Что является результатом действия факторов эволюции

Урок 6. Приспособленность — результат действия факторов эволюции. Видообразование

Материал этого урока познакомит учащихся с разнообразными приспособлениями организмов к среде обитания возникшими в ходе эволюции. Также рассмотрим на примерах, что все приспособления имеют относительный характер. Учащиеся узнают об основных способах видообразования и как идёт этот процесс в настоящее время.

2. Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);

Микроэволюция, видообразование, аллопатрическое (географическое) видообразование, симпатрическое (биологическое) видообразование, дивергенция, конвергенция, покровительственная окраска, маскировка, мимикрия, предупреждающая окраска.

Абиогенез — процесс превращения неживой природы в живую

Микроэволюция — процесс преобразования генетической структуры популяций под действием факторов эволюции, результатом которого является образование новых видов.

Видообразова́ние — процесс возникновения новых биологических видов.

Аллопатрическое (географическое) видообразование — один из способов видообразования, при котором репродуктивный барьер между видами формируется на основе пространственной изоляции

Симпатрическое (биологическое) видообразование – способ видообразования в процессе эволюции, при котором новые виды организмов происходят от родственных групп с сильно перекрывающимися или совпадающими ареалами. Этот вариант самый быстропротекающий, он рождает виды, которые наиболее близки к начальному.

Дивергенция — расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного естественного отбора.

Конвергенция — схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора

Покровительственная окраска — это наименее энергоемкая и самая распространенная форма обмана в природе. Животное или растение сливается с окружающей средой. Мотылек становится похож на ветку, червь — на комок грязи, кузнечик — на травинку.

Маскировка животных, окраска и форма, делающие животных в сочетании с поведением менее заметными на фоне окружающей среды.

Мимикрия — это сходство между двумя видами организмов, которое выработалось в ходе эволюции как защитное у одного или обоих видов.

Предупреждающая окраска, устрашающая окраска — тип окраски покровов, при которой несъедобные (в том числе ядовитые) или способные к активной обороне животные обладают яркой, контрастной, пёстрой расцветкой. Часто животные с предупреждающей окраской способны распространять во время опасности или при обороне резкие и неприятные запахи.

3. Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);

  1. Учебник «Биология.10-11класс», созданный под редакцией академика Д.К. Беляева и профессора Г.М. Дымшица / авт.-сост. Г.М. Дымшиц и О.В. Саблина. — М.: Просвещение, 2018г., стр. 172-176 Базовый уровень.

Дополнительные источники:

1. Общая биология 10-11, дидактические материалы/ авт.-сост. С.С. Красновидова, С. А. Павлов, А. Б. Павлов, — М. Просвещение, 2000г., стр.83-104

2. Общая биология 10-11 классы: подготовка к ЕГЭ. Контрольные и самостоятельные работы/ Г. И. Лернер. – М.: Эксмо, 2007.стр 160-164

3. Биология: общая биология. 10-11 классы: учебник/ А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник. — М.: Дрофа, 2018. Стр.340-347

4. А.Ю. Ионцева, А. В. Торгалов «Биология в схемах и таблицах». .

5. Е.Н. Демьянков, А.Н. Соболев «Сборник задач и упражнений. Биология 10-11», учебное пособие для общеобразовательных организаций.

4. Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);

  • Образовательный портал для подготовки к экзаменам: https://bio-ege.sdamgia.ru/?redir=1
  • Российский общеобразовательный Портал: http://www.school.edu.ru

5. Теоретический материал для самостоятельного изучения;

Приспособления — результат эволюции

Приспособленность организмов. Живые организмы удивительно приспособлены к условиям окружающей среды. Каждый вид занимает определенное место в природе и находится в сложных и, как правило, гармоничных взаимоотношениях с условиями обитания. При рассмотрении примеров действия естественного отбора вы убедились, что все закрепляющиеся в ходе эволюции особенности строения, функционирования, поведения организмов представляют собой те или иные приспособления, или адаптации (от лат. adaptatio— приспособление, прилаживание). Приспособленный организм характеризуется жизнеспособностью, конкурентоспособностью.

Жизнеспособным является такой организм, который нормально развивается в типичной для него среде (генотип не подвергается существенным изменениям).

Конкурентоспособным будет такой организм, который выдерживает конкуренцию с другими организмами (побеждает в борьбе за существование). Известны случаи, когда организм может быть вполне жизнеспособным, но не конкурентоспособным. Например, подобранные и выхоженные человеком дикие звери и птицы, выросшие в неволе, жизнеспособны, но не всегда могут выдерживать конкуренцию, если их выпустить на волю.

