Чикина Наталья Александровна
МБОУ гимназия №1 города Липецка
Биология
Тема урока: Основные закономерности эволюции. Макроэволюция.
Цели:
Образовательная. Закрепить знания об основных закономерностях эволюции. Отработать основные понятия темы.
Развивающая
. Продолжить формирование умений анализировать информацию и выявлять ароморфозы, идиоадаптации и дегенерации, и делать выводы по проделанной работе.
Воспитательная
: прививать навыки заинтересованного обучения.
Тип урока : урок отработки знаний
Оборудование: гербарий, таблицы, рисунки, тексты, тесты.
Ход урока
Актуализация знаний.
Отработка формулировки основных понятий:
(работа по листу отработки, приложение 1, презентация слайды 2-10)
Макроэволюция.
Биологический прогресс
Биологический регресс
Ароморфоз
Идиоадаптация
Дегенерации
Дивергенция
Конвергенция
Параллелизм
Гомологичные органы
Аналогичные органы
Работа на уроке
1. Фронтальная работа учащихся с текстом .
Основная особенность группы покрытосеменных – наличие цветков и плодов. Семяпочка цветковых защищена от неблагоприятных воздействий завязью. Образование плода обеспечило успешное прорастание семян в неблагоприятных условиях. Строение органов у цветковых растений достигает наибольшей сложности, а ткани характеризуются высокой степенью специализации.
Клевер имеет небольшие цветки, собранные у большинства соцветие - головка. Характерной особенностью кактуса является мясистый стебель и листья колючки.
Птицы, имеют четырехкамерное сердце перьевой покров, они теплокровны. В яйце птиц увеличился запас питательных веществ.
Дятел пестрый большой очень пестрая птица. Преобладающая окраска ее состоит из сочетания черных и белых тонов. Хвост у большого пестрого дятла средней длины, заостренный и очень жесткий, так как служит он главным образом как опора при лазании птицы по стволу дерева. Соколы хищные птицы. Взрослые птицы отличаются крючкообразным клювом и узкими клиновидными крыльями, благодаря которым они способны ловко маневрировать и развивать необычайно большую скорость в пикирующем полёте.
2. Работа у доски .
1. Перечислить основные ароморфозы растений (используя гербарные экземпляры, слайды 11-12)
2.Перечислите основные ароморфозы позвоночных животных (слайды 13-14).
3. Фронтальная работа с тестами. Отработка заданий части А.
1. Сокращение численности и ареала уссурийского тигра в современную эпоху - пример
А) биологического прогресса Б) биологического регресса
В) идиоадаптации Г) ароморфоза
2. Появление у древних млекопитающих четырёхкамерного сердца, теплокровности, развитой коры головного мозга - пример
А) идиоадаптации Б) ароморфоза
В) биологического прогресса Г) биологического регресса
3. Какой признак НЕ считают ароморфозом у млекопитающих
А) волосяной покров Б) четырехкамерное сердце
В) диафрагму Г) укороченный хвост
4. Укажите пример ароморфоза
А) уплощение тела у донных рыб
Б) возникновение покровительственной окраски у щуки
В) редукция кишечника у свиного цепня
Г) возникновение многоклеточности
5. Возрастание численности серой вороны в населённых пунктах - пример
А) ароморфоза Б) дегенерации
В) биологического регресса Г) биологического прогресса
7. Появление у земноводных в процессе эволюции трёхкамерного сердца, двух кругов кровообращения - пример развития органического мира по пути
А) ароморфоза Б) идиоадаптации
В) дегенерации Г) биологического прогресса
8. Результатом идиоадаптаций у птиц считают
А) появление перьевого покрова
Б) появление четырехкамерного сердца
В) многообразие форм клюва
Г) формирование высокоразвитой нервной системы
10.Показатель биологического прогресса вида
А) симбиоз Б) взаимопомощь
В) конкуренция Г) высокая численность
11. Укажите НЕВЕРНОЕ утверждение: ""Ароморфоз ведет к""
А) общему подъему организации
Б) повышению интенсивности жизнедеятельности
В) формированию приспособлений широкого значения
Г) формированию частных приспособлений
12. Дегенерация - это
А) эволюционные изменения, ведущие к упрощению организации
Б) случаи проявления признаков предков у отдельных особей
В) крупные эволюционные изменения, ведущие к общему подъему организации
Г) мелкие эволюционные изменения, обеспечивающие приспособленность к среде обитания
13. Какой из перечисленных показателей не характеризует биологический прогресс?
