Эволюционная теория. Виды эволюции: история развития и определение Каковы причины комбинативной изменчивости

Вопросы по эволюции_уровень «С»

Найдите ошибки в тексте, назовите номера предложений, в которых допущены ошибки. Объясните их.

1. Ученые считают, что первыми появившимися на Земле организмами были эукариоты.

2. Первые организмы были анаэробными гетеротрофами.

3. Затем эволюция шла в направлении развития автотрофных способов

4. Первыми автотрофными организмами стали водоросли и мохообразные растения.

5. В результате фотосинтеза в атмосфере Земли появился свободный кислород.

Ошибки допущены в предложениях 1,4.

1 - прокариоты; 4 - хемосинтезирующие бактерии.

Изоляция заключается в возникновении преград для скрещивания между особями различных популяций одного вида. В изолированных популяциях может по-разному протекать такой случайный процесс, как возникновение мутаций. Направленность естественного отбора также может быть различной. В течение десятков или сотен тысяч поколений изолированные популяции могут накопить существенные отличия, благодаря которым особи из разных популяций утратят способность к скрещиванию. В этом случае и можно говорить об образовании новых видов. Если популяции не изолированы друг от друга, а наоборот, обмениваются наследственной информацией, то возникновение существенных различий и образование на их основе новых видов невозможно.

Микроорганизмы способны быстро приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды. В чем заключаются механизмы такой высокой приспособляемости?

Элементы ответа:

1) микроорганизмы быстро размножаются, и их популяции состоят из очень большого числа особей;

2) поэтому в популяциях микроорганизмов накапливается большое количество мутаций, являющихся материалом для естественного отбора;

3) бактерии гаплоидны и мутации у них всегда проявляются, что ускоряет процесс отбора;

4) кроме того, у микроорганизмов наблюдается «горизонтальный» перенос генов с помощью плазмид, то есть одна особь может передавать свои свойства другим членам популяции.

Каково эволюционное значение непрямого развития?

Оно заключается в ослаблении конкуренции между родителями и потомством. Личинки и взрослые особи часто занимают различные среды обитания и (или) используют разные пищевые ресурсы.

Почему именно популяции являются единицей эволюции?

Потому что популяция является структурной единицей вида, т.е. наименьшей группой особей, способной к эволюционному развитию. Эволюция идет только в группе особей, так как генотип одного организма не может изменяться в течение жизни, а группа особей (изолированная от других групп) способна изменяться, так как представляет собой разнородную смесь различных генотипов. Причиной эволюции популяций может быть их изоляция, изменение условий обитания, конкуренция с другими популяциями вида (или с другими видами), изменение численности популяции.

Как можно объяснить совпадение формы некоторых цветков с формой тела насекомых или с формой отдельных его частей?

Это объясняется длительной совместной эволюцией растений и насекомых. Естественный отбор сохранял как лучших опылителей, так и растения, которые опылялись насекомыми, чьи формы соответствовали форме и размерам цветка. Некоторые виды растений в результате опыляются только определенными опылителями, например, клевер опыляется шмелями.

Назовите основные положения синтетической теории эволюции?

Синтетическая теория эволюции расширяет учение Ч. Дарвина о причинах и движущих

силах эволюционного процесса. Эта теория выделяет микро- и макроэволюцию, определяет критерий вида формы естественного отбора. Основной эволюционирующей единицей является популяция, факторами эволюции - мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, дрейф генов. Движущие силы эволюции - наследственность, изменчивость, естественный отбор. Естественный отбор подразделяется на несколько форм, среди которых выделяют движущую и стабилизирующую. Завершающим этапом микроэволюции является образование новых видов. Более крупные систематические группы появляются путем ароморфозов. Следует отметить, что причины и возможные механизмы эволюционного процесса активно обсуждаются современной наукой.

В чём заключается различие между естественным и искусственным отбором?

Искусственный отбор, являясь направляющим фактором эволюции, играет ведущую роль в возникновении многообразия органического мира.

В результате естественного отбора возникают новые виды, в результате искусственного - сорта и породы.

Критерий естественного отбора - приспосабливаемость вида. Критерием искусственного

отбора является полезность признака для человека.

Естественный отбор происходит на Земле с момента появления жизни. Искусственный

отбор возник с момента появления домашних животных и земледелия.

Искусственный отбор производится в гораздо более короткие сроки и часто ведет к появлению совершенно новых растений и животных, возникновение которых в естественных условиях невозможно.

В чем заключаются эволюционные последствия изоляции небольшой популяции?

Элементы ответа:

1) скрещивание в небольшой изолированной популяции приводит к повышению уровня гомозигот;

2) это приводит к снижению общей жизнеспособности популяции вследствие гомозиготности по многим рецессивным аллелям;

3) с другой стороны, повышение уровня гомозиготности дает новый материал для естественного отбора, что может привести к закреплению новых признаков.

В чем заключаются основные различия между теориями Ж.Б. Ламарка и Ч. Дарвина?

Ж.Б. Ламарк считал, что приобретенные признаки наследуются, что наследуемые изменения всегда полезны, а влияние внешней среды, вызывающее это изменение, всегда положительно.

Эволюционное учение Дарвина опровергло эти положения теории Ламарка. Приобретенные в течение жизни признаки не наследуются, наследственными могут быть как полезные, так и вредные и безразличные мутации, а влияние внешней среды на организмы может быть как положительным, так и отрицательным.

Почему гомологичные органы считаются одним из доказательств эволюции?

Эти органы у представителей разных групп имеют общее происхождение.

