В зависимости от уровня эволюционных изменений различают три типа эволюционных процессов: микроэволюция, видообразования и макроэволюция. Общим для этих процессов есть такие признаки: а) движущим фактором эволюционных изменений является естественный отбор ; 6) материалом для эволюционных изменений является мутации ", в) все эволюционные изменения начинаются в популяциях; г) результатом эволюционных процессов является появление новых систематических групп.

Сравнительная характеристика микроэволюции, видообразования и макроэволюции

Микроэволюция - эволюционный процесс, происходящий внутри вида, в пределах популяции на основе естественного отбора и завершается формированием приспособленности организмов и образованием новых популяций и подвидов. Согласно синтетической теории эволюции, естественный отбор направляет разные элементарные изменения фенотипов, возникших в результате мутаций в сторону формирование приспособлений организмов к изменениям условий окружающей среды. Эволюция популяций, подвидов и видов осуществляется через эволюцию их приспособлений.

Приспособления, или адаптации, - приспособление в процессе эволюции строения, функций, поведения организмов к определенным условиям существования. Возникают в виде преадаптаций на основе нейтральных мутаций или модификаций. Адаптации является результатом естественного отбора в конкретных условиях существования. Новые приспособления возникают не сразу в готовом виде, а длительное время формируются в процессе эволюции. После прохождения преадаптивнои пределы отбор обеспечивает усовершенствование новой адаптации. Любая совокупность адаптации помогает организмам выжить лишь в тех условиях, в которых она сформировалась под влиянием факторов эволюции. Но и тогда она относительна. Доказательствами относительного характера приспособленности могут быть следующие факты:

■ защитные приспособления от одних врагов неэффективны от других (например, ядовитых змей поедают мангусты)

■ проявление инстинктов у животных может не иметь целесообразности (например, ночные бабочки на огонь)

■ полезен в одних условиях орган становится бесполезным и даже вредным в другой среде (например, перепонки на лапах в горных гусей).

Микроэволюция обеспечивает формирование самых адаптаций, которые можно разделить на:

морфологические адаптации - совокупность приспособлений во внешней строении и форме тела:

■ мимикрия - сходство между незащищенными и защищенными видами (осовидни бабочки и осы, джмелевидни мухи и шмели, глухая крапива и крапива двудомная) термин впервые введен в зоологии Г. Бейтсом для обозначения случаев чрезвычайной внешней схожести между различными видами животных;

■ маскировки - сходство с предметами окружающего (бабочка-Калима к листьям, морской конек к водорослям, палочники и гусеница березовой пяденицы в веточек и т.п.);

■ защитная окраска помогает спрятаться в окружающей среде (белая окраска в беляков, полярных куропаток, зеленый - у кузнечиков, изменение окраски - у камбалы, хамелеонов)

■ предупреждающее окраски указывает на опасность вида (солнышко, карпатская саламандра)

■ угрожающее окраски - для отпугивания врагов (осьминог).

■ привлекающее окраски обеспечивает встречу особей разных полов или сбора в стаи;

физиологические адаптации - это комплекс физиологических реакций (изменение кровообращения при изменениях температуры, отложения жира)

этологические адаптации - это комплекс поведенческих реакций (угрожающие позы различных змей).

Вид и видообразование

Вид - совокупность особей, характеризующихся наследственным сходством признаков, свободно скрещиваются и дают плодовитое потомство, приспособленные к определенным условиям жизни и занимают в природе определенную территорию - ареал. Видовую самостоятельность определенной группы особей устанавливают по различным критериям вида.

1. Морфологический - сходство особей по строению. Он не является абсолютным, поскольку существуют виды-двойники, морфологически неопознанные, особи вида могут отличаться (половой диморфизм, личинки и взрослые особи и т.д.).

2. Генетический - это характерный для каждого вида набор хромосом по количеству, форме и размерам. Он не является абсолютным, поскольку существуют виды-двойники, которые отличаются по числу хромосом (два вида черных крыс: у одного 38 хромосом, у второго - 48, существует бы видов-двойников в малярийных комаров) количество и морфология хромосом может меняться у особей вида в результате мутаций.

3. Физиологический - это сходства и различия в процессах жизнедеятельности особей одного вида. Он не является абсолютным, поскольку особи, которые не скрещиваются в естественных условиях, могут скрещиваться в искусственных и давать бесплодное потомство (ил) или плодовитое потомство (несколько видов тополя, ивы).

4. Биохимический - это особенности строения и состава макромолекул и течения определенных биохимических реакций, характерные для особей определенного вида. Он не является абсолютным, поскольку белки и нуклеиновые кислоты могут изменяться в пределах вида.

5. Географический - это ареал вида, который отличается от ареалов близких видов. Он не является абсолютным, ведь существуют виды космополиты, которые распространены везде (серая крыса, ряска).

6. Экологический - каждый вид имеет свою экологическую нишу - совокупность факторов среды, в которой существует вид. Он не является абсолютным, поскольку в одной экологической нише могут существовать различные виды (виды-двойники с ареалами перекрывающихся).

Итак, видовая принадлежность организмов определяется совокупностью критериев, подтверждающих друг друга.

Видообразования - это направленный естественным отбором эволюционный процесс адаптивных преобразований, который ведет к образованию генетически закрытых видовых систем с генетически открытых внутривидовых. Начинается видообразования на уровне популяций. В отличие от микроэволюции, видоутврення имеет необратимый характер. Образование видов может осуществляться тремя путями: 1) постепенное превращение исходного вида (филетическая эволюция) 2) слияние двух существующих видов (гибридогенного эволюция) 3) дифференцирования исходного вида на несколько новых (дивергентная эволюция). Новые виды чаще всего возникают от одной предковой группы близкородственных организмов (принцип монофилн ). Необходимым условием видообразования является изоляция. В зависимости от типа изоляции различают географическое и экологическое видообразование.

