YouTube
Мы вконтакте

ДО ЕГЭ ПО БИОЛОГИИ ОСТАЛОСЬ

10
Дней
10
Часов
10
Минут
5
Секунд

Эволюция

Эволюция

Эволюционная теория Ж.Б.Ламарка

Градуалистическая концепция Ламарка соединяла в себе идею создания живого Творцом и их последующее развитие. Градация – постепенное усложнение строения организмов в ходе эволюции. Ламарк пришел к выводу, что между близкими видами существует множество переходных форм, поэтому он считал, что виды не имеют четких границ, а находятся в постоянном изменении и развитии: эволюция без видов. Он ввел термины биология и биосфера. По теории Ламарка изменению подвергалась каждая особь, согласно Дарвину изменения происходили в популяции. Также Ламарк считал, что все происходящие с животными изменения направлены, т.е. происходят в нужном животному направлении, но согласно теории Дарвина, у разных особей возникают разнообразные изменения и только в ходе естественного отбора закрепляются нужные в данных условиях. Движущие силы или 3 закона:

- закон градации: внутреннее стремление организмов к совершенству

- закон упражнения и неупражнения органов: нужные развиваются, а ненужные редуцируются

- наследование благоприобретенных признаков, сформировавшихся под действием окружающей среды на организм, те наследование модификационной изменчивости, что опровергается современной генетикой

 

Основные положения эволюционной теории Ч.Дарвина

Движущие силы эволюции:

- естественный отбор,

- борьба за существование,

- наследственная изменчивость.

Результаты эволюции:

- приспособленность,

- видообразование.

Причины изменяемости видов:-

- разнообразие особей в природе.

- наследственность признака: передача потомству.  

- борьба за существование за ограниченные ресурсы.

- естественный отбор.

 

Вид - реально существующая категория, основной этап исторического развития органического мира, результат движущих сил эволюции.

Численность любого вида могла бы увеличиваться в геометрической прогрессии, но она держится примерно на одном уровне из-за ограниченных ресурсов и случайной гибели особей.

Естественный отбор – процесс сохранения одних особей за счет гибели других. В неблагоприятных условиях любое различие может стать решающим при выживании. Материалом для ЕО служат признаки, возникающие в результате наследственной изменчивости. ЕО направлен на сохранение в поколении благоприятных признаков. Приводит к адаптациям, усложнению организации, многообразию видов.

Приспособленность к среде обитания относительна и утрачивает свое значение при изменении условий существования. В отличие от Ламарка, на примере жирафов, приспособленность объясняется выживанием только особей с самыми длинными шеями, а не их стремлением к совершенству.

Видообразование – возникновение новых видов от общего предка в результате дивергенции. Дивергенция – расхождение признаков под действием ЕО, в результате чего из исходной формы образуются две и более дочерних. Каждый вид имеет свой спектр изменчивости: и, чем шире этот спектр, тем больше различий в потомстве и виде в целом.

 

Борьба за существование

 

Борьба за существование – совокупность отношений особей друг к другу и с неживой природой, которые определяются способностью данной особи к выживанию и оставлению потомства. Возникает из-за конкуренции за ограниченные ресурсы.

Прямая (межвидовая и с неживой природой) - отношения угнетающий-угнетенный, приводит к гибели отдельных особей, критические показатели факторов природы.

Косвенная (межвидовая и внутривидовая) – конкуренция между особями с одинаковыми потребностями, ведет к их ослаблению.

 

1) Внутривидовая является самой жестокой, поскольку обусловлена одинаковыми жизненными потребностями: пища,территория,самки. Приводит к гибели отдельных особей, но обеспечивает процветание вида в целом, тк выживают только наиболее приспособленные.

 

2) Межвидовая идет между конкурирующими особями разных видов. В отношениях типа хищник- жертва, хозяин-паразит угнетаемая особь может выжить за счет своих умений (быстро бегать, много цвести итд). Если в сообществе виды занимают одно место, то идет борьба за пищу и территорию. Ведет к совершенствованию одних особей по отношению к другим.

 

3) Борьба с неблагоприятными условиями: условия влияют на всех одинаково, но выжить смогут только самые приспособленные. Признаки передаются потомству, что ведет к совершенствованию особей. Карликовые деревья в тундре, подкожный жир у животных арктической зоны.

 

Естественный отбор

 

Механизм действия ЕО: прямая и косвенная борьба за существование.

Предпосылки ЕО: избыточная численность и неоднородность особей, поскольку ЕО эффективен только если особи отличаются. В генетически идентичном потомстве самоопыляющегося растения результаты ЕО не проявляются, Иогансен. В сферу его действия также попадают признаки, вредные для отдельной особи, но полезные для популяции в целом, как укус пчелы.