Дайте определение ароморфоза, приведите 1-2 примера и докажите, что это ароморфоз.

Ароморфоз - это скачкообразная, внезапная мутация, приводящая к повышению общего уровня организации живых существ. Как правило, ароморфозы способствуют возникновению изменений, приводящих к появлению новых систематических групп. Так, например, возникновение фотосинтеза обеспечило постепенный расцвет различных отделов растений; появление четырехкамерного сердца у птиц и млекопитающих способствовало развитию теплокровности, а следовательно, завоеванию этими животными практически всех географических областей Земли

Почему приспособления к условиям среды относительны?

При смене условий среды имеющиеся приспособления могут оказаться бесполезными и даже вредными.

Какова роль кроссинговера в эволюционном процессе?

Кроссинговер - перекрест гомологичных хромосом в мейозе, приводит к разнообразию гамет и, как следствие, генетических комбинаций у потомства. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность для действия естественного отбора и возникновения большего разнообразия приспособлений к условиям окружающей среды.

Если же в результате нарушения процесса кроссинговера изменяется структура хромосомы, то это может привести к образованию патологических гамет и развитию у потомства наследственных заболеваний.

Найдите ошибки, допущенные в тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, объясните их.

1.Наиболее важными ароморфозами в эволюции многоклеточных были: развитие подвижных челюстей, формирование пятипалых конечностей, возникновение покровительственной окраски.

2.С выходом животных на сушу возникло наружное оплодотворение.

3.Расцвет млекопитающих был обеспечен возникновением теплокровности, трехкамерного сердца и внутреннего скелета.

Ошибки допущены в предложениях 1, 2, 3.

1.Наиболее важными ароморфозами в эволюции многоклеточных были: развитие подвижных челюстей, формирование пятипалых конечностей, возникновение покровительственной окраски.

2. С выходом животных на сушу возникло наружное оплодотворение.

3 Расцвет млекопитающих был обеспечен возникновением теплокровности, трехкамерного сердца и внутреннего скелета.

Какие типы палеонтологических находок служат доказательствами эволюции?

Элементы ответа:

1) ископаемые остатки и отпечатки

2) переходные формы

3) филогенетические ряды

Почему высокая численность вида способствует биологическому прогрессу?

Элементы ответа:

1)повышается возможность свободного скрещивания

2)обмен генетическим материалом увеличивается, обогащается наследственность

Какое влияние оказало создание эволюционной теории на формирование современной естественно-научной картины мира?

Эволюционная теория утвердила и доказала историческое развитие живой природы, изменяемость видов

Какие ароморфозы позволили древним земноводным освоить сушу?

Элементы ответа:

1) появление легочного дыхания

2) формирование расчлененных конечностей

3) появление трехкамерного сердца и двух кругов кровообращения

Почему повышается устойчивость насекомых-вредителей к ядохимикатам?

1) Вследствие появления мутаций популяция насекомых-вредителей становится неоднородной.

2) Естественный отбор сохраняет устойчивых к ядохимикатам особей.

3) Из поколения к поколению число устойчивых к ядохимикатам особей увеличивается.

4) Через несколько лет ядохимикат в прежних дозах перестает действовать на насекомых-вредителей.

Какие процессы подтверждают, что жизнь в протерозое становится геологическим фактором?

Живые организмы участвовали в образовании осадочных пород и железных руд.

Пчеловидные мухи, не имеющие жалящего аппарата, по внешнему виду сходны с пчелами. Объясните на основе эволюционной теории возникновение мимикрии у этих насекомых.

Элементы ответа:

1) у насекомых разных видов возникли сходные мутации по внешним признакам (окраска, форма тела);

2) особи с признаками, усиливающими их сходство с защищенными насекомыми, имели больше возможностей выжить в борьбе за существование;

3) в результате естественного отбора такие насекомые реже склевывались птицами и распространялись в популяции.

В промышленных районах Англии на протяжении XIX-XX веков увеличилось число бабочек березовой пяденицы с темной окраской крыльев, по сравнению со светлой окраской. Объясните это явление с позиции эволюционного учения и определите форму отбора.

Элементы ответа:

1) в потомстве популяции бабочек рождаются и светлые, и темные формы;

2) в загрязненных копотью промышленных районах с потемневших стволов птицами устраняются светлые особи, поэтому преобладающей формой в популяциях стали бабочки с темной окраской;

3) изменение окраски в популяции бабочек - проявление движущей формы естественного отбора.

Почему высокая численность вида служит показателем биологического прогресса?

Элементы ответа:

1) повышается возможность свободного скрещивания;

2) усиливается обмен генетическим материалом и обогащается наследственность;

3) способствует распространению особей и расширению ареала.

Объясните, почему людей разных рас относят к одному виду?

Элементы ответа:

1) люди разных рас содержат в клетках одинаковый набор хромосом;

2) от межрасовых браков родятся дети, которые при достижении половой зрелости способны размножаться;

3) люди разных рас сходны по строению, процессам жизнедеятельности, развитию мышления.

Домовая мышь - млекопитающее рода Мыши. Исходный ареал - Северная Африка, тропики и субтропики Евразии; вслед за человеком распространилась повсеместно. Обитает в естественных условиях, питается семенами. Ведет ночной и сумеречный образ жизни. В помете обычно рождается от 5 до 7 детенышей. Какие критерии вида описаны в тексте? Ответ поясните.

Элементы ответа:

1) географический критерий - ареал;

2) экологический критерий - особенности питания, изменение активности в течение суток, обитание в определенных экологических условиях;

3) физиологический критерий - число детенышей в помете.