Известно огромное количество самых разнообразных особенностей строения, функционирования и поведения организмов (адаптации), обеспечивающих высокий уровень приспособленности видов к окружающей среде.

Адаптации могут быть организменными, присущими каждому конкретному организму данного вида и позволяющими организму выживать в определенных условиях среды, и видовыми, направленными на существование вида как целостной системы.

Организменные адаптации. Среди организменных адаптации выделяют морфологические, физиологические, биохимические и поведенческие (этологические).

К морфологическим адаптациям относятся все средства пассивной защиты организмов, наличие которых определяет большую вероятность сохранения жизни особи в борьбе за существование. Примером средств пассивной защиты служат твердые защитные покровы у животных (хитиновый покров членистоногих, раковины моллюсков, роговые чешуи рептилий, панцирь черепах), иглы и колючки (кактус, молочай, шиповник, боярышник, еж, дикообраз), и др.

К физиологическим адаптациям относится устойчивость физиологических параметров: поддержание постоянной температуры тела, концентрации солей и сахара в крови и другие показатели. Физиологическими являются также адаптации, направленные на снижение воздействия вредного фактора. Например, рептилии и птицы, проводящие большую часть жизни в морских просторах и пьющие морскую соленую воду, имеют специальные железы, позволяющие им быстро выводить избыток солей из организма.

Интересны приспособления, развившиеся у ныряющих животных. Многие из них могут долго находиться под водой. Тюлени, например, ныряют на глубину до 600 м и находятся под водой до 40—60 мин. Биохимические адаптации охватывают все биохимические процессы. Сюда относятся строго упорядоченные процессы синтеза белков в клетках, расщепление веществ с помощью ферментов, образование глюкозы и других органических соединений в ходе фотосинтеза и т.д.

Поведенческие ( этологические) адаптации включают в себя все многообразие форм поведения, направленного на выживание организмов. Адаптивное поведение проявляется на всех стадиях онтогенеза и охватывает все стороны жизнедеятельности организмов: нахождение укрытий от неблагоприятных климатических факторов и врагов, добывание и запасание пищи, поиск партнеров для спаривания, брачные ритуалы, забота о потомстве (строительство гнезд, насиживание яиц, выкармливание потомства, защита его от врагов) и т.д.

Таким образом, организменные адаптации охватывают все многообразие признаков особей.

Относительность приспособленности. Особи разных видов хорошо приспособлены к условиям существования. Однако любые приспособления целесообразны только в обычной для вида обстановке. При изменении условий среды они могут оказаться бесполезными или даже вредными. Например, постоянный рост резцов у грызунов и зайцеобразных — очень важная и полезная адаптация, но лишь при питании твердой пищей. Если же крысу или зайца кормить мягкой пищей, то резцы, не стачиваясь, вырастут до таких размеров, что самостоятельное питание животных станет невозможным

Любая структура и любая функция являются приспособлениями к условиям конкретной среды обитания. Эволюционные изменения — возникновение или исчезновение органов, усложнение организации, появление новых популяций и видов — обусловлены развитием адаптации. Логическое следствие естественного отбора — создание новых и совершенствование имеющихся адаптации. Механизм возникновения и совершенствования адаптации заключается в накоплении отбором преимущественно мелких изменений признаков, совершенствовании нормы реакции и т.п.

Эволюция – непрерывный процесс. Новые виды формируются даже сейчас, когда вы читаете эти строки. Активней всего видообразование происходит в крупных водоемах, таких как озеро Байкал или озеро Виктория. Так, буквально в восьмидесятых годах нашли новый вид рыб-цихлид. Он отличался от предшественников размерами и формой челюсти. А в Байкале наблюдается эволюция множества видов растений и беспозвоночных. Как происходит эволюция и можно ли получить новый вид животных в домашних условиях?

В результате действия эволюционных факторов в популяции накапливаются изменения генофонда. Это ведет сначала к образованию новых популяций, затем подвидов, и в конечном счете, к образованию новых видов.

То есть можно сказать, что видообразование – это центральное событие в эволюции, это главный результат эволюционного процесса.

Сейчас ученые выделяют два пути видообразования:

1. Географическое (аллопатрическое)

2. Биологическое (симпатрическое)

При географическом видообразовании новые виды возникают в результате появления пространственно-территориальных преград. Преграды могут быть самого разного свойства. Это такие и чисто географические понятия, как горы, реки, и какие-то антропогенные преграды, как, например, строительство крупных дорог или вспашка поля для нужд сельского хозяйства.