I. Географическое (алопатричне) видообразования - это формирование новых групп в конце ареала при географической изоляции. Может видбуатися:

1) путем фрагментации - разрыв сплошной ареала на части (образование различных видов вьюрков на разных островах Галапагосского архипелага)

2) путем миграции- расширение ареала и отбор в новых условиях (образование вида Лиственница даурская от лиственницы сибирской)

II. Экологическое (симпатрических) видообразования - это формирование новых групп в рамках существующего ареала во время экологической изоляции. Осуществляется путями:

1) сезонной изоляции - в результате действия новых сезонных условий (образование видов погремок большой весенний и погремок большой летний)

2) межвидовой гибридизации- в результате скрещивания между особями родственных видов (мята перечная = мята колосовидная + мята водяная)

3) полиплоидии - за счет мутаций (вид твердая пшеница имеет 4п = 28, а мягкая пшеница - 6n = 42).

Макроэволюция - эволюционный процесс, что приводит к возникновению нодвидових таксонов. В отличие от микроэволюции, которая происходит в исторически короткое время и доступна для непосредственного изучения, макроэволюция занимает грандиозные промежутки времени и недоступна для непосредственного наблюдения.

формы макроэволюции

Основными формами макроэволюции групп вважають филетичную , дивергентную , конвергентную та паралельную эволюцию.

Филетическая эволюция - адаптационные преобразования представителей одного таксона, который меняется во времени в определенном направлении как единое целое без дивергенции.

Дивергентная эволюция - развитие признаков различия у особей одного вида вследствие приспособления к различным условиям среды. Отличие признаков, которая возникает в результате этого явления, называется гомологией , гомологичными . Причиной дивергенции является наличие наследственной изменчивости, внутривидовой конкуренции и разрывая (дизруптивного) естественного отбора. Примером дивергентной эволюции появление всех рядов плацентарных млекопитающих от общего предка.

Конвергентная эволюция - независимое развитие сходных признаков в филогенетически отдаленных организмов вследствие приспособления их к подобным условиям среды. аналогии , а органы развивающихся - аналогичными . Примером конвергентной эволюции появление подобных конечностей, формы тела у акул, ихтиозавров и дельфинов.

Параллельная эволюция - независимое развитие сходных признаков у родственных систематических групп организмов. Сходство признаков, которая возникает в результате этого явления, называется гомойологиею, а органы, которые развиваются - гомойологичннмы (сходство резцов у грызунов и зайцеобразных).

направления макроэволюции

Изучая закономерности исторического развития животных, 0 М. Северцов в 20-х годах XX века разработал понятие "биологический прогресс" и "биологический регресс". Биологический прогресс - направление эволюции, при котором рождаемость в популяции преобладает над смертностью. Признаками биологического прогресса является рост численности особей; расширение площади существования; повышение темпов внутривидовой изменчивости; образования и большое количество подчиненных систематических групп; высокий потенциал выживания. На сегодня в состоянии биологического прогресса находятся покрытосеменные, головоногие моллюски, насекомые, птицы, млекопитающие. Биологический регресс - направление эволюции, при котором смертность в популяции преобладает над рождаемостью. Признаками биологического регресса является уменьшение численности особей; сужение площади существования; снижение темпов внутривидовой изменчивости; уменьшение разнообразия группы; низкий потенциал выживания. На сегодня в состоянии биологического регресса находятся виды, занесенные в Красную книгу.

Понятие о биологическом прогресс и биологический регресс является лишь обобщающими терминами, которые показывают степень видового разнообразия определенной группы в соответствующий геологический период развития нашей планеты.

пути макроэволюции

Обобщающий характер имеют также представление о морфологических пути достижения биологического прогресса.

Ароморфозы (морфофизиологические прогресс ) - эволюционные изменения, которые повышают уровень организации организма в целом и открывают новые возможности для приспособления к различным условиям существования. Примеры ароморфних эволюционных изменений: возникновение кровеносной системы в кильчакив, появление сердца у моллюсков, возникновение челюстей у рыб, появление семян в семенных папоротников, образование цветка и плода у покрытосеменных и др.

Идиоадаптации - эволюционные изменения, которые имеют характер приспособления к определенным условиям и не изменяют уровень организации организмов. Примеры идиоадаптивних изменений: разнообразная строение цветков покрытосеменных, конечностей у млекопитающих.

В истории развития органического мира разные пути эволюции взаимосвязаны. Ароморфозы определяют этапы в развитии органического мира, поднимая организацию группы на более высокий уровень эволюции и открывая перед ним новые возможности для освоения среды. Дальнейшее развитие идет путем идиоадаптаций, которые обеспечивают освоение доступной разнообразия условий. При переходе организмов в более простые условия формирования приспособлений сопровождается упрощением строения.

Пути эволюции органического мира, чередуясь и соединяясь, ведут к усложнению, прогрессивной направленности развития живой природы, к возникновению целесообразности организмов.

Эволюция групп в целом имеет прогрессивный характер и происходит в двух направлениях: аллогенез (кладогенез) и арогенез (анагенез). При аллогенез развитие группы происходит в пределах одной адаптивной зоны по принципу идиоадаптаций, когда морфофизиологические изменения в организме не приводят ни к существенному усложнению, ни к упрощению его организации. Арогенез сопровождается переходом группы в другую адаптивную зону путем выработки ароморфозы.

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

Подписи к слайдам:

Тест Эволюции механизмы

А. Из предложенных ответов выберите один верный. 1.Естественный отбор – это; 1) сложные отношения между организмами и природой. 2) процесс сохранения особей с полезными наследственными изменениями. 3) процесс образования новых видов. 4) процесс роста численности популяций. 2

2 . Наиболее напряженной формой борьбы за существование считают; 1) Межвидовую. 2) Внутривидовую. 3) С неблагоприятными условиями. 4) С антропогенными факторами. 3

3 .Борьба за существование играет большую роль в эволюции, так как; 1) сохраняет особей с полезными признаками. 2) сохраняет особей с любыми признаками. 3) поставляет материал для отбора. 4) обостряет взаимоотношения. 4

4 . Направляющим фактором эволюции является; 1) Естественный отбор. 2) Наследственная изменчивость. 3) Географическая изоляция. 4) Борьба за существование. 5

5 .В результате действия движущих сил эволюции происходит; 1) размножение организмов. 2) образование новых видов. 3) мутационный процесс. 4) изоляция популяций. 6

