Соотношение макроэволюции и микроэволюции презентация. Презентация «Направления макроэволюции

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Макроэволюция, её доказательства Урок в 11 классе Учитель биологии высшей категории И.А.Коченкова

Макроэволюция Макроэволюция органического мира - это процесс формирования крупных систематических единиц (из видов - новых родов, из родов - новых семейств и т.д.) в ходе эволюции на протяжении всей истории Земли Развитие жизни на Земле в целом, включая её происхождение, называется макроэволюцией

Сравнение микроэволюции и макроэволюции Микроэволюция Действуют те же процессы – борьба за существование, естественный отбор и связанное с ним вымирание. Носят дивергентный характер Макроэволюция

Сравнение микроэволюции и макроэволюции Образование из популяций новых подвидов, из подвидов – видов. Происходит в относительно короткое время Происходит внутри вида Микроэволюция Макроэволюция Образование из видов новых родов, из родов – семейств и т. д. Происходит за длительное время (исторические эпохи) Надвидовая эволюция

Результатом макроэволюционных процессов становятся существенные изменения внешнего строения и физиологии организмов.

Доказательства макроэволюции Доказательства макроэволюции Палеонтологические доказательства Эмбриологические доказательства Сравнительно-анатомические доказательства

палеонтология Наука об ископаемых организмах – палеонтология – неопровержимо доказывает, что в прошлые эпохи животный и растительный мир Земли резко отличался от современного.

Палеонтологические Доказательства ископаемые остатки; ископаемые переходные формы; филогенетические ряды

Некоторые из раскопок палеонтологии Скелет ископаемого котилозавтра сеймурии, занимавшей промежуточное положение между амфибиями и рептилиями. Окаменевшие яйца динозавров

Переходные формы Переходные формы служат доказательством эволюции, поскольку свидетельствуют об исторической связи разных групп организмов. Археоптерикс Ихтиостег Семенные папоротники

Эти открытия относятся к недавнему времени и касаются форм, называемых Ихтиостега. Скелет этих форм отчетливо свидетельствует о переходном характере этой группы. Хвост и лучи хвостового плавника обладают еще характерными рыбьими признаками, тогда как грудные и брюшные плавники уже изменились в передние и задние конечности, служащие для передвижения по суше. Поэтому эти формы заслуживают того, чтобы их поместить между классом рыб и классом земноводных.

Филогенетические ряды Филогенетические ряды – это ряды видов, последовательно сменявших друг друга в процессе эволюции различных групп животных и растений

Филогенетические ряды В результате перехода к жизни на открытых пространствах и изменения характера питания из-за остепнения произошло увеличение размера тела, удлинение конечности и уменьшение количества пальцев

Сравнительно-анатомические доказательства Сравнение строения организмов, нахождение черт сходства

Сравнительно-анатомические Доказательства эволюции гомологи аналоги рудименты атавизмы

Гомологичные органы Гомологичные органы – это органы, имеющие одинаковый план строения, развивающиеся из сходных зачатков и одинаково расположенные, но выполняющие разные функции. Гомология указывает на общность происхождения обладающих ею организмов, различия в строении гомологичных органов – результат дивергенции.

Примеры гомологичных органов у растений Это все видоизмененные листья Колючки кактуса Усики гороха Иглы барбариса

Аналогичные органы Крылья – это… Видоизменённые передние конечности Складки хитинового покрова Кожная перепонка

Аналогичные органы Главный признак аналогии – сходство функций вне связи со строением и происхождением. Аналогичные органы – результат конвергенции.

Аналогичные органы у растений 1 – колючка барбариса возникают из листьев; 2 – белой акации из прилистников; 3 – боярышника – из побега; 4 – ежевики – из коры

рудименты Рудименты – недоразвитые органы, утратившие в ходе эволюции свои биологические функции.

атавизмы У некоторых особей рудименты могут развиваться в органы нормальных размеров. Такой возврат к строению органа предковых форм называют атавизмом

Эмбриологические доказательства Эмбриология – это наука, изучающая зародышевое развитие организмов.

Эмбриологические доказательства Развитие многоклеточных животных из оплодотворённого яйца. Сходство зародышевого развития животных. Расхождение признаков зародышей в процессе эмбрионального развития.

Биогенетический закон Биогенетический закон – индивидуальное развитие особи (онтогенез)является коротким и быстрым повторением (рекапитуляцией) важнейших этапов эволюции вида (филогенеза). немецкий учёный Э. Геккель (1866)

Домашнее задание: §61, вопр. Заполнить таблицу «Сравнительная характеристика этапов эволюционного процесса» Этап В каких группах организмов осуществляется Материал для эволюционного процесса Главный эволюционный фактор Результаты Микроэволюция Макроэволюция

Макроэволюция – эволюция крупных систематических групп (надвидового ранга)

Результат

Класс Отряд

Направления эволюции

В 1925 г. российский зоолог Алексей Николаевич Северцов (1866-1936) разработал учение о главных направлениях эволюции;

В 1934 г. российский биолог

Иван Иванович Шмальгаузен (1884-1963) уточнил и дополнил разработанное А. Н. Северцовым учение о главных направлениях эволюции - биологическом прогрессе и биологическом регрессе.

