Teoria evoluționistă. Tipuri de evoluţie: istoria dezvoltării şi definirea.Care sunt cauzele variabilităţii combinative

Întrebări despre evolution_level „C”

Găsiți erori în text, denumiți numărul de propoziții în care s-au făcut erori. Explicați-le.

1. Oamenii de știință cred că primele organisme care au apărut pe Pământ au fost eucariote.

2. Primele organisme au fost heterotrofe anaerobe.

3. Apoi evoluția s-a îndreptat spre dezvoltarea metodelor autotrofe

4. Primele organisme autotrofe au fost algele și briofitele.

5. Ca urmare a fotosintezei, în atmosfera Pământului a apărut oxigenul liber.

S-au făcut erori în propozițiile 1.4.

1 - procariote; 4 - bacterii chemosintetice.

Izolarea constă în apariția unor bariere în calea încrucișării între indivizi din diferite populații ale aceleiași specii. În populațiile izolate, un astfel de proces aleatoriu precum apariția mutațiilor poate decurge diferit. Direcția selecției naturale poate fi, de asemenea, diferită. Pe parcursul a zeci sau sute de mii de generații, populațiile izolate pot acumula diferențe semnificative, din cauza cărora indivizii din diferite populații își pierd capacitatea de a se încrucișa. În acest caz, putem vorbi despre formarea de noi specii. Dacă populațiile nu sunt izolate unele de altele, ci, dimpotrivă, schimbă informații ereditare, atunci apariția unor diferențe semnificative și formarea de noi specii pe baza lor este imposibilă.

Microorganismele sunt capabile să se adapteze rapid la condițiile de mediu în schimbare. Care sunt mecanismele unei astfel de adaptabilitati ridicate?

Elemente de răspuns:

1) microorganismele se înmulțesc rapid, iar populațiile lor sunt formate dintr-un număr foarte mare de indivizi;

2) prin urmare, un număr mare de mutații se acumulează în populațiile de microorganisme, care sunt materiale pentru selecția naturală;

3) bacteriile sunt haploide și în ele apar mereu mutații, ceea ce grăbește procesul de selecție;

4) în plus, transferul de gene „orizontal” este observat la microorganisme folosind plasmide, adică un individ își poate transfera proprietățile altor membri ai populației.

Care este semnificația evolutivă a dezvoltării indirecte?

Constă în slăbirea concurenței dintre părinți și urmași. Larvele și adulții ocupă adesea habitate diferite și/sau folosesc resurse alimentare diferite.

De ce sunt populațiile unitatea de evoluție?

Deoarece o populație este o unitate structurală a unei specii, i.e. cel mai mic grup de indivizi capabili de dezvoltare evolutivă. Evoluția are loc numai la un grup de indivizi, deoarece genotipul unui organism nu se poate schimba în timpul vieții, iar un grup de indivizi (izolat de alte grupuri) este capabil de schimbare, deoarece este un amestec eterogen de genotipuri diferite. Motivul evoluției populațiilor poate fi izolarea acestora, modificările condițiilor de viață, competiția cu alte populații ale speciei (sau cu alte specii) sau modificări ale dimensiunii populației.

Cum putem explica coincidența formei unor flori cu forma corpului insectelor sau cu forma părților sale individuale?

Acest lucru se explică prin co-evoluția pe termen lung a plantelor și insectelor. Selecția naturală a păstrat atât cei mai buni polenizatori, cât și plantele care au fost polenizate de insecte ale căror forme se potriveau cu forma și dimensiunea florii. Unele specii de plante ajung să fie polenizate doar de anumiți polenizatori, de exemplu trifoiul este polenizat de bondari.

Care sunt principalele prevederi ale teoriei sintetice a evoluției?

Teoria sintetică a evoluției extinde învățăturile lui Charles Darwin despre cauze și factori

fortele procesului evolutiv. Această teorie distinge micro- și macroevoluția și determină criteriul pentru tipul de formă de selecție naturală. Principala unitate de evoluție este populația; factorii de evoluție sunt procesul de mutație, valurile populației, izolarea și deriva genetică. Forțele motrice ale evoluției sunt ereditatea, variabilitatea, selecția naturală. Selecția naturală este împărțită în mai multe forme, printre care se numără conducerea și stabilizarea. Etapa finală a microevoluției este formarea de noi specii. Grupuri sistematice mai mari apar prin aromorfoze. Trebuie remarcat faptul că cauzele și posibilele mecanisme ale procesului evolutiv sunt discutate activ de știința modernă.