А) экологическое разнообразие Б) забота о потомстве
В) широкий ареал Г) высокая численность
15. Какая систематическая группа животных формируется в результате крупных ароморфозов?
А) вид Б) класс В) семейство Г) род
Отработка вопросов части В.
В 1. Какие из перечисленных примеров относят к ароморфозам?
1) формирование грызущего ротового аппарата у майского жука
2) появление трахей у членистоногих
3) появление третьего зародышевого листка у червей
4) складчатость коры головного мозга млекопитающих
5) развитие клыков у хищных млекопитающих
6) сокращение до двух числа пальцев у страусов
В 3. Укажите признаки общей дегенерации у животных .
1) общий подъем организации
2) снижение интенсивности жизнедеятельности
3) понижение уровня организации
5) приспособления частного характера
6) упрощение нервной системы в связи с сидячим образом жизни
В 4. Найдите соответствие направлением эволюцией и ее характеристикой направлением биологического прогресса и примером
Направление
А. наличие роющих конечностей у крота
1. Ароморфоз
2. Идиоадаптация
В. образование хобота у слона
3. Дегенерация
Г. утрата органов пищеварения у ленточных червей
Д. редукция органов чувств у бычьего цепня
Е. вскармливание детенышей молоком у млекопитающих
В 5. Найдите соответствие направлением эволюцией и ее характеристикой .
Характеристика
Направление эволюции
А. увеличение биоразнообразия
1. биологический прогресс
Б. сужение ареалов видов
2. биологический регресс
В. сокращение численности особей видов
Г. усиление приспособленности
Д. вымирание видов
В 6. Установите последовательность возникновения животных в процессе исторического развития.
A) плоские черви
Б) одноклеточные животные
B) кишечнополостные
Г) кольчатые черви
Д) колониальные одноклеточные организмы
Е) членистоногие
В 7. Установите последовательность появления групп хордовых животных в процессе эволюции .
кистепёрые рыбы Б) пресмыкающиеся
стегоцефалы
Г) бесчерепные хордовые
Д) птицы и млекопитающие
В8. Установите последовательность ароморфозов в эволюции растений, обусловивших появление более высокоорганизованных форм.
А) дифференциация клеток и появление тканей
Б) появление семени
В) образование цветка и плода
Г) появление фотосинтеза
Д) формирование корневой системы и листьев
Отработка вопросов части С.
С1. Какие ароморфозы позволили птицам широко распространиться в наземно-воздушной среде обитания? Укажите не менее трёх примеров.
Ответ :
1) особенности строения и функций, связанные с полетом: полые кости, превращение передних конечностей в крылья, быстрое переваривание пищи и др.;
2) особенности, обеспечившие высокий уровень обмена веществ и теплокровность: 4-х камерное сердце, особое строение органов дыхания, потребление большого количества пищи и др.;
3) развитие центральной нервной системы, сложное поведение (перелеты, забота о потомстве и др.).
С2. Чем характеризуется биологический прогресс у цветковых растений? Укажите не менее 3-х признаков.
Ответ:
1)большим разнообразием популяций и видов; 2) широким расселением на земном шаре; 3)приспособленностью к жизни в разных экологических условиях.
С3. Какие ароморфозы обеспечили теплокровность млекопитающим? Укажите не менее 3-х ароморфных признаков.
Ответ : 1)4-х камерное сердце; 2) Альвеолярные легкие; 3)Волосяной покров.
С4. Почему высокая плодовитость особей может привести к биологическому прогрессу вида? Укажите не менее трёх причин.