Основные

направления

Биологический

регресс

Биологический

прогресс

Биологический регресс -

Снижение уровня приспособленности.

Признаки:

Уменьшение численности особей;
Уменьшение площади ареала;
Постепенное исчезновение

Снижение приспособленности организмов

к условиям среды

Деятельность

человека

Факторы неживой

природы

Вымирание видов из-за глобальных изменений климата
Исчезновение видов по вине человека

Виды, вымершие из-за глобальных климатических изменений

Шерстистый носорог

Саблезубый тигр

Виды, истребленные человеком

Странствующий голубь

Исчезающие виды

Выхухоль

Степной орел

Колпица

Дрофа

Аполлон

Биологический прогресс -

Повышение уровня приспособленности.

Признаки:

Возрастание численности особей;
Расширение ареала;
Образование новых популяций,

подвидов и видов.

Пути достижения

биологического прогресса

Ароморфоз

Общая

дегенерация

Идиоадаптация

Ароморфоз(арогенез)

– крупное преобразование организмов, повышающее общий уровень организации даёт возможность расширить использование условии внешней среды (новые источники пищи, новые места обитания).

Примеры :

Образование клетки;
Появление многоклеточности;
Возникновение цветка;
Появление фотосинтеза и др.

челюсти судака

Ароморфозы обеспечивают переход от пассивного питания к активному (появление челюстей у позвоночных),

Скелет окуня.

повышают подвижность животных (появление скелета как места прикрепления мышц,

Насекомые.

замена пластов гладкой мускулатуры у червей на пучки поперечнополосатой у членистоногих),

дыхательную функцию (возникновение жабр и легких),

Жабры рыб.

Идиоадаптация(аллогенез)

– частные приспособления организмов к конкретным условиям среды. (Общий уровень организации не изменяется.)

Алломорфозы, или идиоадаптации – это анатомо-морфологические адаптации, обеспечивающие приспособленность к определенным условиям обитания

При этом организмы не испытывают ни значительного усложнения, ни упрощения уровня организации: одни органы дифференцируются далее, другие – теряют свое значение и редуцируются

Соответственно, и энергия жизнедеятельности остается на прежнем уровне

При этом организмы не испытывают ни значительного усложнения, ни упрощения уровня организации: одни органы дифференцируются далее, другие – теряют свое значение и редуцируются Соответственно, и энергия жизнедеятельности остается на прежнем уровне

http://chamaeleon.ru/

Поскольку каждый вид организмов обитает в определенных местах, у него вырабатываются приспособления именно к этим условиям. К идиоадаптациям относятся покровительственная окраска животных,

колючки растений,

Вид: Mammillaria mazatlanensis K. Schumann ex Gurke 1901

Рыба камбала

плоская форма тела скатов и камбалы.

В зависимости от условий обитания и образа жизни много численным преобразованиям подвергается пятипалая конечность млекопитающих. Рассмотрите, как разнообразны формы конечности одного отряда насекомоядных: прыгунчика, роющего крота,

Американский прыгунчик

http://www.ekoset.ru/catalog/krot

Точно так же различия внешнего вида и деталей строения животных, относящихся к отряду парнокопытных вызваны неодинаковыми условия их существования.

Бегемот и бегемотик в зоопарке Патана

Крайняя степень приспособления к очень ограниченным условиям существования носит название специализации. Переход к питанию только одним видом пищи, обитание в очень однородной и постоянной среде (например, в пещерах) приводит к тому, что вне этих условий организмы жить не могут. Таковы колибри, питающиеся только нектаром тропических цветков,

непентес

венерина мухоловка

Насекомоядные растения

Между ароморфозами и алломорфозами не всегда можно провести четкое разграничение

Например, появление

– чешуи у рыб,

– перьевого покрова у птиц,

– шерстного покрова у млекопитающих

– чешуи у рыб, – перьевого покрова у птиц, – шерстного покрова у млекопитающих

можно рассматривать и как частные ароморфозы, и как очень крупные алломорфозы (идиоадаптации)

Общая дегенерация (катагенез)

– упрощение организмов в строении и функционировании. (Общий уровень организации понижается.)

Примеры :

пищеварительной системы;

Переход от кислородного дыхания к

бескислородному;

и листьев и др.

Бычий цепень

Ленточный червь

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.

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.

Асцидия

Ароморфозы

Идиоадаптации

Дегенерация

Схема соотношений между различными путями эволюции

Направления эволюции

Ароморфоз

Идиоадаптация

Усложнение организмов:

Появление ядра в клетке;
Появление многоклеточности;
Появление цветка.

Приспособления организмов:

Появление колючек у кактуса;
Появление плоского тела у камбалы;
Яркая окраска цветков.

Дегенерация

Упрощение организмов:

Утрата ног у змей;
Исчезновение глаз у крота;
Сокращение волосяного покрова у человека.