Care este diferența dintre selecția naturală și cea artificială?

Selecția artificială, fiind factorul călăuzitor al evoluției, joacă un rol principal în apariția diversității în lumea organică.

Ca rezultat al selecției naturale, apar noi specii și, ca urmare a selecției artificiale, apar soiuri și rase.

Criteriul selecției naturale este adaptabilitatea speciei. Criteriul artificial

selecția este utilitatea unei trăsături pentru o persoană.

Selecția naturală are loc pe Pământ de la apariția vieții. Artificial

selecția a existat încă de la apariția animalelor domestice și a agriculturii.

Selecția artificială se realizează într-un timp mult mai scurt și duce adesea la apariția unor plante și animale complet noi, a căror apariție este imposibilă în condiții naturale.

Care sunt consecințele evolutive ale izolării unei populații mici?

Elemente de răspuns:

1) încrucișarea într-o populație mică izolată duce la creșterea nivelului de homozigoți;

2) aceasta duce la o scădere a viabilității globale a populației datorită homozigozității pentru multe alele recesive;

3) pe de altă parte, o creștere a nivelului de homozgozitate oferă material nou pentru selecția naturală, care poate duce la consolidarea de noi caracteristici.

Care sunt principalele diferențe dintre teoriile lui J.B. Lamarck și Charles Darwin?

J.B. Lamarck credea că caracteristicile dobândite sunt moștenite, că schimbările ereditare sunt întotdeauna benefice, iar influența mediului extern care provoacă această schimbare este întotdeauna pozitivă.

Doctrina evoluționistă a lui Darwin a respins aceste prevederi ale teoriei lui Lamarck. Caracteristicile dobândite în timpul vieții nu sunt moștenite; atât mutațiile benefice, cât și dăunătoare și indiferente pot fi ereditare, iar influența mediului extern asupra organismelor poate fi atât pozitivă, cât și negativă.

De ce organele omoloage sunt considerate una dintre dovezile evoluției?

Aceste organe dintre reprezentanții diferitelor grupuri au o origine comună.

Definiți aromorfoza, dați 1-2 exemple și demonstrați că este aromorfoză.

Aromorfoza este o mutație bruscă, bruscă, care duce la creșterea nivelului general de organizare al ființelor vii. De regulă, aromorfozele contribuie la apariția modificărilor care duc la apariția de noi grupuri sistematice. De exemplu, apariția fotosintezei a asigurat înflorirea treptată a diferitelor departamente de plante; apariția unei inimi cu patru camere la păsări și mamifere a contribuit la dezvoltarea sângelui cald și, în consecință, la cucerirea aproape tuturor zonelor geografice ale Pământului de către aceste animale.

De ce sunt relative adaptările la condițiile de mediu?

Când condițiile de mediu se schimbă, dispozitivele existente se pot dovedi a fi inutile și chiar dăunătoare.

Care este rolul traversării în procesul evolutiv?

Încrucișarea este încrucișarea cromozomilor omologi în meioză, ducând la o diversitate de gameți și, în consecință, la combinații genetice la descendenți. Aceasta, la rândul său, oferă posibilitatea selecției naturale să acționeze și să producă o varietate mai mare de adaptări la condițiile de mediu.

Dacă, ca urmare a încălcării procesului de încrucișare, structura cromozomului se modifică, acest lucru poate duce la formarea gameților patologici și la dezvoltarea bolilor ereditare la urmași.

Găsiți greșelile făcute în text. Indicați numerele propozițiilor în care sunt făcute și explicați-le.

1. Cele mai importante aromorfoze în evoluția organismelor pluricelulare au fost: dezvoltarea maxilarelor mobile, formarea membrelor cu cinci degete și apariția colorației protectoare.

2. Odată cu apariția animalelor pe uscat, a apărut fertilizarea externă.

3. Înflorirea mamiferelor a fost asigurată de apariția sângelui cald, a inimii cu trei camere și a unui schelet intern.