Какие ароморфозы привели к возникновению типа Членистоногие?

Элементы ответа:

1) возникновение наружного скелета;

2) возникновение членистых конечностей;

3) возникновение поперечно-полосатой мускулатуры.

Какой тип естественного отбора направлен на сохранение мутаций, ведущих к меньшей изменчивости средней величины признака?

Стабилизирующий отбор.

Что является единицей эволюции согласно синтетической теории эволюции (СТЭ)?

Популяция.

Чем характеризуется биологический прогресс?

Элементы ответа:

1) увеличением численности особей данной систематической группы;

2) расширением ареала;

3) расширением видового разнообразия внутри группы (популяций и подвидов внутри вида, видов в роде и т.п.).

Какие социальные факторы являются движущими силами антропогенеза?

Элементы ответа:

1) трудовая деятельность;

2) общественный образ жизни;

3) речь и мышление.

Какие известны доказательства происхождения человека от животных?

Элементы ответа:

1) общие черты строения человека и животных;

2) сходство в развитии зародышей человека и животных;

3) сходство человека и человекообразных обезьян.

Что подразумевает гипотеза (закон) чистоты гамет?

При образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один аллель из аллельной пары, то есть гаметы генетически чисты.

Назовите тип, объясните значение защитной окраски, а также относительный характер приспособленности камбалы, которая живет в морских водоемах близ дна.

Элементы ответа:

1) тип окраски - покровительственная - слияние с фоном морского дна;

2) способность изменять окраску верхней стороны тела делает рыбу незаметной на фоне грунта, позволяя скрываться от врагов и от возможной добычи;

3) приспособленность нарушается при движении рыбы, и она становится доступной для врагов.

Объясните, почему появляются атавизмы у отдельных людей?

Элементы ответа:

1) считают, что человек имеет животное происхождение;

2) признаки древних предков (атавизмы) заложены в геноме человека;

3) в редких случаях у человека происходит нарушение индивидуального развития организма, проявляются признаки животных предков.

Назовите тип защитного приспособления, объясните его значение и относительный характер у гусеницы бабочки-пяденицы, которая живет на ветвях деревьев и в момент опасности становится похожей на сучок.

Элементы ответа:

1) тип приспособления - подражание неподвижным телам природы (подражательное сходство), покровительственная окраска и форма - маскировка;

2) гусеница неподвижно замирает на ветке и становится похожей на сучок и незаметной для насекомоядных птиц;

3) приспособленность становится бесполезна при движении гусеницы или изменении фона субстрата/

Назовите ароморфозы, которыми сопровождалась эволюция пресмыкающихся при освоении ими суши

Элементы ответа:

1) переход только на легочное дыхание;

2) появление сухой ороговевшей кожи без желез;

3) внутреннее оплодотворение, возникновение зародышевых и яйцевых оболочек

Назовите тип защитного приспособления от врагов, объясните его значение и относительный характер у мелкой рыбки морского конька-тряпичника, обитающей на небольшой глубине среда водных растений.

Элементы ответа:

1) сходство животного с неподвижным природным объектом - растением называют покровительственным сходством (маскировка);

2) морской конек зависает среди водных растений и незаметен для хищников;

3) при движении рыбы или на открытом пространстве она становится доступной и заметной для врагов.

Объясните изменения, произошедшие в строении конечности и способе передвижения лошади в процессе эволюции. Какие условия среды обитания предков лошадей это обусловили?

Элементы ответа:

1) количество пальцев уменьшилось от многопалости до одного;

2) основным способом передвижения стал быстрый бег;

3) предки лошади перешли от жизни среди густой растительности к жизни в открытых пространствах.

Какие различия в строении тела человека и человекообразных обезьян возникли в процессе эволюции?

Многие различия обусловлены приспособлением человека к прямохождению: S-образный позвоночник, сводчатая стопа, широкий таз, плоская широкая грудная клетка, массивные нижние конечности, более короткие и тонкие кости верхних конечностей и др. Превращение руки человека из органа опоры в орган труда сделало кисть более подвижной.

Яркие различия между человеком и человекообразными обезьянами наблюдаются в строении черепа и мозга. Мозговая часть черепа у человека преобладает над лицевой. У обезьян, наоборот, сильно развита лицевая часть, особенно челюсти. Череп человека не имеет сплошных надбровных дуг и костных гребней, лоб высокий и выпуклый, челюсти слабые, клыки маленькие, на нижней челюсти имеется подбородочный выступ. Мозг человека по объему и массе в 2-2,5 раза больше мозга человекообразных обезьян. Теменные, височные и лобные доли больших полушарий, в которых расположены важнейшие центры психических функций и речи, гораздо сильнее развиты у человека

Примером какого пути достижения биологического прогресса (ароморфоза, идиоадаптации или общей дегенерации) является описанное Ч. Дарвином разнообразие вьюрков на Галапагосских островах?

Это пример идиоадаптации. Разные виды вьюрков, имея сходный уровень организации, смогли приобрести свойства, позволившие им занять совершенно разные экологические ниши в природных сообществах. Одни виды вьюрков освоили питание плодами растений, другие - семенами, третьи стали насекомоядными.

Формулируем ответ: «В связи с приспособлением к разным источникам пищи у вьюрков изменилась форма клюва. Это мелкое приспособление не повысило их уровень организации, а значит, является идиоадаптацией».

Почему изоляцию в современной теории эволюции считают важным условием образования новых видов?