Определите направление эволюции в каждом случае

Появление ядерной оболочки;
Исчезновение органов пищеварения у

бычьего цепня;

Появление полового размножения;
Возникновение мощных ног с

крупными когтями у хищных птиц;

Появление приспособленности цветка

к опылению насекомыми.

Слайд 2

Макроэволюция: разметка участка

Крайние точки, оконтуривающие круг макроэволюционных процессов:
Араморфоз - идиоадаптация
Дивергенция – параллелизм - конвергенция
Прогресс-регресс
…и огромное количество синонимичных или вставочных терминов, которые делают разметку более детальной, более описательной, но ничего не объясняют.
Араморфоз, параллелизм и далее – не причина, а констатация.
А чего?

Слайд 3

Макроэволюция - разметка участка

Изучение палеонтологических находок и современных форм позволяет в настоящее время считать достаточно твердо установленным существование двух главных типов эволюционного развития группы (Lamark, 1809, Haeckel, 1866; и др.): возникновение большого числа близких форм, различающихся адаптациями одного масштаба, и развитие с выходом в другую адаптивную зону благодаря приобретению группой каких-то принципиально иных приспособлений, позволяющих выйти за границы прежней адаптивной зоны.
Адаптивная радиация одного масштаба по-разному обозначается в современной эволюционной литературе (идиоадаптация, алломорфоз, аллогенез, кладогенез и т. п.). Для пользования однозначными терминами целесообразно остановиться на одном из этих терминов; одним из наиболее подходящих кажется термин «аллогенез» (Парамонов, 1966). Для описания развития группы по пути в иную адаптивную зону, приобретения эволюционных адаптации большего значения использовались термины «ароморфоз» и «анагенез». …мы вслед за А. Л. Тахтаджяном (1966) используем для таких преобразований группы термин «арогенез».
(Из Тимофеева-Ресовского и др.)
Араморфоз по А.Н. Северцову не имеет чёткого определения. Обычно он задаётся графически

Слайд 4

Эволюционные преобразования, которые значительно увеличивают адаптивную возможность данной группы, (позволяя расширить старую или занять новую адаптивную зону), оказывают существенное влияние на организм в целом, но не изменяют общий уровень организации, были названы эпектоморфозами. …Эпектоморфозы сохраняются длительное время в ходе последующей адаптивной радиации, становясь признаками крупных таксонов
Шмальгаузен предложил называть регрессивные изменения катаморфозами, а термин «идиоадаптации» заменить на алломорфозы.
были предложены … новые названия трёх главных направлений эволюционного процесса: морфофизиологический прогресс стали именовать арогенезом (или анагенезом), морфофизиологический регресс – катагенезом, развитие частных приспособлений – аллогенезом или кладоггенезом
Схема главных направлений эволюционного процесса:
А – арогенез, АЛ – аллогенез, К – катагенез, Э – эпектогенез
Плоскости представляют разные уровни организации
Из Иорданского

Слайд 5

А. Н.Северцов назвал эволюционные преобразования организации, ведущие к морфофизиологическому прогрессу, ароморфозами. Согласно А. Н.Северцову, ароморфозы - это такие изменения строения и функций органов, которые имеют общее значение для организма в целом и поднимают энергию его жизнедеятельности на новый качественный уровень.
Так, несомненными ароморфозами в эволюции позвоночных животных были: развитие механизма активной вентиляции жабер (жаберного насоса) у древнейших позвоночных посредством движений висцерального жаберного скелета, приобретение челюстного аппарата (с перестрой-кой передних жаберных дуг),интенсификация вентиляции жабер при развитии жаберной крышки у костных рыб, приобретение последними плавательного пузыря - гидростатического аппарата, позволяющего рыбам регулировать свою плавучесть; развитие у предков высших наземных позвоночных - амниот зародышевых оболочек (амниона, серозы, аллантоиса), обеспечивающих возможность откладки яиц на суше; развитие мощного всасывающего (разрежающего) дыхательного насоса грудной клетки у рептилий; формирование летательного аппарата у птиц; развитие живорождения и выкармливания детенышей молоком у млекопитающих; совершенствование головного мозга у птиц, млекопитающих и человека.
Ароморфозы имеют очень высокое общее приспособительное значение, повышая независимость организма от внешней среды.

Слайд 6

Верхняя и нижняя челюсти и зубы различных змей
1 – питон, 2,7 – гладкозубые уже-образные, 3, 8 –заднеборозчатые ужеобразные, 4,5,9 – аспидовые, 6, 10 - гадюковые
Черепгадюки-носорога
Модификации черепа змей – пример эпектогенеза
Свободная, подвижная, вращающаяся верхняя челюсть и свободная, сдвигающаяся вниз нижняя челюсть – эпектоморфоз, позволивший змеям
перейти от питания насекомыми (пищевой спектр безногих ящериц) к охоте на позвоночных. Общий уровень жизнедеятельности (энергообмен) остаётся прежним.
Видео