 

 

1) Стабилизирующий – сохранение особей со средним значением признака, особи с критическими погибают. Крокодилы. Шмальгаузен

 

2) Движущий – смещение среднего значения признака из-за резко изменившихся условий среды. Сохраняются и выживают особи с полезным отклонением от нормы. Индустриальный меланизм бабочек. Дарвин.

 

2) Дизруптивный, разрывающий – сохранение особей с крайними значениями признака, особи со средним значением погибают. Бескрылые и длиннокрылые насекомые на острове.

 

Творческая роль ЕО:

- устранение менее приспособленных особей,

- накопление наследственных изменений, определяющих направление эволюции

- дизруптивный и движущий инициатор видообразования

- создание взаимоприспособленных видов, отбор.

 

Приспособленность

 

Приспособленность или адаптация – результат движущих сил эволюции. Сначала появляются наследственные изменения, которые упорядочиваются под действием естественного отбора. Приспособления относительны.

1) Морфологические приспособления: типы защитной окраски и формы тела

- покровительственная окраска: белые медведи на белом снегу

- предупреждающая окраска: яркая, у ядовитых зверей

- мимикрия: подражание опасным зверям

- маскировка: подражание неживым предметам

- пассивная защита: иглы, раковина, панцирь

2) Физиологические приспособления – механизмы саморегуляции обмена веществ и превращения энергии: спячка.

3) Биохимические приспособления -механизмы обменных внутриклеточных реакций и строение молекул, обеспечивающих жизнедеятельность: гемоглобин.

4) Этологические приспособления характерны для животных с развитой НС. Бывают приобретенные и врожденные (брачное поведение, забота о потомстве, избегание хищников, самосохранение).

 

Генетические основы

 

Элементарная единица эволюции – популяция

Элементарное эволюционное явление – длительное направленное изменение генофонда популяции

Элементарный эволюционный материал - мутации при реакциях матричного синтеза

- генные – изменение белка,

- хромосомные – перестройка хромосом,

- геномные – изменение кариотипа.

 

Движущие силы (факторы) эволюции

 

Направляющие: ЕО; ненаправляющие изменяют только генофонд популяции.

1) Комбинативная изменчивость обеспечивает формирование новых генотипов и способствует проявлению мутаций, которые в разных условиях могут быть + или -

- случайное слияние гамет при оплодотворении

- рекомбинация признаков при кроссинговере в профазе мейоза I

- независимое расхождение хромосом в анафазе мейоза I

2) Мутационный процесс – ЭЭМ. Мутации - резерв наследственной изменчивости, сохраняются в гетерозиготах в рецессивном состоянии, обеспечивая генетическую неоднородность популяций.

 

3) Популяционные волны - колебания численности вида. Открыты С.Четвериковым. Периодические: сезонные, многолетние; непериодические связаны с изменением среды обитания, климата, количества болезней, хищников, корма.

 

4) Дрейф генов или эффект Сьюэлла Райта – случайное ненаправленное изменение частот аллелей в популяции. При увеличении численности особей возрастает количество мутаций и повышается генетическая неоднородность, и, как следствие, доля наследственной изменчивости. При сокращении численности остаются особи с определёнными генотипами, и восстановление популяции будет идти только за их счет. В таком случае, некоторые гены могут навсегда исчезнуть из генофонда популяции, что ведет к ее однородности и уменьшению доли наследственной изменчивости.

 

5) Миграция, в эволюционном смысле, обеспечивает обмен генами между разными популяциями одного вида. Происходит в виде сезонных перемещений и расселения молодняка. Как элементарный эволюционный фактор, миграция увеличивает разнообразие генофонда, поддерживает генетическую структуру популяции (ужи).

Эффект основателя: новую популяцию могут создать несколько особей, несущих малую часть генетической информации (Эрнст Майром).

 

6) Изоляция – разобщение особей из-за барьеров для свободного скрещивания. Помогает закрепить возникшие у особей генетические различия. Ключевой фактор видообразования.

• географическая/пространственная изоляция возникает из-за географических

препятствий: горы, реки, пустыни.

• биологическая/репродуктивная

- экологическая: различные экологические ниши и условия обитания, определяющие разные сроки размножения

- морфофункциональная: разное строение и функционирование репродуктивных органов

- этологическая: особенности поведения самок и самцов в период размножения

- генетическая: невозможность скрещиваться, давать плодовитое потомство

несовместимость хромосомного набора гамет.

 

Вид

 

Вид – совокупность особей, сходных по строению и происхождению, способных свободно скрещиваться и давать плодовитое потомство. Все особи занимают определенный ареал и имеют одинаковый кариотип (набор хромосом 2 n клетки). Вид состоит из популяций, особи которых обладают схожими критериями вида.