Изоляция заключается в возникновении преград для скрещивания между особями разных популяций одного вида. В изолированных популяциях может по-разному протекать такой случайный процесс, как возникновение мутаций. Направленность естественного отбора также может быть различной. В течение десятков или сотен тысяч поколений изолированные популяции могут накопить существенные различия, благодаря которым особи из разных популяций утратят способность к скрещиванию. В этом случае и можно говорить об образовании новых видов. Если популяции не изолированы друг от друга, а наоборот, обмениваются наследственной информацией, то возникновение существенных различий и образование на их основе новых видов невозможно.

Какой из критериев вида является главным при определении видовой принадлежности особи?

Ни один из критериев вида не может быть абсолютным. Например, чаще всего для определения принадлежности особи к тому или иному виду используют морфологический критерий. Однако иногда виды внешне почти неразличимы, хотя в природе жестко изолированы и не скрещиваются между собой. Это виды-двойники с разным количеством хромосом, что служит непреодолимым препятствием для их скрещивания. Достаточно надежен генетический критерий. Но встречаются случаи, когда виды имеют практически неразличимые по строению хромосомы. Кроме того, в пределах вида могут быть широко распространены хромосомные мутации, что затрудняет точное определение вида.

Поэтому каждый критерий в отдельности не может быть основанием для определения вида; только в совокупности они позволяют точно выяснить видовую принадлежность особи.

При каких условиях в природных популяциях действует стабилизирующий отбор?

Стабилизирующий отбор действует до тех пор, пока условия жизни популяции существенно не меняются.

В чём заключается значение мутаций в эволюционном процессе?

Мутации создают основу для действия других факторов эволюции, прежде всего естественного отбора. Большинство мутаций бывают вредны для организма, но вредные в одних условиях, они могут оказаться полезными в других. Например, мутация» вызывающая редукцию крыльев у насекомых, вредна для них в обычных условиях суши, так как лишает их возможности летать. В то же время она оказалась полезной на океанических островах, так как здесь крылатые насекомые подхватываются ветром и сносятся в море. Мутационный процесс ведет к возникновению того резерва наследственной изменчивости, который может обеспечить возможность приспособления популяции к новым условиям.

Сколько форм борьбы за существование различал Ч. Дарвин?

Дарвин различал 3 формы борьбы за существование: внутривидовую, межвидовую и борьбу с неблагоприятными условиями среды.

Можно ли говорить о возникновении новой адаптации, если в популяции появились особи с новыми удачными признаками?

Для возникновения адаптации необходимо наличие элементарного эволюционного материала - наследственной изменчивости. Появление в популяции особей с новым удачным фенотипом еще нельзя рассматривать как адаптацию. Об адаптации можно говорить лишь после возникновения специализированного признака у всей популяции или вида. Достигается это под действием разнообразных эволюционных факторов, и в первую очередь естественного отбора. Именно отбор может превратить конкретные полезные уклонения особей в норму для популяции в целом.

В результате каких причин может возникнуть биологическая изоляция между популяциями одного вида?

Биологическая изоляция обусловлена рядом причин: приуроченностью к разным местам обитания в пределах видового ареала; различием в поведении животных разных популяций в период размножения, различным временем половой активности, возникновением полиплоидов.

Почему появление человека стало событием большой значимости в эволюции биосферы?

Потому что постепенно человек превратился в мощную геологическую силу, преобразующую планету. Развитие науки и производства позволили человеку активно изменять окружающую его природу.

Форма тела у бабочки калимы напоминает лист. Как сформировалась подобная форма тела у бабочки?

появление у особей разнообразных наследственных изменений;

сохранение естественным отбором особей с изменённой формой тела;

размножение и распространение особей с формой тела, напоминающей лист.

Какие органические вещества обеспечили воспроиз­ водство организмов в период возникновения жизни?

К репликации, то есть созданию новых копий, неотличимых от материнских молекул, способны нуклеиновые кислоты. Ответ: Нуклеиновые кислоты.

Почему при определении принадлежности особи к тому или иному виду учитывают комплекс крите­ риев?

Критерии, характеризующие вид: морфологический, генети­ческий, физиологический, биохимический, физиологический, эко­логический, географический. Существуют виды, сходные по одно­му или более критериям, поэтому, для того чтобы определить вид, необходимо учитывать совокупность всех его критериев.

Ответ: Ни один из критериев в отдельности не дает полной характеристики вида.

В чем проявляется конвергентное сходство кроко­ дила, лягушки и бегемота?

Все названные животные большую часть жизни проводят в воде. Находясь в воде, они выставляют над ее поверхностью расположенные на макушке головы глаза и ноздри, при этом получают возможность лучше ориентироваться и дышать кислородом воздуха.

Ответ: Сходное расположение глаз и ноздрей на голове.

Почему людей разных рас относят к одному виду?

Раса - исторически сложившаяся группа людей, характери­зующаяся общностью наследственных физических особенностей (цвет кожи, глаз и волос, разрез глаз и т. д.).

Ответ:

вследствие сходства строения, процессов жизнедеятельности, поведения;

вследствие генетического единства - одинакового набора хромосом;

от межрасовых браков появляется потомство, способное к размножению.

В чем преимущество развития первых живых организмов Земли в гидросфере?

Гидросфера защищала живые организмы от ультрафиолетовых лучей.

Отсутствие какого компонента внешней среды препятствовало развитию жизни на суше на ранних этапах эволюции?

Отсутствие кислорода

Что представляют собой полученные в лаборатории коацерваты?

Скопления белковых молекул

Что является результатом борьбы за существование?

Естественный отбор.

Какова роль движущих сил эволюции в формировании приспособленности организмов?

1) Благодаря мутациям и размножению популяция становится неоднородной.