Слайд 8

Дивергенция (от средневекового лат. divergo - отклоняюсь)
Росомаха питается преимущес-твенно падалью. Широкие лапы с перепонками между пальцами помогают ей передвигаться по рыхлому снегу в северной тайге и лесотундре. Вес около 15 кг.
Ласка – самая мелкая из куньих. Она способна проникать в мышиные норки. Питается главным образом мышами.
Барсук всеяден, активен в тёп-лое время года, в северной части ареала зимой впадает в спячку. Строит очень сложные норы, в которых проводит большую часть времени. Вес около 15 кг.
Дивергенция внутри семейства куньих

Слайд 9

Конвергенция не есть полная противо-положность дивергенции. Дивергируют таксоны, а конвергенция – это характери-стика эволюции органов (сходные функции у негомологичных органов) и (или) жизненных форм далёких таксонов с приобретением внешнего сходства.
Конвергенция (от лат. convergo - приближаюсь,схожусь)
Млекопитающие, приспособившиеся к планирующим прыжкам: 1 –шерстокрыл, 2 – сумчатая белка, 3 – белка-летяга

Слайд 10

Параллелизм – конвергенция гомологичных органов
Поза «стояния столбиком» и характерное для грызунов открытых пространств расположение глаз на голове. В нижнем ряду – родственные формы в других биотопах.
1 – малый суслик, 2 – полёвка Брандта, 3 –жёл-тая пеструшка, 4 – большая песчанка, 5 – обык-новенная белка, 6 – восточная полёвка, 7 – по-луденная песчанка.
Параллелизм в развитии конечностей лошадиных и липтотерн в Неотропике

Слайд 11

Термин параллелизм употребляется также не для характеристи-ки изменения органов, а для указания напра-вления эволюциитаксонов
Примером параллельной эволюции может быть четвертичная история сигов: распространяясь из единого центра (западносибирское море-озеро) по всему северу Голарктики, они образовали ряд изоли-рованных группировок ранга подвид-полувид-надвид. Внутри изоля-тов происходит независимая дифференцировка на малотычинковые формы, питающися бентосом, и многотычинковые, питающаяся планктоном, а также параллельное разделение по месту размножения на озёрные и речные формы.

Слайд 12

Полифилия – объединение в один таксон разных по происхождению групп. Поли- много, филум – ветвь.
Во второй половине ХХ века многие исследователи пытались доказать полифилетическое происхождение таких известных групп, как цветковые, амфибии, млекопитающие.
Монофилия – происхождение таксона от одного предкового таксона.
Симпсон предложил считать монофилетическими таксоны, которые порождены таксоном, равным им по рангу (монофилия по Симпсону).
Однако ранг высших таксонов субъективен.
Эшлок предложил считать монофилетическими надвидовые таксоны, произошедшими от одного предкового вида (монофилия по Эшлоку)
Довольно представительная школа кладистов принимает более строгий критерий монофилетичности – происхождение от одного вида, на как это доказать и как этим оперировать? Использовать лишённую возможности проверки монофилию по Эшлоку бессмыслено.

Слайд 13

Нейтралистская теория эволюции – нейтральные признаки только дивергируют. Парафилия и полифилия на этом уровне исключена.
Инновационная новость: эволюция двуглава, как орёл на рубле.
Голова № 1. Адаптивная эволюция, дарвиновская эволюция – эволюция приспособлений, направляемых отбором. Она может быть конвергентной, дивергентной, прогрессивной-регрессивной и т.д.
Голова № 2.Нейтралистская эволюция, недарвиновская эволюция – эволюция признаков, безразличных для отбора (различие в толщине губ у негров и индейцев). Если признак не подвержен стабилизирующему или движущему отбору, он всегда «расплывается».
Аналогия – расхождение языков при культурной изоляции их носителей. Расхождение языков тем большее, чем дольше изоляция: человек – чоловiк, men – Mensch. Их не привязать ни к рельефу местности, ни к климату.

Слайд 14

Нейтральная эволюция – ключ к филогении

Филогенетические связи между 8 группами позвоночных животных (верхняя схема) и различия по числу аминокислотных замен (Каа) у тех же видов (нижний график) по α-цепям гемоглобинов (черные точки) и β-цепям (светлые точки). Из Кимура, 1985)
Аддитивное дере-во, построенное по различиям в транс-портных РНК.
Это нельзя сделать иначе.
Филогения таких крупных групп создаётся только анализом эволюции макромолекул.

Слайд 15

Макроэволюция – современные сложности

К настоящему времени возможности морфологического, эмбриологического и палеонтологического методов анализа филогении практически исчерпаны. С их помощью удалось создать картину эволюции позвоночных животных и сосудистых растений сравнительно полно, беспозвоночных - частично.
Низшие растения и прокариоты не поддаются традиционному анализу.
Начиная с 80-х годов наблюдается стремительный прогресс. В общих чертах намечены контуры филогенетических связей всего живого. Общая конструкция оказалась совершенно неожиданной.
В основе нового знания лежит новый метод – исследование эволюции молекул, сначала – нейтральной, потом, уже в нынешнем веке, адаптивной.
На начальном этапе эволюции наблюдается активный «горизонталь-ный» перенос генов – их обмен между представителями очень далёких систематических групп. Это основной фактор эволюции архейской и в меньшей степени протерозойской биот.
У эукариот он сопровождается слиянием клеток или поглощением клетки клеткой с самой разной степенью автономии отдельных компонентов общего суперорганизма (симбиогенетическая теория).
Филогенетическая схема на этом уровне – не дерево, а сеть.