6 . К движущим силам эволюции относят; 1) Многообразие видов. 2) Борьба за существование. 3) Видообразование. 4) Приспособленность. 7

7 . Укажите неверное утверждение: «Результат действия естественного отбора – это …» 1) приспособленность организмов к среде обитания. 2) многообразие органического мира. 3) наследственная изменчивость 4) образование новых видов. 8

8 . Укажите неверное утверждение: «В процессе эволюции борьба с неблагоприятными условиями приводит к…» 1) Повышению сопротивляемости. 2) Понижению сопротивляемости. 3) Вымиранию вида. 4) Совершенствованию вида. 9

В. Выберите три правильных ответа. 9 .Искусственный отбор в отличие от естественного: 1)проводится человеком целенаправленно. 2)осуществляется природой. 3)проводится среди особей сорта, породы. 4)происходит среди популяций. 5)завершается получением новых культурных форм. 6)завершается возникновением новых видов. 10

10 . Результатом эволюции является: 1) Появление новых сортов растений. 2) Выведение новых пород. 3) Появление новых видов в изменившихся условиях. 4) Формирование новых приспособлений в изменившихся условиях. 5) Получение новых пород кур. 6) Сохранение старых видов в стабильных условиях. 11

С. Дайте краткий ответ: 1 1 .Что является результатом искусственного отбора? 12

С. Дайте краткий ответ: 12 .Что является результатом борьбы за существование? 13

I 3. Установите соответствие между движущими силами эволюции и результатами эволюции; А - движущие силы эволюции. Б - результат эволюции. Признаки: 1.Приспособленность к среде обитания. 2.Наследственная изменчивость. 3.Борьба за существование. 4.Естественный отбор. 5.Многообразие видов. 6.Изоляция. 7.Повышение и усложнение организации. 14

14 . Установите соответствие между причинами и способами видообразования; А – географическое (аллопатрическое) Б – экологическое (симпатрическое) Причины: 1.Расширение ареала; 2.Стабильность ареала; 3.Разделение ареала географическими преградами; 4.Многообразие изменчивости особей внутри ареала; 5.Многообразие местообитаний в пределах стабильного ареала. 15

Ответы 1. -2 2. -2 3. -1 4. -1 5. -2 6. -2 7. -3 8. -2 9. -1 , 3, 5. 10. - 3, 4, 6. 13. – А) 2, 3, 4, 5. Б) 1, 5, 7. 14. - А) 1, 3. Б)2, 4, 5. 16

1 . Какое из приведенных ниже утверждений можно отнести к взглядам Ламарка на эволюцию? 1)Виды не изменяются в течение длительного исторического периода. 2)Важнейшими факторами эволюции являются географическая и репродуктивная изоляция. 3)Приспособления животных к условиям среды возникают в результате мелких наследственных изменений, передающихся потомкам и сохраняемых естественным отбором. 2. Популяция будет эволюционировать, если: 1) ее численность будет постоянной 2) будут происходить прямые и обратные мутации генов 3)не будет мутационного процесса 4) нет возможностей для свободного скрещивания 17

3 . Из перечисленных организмов быстрее будет эволюционировать: 1) гаплоидный трутень 2)гомозиготная по многим аллелям линия гороха 3) гетерозиготная по многим аллелям популяция овса 4) популяция самок тутового шелкопряда 4. Историческое развитие организмов называется: 1)онтогенез 2)гаметогенез 3) овогенез 4) филогенез 18

5 . В изменяющихся условиях среды давление естественного отбора направлено в сторону: 1)увеличения количества мутаций 2)отсева новых признаков 3)сохранения новых приспособлений 4)сохранения старых видов 19

6 . Эволюционное преимущество перед остальными получит та из популяций, у которой: 1)разнообразнее генофонд 2)стабильный возрастной состав 3)стабильная численность 4)постоянный генофонд 7. Минимальной живой системой, способной к эволюции, является: 1)один голубь 2) вид - африканский слон 3) популяция ворон 4) группа селезней 20

8. К сохранению уже выработанных приспособлений приводит: 1)дивергенция 3) идиоадаптация 2)стабилизирующий отбор 4) движущий отбор 9. Закрепление зеленой окраски кузнечиков на зеленом лугу - это результат действия: 1)наследственной изменчивости 3) естественного отбора 2)ненаследственной изменчивости 4) изоляции 21

10. К внезапному изменению генома организма может привести: 1)дегенерация 3)ароморфоз 2)идиоадаптация 4) генная мутация 11. «Эволюцией, направляемой волей человека», по выражению Н.И. Вавилова, можно назвать: 1)получение модификационных изменений 2)выведение новых пород и сортов 3)естественный отбор 4)направленные изменения окружающей среды 22

12. Естественный отбор действует эффективнее в условиях: 1)однообразного генофонда популяции 2)стабильного возрастного состава 3)разнообразного генофонда популяции 4)отсутствия мутаций 13. Быстрее всего эволюционирует популяция животных, если: 1)ее особи не мутируют 2) особи не покидают популяцию 3)ее численность велика 4) в ней большая концентрация гетерозиготных особей 23

14. Элементарным фактором эволюции является: 1) модификационная изменчивость 2)мутационный процесс 3) хищничество 4) антропогенный фактор 15.Ошибочным представлением об эволюции является убежденность в: 1)наследовании полезных, вредных и безразличных признаков 2)наследовании только полезных признаков 3)сохранении естественным отбором полезных в определенных условиях признаков 4)том, что на развитие признака влияют условия среды 3)естественного отбора 4)колебания численности особей 24

16. Минимальной эволюционирующей единицей является: 1) сообщество 2)вид 3) особь 4)популяция 17. Наиболее благоприятным условием для развития популяции можно считать: 1)резкое увеличение численности 2)снижение численности 3)повышение гетерозиготности 4)снижение гетерозиготности 25

18. Креационизм - это теория, признающая: 1)сотворение мира 2)биохимическую эволюцию жизни 3)самозарождение 4)занесение жизни из космоса в виде спор 19. Естественный отбор, действующий в неизменных условиях среды, называется: 1)искусственным 2) дизруптивным 3)движущим 4)стабилизирующим 26

