, с длинными щетинками.

10 . Сравните организмы и определите форму эволюции

Кенгуру.

Тушканчик.

Имеет длинные задние конечности прыгательного типа

11 . Сравните организмы и определите форму эволюции

Жаба.

Предпочитает менее влажные места, кожа сухая, грубая, короткие конечности. Впадает в анабиоз.

Лягушка.

Предпочитает более сырые места, влажная кожа, длинные конечности. Впадает в анабиоз.

12 . Сравните организмы и определите форму эволюции

Лягушка

Комнатная муха

13 . Сравните организмы и определите форму эволюции

Колибри

Бражник

не садится на цветок в процессе питания, а зависает над ним в воздухе, так же быстро-быстро перебирая узкими крыльями

1 4. Сравните организмы и определите форму эволюции

Ехидна

Проверим себя!

Дивергенция

Конвергенция

1, 4,6,10,12,13,14

Критерии выставления оценки:

14-13 оценка 5

12-10 оценка 4

9-6 оценка 3

6-0 оценка 2

Выводы:

Эволюция – непрерывный процесс возникновения и развития новых адаптаций, непрерывна, необратима

Домашнее задание:

Изучить §13,

терминология,

с. 66-70

Литература

Захаров В. Б. Общая биология: учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин. – М. : дрофа, 2005.

При подготовке презентации были использованы материалы: http://images.yandex.ru/yandsearch?text

Основные закономерности эволюции

Эволюция протекает неравномерно , т. е. с разной скоростью в различные периоды истории Земли, но имеет тенденцию к ускорению.

Например, первые живые существа появились около 3,8 млрд лет назад, многоклеточные — 1,3 млрд лет назад, млекопитающие и птицы — 200 млн лет назад, приматы — 60 — 65 млн лет назад, род Человек — около 4 млн лет назад, Человек разумный — около 80 тыс. лет назад.

Эволюция различных групп происходит с разной скоростью. Принято оценивать скорость видообразования в числе поколений. Так, быстрое образование новых видов, связанное с крупными хромосомными перестройками, занимает до нескольких десятков тысяч поколений. Медленное накопление адаптаций даёт новый вид через несколько сотен тысяч поколений.

Эволюция не всегда идёт от простого к сложному , существует и направление, которое сопровождается упрощением строения. Примером такого пути может служить общая дегенерация.

Малая подвижность и пассивный тип питания двустворчатых моллюсков привели к исчезновению головы.

Эволюция является необратимым процессом (правило необратимости эволюции), следовательно, организмы не могут вернуться к прежнему состоянию.

Вернувшиеся в воду ихтиозавры не стали рыбами, а сохранили черты строения рептилий.

У некоторых организмов, в том числе у человека, в онтогенезе, в результате нарушения развития возможно появление отдельных признаков, которые существовали у предков, но были утрачены в процессе эволюции. Эти признаки носят название атавизмы .

Атавизм (лат. атавус — отдалённый предок) — появление у организмов признаков, отсутствовавших у их ближайших предков, но существовавших у очень далёких предков. Примером атавизма может служить развитие хвостовидного придатка у человека; появление у лошади двух дополнительных пальцев по бокам развитого третьего пальца.

В процессе развития особи до некоторой степени повторяются черты организации предков, но нарушения нормального развития могут привести к тому, что у взрослого организма сохранятся на всю жизнь признаки предков, появляющиеся у зародыша и обычно исчезающие в ходе дальнейшего развития.

Примером такого атавизма может служить появление у человека шейной фистулы, напоминающей жаберную щель предков млекопитающих — рыб и амфибий. Сюда же относятся полимастия у человека (образование большего, чем в норме, числа пар грудных желёз), трёхпалость лошадей и т. д.

К атавизмам относится также возникновение признаков отдалённых предков при регенерации органов. В этом случае последние воссоздаются с признаками, характерными для более древних форм. Например, при регенерации хвоста у ящериц кольца его чешуй иногда образуются в более примитивной форме.