Слайд 16

Эволюционное дерево эукариот. Точки ответвления от основного ствола выше эвгленозоев проставлены произвольно.

Слайд 17

Горизонтальный перенос генов – к чему это приводит

Прокариоты представлены двумя царствами – архебактерии и эубактерии
Домен – консервативная последова-тельность аминокислот, присутствую-щая в нескольких (обычно во многих) белковых молекулах у разных организ-мов. Большинство доменов характери-зуются строго определенной функцией и представляют собой функциональ-ные блоки белковых молекул.
В геноме эукариот белки, ответствен-ные за операции с геномом (реплика-ция, транскрипция, трансляция) и белки, осуществляющие операции с мембранами – от архей, белки, белки основного обмена – от эубактерий.
существует гипотеза, что первичный прокариотический безъядерный организм, образован путем слияния архебактерии с эубактерией, причем базовый энергетический метаболизм этого организма имел эубактериальную природу (гликолиз, брожение)
Количественное соотношение общих и уникальных белковых доменов у архей, бактерий и эвкариот. Площади фигур примерно пропорциональны числу доменов (из А.В.Марков, А.М.Куликов, 2004).

Слайд 18

Биологический прогресс: противоречие между сложностью и успехом

А.Н. Северцов снимает его, разделяя биологический и морфо-физиологический прогресс

Биологический прогресс:

увеличение количества особей
прогрессивное расселение и захват новых ареалов
распадение таксона на соподчинённые систематические единицы

Морфо-физиологический прогресс:

дифференциацияорганизма
интенсификация функций
последователи Северцова добавляют усовершенствование интеграции, рационализация устройства организма, повышение уровня гомеостаза и пр.

Морфо-физиологический прогресс – один из способов достиже-ния биологического прогресса.

Как и морфо-физиологический регресс.

Слайд 19

Основная философская проблема макроэволюции - направленность

Ранние эволюционисты объясняли развитие природы через конечные причины, стремлением к прогрессу, творческой силой и тому подобными агентами.
Дарвин убрал предопределенность хода эволюции, но не всем это понравилось.
Периодически как за рубежом, так и в нашей стране возникали ереси, направленные на поиск иных причин эволюции, кроме естественного отбора.
Дарвинизм – теория, которая позволяет объяснить всё «назад», но не оставляет возможности для предсказаний – чем она отличается от теорий иных общественных и социальных наук. Дарвиновская эволюция случайна и непредсказуема.
В СССР отказ от дарвинизма шёл под флагом номогенеза – попытки построить эволюцию на основании «законов» (nomos греч. – закон). Они закончились ничем, но номогенетики – Л.С. Берг, А.А. Любищев - были настолько яркими и самобытными личностями, что номогенез стал важной страницей истории отечественной биологии.

Посмотреть все слайды

Микроэволюция и макроэволюция. Концепция вида, его критерии. Популяция – структурная единица вида и эволюции. Движущие силы эволюции. Доказательства эволюции.

На экране портрет Ч.Дарвина с цитатой «Каждый вид занимает свое особое место в великом хозяйстве природы». Как же возникают новые виды? Ч.Дарвин назвал свой труд «Происхождение видов путем естественного отбора…», и уже само название дает ответ на вопрос, как виды возникают в природе.

Для изучения темы урока необходимо вспомнить понятие микроэволюция

Задание учащимся. В § 60 стр. 218 учебника – найти и дать определение данному понятию. Прочитать материал о формах микроэволюции.

Ответ 1. Микроэволюция - эволюционные изменения, протекающие на популяционном, внутривидовом уровне.

Ответ 2. Существует две формы микроэволюции.
1)Филетическая (без дивергенции)
2)Видообразование (за счет дивергенции)

Микроэволюция и макроэволюция

Микроэволюция – это изменения, происходящие в популяциях под действием движущих сил эволюции. В конечном счете приводит к возникновению нового вида.

Макроэволюция – это процесс формирования крупных систематических единиц, надвидовых таксонов – родов, семейств и выше.

Доказательства эволюции

Сравнительно-анатомические

Эмбриологические

В эмбриональном (зародышевом) развитии организмы имеют признаки своих эволюционных предков. Например,

все организмы начинают развитие с одноклеточной стадии (зиготы);
двуслойный зародыш (гаструла) соответствует кишечнополостным;
близкородственные организмы имеют сходные стадии зародышевого развития (сходную последовательность закладки органов);
зародыш человека покрыт шерстью, имеет хвост – это говорит о происхождении человека от животных.

Палеонтологические

1) Ископаемые остатки и отпечатки (окаменелости) древних организмов показывают, как шло их историческое развитие (эволюция).

2) Филогенетические ряды – это ряды видов, последовательно сменявших друг друга в процессе эволюции.