2) В популяции происходит борьба за существование, которая обостряет взаимоотношения особей.

3) На популяцию действует естественный отбор, который способствует сохранению особи с полезными наследственными изменениями к жизни в определенных условиях, обеспечивая их приспособленность к среде.

Каково значение наследственной изменчивости в эволюции?

1) Благодаря наследственной изменчивости увеличивается гетерозиготность, генетическая неоднородность особей в популяции, в результате чего повышается эффективность естественного отбора.

2) При изменении условий естественный отбор будет способствовать сохранению особей с полезными в данных условиях наследственными изменениями и может привести к образованию нового вида или приспособленности.

3) Благодаря генетической неоднородности популяций за счет наследственной изменчивости она может быстро измениться в соответствии с направляющим действием естественного отбора.

Почему уменьшение ареала вида приводит к биологи­ческому регрессу?

1) Обедняется экологическое разнообразие среды в связи с сокращением ареала.

2) Возникает нежелательное близкородственное скрещивание.

3) Усиливается конкуренция с другими видами и внутри вида.

Прогресс и регресс в эволюции. Эволюционный процесс в целом непрерывно идет в направлении максимального приспособления живых организмов к условиям окружающей среды. Смена условий часто приводит к замене одних приспособлений на другие. Однако это же относится к приспособлениям широкого характера, дающим организмам преимущества в различных условиях среды. Таково, например, значение легких как универсального органа газообмена у наземных позвоночных или цветка как совершенного органа размножения у покрытосеменных растений. Таким образом, биологический прогресс может осуществляться вследствие как частных, так и общих приспособлений организмов. Под биологическим прогрессом следует понимать возрастание приспособленности организмов к окружающей среде, ведущее к увеличению численности и более широкому распространению вида.

Эволюционные изменения, происходящие в некоторых видах и более крупных таксонах (семействах, отрядах), не всегда могут быть признаны прогрессивными. В таких случаях говорят о биологическом регрессе. Биологический регресс - это снижение уровня приспособленности к условиям обитания, уменьшение численности вида и площади видового ареала.

Каковы же пути достижения биологического прогресса?

Ароморфоз. Вопрос о возможных путях достижения биологического прогресса был разработан А. Н. Северцовым - крупным ученым-эволюционистом. Один из главных таких путей, согласно Северцову, - морфофизиологический прогресс, или ароморфоз, т. е. возникновение в ходе эволюции признаков, которые существенно повышают уровень организации живых организмов. Ароморфозы дают большие преимущества в борьбе за существование, открывают возможности освоения новой, прежде недоступной среды обитания.

АЛЕКСЕЙ НИКОЛАЕВИЧ СЕВЕРЦОВ (1866- 1936) - отечественный эволюционист. Автор исследований по сравнительной анатомии позвоночных. Создал теорию морфофизиологического и биологического прогресса и регресса.

В эволюции млекопитающих можно выделить несколько крупных ароморфозов: возникновение шерстного покрова, живорождение, вскармливание детенышей молоком, приобретение постоянной температуры тела, прогрессивное развитие легких, кровеносной системы и головного мозга. Высокий общий уровень организации млекопитающих, достигнутый благодаря перечисленным ароморфным изменениям, позволил им освоить все возможные среды обитания и привел в итоге к появлению высших приматов и человека.

Формирование ароморфоза - длительный процесс, происходящий на основе наследственной изменчивости и естественного отбора. Морфофизиологический прогресс - магистральный путь эволюции органического мира. В развитии каждой крупной таксономической группы можно обнаружить ароморфозы, о чем вы узнаете из последующего материала.

Идиоадаптация. Кроме такого крупного преобразования, как ароморфоз, в ходе эволюции отдельных групп возникает большое количество мелких приспособлений к определенным условиям среды. Такие приспособительные изменения А. Н. Северцов назвал идиоадаптациями.

Идиоадаптации - это приспособления живого мира к окружающей среде, открывающие перед организмами возможность прогрессивного развития без принципиальной перестройки их биологической организации. Примером идиоадаптации может служить описанное Чарлзом Дарвином разнообразие видов вьюрковых птиц (рис. 65). Разные виды вьюрков, имея сходный уровень организации, смогли, однако, приобрести свойства, позволившие им занять совершенно разные места в природе. Одни виды вьюрков освоили питание плодами растений, другие - семенами, третьи стали насекомоядными.

Рис. 65. Разнообразие вьюрков на Галапагосских островах

Несмотря на то что общая дегенерация приводит к значительному упрощению организации, виды, идущие по этому пути, могут увеличивать свою численность и ареал, т. е. двигаться по пути биологического прогресса.

Соотношение направлений эволюции. Пути эволюции органического мира либо сочетаются друг с другом, либо сменяют друг друга. Причем ароморфозы происходят значительно реже идиоадаптаций, но именно ароморфозы определяют новые этапы в развитии органического мира. Возникнув путем ароморфоза, новые, высшие по организации группы организмов занимают другую среду обитания. Далее эволюция идет по пути идиоадаптации, иногда и дегенерации, которые обеспечивают организмам обжи-вание новой для них среды обитания (рис. 67).

Рис. 67. Схема соотношений между ароморфозом, идеоадаптацией и дегенерацией

Итак, перечислим общие черты эволюционного процесса. Прежде всего это возникновение приспособленности организмов, т. е. их соответствие условиям обитания и способность меняться по мере изменения этих условий. Естественный отбор наследственных изменений в природных популяциях - важнейшая причина приспособленности.