Правило прогрессивной специализации - это явление, в результате котороголюбая группа живых организмов, эволюционирующая по пути приспособления к конкретным условиям, и в дальнейшем будет продвигаться по пути углубления специализации.

Генетические основы этого правила заключены в том, что в процессе естественного отбора в условиях данной адаптивной зоны из популяции отсеиваются те гены, которые ей не соответствуют.

Примером служит адаптация гиббонов, приспособленных к древесному образу жизни. У них отсутствует хватательный хвост, имеющийся у прочих древесных обезьян, поэтому они передвигаются, прыгая с ветки на ветку при помощи удлиннёных передних конечностей. Большой палец у них значительно редуцирован и рука практически неспособна к манипуляциям мелкими предметами. При передвижении по земле руки гиббонов уже не участвуют в локомоции.

Примером прогрессивной специализации служат морфологические преобразования конечностей в эволюционной ветви лошадей.

При переходе к жизни на открытых пространствах с плотной почвой у предков лошади постепенно уменьшалось количество пальцев, пока не остался один. Эта черта строения не позволяет современным лошадям населять другие биотопы.

Принцип интеграции — объединение отдельных структур в целостный организм. Интеграция — это целесообразное объединение и координация действий разных частей целостной живой системы. Она проявляется в объединении органов в функционально единые системы, обеспечивающие одну из сторон жизнедеятельности организма.

Четырёхкамерное сердце млекопитающих является примером интегрированной структуры: каждый его отдел выполняет определённую функцию, не имеющую смысла в отрыве от функций других отделов.

Принцип дифференциации представляет собой разделение однородной структуры на обособленные части, приобретающие специфическое строение. Таким образом, усложнение структуры всегда связано с усложнением функций и специализацией отдельных частей.

Примером филогенетической дифференциации может являться эволюция кровеносной системы в типе хордовых.

Рудименты (лат. рудиментум — зачаток, первооснова), или рудиментарные органы — сравнительно упрощённые, недоразвитые структуры, утратившие своё основное значение в организме в процессе филогенеза. Рудименты закладываются во время зародышевого развития, но полностью не развиваются.

Примерами рудиментов служат: малая берцовая кость у птиц, глаза у некоторых пещерных и роющих животных, остатки волосяного покрова и тазовых костей у ряда китообразных.

У человека к рудиментам относятся хвостовые позвонки, волосяной покров туловища, ушные мышцы, аппендикс. В отличие от атавизмов рудименты встречаются у всех особей вида.

Таким образом, биологическая эволюция (лат. evolutio - "развертывание") - это процесс постоянного и направленного естественным отбором изменения форм организмов на Земле, обеспечивающий их приспособленность к условиям окружающей среды. Достигается такая приспособленность путем отбора из множества случайных изменений таких, которые облегчают выживание организмов в конкретных условиях среды.

Закономерности эволюции

Синтетическая теория эволюции. В разработку синтетической теории эволюции внесли вклад многие учёные. Термин «синтетическая эволюция» произошёл от названия книги английского эволюциониста Дж. Хаксли «Эволюция: современный синтез», вышедшей в 1942 году.

• Материалом для эволюции служат наследственные изменения — мутации (как правило, генные) и их комбинации.
• Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор.
• Единицей эволюции является популяция.
• Эволюция носит в большинстве случаев дивергентный характер, т. е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов.
• Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.
• Вид состоит из подвидов и популяций.
• Вид существует как целостное образование.
• Макроэволюция идёт путем микроэволюции. Для эволюции групп видов живых организмов характерны те же предпосылки и движущие силы, что и для микроэволюции.
• Любой таксон обычно имеет монофилетическое происхождение.
• Эволюция имеет ненаправленный характер, т. е. не идёт в направлении какой-либо конечной цели.

Эволюция - это исторический процесс развития живой природы, который зависит от взаимодействия многих внешних и внутренних факторов при ведущей роли отбора.