3) Переходные формы (доказывают происхождение организмов):

кистеперая рыба латимерия – земноводных от рыб;
стегоцефал – пресмыкающихся от земноводных;
археоптерикс – птиц от пресмыкающихся.

Биогеографические

Флора и фауна (ФФ) вулканических островов

очень бедна, потому что животным и растениям тяжело попасть с материка на новый остров;
содержит много эндемиков (видов, обитающими только здесь).

ФФ островов, отколовшихся от материка, очень похожа на ФФ материка; чем раньше произошло отделение – тем больше отличия.

Биохимические

Все живые организмы на Земле состоят в основном из белков; наследственная информация закодирована в нуклеиновых кислотах, одинаково происходят процессы репликации, транскрипции, трансляции, гликолиза и т.п.

Условия видообразования

Видообразование слагается из 2 стадий: первая- возникновение репродуктивной изоляции, вторая- ее закрепление естественным отбором.

На первой стадии видообразования обмен генами между двумя популяциями одного вида должен быть прекращен, это происодит в результате географического разделения, например, возникновения между популяциями горой цепи, ледника, водной преграды и прочего. Отсутствие обмена генами между 2 популяциями создает возможность для их генетической дивергениции (расхождения). Подобная дивергенция может возникнуть и в результате адаптации оргаизмов к местным условиям, и в результате случайных изменений в сосотаве генофонда каждой из популяций. По мере накопления генетических различий между изолированными популяции, в силу изменений условий и образа жизни, возникают предзиготические изолирующие механизмы, например различия в сроках размножения, в поведении и т.д.

В дальнейшем разделение популяций может закрепиться за счет развития постзиготических изолирующих механизмов. Разделение видов становится необратимым. Процесс возникновения полной изоляции поддерживается естественным отбором.

Конкретные пути возникновения новых видов могут быть различным.В целом различают 2 основные формы видообразования: аллопатрическое и симпатрическое.

Аллопатрическое видообразование- эта форма связана с расширением ареала исходного вида и осуществляется в ходе длительной географической изоляции популяций. Возникновение географических преград приводит к образованию изолятов –географически изолированных популяций. Как правило, это происходит на границе области ареала исходного вида, где условия жизни несколько отличается от обычных и и активно протекают процессы естественного отбора. В результаетединый генофонд вида как бы разрывается на части. Всякая территориальная популяция характеризуется собственным генофондом с характерными для него частотами встречаемости разых аллелей. Прерывание потока генов между изолятами, с одной стороны, и действие естественного отбора, с другой, приводят, в конце концов, к их репродуктивной изоляции и к образованию самостоятельных видов. Пример: возникновение современных видов ландыша от исходного вида, обитавшего миллионы лет назад в широколиственных лесах Европы. Нашествие ледика разорвало единый ареал ландыша на несколько частей. Он сохранился на лесных территориях, избежавших оледенения: н а Дальнем Востоке, юге европе, в Закавказье. Когд а ледник отступил, ландыш вновь распростанился в Европе, образовав новый вид, более крупный, с широким венчиком, а на Дальнем Востоке-вид с красными черешками и восковым налетом на листьях.Симпатрическо евидообразование. Связано с зарождением в рамках исходной популяции новой формы. Таоке может происходить в результате экологической (например, пищевой)специализции, поэтому данную форму видообразования часто называет экологичесокй. Полагают, что 5 видов синиц образовались в связи с пищевой специализацией: по выбору мест кормежки, по сосотаву поедамых кормов, по способам их поиска и добычи.Например, синица большая долбит ветви и древесые стволы, мелкие виды (лазоревка)-только стебли травянистых растений. Самые мелкие виды(московки, хохлатые синицы) чаще используют для корма концевые ветви деревьев. К другой форме симпатрического видообразования относят внезапое, происходящее в результате хромомсмных мутаций, полиплоидии и гибридизации.(кратное уможение числа хромосом исходного предкового вида.)

Одной из главных особенностей биологической материи на нашей планете является ее дискретность или как сказал основатель учения о микроэволюции Тимофеев-Ресовский «квантированость». Это выражается в том, что она представлена отдельными видами. Видовое многообразие живых организмов на нашей планете очень велико. Сейчас на ней обитает около 50000 видов растений, более 1,5 млн видов животных, не менее 100000 видов грибов, большое количество видов бактерий и вирусов. Ученые постоянно обнаруживают и описывают новые виды живых организмов. Что же такое вид? Что мы понимаем под данным понятием?

Вид: совокупность особей, обладающих способностью скрещиванию с образованием плодовитого потомства, населяющих определенный ареал; обладающих рядом общих морфологических признаков и сходством во взаимоотношениях с биотической и абиотической средой

Вопрос об определении организмов к одному или разным видам очень сложен и по поводу отдельных видов вызывает бурные споры в ученой среде. Для процедуры определения вида используют критерии вида. Критерии вида – это признаки, по которым один вид отличается от другого. Вопрос о критериях вида занимает центральное место в теории эволюции. Это вполне объяснимо: четкое понимание сущности вида необходимо для выявления механизмов эволюционного процесса. Выделяют 8 критериев вида:

Морфологический.
Физиологический.
Географический.
Генетический.
Этологический.
Экологический.
Биохимический.
Цитологический.