Другой важнейшей характеристикой эволюционного процесса является видообразование, т. е. постоянное возникновение новых видов. За время эволюции на Земле существовали десятки, а возможно, и сотни миллионов видов живых организмов.

И наконец, третье неотъемлемое свойство эволюционного процесса - постоянное усложнение жизни от примитивных доклеточных форм вплоть до человека.

1. Объясните термины: биологический прогресс, биологический регресс, ароморфоз, идиоадаптация.
2. Можно ли считать тождественными понятия «биологический регресс» и «дегенерация»? Ответ обоснуйте.
3. В чем заключается эволюционное значение ароморфоза и идиоадаптации?

В процессе исторического развития одни виды вымирают, другие изменяются и дают начало новым видам. Что же собой представляют виды? Существуют ли виды реально в природе?

Впервые термин "вид" ввел английский ботаник Джон Рей (1628- 1705). Шведский ботаник К. Линней рассматривал вид в качестве основной систематической единицы. Он не был сторонником эволюционных воззрений и считал, что виды со временем не изменяются.

Ж. Б. Ламарк отмечал, что различия между некоторыми видами очень незначительны, и в этом случае выделить виды довольно сложно. Он сделал вывод о том, что виды в природе не существуют, а систематика придумана человеком для удобства. Реально существует только особь. Органический мир представляет собой совокупность особей, связанных между собой родственны ми узами.

Как видно, взгляды Линнея и Ламарка на реальное существование вида были прямо противоположными: Линней считал, чтo виды существуют, они неизменны; Ламарк отрицал реальное существование видов в природе.

В настоящее время общепринята точка зрения Ч. Дарвина: виды реально существуют в природе, но постоянство их относительно; виды возникают, развиваются, а затем либо исчезают, либо изменяются, порождая новые виды.

Вид - это надорганизменная форма существования живой природы. Он представляет собой совокупность морфологически и физиологически сходных особей, свободно между собой скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, занимающих определенный ареал и обитающих в сходных экологических условиях. Виды различаются по многим критериям. Критерии, по которым особи относятся к одному виду, представлены в таблице.

Критерии вида

При определении принадлежности особи к какому-либо виду нельзя ограничиваться лишь одним критерием, а необходимо использовать всю совокупность критериев. Так, не возможно ограничиться только морфологическим критерием , поскольку особи одного вида могут различаться внешне. Например, у многих птиц - воробьев, снегирей, фазанов самцы внешне значительно отличаются от самок.

В природе у животных широко распространен альбинизм, при котором в клетках отдельных особей в результате мутации нарушается синтез пигмента. Животные с такими мутациями имеют белую окраску. Глаза у них красные, потому что в радужной оболочке нет пигмента, и сквозь нее просвечивают кровеносные сосуды. Несмотря на внешние отличия, такие особи, например белые вороны, мыши, ежи, тигры, относятся к своим видам, а не выделяются в самостоятельные виды.

В природе существуют внешне почти неразличимые виды-двойники. Так, раньше малярийным комаром называли фактически шесть видов, похожих внешне, но не скрещивающихся между собой и различающихся по другим критериям. Однако из них только один вид питается кровью человека и разносит малярию.

Процессы жизнедеятельности у разных видов часто протекают очень сходно. Это говорит об относительности физиологического критерия . Например, у некоторых видов арктических рыб интенсивность обмена веществ такая же, как и у рыб, обитающих в тропических водах.

Нельзя использовать и один молекулярно-биологический критерий , так как многие макромолекулы (белки и ДНК) обладают не только видовой, но и индивидуальной специфичностью. Поэтому по биохимическим показателям не всегда можно определить, к одному или разным видам относятся особи.

Генетический критерий также не универсален. Во-первых, у разных видов число и даже форма хромосом могут быть одинаковыми. Во-вторых, в одном виде могут быть особи с разным числом хромосом. Так, у одного вида долгоносика имеются диплоидные (2п), триплоидные (Зп), тетраплоидные (4п) формы. В-третьих, иногда особи разных видов могут скрещиваться и давать плодовитое потомство. Известны гибриды волка и собаки, яка и крупного рогатого скота, соболя и куницы. В царстве растений межвидовые гибриды встречаются довольно часто, а иногда бывают и более отдаленные межродовые гибриды.

Нельзя считать универсальным и географический критерий , так как ареалы многих видов в природе совпадают (например,ареал даурской лиственницы и душистого тополя). Кроме того, существуют виды-космополиты, которые распространены повсеместно и не имеют четко ограниченного ареала (некоторые виды сорных растений, комаров, мышей). Ареалы некоторых быстро расселяющихся видов, таких, как домовая муха, изменяются. У многих перелетных птиц различаются ареалы гнездовий и зимовки. Экологический критерий не является универсальным, так как в пределах одного ареала многие виды обитают в очень разных природных условиях. Так, многие растения (например, пырей ползучий, одуванчик) могут жить и в лесу, и на пойменных лугах.

Виды реально существуют в природе. Они относительно постоянны. Виды можно различить по морфологическому, молекулярно-биологическому, генетическому, экологическому, географическому, физиологическому критериям. При определении принадлежности особи к тому или иному виду следует учитывать не один критерий, а весь их комплекс.

Вам известно, что вид состоит из популяций. Популяция представляет собой группу морфологически сходных особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой и занимающих определенное место обитания в ареале вида.

Для каждой популяции характерен свой генофонд - совокупность генотипов всех особей популяции. Генофонды разных популяций даже одного вида могут различаться.

Процесс образования новых видов начинается внутри популяции, то есть популяция является элементарной единицей эволюции. Почему же именно популяцию, а не вид или отдельную особь рассматривают как элементарную единицу эволюции?