Кстати, именно географические видообразования Чарльз Дарвин и объяснял появлением такого большого количества видов дарвиновских вьюрков, которые обитают на островах Галапагосского архипелага

Дарвин считал, что некоторое количество вьюрков могло быть занесено на эти острова во время бурь, шторма и сильного ветра.

Но так как условия подходили для их жизни, вьюрки обосновались на этих островах, при этом они были изолированы как от популяции на соседних островах, так и от первоначальной южно-американской популяции. Это привело к тому, что внутри таких популяций стали накапливаться изменения, что и привело к образованию новых видов.

Еще:  Олимпийские результаты за все олимпиады

Можно сказать, что географическое видообразование возникает и при распадении ареала вида, при так называемом мозаичном ареале. Сейчас перед вами несколько видов одуванчиков, возникшие из некогда предкового вида одуванчика, который занимал весь европейский континент

Одуванчик обыкновенный сейчас занимает лесные опушки, обочины дорог, какие-то сорные места, и это растение вы знаете очень хорошо.

Одуванчик – кок-сагыз произрастает в засушливых местах, поэтому обратите внимание на форму его листьев: его листья немного тоньше и больше срезаны.

Одуванчик розовый освоил высокогорье Тян-Шаня. Он очень похож на одуванчик обыкновенный, но отличается от него окраской лепестков.

Обратите внимание, что географическое видообразование протекает очень медленно. Необходима смена сотен тысяч поколений, для того чтобы совершился процесс образования нового вида.

Второй способ видообразования – это биологическое видообразование.

Биологическое видообразование происходит в пределах ареала одного вида, и в его основе лежит биологическая изоляция.

Пути возникновения биологических изоляций бывают различными. Например, одним из них может быть полиплоидия, когда внутри одной популяции в результате мутации возникают полиплоидные организмы. Эти организмы жизнеспособны, конкурентоспособны, но по своему генетическому составу они отличаются от остальных особей популяции и не могут с ними скрещиваться.

Так внутри одной популяции возникает другая популяция, которая потом формируется уже в отдельный вид. Также в основе биологического видообразования может лежать экологическая изоляция.

Экологическая изоляция – это, например, разобщение в строках размножения внутри одного вида. Это также какие-то сезонные изоляции у части популяций, от целой популяции.

Все это приводит к накоплению изменений, вследствие чего возникает новый вид. Хочется отметить, что строки биологического видообразования значительно короче, нежели географического видообразования. Но результат у них один – образование новых видов.

6. Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий).

Восстановите последовательность в схеме «Типы видообразования»

Варианты ответов:

2.

4.

5.

6.

7.

8.

Тип вариантов ответов: (Текстовые,Графические, Комбинированные):

Варианты ответов:

Аллопатрическое, или ____1_____ видообразование является следствием пространственного разделения _____2____ физическими преградами (горные хребты, моря и реки) вследствие их возникновения или расселения в новые места обитания.

Поскольку в данном случае ____3____ отделившейся популяции существенно отличается от материнской, да и условия в месте ее обитания не будут совпадать с исходными, со временем это приведет к ___4____ и формированию нового ___5___.

Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные):

Варианты ответов: (окончание может быть изменено)

  1. экологическое
  2. дивергенция
  3. конвергенция
  4. вид
  5. генофонд
  6. популяция
  7. экологическое
  8. географическое

Правильный вариант:

Аллопатрическое, или географическое видообразование является следствием пространственного разделения популяций физическими преградами (горные хребты, моря и реки) вследствие их возникновения или расселения в новые места обитания.

Поскольку в данном случае генофонд отделившейся популяции существенно отличается от материнской, да и условия в месте ее обитания не будут совпадать с исходными, со временем это приведет к дивергенции и формированию нового вида

Подсказка: если затрудняетесь ответить, посмотрите еще раз видеоролик

Источник

Что является результатом действия факторов эволюции

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;

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.

Еще:  Оив московской области результаты сочинения

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

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

3) направления и формы естественного отбора

4) нормы реакции организмов

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

1) белая окраска венчика

3) расположение тычинок и пестиков

А6. Гомологом руки человека является

2) крыло бабочки

3) нога кузнечика

4) клешня речного рака

А7. Аналогом крыла бабочки является

1) щупальца медузы

3) рука человека

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

А12. Промежуточной формой между позвоночными и беспозвоночными животными считается представитель

Источник

Урок Бесплатно Эволюция. Факторы и результаты

В основе эволюции лежат явления наследственности и изменчивости.

Наследственность – это передача признаков от родителей к потомкам.

Благодаря наследственности передаются гены, кодирующие признаки организма и отвечающие за все процессы жизнедеятельности.