20. Процесс видообразования в дикой природе: 1)происходит всегда 2)в настоящее время не происходит из-за действия антропогенных факторов 3)не происходит с конца XX в. из-за отсутствия свободных экологических ниш 4)начал происходить только под действием человека 21. Направляющим фактором эволюционного процесса является: 1)дрейф генов 2)колебание численности популяций 3)естественный отбор 4)мутационный процесс 27

22. Многообразие видов живых организмов является результатом: 1)активного мутационного процесса 2)эволюции 3)межвидовой борьбы 4)комбинативной изменчивости 23. Процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство преимущественно особи с полезными в данных условиях наследственными изменениями, называют: 1)естественным отбором 2) модификационной изменчивостью 3)наследственной изменчивостью 4)комбинативной изменчивостью 28

24. Многообразие пород собак является результатом: 1)естественного отбора 2)искусственного отбора 3)мутационного процесса 4) модификационной изменчивости 25. В природных условиях особи различных популяций одного вида 1)никогда не скрещиваются 2)скрещиваются гораздо реже, чем особи одной популяции данного вида 3)скрещиваются так же часто, как и особи одной популяции данного вида 4)при скрещивании не дают плодовитого потомства 29

26. Колебания численности особей популяции называются: 1)мутациями 2)модификациями 3)популяционными волнами 4)естественным отбором 27. Движущим фактором эволюции является: 1)мутационный процесс 2)дрейф генов 3)естественный отбор 4)изоляция популяций 30

28. Группу особей данного вида считают популяцией на основании того что они: 1)могут скрещиваться между собой 2) фенотипически сходны 3)генетически близки 4)на протяжении ряда поколений существуют относительно обособленно от других групп особей данного вида. 29 . Примером межвидовой борьбы за существование является: 1)повилика, растущая на других растениях 2)сурепка на пшеничном поле 3)клубеньковые бактерии на корнях бобовых 4)венерина мухоловка, поймавшая муху 31

30. Приспособленность является результатом: 1) модификационной изменчивости 2)мутационной изменчивости 3)комбинативной изменчивости 4)действия естественного отбора 31. Обмен генов между популяциями одного вида может прекратиться в результате: 1)внутривидовой борьбы 2)изменения климатических условий 3)увеличения численности популяций 4)изоляции популяций 32

35. Материалом для естественного отбора является: 1)наследственная изменчивость 2) модификационная изменчивость 3)приспособленность популяций к среде обитания 4)многообразие видов 36. Приспособленность является результатом: 1) модификационной изменчивости 2) естественного отбора и сохранения особей с полезными признаками 3) увеличения численности гомозигот в популяции 4) близкородственного скрещивания 34

37. Способность живых существ производить большое количество потомков и ограниченность мест обитания и жизненных ресурсов являются непосредственными причинами: 1)наследственной изменчивости; 2)борьбы за существование; 3)вымирания; 4)видообразования. 38. Наследственная изменчивость в процессе эволюции: 1)создает новые виды; 2)доставляет материал для эволюции; 3)закрепляет созданный в процессе эволюции материал; 4)сохраняет наиболее полезные изменения. 35

39. Естественный отбор действует на уровне: 1)отдельного организма; 2)популяции; 3)вида; 4)биоценоза. 40. Движущая форма отбора обычно приводит к: 1)уничтожению особей с отклонениями от прежней нормы реакции; 2)сужению прежней нормы реакции; 4)сдвигу прежней нормы реакции. 3)расширению прежней нормы реакции; 36

41. Результатом действия естественного отбора не является: 1)приспособленность организмов к среде обитания; 2)многообразие органического мира; 3)борьба за существование; 4)совершенствование организации живых существ. 42. Изоляция - это фактор эволюции, который: 1)не влияет на скорость видообразования; 2)замедляет процесс формирования приспособленности; 3) не препятствует смешиванию популяции внутри вида; 4) ускоряет эволюционный процесс. 37

43. Популяцию считают элементарной единицей эволюции, т.к.: 1) она обладает целостным генофондом, способным изменяться; 2) особи популяции имеют сходный обмен веществ; 3) особи популяции отличаются размерами; 4) она не способна изменяться во времени. 44. Увеличение численного состава популяции определяется: 1) высокой частотой мутаций; 2) разнообразием составляющих её организмов; 3) популяционными волнами; 4) преобладанием рождаемости над смертностью. 38

45. Целостность вида обусловлена: 1) сходными пищевыми потребностями; 2) генетическим единством его особей; 3) колебаниями численности его особей; 4) связями между популяциями разных видов. 46. Какую роль в природе играет состязание самцов за самку: 1) улучшает генофонд популяции; 3) сохраняет плодовитость самок; 2) способствует развитию видовых признаков; 4) способствует повышению плодовитости особей 39

47. Роль рецессивных мутаций в эволюции состоит в том, что они 1) проявляются в первом поколении; 3) ведут к ароморфозам; 2) являются скрытым резервом наследственной изменчивости; 4) затрагивают гены соматических клеток 48. Генетическое единство особей популяции одного вида проявляется в: 1) общности их местообитания; 2) сходстве процессов онтогенеза; 3) равном соотношении полов; 4) скрещивании особей. 40

49 . Интенсивность размножения и ограниченность ресурсов для жизни организмов является причиной: 1) естественного отбора; 2) дрейфа генов; 3) формирования приспособленности; 4) борьбы за существование. 50. Материалом для естественного отбора служит изменчивость: 1) сезонная 2) мутационная 3) определённая 4) фенотипическая 41

51. Дрейф генов – это: 1) случайное изменение частот встречаемости их аллелей в популяции 2) перемещение особей их одной популяции в другую 3) направленное скрещивание особей в популяции 4) результат естественного отбора 52. Пример внутривидовой борьбы за существование: 1) соперничество самцов из-за самки 4) поедание птицами плодов и семян 2) «борьба с засухой» растений пустыни 3) сражение хищника с жертвой 42

53. Следствием эволюции организмов нельзя назвать: 1) приспособленность к среде обитания 2) многообразие органического мира 3) наследственную изменчивость 4) образование новых видов 54. Эффективность действия естественного отбора в природе повышается при: 1) усилении мутационного процесса 2) ослаблении внутривидовой борьбы 3) снижении численности популяции 4) увеличении числа гомозиготных особей 43