Особь не может эволюционировать. Она может изменяться, приспосабливаясь к условиям внешней среды. Но эти изменения не эволюционные, так как они не передаются по наследству. Вид, как правило, неоднороден и состоит из ряда популяций. Популяция относительно самостоятельна и может длительное время существовать вне связи с другими популяциями вида. В популяции протекают все эволюционные процессы: у особей возникают мутации, между особями происходит скрещивание, действуют борьба за существование и естественный отбор. В результате генофонд популяции со временем изменяется, и она становится родоначальником нового вида. Именно поэтому элементарная единица эволюции - популяция, а не вид.

Рассмотрим закономерности на следования признаков в популяциях разных типов. Эти закономерности различны для самооплодотворяющихся и раздельнополых организмов. Самооплодотворение особенно часто наблюдается у растений. У самоопыляющихся растений, например гороха, пшеницы, ячменя, овса, популяции состоят из так называемых гомозиготных линий. Чем объясняется их гомозиготность? Дело в том, что при самоопылении увеличивается доля гомозигот в популяции, а доля гетерозигот сокращается.

Чистая линия - это потомки одной особи. Она представляет собой совокупность самоопыляющихся растений.

Начало изучения генетики популяций было положено в 1903 г датским ученым В. Иоганнсеном. Он исследовал популяцию самоопыляемого растения фасоли, легко дающей чистую линию - группу потомков отдельной особи, генотипы которых идентичны.

Иоганнсен взял семена одного сорта фасоли и определил изменчивость одного признака - массы семени. Оказалось, что она варьирует от 150 мг до 750 мг. Ученый высеял отдельно две группы семян: массой от 250 до 350 мг и массой от 550 до 650 мг. Средняя масса семени вновь выросших растений составила в легкой группе 443,4 мг, в тяжелой - 518 мг. Иоганнсен сделал вывод, что исходный сорт фасоли состоит из генетически различных растений.

В течение 6-7 поколений ученый вел отбор семян тяжелых и легких с каждого растения, то есть про водил отбор в чистых линиях. В результате он пришел к выводу, что отбор в чистых линиях не дал сдвига ни в сторону легких, ни в сторону тяжелых семян, значит в чистых линиях отбор не эффективен. А изменчивость массы семян внутри чистой линии является модификационной, ненаследственной и возникает под воздействием условий среды.

Закономерности наследования признаков в популяциях раздельно полых животных и перекрестноопыляемых растений были установлены независимо друг от друга английским математиком Дж Харди и немецким врачом В. Вайнбергом в 1908-1909 гг. Эта закономерность, получившая название закона Харди - Вайнберга, отражает зависимость между частотами аллелей и генотипов в популяциях. Данный за кон объясняет, каким образом в популяции сохраняется генетическое равновесие, то есть число особей с доминантными и рецессивными при знаками остается на определенном уровне.

Согласно этому закону, частоты доминантных и рецессивных аллелей в популяции будут оставаться постоянными из поколения в поколение при наличии определенных условий: высокой численности особей в популяции; свободном их скрещивании; отсутствии отбора и миграции особей; одинаковой численности особей с разными генотипами.

Нарушение хотя бы одного из этих условий ведет к вытеснению одного аллеля (например, А) другим (а). Под действием естественного отбора, популяционных волн и других факторов эволюции особи с доминантным аллелем А будут вытеснять особи с рецессивным аллелем а.

В популяции может измениться соотношение особей с разными генотипами. Предположим, что генетический состав популяции был таким: 20% АА, 50% Аа, 30% аа. Под воздействием факторов эволюции он может оказаться следующим: 40% АА, 50% Аа, 10% аа. Используя закон Харди - Вайнберга, можно вычислить частоту встречаемости любого доминантного и рецессивного гена в популяции, а также любого генотипа.

Популяция - элементарная единица эволюции, так как она обладает относительной самостоятельностью и ее генофонд может изменяться. Закономерности наследования различны в популяциях разных типов. В популяциях самоопыляющихся растений отбор происходит между чистыми линиями. В популяциях раздельнополых животных и перекрестноопыляемых растений закономерности наследования подчиняются закону Харди - Вайнберга.

В соответствии с законом Харди - Вайнберга при относительно постоянных условиях частота аллелей в популяции остается неизменной из поколения в поколение. В этих условиях популяция находится в состоянии генетического равновесия, в ней не происходят эволюционные изменения. Однако в природе нет идеальных условий. Под влиянием факторов эволюции - мутационного процесса, изоляции, естественного отбора и др. - генетическое равновесие в популяции постоянно нарушается, происходит элементарное эволюционное явление - изменение генофонда популяции. Рассмотрим действие различных факторов эволюции.

Один из главных факторов эволюции - мутационный процесс. Мутации были открыты в начале XX в. голландским ботаником и генетиком Де Фризом (1848-1935).

Главной причиной эволюции он считал именно мутации. В то время были известны только крупные мутации, затрагивающие фенотип. Поэтому Де Фриз полагал, что виды возникают в результате крупных мутаций сразу, скачкообразно, без естественного отбора.

Дальнейшие исследования показали, что многие крупные мутации вредны. Поэтому многие ученые считали, что мутации не могут служить материалом для эволюции.