Ответ : 1) повышает численность вида; 2) способствует расселению вида на большие территории; 3) ведет к образованию разнообразных популяций.
Проверка знаний. Контрольный тест
Часть А. Выбрать один верный ответ. Запишите выбранную цифру в бланк ответов
А1.Развитие у птиц крыльев, обеспечивших им возможность полета, характеризуют как:
1) конвергенцию 3) идиоадаптацию
2) ароморфоз 4) дегенерацию
1) появление спор 3) образование плода
2) образование семян 4) видоизменение листьев
1) ароморфозу 3) биологическому регрессу
2) идиоадаптации 4) биологическому прогрессу
А4. Какие из организмов находятся в состоянии биологического регресса:
1) белые журавли 3) бактерии стафилококка
2) печеночные сосальщики 4) комнатные мухи
1) утрату шерстного покрова слонами
2) появление яиц у пресмыкающихся и их последующее развитие на суше
3) удлинение конечностей лошади
4) возникновение хвоста павлина
А6.Пример идиоадаптации:
А7. Пример общей дегенерации:
1) превращение листьев кактуса в колючки
2) утрата органов кровообращения у плоских червей
3) возникновение теплокровности
4) возникновение челюстей у рыб
А8.Сокращение численности и ареала уссурийского тигра является примером:
1) биологического регресса
2) дегенерация
3) биологического прогресса
4) ароморфоза
А9.Какой из названных ароморфозов сформировался в процессе эволюции органического мира позже остальных:
1) позвоночник 3) 2 круга кровообращения
2) теплокровность 4) половой процесс размножения
А10.Плоская форма тела у камбалы – это пример:
1) ароморфоза 3) общей дегенерации
2) идиоадаптации 4) биологического прогресса
А11.Примером дегенерации является отсутствие:
1) корней у повилики 3) конечностей у змей
2) зубов у птиц 4) жабр у взрослых лягушек
Часть В.
В заданиях В1-В3 выберите три верных ответа из шести. Запишите выбранные цифры в бланк ответов без пробелов и других символов.
В1.К ароморфозам относят:
1) образование клубней у картофеля
3) появление обтекаемой формы тела у дельфина
4) появление тканей и органов у растений
5) появление цветка у покрытосеменных
6) образование прицепок у плода череды
В2. Какие из перечисленных примеров относят к идиоадаптациям?
1) развитие образовательных тканей у растений
2) наличие ловчих аппаратов у насекомоядных растений
4) появление триплоидного эндосперма у покрытосеменных
5) мелкая, сухая пыльца у ветроопыляемых растений
6) железистые волоски на листьях душистой герани
В3.Какие из перечисленных примеров иллюстрируют общую дегенерацию:
1) отсутствие легких у рыб
2) отсутствие зрения у животных, живущих под землей
4) отсутствие хвоста у лягушки
5) превращение корней растения повилики в присоски
6) утрата кишечника ленточными червями
Матрица ответов.
Ароморфозы
Идиоадаптации
Дегенерация
Прогресс и регресс в эволюции
Домашнее задание.
Повторить тему по учебнику и записям в тетради.
Ответить на вопрос.
Почему к биологическому прогрессу может привести не только ароморфоз, но и идиоадаптация и дегенерация? Приведите не менее трёх доказательств.
, Конкурс «Презентация к уроку»
Класс: 11
Презентация к уроку
Назад
Вперёд
Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
Цель урока: на основе знаний об эволюционной зависимости ароморфозов и идиоадаптаций углубить представления о результатах эволюции, сформулировать закономерности эволюционного процесса, правила эволюции.
Методическая цель: использование ИКТ - как одного из способов формирования творческого мышления и развитие интереса обучающихся, расширение опыта самостоятельной деятельности, на основе ранее приобретённых знаний, развитие информационной и коммуникативной компетенций.
Тип урока: комбинированный.
Вид урока: урок формирования и систематизации знаний.
Методы: диалоговое общение на основе работы с материалами учебника, таблиц, слайдов, проблемные.