Популяция – (populatio – народ, население) это совокупность особей одного вида, обладающих генофондом и занимающих определенную территорию, существующая относительно изолирована от других популяций. Этот термин ввел В. Иогансен в 1903 году.

Генофонд – это совокупность всех генов всех особей данной популяции.

Почему популяция способна к длительному существованию? Это не хаотическое скопление особей, а устойчивое целостное образование – надорганизменная форма организации жизни. Особи в популяции различаются по возрасту, полу, генотипу, но тесно связаны между собой. Особенно ярко эта связь просматривается у животных.

При этом некоторые связи обеспечивают существование отдельной особи: птицы и млекопитающие метят свои участки, охраняя свою территорию от сородичей. Но многие связи направлены на воспроизводство популяции. Это связи между полами и возрастными группами. Особи разного пола находят друг друга по запаху, звукам, вступают в брачные отношения, проявляют заботу о потомстве. Например, необходимость установления прочной связи с детенышем заставляет многих животных во время размножения покидать стадо (антилопы, зубры, северные олени), так в период отела самка северного оленя вместе с детенышем выходит на край стада. Она кричит часа два, потом смолкает. Находясь в стаде, олененок уверенно отличит голос матери от голоса других оленух.

Чем определяется устойчивость популяции?

1.Устойчивая популяция включает все возрастные группы от новорожденных до стариков. В популяции, клонящейся к закату, слишком много старых особей.

2. Численность особей в популяции разная. Например, популяция насекомых составляет сотни тысяч особей, а популяция крупных млекопитающих - только несколько сотен особей.

Вывод: численность особей в популяции постоянно колеблется. На нее влияют вспышки размножаемости саранчи, колорадский жук, патогенные микроорганизмы (пандемия гриппа). Популяция не сможет длительно существовать, если ее численность будет ниже некоторых пределов.

Почему популяцию считают единицей эволюции?

Особенности популяции:

1. Большое генотипическое сходство.

2. Случайное свободное скрещивание («перемешивание» особей осуществляется легче и чаще, чем между популяциями этого же вида) из-за территориальной обособленности друг от друга.

Пример: Одна дубрава от другой находится за несколько километров, а пыльца дуба разносится ветром на несколько сотен метров. Но в сильные бури пыльца подхватывается ветром и может переноситься на большие расстояния и достигать соседних популяций.

Вопрос: Может ли обособленность популяции быть постоянной (исходя из этого примера)?

Вывод: Нет, обособленность популяции относительна.

3. Изоляция (хотя и неабсолютная) или обособленность.

4. Могут возникать наследственные изменения у отдельных особей в популяции и в результате свободного скрещивания распространяются в популяции. Это приводит к генетической разнородности составляющих ее особей. Неоднородность особей в популяции создает условия для действия естественного отбора, выработке приспособлений к условиям обитания у видов в целом.

Вывод: эволюционный процесс происходит в недрах вида – в популяциях.

Структура вида будет неполной, если не сказать о подвидах. Ареал белки обыкновенной насчитывает 20 подвидов. Дальний Восток – у белки почти чёрная окраска шкурки; юг Западной Сибири – серая белка с серым хвостом; Европейская часть нашей страны – белка с рыжим хвостом.

Вывод: границы между подвидами не чёткие, особи встречающихся популяций способны скрещиваться между собой и оставлять плодовитое потомство.

Число подвидов зависит и от движения особей. Кочующие животные – песцы. Место обитания - тундра Евразии (1 подвид), Командорские острова (о.Беринга и о. Медный) (2 подвида). Море вокруг не замерзает, где каждый подвид представлен единственной популяцией.

Подвид, как и популяция, представляет форму существования вида, обеспечивает его приспособленность к конкретным условиям среды. Это даёт возможность виду занимать большой ареал, несмотря на разнообразие условий в его пределах, поддерживать на некотором уровне численность, т.е. длительно устойчиво существовать.

Процветающие виды состоят из большого числа популяций и подвидов, а зарождающиеся или вымирающие виды представлены немногими или даже одной популяцией.

Реликтовые виды: пицундская сосна, кистепёрая рыба – латимерия, пресмыкающееся – гаттерия.

Итоговая беседа по вопросам.

1. Кто может эволюционировать - отдельная особь или популяция? (Популяция со своими признаками эволюционирует независимо от других популяций, организм не может эволюционировать, т.к. его генотип определён в момент оплодотворения).

2. В чем состоит практическое значение изучений популяций?

При заготовке древесины очень важно знать скорость восстановления леса, чтобы правильно планировать интенсивность рубок;

Использование животных для получения ценного пищевого или пушного сырья;

Изучение других важно с медико – санитарной точки зрения.

Факторы (движущие силы) эволюции

Наследственная изменчивость

Изоляция

Постепенное накопление различий между изолированными друг от друга популяциями может привести к тому, что они превратятся в два разных вида, т.е. произойдет видообразование.