В 1. Соотнесите факторы эволюции с их особенностями Особенности Факторы эволюции: А) Популяционные волны Б) Естественный отбор 1) Один из источников эволюционного материала 2) Не имеет направленного действия 3) Представляет собой колебания численности популяции 4) Действие фактора направлено 5) Обеспечивает селекцию генотипов 6) Изменяет частоту аллелей в генофонде 44

В 2. Элементарными эволюционными факторами в популяциях являются: A)мутации Б) изоляция B) модификационная изменчивость Г) плотность популяции Д) недостаточная приспособленность особей Е) естественный отбор 45

В 3. В отличие от искусственного отбора, естественный отбор: 1)базируется на модификационной изменчивости 2)сохраняет и отбирает только признаки, важные для выживания организма 3)приводит к появлению новых форм только через исторически длительные промежутки времени 4)не связан с межвидовой и внутривидовой борьбой 5)приводит к появлению новых видов 6)не может приводить к изменению нормы реакции 46

В 4. Искусственный отбор в отличие от естественного: 1) проводится человеком целенаправленно 3) осуществляется быстро 2) осуществляется природными экологическими факторами 4) происходит среди особей природных популяций 5) завершается получением новых культурных форм 6) завершается возникновением новых видов 47

В 5. Установите последовательность действия движущих сил эволюции в популяции растений, начиная с мутационного процесса. А) борьба за существование Б) размножение особей с полезными изменениями В) появление в популяции разнообразных наследственных изменений Г) преимущественное сохранение особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями Д) закрепление приспособленности к среде обитания 48

В 6. Результатом эволюции являются: 1) дрейф генов 2) многообразие видов 3) мутационная изменчивость 4) приспособленность организмов к условиям внешней среды 5) повышение организации живых существ 6) борьба за существование 49

21.3 22.2 23.1 24.2 25.2 26.3 27.3 28.4 29.2 30.4 1.3 2.2 3.4 5.3 6.1 7.3 8.2 9.3 10.4 11.2 12.3 14.2 15.1 16.4 17.3 18.1 19.4 20.1 50 31.4 32.4 33.2 34.4 35.1 36.2 37.2 38.3 (4) 39.2 40.4 41.3 42.4 43.1 44.4 45.2 46.1 47.2 48.4 49.4 50.2 51.1 52.1 53.3 54.3? В.3 -2.3.5 В.4 -1.3.5 В.5 –В.А.Г.Б.Д В.6 – 2.4.5

Ж.-Б. Ламарк придерживался мнения, что разными направлениями эволюционного процесса управляют разные факторы.

Ч. Дарвин утверждал, что за всеми эволюционными событиями - формированием приспособлений, видообразованием, прогрессом форм жизни, вымиранием видов стоит одна сила - естественный отбор.

В силу действия естественного отбора в каждом поколении выживают особи, обладающие хотя бы немного более совершенными приспособлениями к окружающей среде, нежели их соперники в борьбе за жизнь.

Таким образом, по Ч. Дарвину, произошли разнообразные адаптации , неизменно поражающие воображение человека.

Ч. Дарвин был убежден, что наибольшей остротой отличается внутривидовая борьба за существование: представители одного вида в наибольшей степени сходны друг с другом по предпочитаемым влажности и освещенности, местам для гнездования, пище и т.д. Жесткая внутривидовая конкуренция приводит к тому, что преимущество получают крайние варианты, - особи, уклоняющиеся по своим особенностям от исходной формы в различных направлениях. "Чем больше разнообразия в строении, общем складе и привычках приобретают потомки какого-нибудь вида, тем легче они будут в состоянии завладеть многочисленными и более разнообразными местами в экономии природы, а следовательно, тем легче они будут увеличиваться в числе". Исходя из этих рассуждений, можно сделать вывод, что в эволюции преобладает дивергенция - расхождение признаков. На основе существующей изменчивости сначала возникнут разновидности. По мере накопления различий разновидности превратятся в виды, виды в рода и т.д. вплоть до классов.

Ч. Дарвин считал, что в результате естественного отбора "каждое существо обнаруживает тенденцию делаться более и более совершенным по отношению к окружающим его условиям. Это усовершенствование неизбежно ведет к постепенному повышению организации…" Почему тогда высшие организмы не вытеснили низшие за время эволюции органического мира? Низшие формы жизни, полагал ученый, были лучше приспособлены к очень простым жизненным условиям, где высокая организация в силу своей хрупкости скорее была бы подвержена расстройству и порче.

Таким образом, в результате длительного эволюционного процесса у всех организмов постоянно развиваются и совершенствуются их приспособления к условиям окружающей среды.

Приспособленность – один из результатов эволюции, взаимодействия ее движущих сил – наследственности, изменчивости, естественного отбора.

Второй результат эволюции – разнообразие органического мира . Сохранившиеся в процессе борьбы за существование и естественного отбора организмы, составляют весь существующий сегодня органический мир. Мутационные процессы, происходящие в ряду поколений, ведут к возникновению новых генетических комбинаций, которые подвергаются действию естественного отбора. Именно естественный отбор определяет характер новых адаптаций, а также направление эволюционного процесса. В результате у организмов возникают самые различные приспособления к жизни. Любое приспособление возникает в результате длительного отбора случайных, фенотипически проявившихся мутаций, полезных виду.

Покровительственная окраска. Обеспечивает растениям и животным защиту от врагов. Организмы, имеющие такую окраску, сливаются с фоном и становятся менее заметны.

Маскировка. Приспособление, при котором форма тела и окраска животных сливается с окружающими предметами. Богомолы, гусеницы бабочек напоминают сучки, бабочки похожи на листья растений и т.д.

Мимикрия. Подражание незащищенных видов защищенным видам по форме и окраске. Некоторые мухи похожи на ос, ужи похожи на гадюк и т.д.

Предупреждающая окраска. У многих животных яркая окраска или определенные опознавательные знаки предупреждают об опасности для хищника. Напавший один раз хищник запоминает окраску жертвы и в следующий раз будет осторожнее.