Генофонд – совокупность генов данного вида/популяции, обогащающийся за счет мутаций и скрещивания.

• Монотипический – вид со слабовыраженной структурой, хар-но для эндемиков.

• Политипический – вид с многоуровневой структурой

 

1) Морфологический: внешнее морфологическое строение.

Минусы: внутривидовой полиморфизм и виды-двойники.

2) Физико-биохимический: особенности физиологических процессов и строения биохимических структур (ферменты, пигменты, гормоны). Минусы: разные виды со сходными показателями и внутривидовая изменчивость.

3) Географический: ареал обитания вида. Эндемики обитают локально (жень-шень), а космополиты повсеместно (тараканы).

4) Генетический: сравнение кариотипа по числу, форме и размеру хромосом, нуклеотидному составу ДНК. Минусы: мутации.

5) Экологический: экологическая ниша (местообитание, способ питания).

 

• Подвид – географические расы вида, которые территориально разобщены и приспособлены к разным местам, отличающиеся по ряду признаков. Белки.

• Экотипы – экологические расы вида, приспособлены к жизни в разных местах. Лесная и парковая расы черного дрозда.

• Популяции – совокупности особей одного вида, обитающих на одной территории, имеющие общий генофонд.

 

Видообразование

 

1) Аллопатрическое – пространственная изоляция популяций.

- географическое: расчленение исходного ареала на части (ландыши Евразия, Закавказье, ДВ) или его расширение (клуша и серебристая чайка).

- экологическое: изменение экологической ниши (севанская форель).

 

2) Симпатрическое – генетическое обособление популяций

- полиплодизация – увеличение хромосомного набора особей в ходе ошибок во время деления под действием мутагенных факторов. Полиплоидия растений в суровых полярных высокогорных областях.

- гибридизация – скрещивание двух близкородственных видов. Бесплодие этого потомства преодолевается полиплодизацией. Капусто-редечный гибрид, слива.

 

Популяция

 

Популяция – ЭЕЭ, обособленная группа особей одного вида, населяющая ареал и свободно скрещивающаяся между собой. Обладает единым генофондом.

Характеризуется численностью, рождаемостью, смертностью, возрастным и половым составом, динамикой и плотностью.

Палеонтологические доказательства эволюции

 

Методы: изучение переходных форм организмов, восстановление филогенетических рядов различных видов.

 

Переходные формы – организмы, сочетающие в себе признаки древних и молодых систематических таксонов (классов, типов).

Низшие споровые – Риниофиты – Высшие споровые – Птеридоспермы – Семенные

Риниофиты – первые наземные растения с дифференцировкой на ткани

Птеридоспермы – вымершие семенные папоротники

Рыбы – Ихтиостеги – Амфибии – Сеймурия – Рептилии – Протоавис – Птицы

Рептилии - Звероящеры (циногнатус, иностранцевия) – Млекопитающие

 

Филогенетические ряды составляются на основе ископаемых останков, которые эволюционно связанны друг с другом. Ковалевский: филогенетический ряд лошади.

Небольшие лесные животные с четырехпалыми конечностями.

Крупные степные животные с однопалой конечностью. От 2 и 4 пальцев остались грифельные косточки, череп вытянулся и увеличился, изменились пропорции.

 

Реликты – живые ископаемые, сохранившие примитивные черты древних видов.

- секвойя – существует 150 млн лет.

- гинкго – примитивное голосеменное, существовавшее 200млн лет назад,

- гаттерия – норная ящерица, облик за 200млн лет не изменился,

- латимерия – переходная форма от рыб к амфибиям, яйцеживорождение, клоака.

 

Эмбриологические доказательства эволюции

 

Методы: детальное изучение зародышевого строения и развития организмов.

К.Бэр установил закон зародышевого сходства: эмбрионы различных классов и видов позвоночных имеют большое сходство на ранних стадиях развития. Все они имеют жаберные щели и двухкамерное сердце, затем появляются характерные для класса черты.

 

А.О.Ковалевский и И.И.Мечников доказали, что зародышевое развитие сходным образом идет у всех многоклеточных животных в 3 этапа.

- дробление зиготы

- образование зародышевых листков

- формирование органов и тканей

 

Это позволило установить связь между индивидуальным и историческим развитием. Э.Геккель сформулировал это в виде биогенетического закона: онтогенез есть краткое повторение филогенеза.

А.Н. Северцев дополнил это определение и установил, что в онтогенезе повторяются только эмбриональные стадии предков, причем некоторые могут выпадать.