Лишь в 20-х гг. нашего столетия отечественные ученые С. С. Четвериков (1880- 1956) и И. И. Шмальгаузен (1884-1963) показали роль мутаций в эволюции. Было установлено, что любая природная популяция насыщена, как губка, разно образными мутациями. Чаще всего мутации рецессивны, находятся в гетерозиготном состоянии и не проявляются фенотипически. Именно эти мутации и служат генетической ос новой эволюции. При скрещивании гетерозиготных особей эти мутации у потомков могут переходить в гомозиготное состояние. Отбор из поколения в поколение сохраняет особей с полезными мутациями. Полезные мутации сохраняются естественным отбором, вредные - накапливаются в популяции в скрытом виде, создавая резерв изменчивости. Это приводит к изменению генофонда популяции.

Накоплению наследственных различий между популяциями способствует изоляция , благодаря которой между особями разных популяций не происходит скрещивания, а значит, и обмена генетической ин формацией.

В каждой популяции благодаря естественному отбору накапливаются определенные полезные мутации. Через несколько поколений изолированные популяции, обитающие в разных условиях, будут различаться по ряду признаков.

Широко распространена пространственная , или географическая изоляция , когда популяции разделены различными преградами: реками, горами, степями и т. п. Например, даже в близкорасположенных реках обитают разные популяции рыб одного и того же вида.

Различают также экологическую изоляцию , когда особи разных популяций одного вида предпочитают разные места и условия обитания. Так, в Молдавии у желтогорлой лесной мыши образовались лесные и степные популяции. Особи лесных популяций более крупные, пи таются семенами древесных пород, а особи степных популяций - семенами злаков.

Физиологическая изоляция возникает в том случае, когда у особей разных популяций созревание половых клеток происходит в разные сроки. Особи таких популяций не могут скрещиваться. Например, в озере Севан обитают две популяции форели, нерест которых происходит в разные сроки, поэтому они не скрещиваются между собой.

Существует также поведенческая изоляция . Брачное поведение особей разных видов различается. Это препятствует их скрещиванию. Механическая изоляция связана с различиями в строении органов размножения.

Изменение частот аллелей в популяциях может происходить не только под влиянием естественного отбора, но и независимо от него. Частота аллеля может измениться случайным образом. Например, преждевременная гибель особи - единственной обладательницы какого-либо аллеля приведет к исчезновению этого аллеля в популяции. Это явление получило название дрейфа генов .

Важным источником дрейфа генов являются популяционные волны - периодические значительные изменения численности особей популяции. Численность особей изменяется из года в год и зависит от многих факторов: количества пищи, погодных условий, численности хищников, массовых заболеваний и др. Роль популяционных волн в эволюции была установлена С. С. Четвериковым, который показал, что изменение численности особей в популяции влияет на эффективность естественного отбора. Так, при резком сокращении численности популяции могут случайно сохраниться особи с определенным генотипом. Например, в популяции могут сохраниться особи с такими генотипами: 75% Аа, 20% АА, 5% аа. Наиболее многочисленные генотипы, в данном случае Аа, будут определять генный состав популяции до следующей "волны".

Дрейф генов обычно снижает генетическую изменчивость в популяции, главным образом в результате утраты редко встречающихся аллелей. Этот механизм эволюционных изменений особенно эффективен в небольших популяциях. Однако только естественный отбор на основе борьбы за существование способствует сохранению особей с определенным генотипом, соответствующим среде обитания.

Элементарное эволюционное явление - изменение генофонда популяции происходит под влиянием элементарных факторов эволюции - мутационного процесса, изоляции, дрейфа генов, естественного отбора. Однако дрейф генов, изоляция и мутационный процесс не определяют направленности процесса эволюции, то есть выживания особей с определенным, соответствующим среде обитания генотипом. Единственным направляющим фактором эволюции является естественный отбор.

Основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина.

1. Наследственная изменчивость - основа эволюционного процесса;
2. Стремление к размножению и ограниченность средств жизни;
3. Борьба за существование - основной фактор эволюции;
4. Естественный отбор как результат наследственной изменчивости и борьбы за существование.

ФОРМЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА

ВИДЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА

Задачи и тесты по теме "Тема 14. "Эволюционное учение"."

• Проработав эти темы, Вы должны уметь:

  1. Сформулировать своими словами определения: эволюция, естественный отбор, борьба за существование, адаптация, рудимент, атавизм, идиоадаптация, биологический прогресс и регресс.
  2. Кратко описать, каким образом та или иная адаптация сохраняется отбором. Какую роль играют в этом гены, генетическая изменчивость, частота генов, естественный отбор.
  3. Объяснить, почему в результате отбора не образуется популяция идентичных, безупречно адаптированных организмов.
  4. Сформулировать, что такое генетический дрейф; привести пример ситуации, в которой он играет важную роль, и объяснить, почему его роль особенно велика в небольших популяциях.
  5. Описать два способа возникновения видов.
  6. Сравнивать естественный и искусственный отбор.
  7. Кратко перечислить ароморфозы в эволюции растений и позвоночных, идиоадаптация в эволюции птиц и млекопитающих, покрытосеменных растений.
  8. Назвать биологические и социальные факторы антропогенеза.
  9. Сравнивать эффективность потребления растительной и животной пищи.
  10. Кратко описать черты древнейшего, древнего, ископаемого человека, человека современного типа.
  11. Указать черты развития и сходства человеческих рас.

  Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. "Общая биология". Москва, "Просвещение", 2000

  • Тема 14. "Эволюционное учение." §38, §41-43 стр. 105-108, стр.115-122
  • Тема 15. "Приспособленность организмов. Видообразование." §44-48 стр. 123-131
  • Тема 16. "Доказательства эволюции. Развитие органического мира." §39-40 стр. 109-115, §49-55 стр. 135-160
  • Тема 17. "Происхождение человека." §49-59 стр. 160-172

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.