Уровень усвоения знаний: частично-поисковый.
Межпредметные связи: биология, экология, география.
Учебно-методическое обеспечение:
- учебник "Общая биология, 11 кл." Захаров В. Б.
- презентация по теме: "Закономерности эволюционного процесса. Правила эволюции"
Ход урока
I. Организационный момент
Объявление темы урока, выявление связи с ранее изученными темами, обоснование проверки домашнего задания. (Слайд 1)
II. Проверка домашнего задания
1. Повторение основных понятий темы:
1.1. Найдите соответствие (Слайд 2)
| Термин | Латинское название | Содержание |
| Ароморфоз | А. "Прилаживание", "приноравливание" | Б. Упрощение общей организации организма |
| Дегенерация | В. "Вырождаться" | Г. Совершенствование форм организма, способствующее повышению общей организации, обеспечивающее преимущества в разной среде обитания |
| Идиоадаптация | Д. "Поднимаю" + "форма" | Е. Приспособления к специальным условиям, но не изменяющие уровень организации |
Ответы: 1-Д-Г; 2-В-Б; 3-А-Е
1.2. Что из перечисленного относится к ароморфозу, идиоадаптации, дегенерации? (Слайд 3)
- Ячеистые легкие у рептилий
- Первичная кора головного мозга у рептилий
- Голый хвост у бобра
- Отсутствие конечностей у змей
- Отсутствие корней у повилики
- Молочные железы у млекопитающих
- Образование ласт у моржей
- Отсутствие кровеносной системы у цепней
1.3. Решить биологическую задачу. (Слайд 4)
"Поставлен эксперимент: в два аквариума были помещены головастики лягушек одного возраста. В первый аквариум в воду опустили сетку, которая не давала возможности головастикам всплывать и дышать атмосферным воздухом.
Результаты:
а) в первом аквариуме размеры головастиков увеличились;
б) во втором аквариуме появились лягушата.
Укажите причины различий полученных результатов"
III. Изучение нового материала
1. Закономерности эволюции (Слайд 5)
Задание учащимся: работая с учебником с. 87-90 (Захаров В. Б. Общая биология: учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин. - М. : дрофа, 2005.) найдите ответы на поставленные вопросы:
1.1. Дивергенция (обсуждение вопросов с помощью слайдов 6,7,8,9)
Что такое дивергенция?
Каков механизм дивергенции?
Результат дивергенции?
1.2. Конвергенция (обсуждение вопросов с помощью слайдов 10,11,12,13)
Что такое конвергенция?
Каков механизм конвергенции?
Результат конвергенции?
1.3. Параллелизм (обсуждение вопросов с помощью слайдов 14,15)
Что такое параллелизм?
Каков механизм параллелизма?
Результат параллелизма?
2. Правила эволюции (Слайд 16)
Задание учащимся: работая с учебником с. 92-93, сформулируйте правила эволюции.
2.1. Правило необратимости эволюции. (Слайды17,18,19)
Бельгийский палеонтолог Л. Долло: "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"
Вопрос классу: Какие доказательства необратимости эволюции можно привести? (Возможные ответы: рептилии не дают вновь начало амфибиям, наземные позвоночные - ихтиозавры и киты, вернувшись в воду не превратились в рыб)
2.2. Правило чередования необратимых эволюций. (Слайды 20,21,22)
Вопросы классу:
2.2.1. Что определяют ароморфозы в эволюции? (высшие по организации группы организмов занимают новую среду обитания)
2.2.2. Что определяют идиоадаптации или дегенерации? (обеспечивают организмам обживание новой среды обитания)
IV. Закрепление изученного материала
Ответить на вопросы: (Слайд 23)
- Что такое дивергенция?
- Результаты дивергенции?
- Что такое гомологичные органы?
- Что такое конвергенция?
- Результаты конвергенции?
- Что такое аналогичные органы?
Рассмотрите рисунки (Слайды 24,25). Определите, какие из органов являются примерами гомологии, а какие аналогии? Укажите номера: А - аналогичных органов; Г- гомологичных органов.