Всё это свидетельствует о единстве органического мира.

Первая наша задача – сформировать понятие «макроэволюция» и сравнить с понятием «микроэволюция» (Слайды 3, 4)
Различие макроэволюции и микроэволюции:
Макроэволюция – надвидовая эволюция, приводит к образования таксонов более высокого ранга, чем вид (родов, семейств, отрядов, классов, типов и т.д.)
Микроэволюция – происходит внутри вида, внутри его популяции.
Макроэволюция происходит в исторически грандиозные промежутки времени и недоступна непосредственному изучению.
Сходство макро- и микроэволюции:
– В основе лежат процессы: наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор, изоляции.
– Носят дивергентный характер.
Наука располагает множеством доказательств, свидетельствующих о реальности макроэволюционных процессов .
Группы доказательств эволюционного процесса: палеонтологические, эмбриологические, сравнительно-анатомические (морфологические),молекулярно-биологические и цитологические, биогеографические (Слайд 5)
Работа по терминами . (Слайды 6, 7)
Что изучают науки?
Палеонтология, эмбриология, сравнительная анатомия, молекулярная биология, биогеография
Что обозначают термины?
Онтогенез, филогенез, дивергенция, конвергенция, гомологичные органы, аналогичные органы, рудименты, атавизмы, эндемики, реликты
Учитель дает задания группам. (Презентация, Слайд 8)
Задания.
1. Используя учебник А.А.Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник «Общая биология» 10-11 кл § 61, (дополнительно) учебник Д.К. Беляева «Общая биология» 10-11 кл § 41 и материалы, лежащие на столах найти факты, доказывающие существование эволюционного процесса на нашей планете.
I группа – палеонтологические доказательства эволюции;
II группа – эмбриологические доказательства эволюции
III группа – сравнительно-анатомические доказательства эволюции;
IV группа – молекулярно-биологические и цитологические доказательства эволюции;
V группа – биогеографические доказательства эволюции.
2. Лидер каждой группы представляет наработки группы классу.
3. Работа группы оценивается в баллах (группы получают жетоны):
Учитель делает установку на заполнение таблицы.
(Слайд 9)
После каждого выступления группы учитель демонстрирует доказательства эволюции, используя УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» и Презентацию и подводит итог работы группы.
Палеонтологические доказательства эволюции:
(УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» Слайд 2-5, урок 7, Слайды 22-24);
– наличие ископаемых остатков;
– наличие переходных форм;
– наличие филогенетических рядов (лошади)
Эмбриологические доказательства эволюции:
(УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» Слайды 6-8, урок 7);
– закон зародышевого сходства;
– биогенетический закон.
Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства эволюции: (Слайды 12-19)
– клеточное строение организмов;
– общий план строения позвоночных;
– наличие гомологичных и аналогичных органов;
– наличие рудиментов и атавизмов;
– наличие ныне живущие промежуточные формы
Молекулярно-биологические и цитологические доказательства эволюции: (Слайды 20-21)
– элементарный химический состав;
– строение и функции органических молекул;
– аккумулятор энергии – молекулы АТФ;
– генетический код (универсален);
– биосинтез белка;
– строение и функция органоидов клетки;
– деление клеток (митоз и мейоз).
Биогеографические доказательства эволюции. (Слайды 25-32)
А. Уоллес выделил 6 зоогеографических областей по распространению животных и растений на нашей планете.

Вопросы:

1. Почему флора и фауна Неарктической области (Северная Америка) и Палеоарктической области (Евразия) имеют много общего, хотя изолированы Беринговым проливом?
2. Почему флора и фауна Неарктической области (Северная Америка) отличается от Неотропической области (Южная Америка), хотя они соединены Панамским перешейком?
3. Почему флора и фауна Неотропической области (Южная Америка) и Эфиопской области (Африка) имеют много общего?
4. Почему только в Австралии существуют сумчатые животные?
5. Почему на Британских островах флора и фауна близка к материковой, а на острове Мадагаскар нет типичных для Африки крупных копытных, крупных хищников, высших обезьян?
Однако там много низших обезьян – лемуров, которые нигде больше не встречаются (эндемики).
Учитель: Особенность фауны и флоры островов свидетельствуют в пользу эволюции.
Вопрос: Почему океанические острова очень бедны, по сравнению с материковыми островами?
Являются результатом случайного занесения некоторых видов птиц, рептилий, насекомых, семян растений, спор, которые смогли преодолеть водные преграды и занестись с помощью ветра, воды, птицами. Представители таких видов, попавшие на океанические острова, получают широкие возможности для размножения.
Например, на Галапагосских островах из 108 видов птиц 82 и 8 видов рептилий эндемичны
На Гавайских островах 300 эндемичных видов улиток, принадлежащих к одному роду.
Распределение животных и растений по поверхности планеты и их группировка в биогеографические зоны отражает процесс исторического развития Земли и эволюции органического мира.
Вывод: (Слайд 33)
Чтобы доказать, подлинность эволюции живого мира на Земле, необходимо использовать данные разных наук.