Относительный характер приспособлений. Все приспособления вырабатываются в определенных условиях среды. Именно в этих условиях приспособления наиболее эффективны. Однако следует иметь ввиду, что приспособленность не носит абсолютного характера. Животных и с покровительственной и с предупреждающей окраской поедают, нападают и на тех, кто маскируется. Хорошо летающие птицы – плохие бегуны и их можно поймать на земле; при смене условий среды выработанное приспособление может оказаться бесполезным или вредным.

Доказательства эволюции:

1. Сравнительно-анатомические доказательства

основаны на выявлении общих и различных морфологических и анатомических особенностей строения различных групп организмов.

К анатомическим доказательствам эволюции относятся:

– наличие гомологичных органов , имеющих общий план строения, развивающихся из сходных зародышевых листков в эмбриогенезе, но приспособленных к выполнению разных функций (рука – ласт – крыло птицы). Различия в строении и функциях органов возникают в результате дивергенции;

– наличие аналогичных органов , имеющих различное происхождение в эмбриогенезе, различное строение, но выполняющих сходные функции (крыло птицы и крыло бабочки). Сходство функций возникает в результате конвергенции ;

– наличие рудиментов и атавизмов;

– существование переходных форм.

Рудименты – органы, утратившие свое функциональное значение (копчик, ушные мышцы у человека).

Атавизмы – случаи проявления признаков дальних предков (хвост и волосатое тело у человека, остатки 2-го и 3-го пальцев на ногах у лошади).

Переходные формы – указывают на филогенетическую преемственность при переходе от предковых форм к современным, и от класса к классу.

2. Эмбриологические доказательства.

Эмбриология изучает закономерности эмбрионального развития и устанавливает:

– филогенетическое родство организмов;

– закономерности филогенеза.

Полученные данные отразились в законах зародышевого сходства К.М. Бэра и в биогенетическом законе Э. Геккеля и Ф. Мюллера.

Закон Бэра устанавливает сходство ранних стадий развития эмбрионов представителей разных классов в пределах типа. На более поздних стадиях эмбрионального развития это сходство утрачивается, а развиваются наиболее специализированные признаки таксона, вплоть до индивидуальных признаков особи.

Биогенетический закон Мюллера-Геккеля утверждает, что онтогенез – это краткое повторение филогенеза. В процессе эволюции онтогенез может перестраиваться, что приводит к эволюции органов взрослого организма.

В онтогенезе повторяются только зародышевые стадии предков и не всегда полностью. Если на ранней стадии организм приспособлен к условиям среды, то он может достичь половозрелости, не проходя последующих стадий, как, например это происходит у аксолотлей – личинок тигровой амбистомы.

3. Палеонтологические доказательства

– позволяют датировать события древнейшей истории по ископаемым остаткам организмов. К палеонтологическим доказательствам относятся выстроенные палеонтологами филогенетические ряды лошади, хоботных, человека.

Единство органического мира проявляется в химическом составе, тончайшем строении и основных жизненных процессах протекающих в организмах.

Тематические задания

А1. Укажите пример покровительственной окраски

1) окраска божьей коровки защищает ее от птиц

2) окраска зебры

3) окраска осовки

4) окраска рябчика, сидящего на гнезде

А2. Лошадь Пржевальского приспособлена к жизни в степях Центральной Азии, но не приспособлена к жизни в

1) прериях Южной Америки

2) джунглях Бразилии

3) полупустынях

4) заповеднике Аскания-Нова

А3. Устойчивость некоторых тараканов к ядам – это следствие

1) движущего отбора

2) стабилизирующего отбора

3) одновременной мутации

4) несовершенства ядов

А4. Новые приспособления к условиям среды формируются в зависимости от

1) стремления организмов к прогрессу

2) благоприятных условий окружающей среды

4) нормы реакции организмов

А5. Приспособлением к опылению ночными насекомыми у мелких одиночных растений, служит

1) белая окраска венчика

2) размеры

3) расположение тычинок и пестиков

А6. Гомологом руки человека является

1) крыло птицы

2) крыло бабочки

3) нога кузнечика

4) клешня речного рака

А7. Аналогом крыла бабочки является

1) щупальца медузы

2) крыло птицы

3) рука человека

4) плавник рыбы

А8. Аппендикс – червеобразный отросток слепой кишки, называют рудиментом потому, что он

1) подтверждает происхождение человека от животных

2) утратил свою первоначальную функцию

3) является гомологом толстой кишки приматов

4) является аналогом кишечника членистоногих

А9. Каковы причины возникновения разнообразия органического мира?

1) приспособленность к условиям среды

2) отбор и сохранение наследственных изменений

3) борьба за существование

4) длительность эволюционных процессов

А10. К эмбриологическим доказательствам эволюции относят сходство

1) плана строения организмов

2) анатомического строения

3) зародышей хордовых

4) развитие всех организмов из зиготы

А11. Филогенетические ряды некоторых относятся к доказательствам эволюции

1) анатомическим

2) палеонтологическим

3) историческим

4) эмбриологическим

А12. Промежуточной формой между позвоночными и беспозвоночными животными считается представитель

1) хрящевых рыб

2) членистоногих

3) бесчерепных

4) моллюсков

В1. К анатомическим доказательствам эволюции относят

1) сходство зародышей

2) сходство функций некоторых органов

3) наличие хвоста у некоторых людей

4) общность происхождения органов

5) окаменелости растений и животных

6) наличие ушных мышц у человека и собаки

В2. К палеонтологическим данным и доказательствам эволюции относят

1) сходство трилобитов и современных членистоногих

2) плацентарность древних и современных млекопитающих

3) существование семенных папоротников и их окаме– нелостей

4) сравнение форм скелетов древних и современных людей

5) наличие многососковости у некоторых людей

6) трехслойность строения тела древних и современных животных

ВИДООБРАЗОВАНИЕ, процесс возникновения новых биологических видов и изменения их во времени. Основа видообразования – наследственная изменчивость организмов, движущий его фактор – естественный отбор и окончательно-репродуктивная изоляция. Различают видообразование аллопатрическое, или географическое, которое происходит, как правило, постепенно и медленно, и симпатрическое, которое протекает в разном темпе, но чаще скачкообразно.