Также в результате наследственности потомкам передаются навыки обучения, образования, традиций, а также черты характера.

Однако наследуются только безусловные рефлексы, выработанные животными и отраженные в генах в результате миллионов лет эволюции.

Например, рефлекс голода, следования за стадом, рефлекс сосания и хватательный рефлекс новорожденного.

Наследственность

Условные рефлексы не наследуются, а заново приобретаются каждым поколением, но от наследственности зависит скорость приобретения условных рефлексов, иными словами, быстрота обучения живого организма.

Наследственность создает относительное постоянство признаков организма, на которое может влиять изменчивость, влекущая возникновение различий между организмами.

Изменчивостьприсуща всем живым организмам как способность приобретать новые признаки, отличные от родительских.

Каждый организм за счет индивидуальной изменчивости имеет свой неповторимый набор ДНК, не встречающийся нигде больше на Земле.

Наследственная изменчивость обусловлена возникновением мутаций и новых комбинаций генов, ненаследственная- воздействием факторов внешней среды.

Изменчивость

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Виды изменчивости

Ненаследственная изменчивость— это изменение фенотипа (признаков организма) при воздействии внешней среды, не затрагивающее генотип (набор генов организма).

Степень изменения фенотипа определяется генотипом.

Различия у генетически одинаковых особей, возникающие вследствие воздействия факторов внешней среды, называются модификациями.

Возрастные онтогенетические модификации выражаются в виде постоянной смены признаков в процессе онтогенеза организма.

К примеру, если однояйцевых близнецов в детстве разделить и предложить одному заниматься гимнастикой, а другому тяжелой атлетикой, то к 25 годам мы получим двух людей разного роста.

Поднятие тяжестей замедляет рост, в отличие от гимнастики.

Однако гимнаст не вырастет ростом 2 метра, а тяжелоатлет не остановится в росте 1 метр.

Рост человека, как и остальные признаки, наследуется от родителей и может колебаться в незначительных пределах.

В данном случае разница в росте составит не более 10- 15 см.

Такой признак, как рост человека,, обладает небольшой нормой реакции.

Изменчивость

Норма реакции— способность генотипа формировать разные фенотипы в процессе онтогенеза в зависимости от условий среды.

Сезонные модификации организмов происходят как смена признаков в результате изменения погодных условий.

Например, изменение окраски шерсти у зайца или песца.

Данный тип модификации можно наблюдать и у домашних животных.

Например, при высоких температурах у крольчат развивается белая окраска шерсти, а при низких — черная.

У сиамских котят в зависимости от температуры их содержания окрас может изменяться от темного к светлому: при высоких температурах светлее.

Сезонные модификации

Экологические модификации представляют собой изменения фенотипа в ответ на изменение условий среды.

Они возникают на ранних этапах развития и сохраняются в течение всей жизни.

Например, при недостаточном получении пищи в период роста животное останется слабым и низкорослым на всю жизнь.

Экологические модификации затрагивают количественные (рост животных, высоту деревьев, количество листьев и корней) и качественные (окраска животного, жирность молока) признаки.

Экологических модификации

Комбинативная изменчивость возникает при рекомбинации генов вследствие слияния гамет и является наследственной.

  • расхождение хромосом во время мейоза
  • случайное сочетание хромосом во время оплодотворения
  • рекомбинация генов вследствие кроссинговера

Особенно ярко проявляется при размножении в результате полового процесса.

Благодаря комбинативной изменчивости потомки имеют внешность, отличную от обоих родителей.

Комбинативная изменчивость

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Мутационная изменчивость

Мутация- случайно возникшие, стойкие изменения генотипа, затрагивающие целые хромосомы, их части или отдельные гены.

Мутационная изменчивость возникает в результате мутаций.

Чаще всего изменения в генах приводят к летальному исходу, короткой продолжительности жизни организма и ряду генетических заболеваний.

Однако редкие мутации могут нести положительные изменения во внешности организма, повлечь за собой приспособленность к среде обитания и возникновение новых видов.

Чаще всего мутационные изменения — это мелкие, едва заметные уклонения от нормы.

Мутации возникают в основном в результате действия нескольких факторов:

  • спонтанные ошибки при репликации
  • действия различных мутагенов, вызывающих ошибки репликации ДНК

Мутации, вызванные действием мутагенов (облучение, химические вещества, температура), называют индуцированными.

Могут происходить и спонтанные мутации, вызванные биофизическими и биохимическими внутриорганизменными воздействими.

Мутационная изменчивость

По характеру изменения генотипа мутации делят на геномные, хромосомные и генные.