 

Сравнительно-морфологические доказательства эволюции

 

1) Рудименты – недоразвитые или сильно упрощенные образования, утратившие свои первоначальное значение. Закладываются в эмбриогенезе, но полностью не развиваются. Это объясняется постепенной утратой развитых органов у предков, потерявших свое первоначальное значение в процессе эволюции.

- тазовые косточки кита (связаны с мочеполовой системой)

- грифельные косточки 2 и 4 пальцев лошади

- волосяной покров человека

- редуцированный околоцветник ветроопыляемых растений

- чешуйки на корневище ландыша – рудиментарные листья

 

2) Атавизмы - единичные случаи появления признаков предков. Причина появления кроется в наличии у особей «генов предков», ответственных за данный признак. В норме их действие блокируется генами-репрессорами.

- трехпалая конечность у лошадей

- многососковость, волосатость и хвостик у человека

 

3) Гомологичные органы

4) Аналогичные органы

Развиваются из одинаковых зародышевых зачатков

Развиваются из разных

зародышевых зачатков

Сходный план строения

Разный план строения

Разные или одинаковые функции

Одинаковые функции

Разная или одинаковая среда обитания

Одинаковая среда обитания

Результат дивергенции

Результат конвергенции

- передние конечности позвоночных

- косточки среднего уха млекопитающих

- видоизменения побега, листьев

- жабры рака и рыбы

- бегательные конечности жука и собаки

- глаза головоногих моллюсков и млекопитающих

- усики винограда (побег), гороха (листья)

 

Направления и пути макроэволюции

 

Прогрессивная направленность – развитие организмов от низших форм к высшим. Однако происходит не только усложнение, но и упрощение или исчезновение некоторых систем органов. Прогрессивная эволюция – тенденция исторического развития органического мира от момента его возникновения до появления сложных многоклеточных организмов. А.Н. Северцев сформулировал понятия биологического прогресса и регресса, вместе с И.И.Шмальгаузеном установили пути эволюции.

Биологический прогресс - эволюционный успех развития систематической группы организмов. Характеризуется расширением ареала, увеличением численности, числа видов, совершенствованием приспособлений. насекомые, брюхоногие моллюски, костные рыбы, птицы, плацентарные млекопитающие, покрытосеменные растения.

Также у животных, живущих рядом с человеком: крысы, тараканы, сорные растения. Биологический прогресс достигается с помощью ароморфозов, идиоадаптаций и общей дегенерацией.

 

Биологический регресс -эволюционный упадок в развитии систематической группы организмов. Характеризуется сужением ареала, уменьшением численности, числа видов, ухудшением приспособленности. Ведет к исчезновению групп организмов, в настоящее время регрессу подвергнуты реликты и эндемики. В прошлом вымерли такие организмы как саблезубый тигр, гигантский ленивец, сумчатый волк, торфяной олень, древовидный хвощи и плауны. Причина регресса – отставание группы от скорости изменения условий среды. Вероятность вымирания группы определяется её пластичностью: чем ниже степень приспособительных возможностей вида, тем вероятней его вымирание.

 

1) Ароморфоз – морфофизиологический прогресс – крупные, принципиально новые изменения в строении организма, повышающие общий уровень их организации. У животных ароморфозы прослеживаются от класса к классу в строении покровной, дыхательной, кровеносной и других систем органов. У растений – появление тканей, корней, преобладание спорофита в жизненном цикле, переход от спор к семенам, появление камбия, цветка, плода и др.

 

2) Идиоадаптация – частные приспособления организмов к условиям обитания, не изменяющие общего уровня их организации. В результате происходит дивергенция, что ведет к образованию более мелких таксонов. Таким образом появились отряды млекопитающих, экологические группы птиц, различные типы цветков, плодов и семян покрытосменных. Специализация - крайняя степень идиоадаптации: гусеница бабочки тутового шелкопряда питается листьями только шелковицы, а коала - только листьями эвкалиптового дерева.

 

3) Общая дегенерация – морфофизиологический регресс – упрощение организации и образа жизни организмов с утратой систем органов. Это вызвано переходом организмов к паразитизму или сидячему образу жизни. Паразитическое растение повилика утратило листья и корни и способность к фотосинтезу. Паразитические ленточные черви утратили органы пищеварения, но зато возросла плодовитость и усложнились циклы развития.

Редукция органов связана с мутациями, но если они сохраняются естественным отбором и обеспечивают выживание особи, то они закрепляются в поколении и распространяются в популяции.

Заполните заявку на подготовку к ЕГЭ по биологии или химии

Краткая форма обратной связи

Поля помеченные * являются обязательными для заполнения

Форма обратной связи для учеников

Поля помеченные * являются обязательными для заполнения

Форма обратной связи для родителей

Поля помеченные * являются обязательными для заполнения

Яндекс.Метрика