При аллопатрическом видообразовании новые виды возникают вследствие разделения ареала популяций родительского вида реками, морями, горами, пустынями и др. изменениями ландшафта. В результате изоляции между ними прерывается обмен генами. Возникновение генетических различий постепенно приводит к неспособности особей из разобщённых популяций к скрещиванию, что в дальнейшем становится причиной образования новых видов. Так возникли родственные виды ландыша. Исходный вид несколько миллионов лет назад (в третичном периоде) был широко распространён в лиственных лесах Евразии. С наступлением ледников в четвертичном периоде единый ареал вида был разорван на несколько частей, и ландыш сохранился лишь на территориях, избежавших оледенения (Дальний Восток, Закавказье, Южная Европа). После отступления ледника ландыш, сохранившийся на юге Европы, вновь распространился по лиственным и частично смешанным лесам, образовав новый вид, более крупный, с широким венчиком. На Дальнем Востоке, отделённом от Европы огромными пространствами тайги, возник другой вид – с красными черешками и восковым налётом на листьях. По той же причине в Евразии произошёл разрыв огромного ареала вороны, когда одни популяции в Западной и Центральной Европе и Северо-Восточной Азии образовали форму с чёрной окраской (возможно, раньше она была общей для всех популяций), а у птиц, обитающих на юге Центральной Европы, на Кавказе и в Прикаспии, чёрный цвет встречается только на голове, крыльях и хвосте, всё остальное оперение серое. Однако, в отличие от популяций ландыша, у ворон сохранялась возможность контактов и обмена генами между «чёрными» и «серыми» популяциями, что приводило к появлению гибридных особей, дававших плодовитое потомство. Поэтому популяции ворон лишь разделились по окраске, а разделения на два чётких биологических вида не произошло.

Симпатрическое видообразование возможно в 3 случаях: при увеличении числа хромосом (как правило, кратном числу хромосом исходной формы); путём гибридизации с последующим удвоением числа хромосом (в этом случае новый вид хорошо отличим от родительских форм); вследствие хромосомных перестроек (мутаций). Увеличение хромосомного набора (см. Полиплоидия) и гибридизация дают, как правило, быстрый эффект у растений, т. к. приводят к нескрещиваемости исходного и возникшего вида. Гибридизация и хромосомные перестройки, приводящие к изоляции особей внутри первоначально единого вида, свойственны как растениям, так и животным. Для симпатрического видообразования характерно появление новых видов, всегда (кроме гибридогенного возникновения вида) близких морфологически к исходному виду.

Интересным примером возникновения репродуктивной изоляции может служить погремок большой, который на нескашиваемом лугу цветёт и плодоносит всё лето. Но если в течение многих лет из года в год на лугу косить траву, многие растения в популяции не будут доживать до образования семян. В результате отбора, который в этом случае бессознательно осуществляется человеком, сохраняются и оставляют семена только те растения, которые либо цвели до начала покоса, либо после. Так возникли популяции погремка, растущие на одном лугу, но изолированные по срокам цветения. Лишённые возможности скрещиваться, они образовали раннецветущую и поздне-цветущую формы, которые в дальнейшем могут привести к возникновению отдельных видов.

Часто аллопатрическая и симпатрическая формы видообразования действуют вместе, сменяя и дополняя друг друга, поэтому чётко определить границы каждой из них трудно. Однако во всех случаях для возникновения нового вида необходима какая-либо форма изоляции в течение определённого времени, пока естественный отбор не «разведёт» популяции окончательно.

Процесс видообразования впервые был научно обоснован Ч. Дарвином (1859) в труде «Происхождение видов путём естественного отбора

Основные результаты эволюции по Ч.Дарвину

Главным результатом эволюции является совершенствование приспособленности организмов к условиям обитания, что влечет за собой совершенствование их организации. В результате действия естественного отбора сохраняются особи с полезными для их процветания признаками.

Дарвин приводит множество доказательств повышения приспособленности организмов к условиям среды, обусловленной естественным отбором. Это, например, широкое распространение среди животных покровительственной окраски, делающей их менее заметными в местах обитания: ночные бабочки имеют окраску тела, соответствующую поверхности, на которой они проводят день; самки открыто гнездящихся птиц (глухарь, тетерев, рябчик) имеют окраску оперения, почти не отличимую от окружающего фона; на Крайнем Севере многие животные окрашены в белый цвет (куропатки, медведи) и т. д. Многие животные, имеющие специальные защитные приспособления от поедания их другими животными, имеют, кроме того, предупреждающую окраску (например, ядовитые или несъедобные виды). У некоторых животных распространена угрожающая окраска в виде ярких отпугивающих пятен (например, у хомяка брюшко имеет яркую окраску). Многие животные, не имеющие специальных средств защиты, по форме тела и окраске подражают защищенным (мимикрия). У многих из них имеются иглы, колючки, хитиновый покров, панцирь, раковина, чешуя и т. п. У животных большую роль в качестве приспособлений играют различного рода инстинкты (инстинкт заботы о потомстве, инстинкты, связанные с добыванием пищи, и т. д.). Среди растений широко распространены самые разнообразные приспособления к перекрестному опылению, рассеиванию плодов и семян. Все эти приспособления могли появиться лишь в результате естественного отбора, обеспечивая существование вида в определенных условиях.

Вместе с тем Дарвин отмечает, что приспособленность организмов к среде обитания (их целесообразность), наряду с совершенством, носит относительный характер. Это означает, что при изменении условий полезные признаки могут оказаться бесполезными или даже вредными. Например, у водных растений, поглощающих воду и растворенные в ней вещества всей поверхностью тела, слабо развита корневая система, но хорошо развиты поверхность побега и воздухоносная ткань - аэренхима, образованная системой межклетников, пронизывающих все тело растения. Это увеличивает поверхность соприкосновения с окружающей средой, обеспечивая лучший газообмен, и позволяет растениям полнее использовать свет и поглощать углекислый газ. Но при пересыхании водоема такие растения очень быстро погибнут. Все их приспособительные признаки, обеспечивающие их процветание в водной среде, оказываются бесполезными вне ее.