Геномные мутации происходят при изменении числа хромосом в клетках организма.

К ним относятся:

  • полиплоидия- увеличение числа хромосом, когда вместо обычных для диплоидных организмов 2 наборов хромосом их может быть 3, 4 и т. д,; чаще всего встречается у растений
  • гаплоидия- вместо 2 наборов хромосом имеется лишь один
  • анеуплоидия— одна или несколько пар гомологичных хромосом отсутствуют (нуллисомия) или представлены не парой, а лишь одной хромосомой (моносомия), либо, напротив, тремя или более гомологичными партнерами (трисомия, тетрасомия), например, при болезни Дауна у человека имеется лишняя хромосома

Геномные мутации

К хромосомным мутациям, или хромосомным перестройкам, относятся:

  • инверсии- участок хромосомы перевернут на 180°
  • транслокации- обмен участками двух или более негомологичных хромосом
  • делеции- выпадение значительного участка хромосомы, или нехватки (малые делеции) при выпадении небольшого участка хромосомы
  • дупликации- удвоение участка хромосомы
  • фрагментации- разрыв хромосомы на 2 части или более

 хромосомные мутации

Генные мутации представляют собой стойкие изменения химического строения отдельных генов.

Известны также мутации генов, локализованных не только в хромосомах, но и в некоторых самовоспроизводящихся органеллах цитоплазмы (например, в митохондриях и пластидах).

Например, отсутствие гена, кодирующего пигмент меланин, вызывает патологию под названием альбинизм (от лат. albus- «белый»). При этом отсутствует пигмент меланин. В результате кожа, ногти, волосы не имеют цвета и становятся белыми, а бесцветная радужная оболочка делает глаза красными.

Генные мутации

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Популяционные волны и дрейф генов

Колебания числа особей в популяции характерны для всех живых организмов.

Изменение численности может происходить при воздействии абиотических и биотических факторов среды.

Действие популяционных волн или волн жизни предполагает случайное уничтожение особей, благодаря чему редкий перед колебанием численности признак организма может сделаться обычным и стать более встречающимся в результате естественного отбора.

В дальнейшем численность популяции восстановится за счет оставшихся особей с новыми признаками, что приведет к изменениям генофонде данной популяции.

Популяционные волны являются поставщиком эволюционного материала, они могут происходить как:

  • периодические колебания численности маложивущих организмов характерны для большинства насекомых, однолетних растений, большинства грибов и микроорганизмов; обычно это сезонные влияния абиотических факторов
  • непериодические колебания численности зависят от биотических факторов: уменьшение хищников, увеличение корма; обычно такие колебания затрагивают не­сколько видов животных и растений в одном сообществе, что приводит к коренным изменениям в структуре сообщества
  • резкие непериодические колебания численности, могут быть связаны с природными катастрофами (засуха или пожар)
Еще:  Воздействие человека на биосферу

В небольших популяциях влияние популяционных волн наиболее значимо.

Действие естественного отбора увеличивает частоту встречаемости редких мутаций или устраняет уже устоявшиеся признаки.

На следующем рисунке видны популяционные волны хищников и их жертвы. Мы видим, что рост численности зайцев немного опережает рост численности хищников, пищевой цепочкой которой они являются.

Понятно, что такое смещение появляется из- за времени, благодаря которому популяция хищников должна отреагировать на увеличение пищи.

Популяционные волны

Дрейф генов происходит в виде изменений в частоте встречаемости признаков популяции, в виду случайных факторов среды.

Может завершиться образованием нового вида.

Чем меньше число скрещивающихся особей в популяции, тем больше изменений будет претерпевать генофонд популяции.

Случайный рост частоты мутации обычно происходит при размножении в изолированных популяциях.

Например, несколько семей создают новую популяцию на новой территории.

В ней поддерживается высокая степень брачной изоляции, что способствует закреплению одних признаков и устранению других.

Впоследствии произойдет неравномерное распределение наследственных заболеваний в популяциях в биосфере.

Источник

6.3. Результаты эволюции: приспособленность организмов к среде обитания, многообразие видов. Доказательства эволюции живой природы.

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;

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

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

3) направления и формы естественного отбора

4) нормы реакции организмов

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

1) белая окраска венчика

3) расположение тычинок и пестиков

А6. Гомологом руки человека является

2) крыло бабочки

3) нога кузнечика

4) клешня речного рака

А7. Аналогом крыла бабочки является

1) щупальца медузы

3) рука человека

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

А12. Промежуточной формой между позвоночными и беспозвоночными животными считается представитель

Источник