Выводы(Слайд 26)
Задание классу: сформулировать выводы по теме, взяв за основу опорные точки на с. 93, основные положения с. 95-96.
V. Домашнее задание (Слайд 27)
Инструктаж: изучить 2.2, терминология с. 94, основные положения главы 2, с. 95-96
Литература. (Слайд 28)
- Захаров В. Б. Общая биология: учеб. для 11 кл. общеобразоват. учреждений / В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин. - М. : дрофа, 2005.
- Биология. 11 класс: поурочные планы по учебнику В. Б. Захарова, С. Г. Мамонтова, Н. И. Сонина / авт.-сост. Т. И. Чайка. - Волгоград: Учитель, 2007.
- Анастасова Л. П. самостоятельные работы учащихся по общей биологии: Пособие для учителя. - 2-е изд., перераб.- М.: Просвещение, 1989.
- Биология. 11 класс: поурочные планы по учебнику Д. К. Беляева, Г. М. Дымшица / авт.-сост. О. А. Пустохина.- Волгоград: Учитель, 2008.
- При подготовке презентации были использованы материалы: http://images.yandex.ru/yandsearch?text
Учащиеся по выбору выполняют задания. Только задания «А» - на максимальную оценку «4», задания «А» и «В» - на максимальную оценку «5». III. ИЗУЧЕНИЕ НОВОЙ ТЕМЫ. Вступление. Объявление плана, целей и задач урока. 1. Формы эволюции групп живых организмов: дивергенция, конвергенция, параллелизм. (рассказ учителя) Несмотря на многообразие частных особенностей строения и приспособлений организмов к внешней среде можно выделить некоторые общие закономерности эволюционного процесса. Данные систематики, палеонтологии, сравнительной анатомии и других биологических дисциплин дают возможность с большой точностью восстановить ход эволюционного процесса на надвидовом уровне. Среди форм эволюции групп живых организмов можно выделить: дивергенцию, конвергенцию и параллелизм . 2. Форма группового отбора – дивергенция, особенности и условия ее проявления; единая основа дивергенции – генофонд родственных форм. Гомология, примеры ее проявления. Дивергенцией называется расхождение признаков у родственных организмов в процессе их эволюции, ведущее к возникновению новых систематических категорий. Этот термин и понятие дивергенции введены Ч. Дарвином. 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, т.е. условиями существования (насекомоядные, рукокрылые, парнокопытные, китообразные и др.). Каждый из этих отрядов включает подотряды и семейства, которые в свою очередь характеризуются не только специфическими морфологическими признаками, но и экологическими особенностями (формы плавающие, лазающие, бегающие, роющие и др. Внутри любого семейства виды и роды различаются образом жизни, объектами питания и т.п. Как указывал Дарвин, в основе всего эволюционного процесса лежит дивергенция. Дивергировать могут не только виды, но и роды, семейства, отряды. Дивергенция любого масштаба есть результат действия естественного отбора в форме группового отбора (сохраняются или устраняются виды, роды, семейства и т.д.). Групповой отбор также основан на индивидуальном отборе внутри популяции. Вымирание вида происходит за счет гибели отдельных особей. Своеобразие морфологических особенностей организмов, приобретаемых в процессе дивергенции, имеет некоторую единую основу в виде генофонда родственных форм. Конечности всех млекопитающих хотя и отличаются друг от друга, но имеют единый план строения и представляют собой пятипалую конечность. Поэтому органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение независимо от выполняемой ими функции, называют гомологичными . Примерами гомологичных органов у растений являются усики у гороха, иглы барбариса, колючки кактуса – все это видоизмененные листья. Корневище ландыша, клубни картофеля, донце репчатого лука (подземные побеги) тоже гомологичны. 