Другой важный результат эволюции - нарастание многообразия видов естественных групп, т. е. систематическая диф-ференцировка видов. Общее нарастание многообразия органических форм весьма усложняет те взаимоотношения, которые возникают между организмами в природе. Поэтому в ходе исторического развития наибольшее преимущество получают, как правило, высокоорганизованные формы, в результате чего осуществляется поступательное развитие органического мира на Земле от низших форм к высшим. Вместе с тем, констатируя факт прогрессивной эволюции, Дарвин не отрицает морфофи-зиологического регресса (т. е. эволюции форм, приспособление которых к условиям среды идет через упрощение организации), а также такого направления эволюции, которое не вызывает ни усложнения, ни упрощения организации живых форм. Сочетание различных направлений эволюции приводит к одновременному существованию форм, различающихся по уровню организации.

Не так много осталось в мире людей, которые продолжают верить в библейскую историю о сотворении всего живого на нашей планете. С знакомы все. Множественные доказательства развития всего живого на Земле не оставляют сомнений в происхождении изменений в окружающем нас мире. Кто такой Чарльз Дарвин, знают даже младшие школьники. Но когда речь заходит о том, что является результатом эволюции, однозначного ответа нет.

Академические основы

Начнем, собственно, с определения понятия слово образовано от латинского evolutio, что означает буквально "развертывание". Процесс эволюции часто так и изображают - в виде развертывающейся спирали. В биологии под этим понятием имеют в виду необратимый процесс развития органического мира во всех аспектах его проявления. Результатом эволюции является многообразие органического мира и совершенствование приспособленности организмов к условиям окружающей среды.

Дарвинизм как основа учения про эволюцию

Основоположник учения - Чарльз Дарвин (1809-1882) - сформулировал следующие принципы эволюционного учения:

Многообразие как следствие

Так как результатами эволюции, по Дарвину, является приспособленность организма, в результате действия естественного отбора выживают и процветают особи, обладающие наиболее полезными для выживания качествами. Естественный отбор - это «творческий» механизм эволюции. Результатом является появление новых признаков, увеличивающих шансы особи оставить плодовитое потомство и передать ему эти признаки.

Материал эволюции

Если результатом эволюции является приспособленность и многообразие видов, то материалом для нее служат мутации и комбинативная изменчивость внутри генома. Именно мутации вызывают появление новых признаков, которые творчески оценит естественный отбор на пригодность и необходимость в конкретных условиях обитания вида. Генетическая изменчивость и колебания в численности особей в популяциях (популяционные или жизненные волны) дают материал для включения механизмов борьбы за существование и выживание наиболее приспособленных.

«Творческие» направления

Борьба за существование как следствие естественного отбора ведет к тому, что результатом эволюции является возникновение новых видов из прародительских. И естественный отбор может идти в трех направлениях:

• Движущий - происходит при изменениях в окружающей среде, и тогда результатом эволюции является сдвиг средних значений признака в сторону его увеличения или уменьшения.
• Стабилизационный - таким путем будет идти эволюция вида при неменяющихся условиях среды. При таком виде отбора сохраняется оптимальная норма, а все крайние проявления признака ликвидируются из популяции.
• Разрывающий популяции отбор начинается при резких изменениях окружающей среды. Тогда большая часть популяции с признаками в норме резко погибает, а носители крайних показателей признака оказываются наиболее приспособленными к изменившимся условиям.

Генетическая или репродуктивная изоляция

Каким бы способом ни шла эволюция, главным условием образования новых видов является репродуктивная изоляция - невозможность свободного скрещивания особей для панмиктичных видов (размножающихся половым путем). Стоит сказать,что достижение репродуктивной изоляции в природе идет двумя путями: аллопатрическим достигается путем географического разделения популяций) и симпатрическим (изоляция происходит на одном ареале с материнским видом). В любом случае, как только между популяциями устанавливается режим невозможности свободного скрещивания, можно сказать, что результатом эволюции органического мира является образование нового вида, и процесс этот завершен.

Примеры успешной приспособленности животных

Как только изменения признака появляются в геноме, они проходят проверку естественным отбором. Наиболее удачные закрепляются морфологически и становятся приспособительными. Примеров в природе очень много. К успешным морфологическим приспособлениям относится покровительственная и предостерегающая окраска, средства маскировки и пассивной защиты. например белое оперение у куропатки зимой, делает животных незаметными на фоне окружающей обстановки. Предостерегающей окраской обладают те организмы, которые имеют в своем арсенале химические средства защиты от врагов. Например, красно-черный окраск ядовитых лягушек-древолазов или желто-черный у ядовитых саламандр. Маскировка как защита от врагов может быть истинно пассивной (форма тела палочника действительно напоминает палочку) или подражательной (к примеру, брюшко бабочки-стеклянницы очень похоже на брюшко ос, вот птицы ее и не трогают).

Относительность эволюционной приспособленности

Все ученые-эволюционисты согласны с утверждением, что природа приспособленности относительна. Нет абсолютно полезных признаков, как нет и абсолютно бесполезных. Все приспособления вырабатываются в конкретных условиях окружающей среды и при их изменении могут оказаться бесполезными или даже вредными. Защита от одного врага может быть бесполезной при защите от другого (жалящих ос и шершней не едят большинство птиц, но мухоловки и щурки питаются в основном ими). Поведенческие особенности могут оказаться бессмысленными (например, материнский инстинкт, который заставляет скворца выкармливать кукушонка). А полезный орган или навык в других условиях становится обузой (например, летучая рыба выпрыгивает из воды и спасается от водных хищников, но становится добычей альбатроса).

Подводя итог

Около 7,5 миллиона видов животных, порядка 300 тысяч видов растений и 600 видов грибов, добавьте 36 тысяч видов одноклеточных организмов - все это многообразие является основным результатом эволюции жизни на планете Земля. И все они прекрасно приспособлены к условиям своего обитания. За 3,7 миллиона лет существования жизни на планете живые организмы постоянно развивались и приспосабливались к условиям среды, и процесс это продолжается и сегодня.