3. Конвергенция как проявление сходства признаков в строении органов, непосредственно связанных со сходными условиями среды обитания. (рассказ учителя с элементами беседы, демонстрация таблиц, запись учащимися в рабочую тетрадь новых терминов, определений) В одинаковых условиях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное строение. Появление в результате естественного отбора сходных анатомо –морфологических, физиологических и (или) поведенческих черт у относительно далеких по происхождению групп организмов называют конвергенцией . Примерами конвергенции являются плавники и обтекаемая форма тела у дельфинов (млекопитающие), акулы (рыбы) и ихтиозавра (ископаемое морское пресмыкающееся); крылья птицы, летучей мыши и бабочки. Органы, выполняющие сходные функции, но имеющие принципиально различное строение и происхождение, называют аналогичными . Аналогичны жабры рака и рыбы, роющие конечности крота и медведки. 4. Параллелизм – форма конвергентного развития генетически близких групп организмов . (рассказ учителя, демонстрация таблиц) Параллелизм представляет собой форму конвергентного развития, свойственного для генетически близких групп организмов. Например, среди млекопитающих китообразные и ластоногие независимо друг от друга перешли к обитанию в водной среде и приобрели сходные приспособления для передвижения в этой среде. 5. Правило необратимости эволюции, его проявление. (рассказ учителя) К общим правилам эволюции групп организмов относится правило ее необратимости.Так, если на каком – то этапе эволюции от примитивных амфибий возникли рептилии, то рептилии не могут дать вновь начало амфибиям. 6. Правило чередования направлений эволюции и их взаимосвязь. (рассказ учителя) В филогенезе – историческом развитии практически всех групп происходило регулярное чередование главных направлений эволюции: арогенеза и аллогенеза. Таким образом, эволюция представляет собой непрерывный процесс возникновения и развития новых адаптаций, протекающий в течение длительного времени – сотен и тысяч поколений. Одни из вновь возникающих адаптаций оказываются очень частными, и их значение не выходит за пределы узких условий. Другие дают возможность выхода группы в новую адаптивную зону и непременно ведут к быстрому эволюционному развитию групп в новом направлении, к более высокому уровню организации. IV. Закрепление изученного материала. (устные ответы на вопросы учителя) 1. Что мы сегодня изучали на уроке? - закономерности эволюционного процесса и правила эволюции. 2. С какими новыми терминами мы познакомились на уроке? - дивергенция, конвергенция, параллелизм, гомологичные и аналогичные органы. 3. Какие органы называют гомологичными, а какие аналогичными? - гомологичные органы имеют похожее строение и одинаковое происхождение, независимо от выполняемой функции, а аналогичные – выполняют сходную функцию, но имеют разное строение и происхождение. V. Запись домашнего задания, разъяснение. Читать стр. 423-428 учебника, устно ответить на вопросы на стр. 429.выполнить задания рубрики «Терминология» на стр.430-431 VI. Итог урока. Акцентирование внимания учащихся на достижении целей и задач урока. VII. Объявление оценок.
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
| Названия закономерностей | Смысловое значение закономерностей | Причины и объяснения закономерностей |
| Необратимый характер (Л. Долло 1893 г.) |
Возвращение к первоначальному состоянию невозможно |
Эволюционирует популяция, отбираются целые генные комплексы |
| Прогрессивное усложнение форм жизни | Общая направленность эволюции | Дивергенция и вымирание многих ветвей при сохранении одной, дающей начало новой группе |
| Эволюция - незапрограммированный процесс | Отсутствует целенаправленность | Направление, скорость и ход развития природы задаются и осуществляются естественным отбором |
| Неравномерность эволюции | Различны темпы эволюции разных групп организмов | Стабилизирующий отбор сохраняет «живых ископаемых», движущий - формирует новые адаптации у популяций и видов |
| Ускорение темпов эволюции | Каждая следующая эпоха в развитии Земли короче предыдущей | От прокариот до первых многоклеточных - 2,5 млрд лет. Первые наземные организмы - 400 млн. лет. Развитие млекопитающих и птиц - за 100 млн. лет. Развитие человека разумного - 60 тыс. лет. |
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.
Основные положения синтетической теории эволюции- 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.
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.