S-au făcut erori în propozițiile 1, 2, 3.

1. Cele mai importante aromorfoze în evoluția organismelor pluricelulare au fost: dezvoltarea maxilarelor mobile, formarea membrelor cu cinci degete și apariția colorației protectoare.

2. Odată cu apariția animalelor pe uscat, a apărut fertilizarea externă.

3 Înflorirea mamiferelor a fost asigurată de apariția sângelui cald, a unei inimi cu trei camere și a unui schelet intern.

Ce tipuri de descoperiri paleontologice oferă dovezi ale evoluției?

Elemente de răspuns:

1) fosile și amprente

2) forme tranzitorii

3) seria filogenetică

De ce abundența mare a unei specii promovează progresul biologic?

Elemente de răspuns:

1) mărește posibilitatea traversării libere

2) schimbul de material genetic crește, ereditatea este îmbogățită

Ce impact a avut crearea teoriei evoluționiste asupra formării tabloului științific natural modern al lumii?

Teoria evoluționistă a aprobat și a dovedit dezvoltarea istorică a naturii vii, variabilitatea speciilor

Ce aromorfoze au permis amfibienilor antici să colonizeze pământul?

Elemente de răspuns:

1) apariția respirației pulmonare

2) formarea membrelor dezmembrate

3) aspectul unei inimi cu trei camere și două cercuri de circulație

De ce crește rezistența insectelor dăunătoare la pesticide?

1) Datorită apariției mutațiilor, populația de insecte dăunătoare devine eterogenă.

2) Selecția naturală păstrează indivizii rezistenți la pesticide.

3) Din generatie in generatie, numarul indivizilor rezistenti la pesticide creste.

4) După câțiva ani, pesticidul în aceleași doze încetează să acționeze asupra insectelor dăunătoare.

Ce procese confirmă faptul că viața în Proterozoic devine un factor geologic?

Organismele vii au participat la formarea rocilor sedimentare și a minereurilor de fier.

Muștele albinelor, care nu au un aparat de înțepăt, sunt asemănătoare ca aspect cu albinele. Explicați, pe baza teoriei evoluționiste, apariția mimetismului la aceste insecte.

Elemente de răspuns:

1) insectele din diferite specii au dezvoltat mutații similare în caracteristicile externe (culoare, forma corpului);

2) indivizii cu caracteristici care le sporesc asemănarea cu insectele protejate au avut mai multe oportunități de a supraviețui în lupta pentru existență;

3) ca urmare a selecției naturale, astfel de insecte erau mai puțin probabil să fie ciugulite de păsări și să fie răspândite în întreaga populație.

În zonele industriale ale Angliei în secolele XIX-XX, numărul fluturilor de molie de mesteacăn cu aripi închise a crescut în comparație cu cei de culoare deschisă. Explicați acest fenomen din perspectiva teoriei evoluției și determinați forma selecției.

Elemente de răspuns:

1) atât formele luminoase, cât și cele întunecate se nasc în urmașii unei populații de fluturi;

2) în zonele industriale contaminate cu funingine, păsările elimină indivizii de culoare deschisă din trunchiurile întunecate, astfel că fluturii de culoare închisă au devenit forma predominantă în populații;

3) o schimbare a culorii într-o populație de fluturi este o manifestare a formei motrice a selecției naturale.

De ce abundența mare a unei specii servește ca indicator al progresului biologic?

Elemente de răspuns:

1) posibilitatea trecerii libere crește;

2) schimbul de material genetic este sporit și ereditatea este îmbogățită;

3) promovează distribuția indivizilor și extinderea gamei.

Explicați de ce oamenii din rase diferite sunt clasificați ca fiind aceeași specie?

Elemente de răspuns:

1) oamenii de rase diferite conțin același set de cromozomi în celulele lor;

2) căsătoriile interrasiale vor produce copii care, la pubertate, sunt capabili să se reproducă;

3) oamenii de diferite rase sunt similare ca structură, procese de viață și dezvoltarea gândirii.

Șoarecele de casă este un mamifer din genul Mouse. Zona inițială este Africa de Nord, tropicele și subtropicele Eurasiei; în urma omului, s-a răspândit peste tot. Trăiește în condiții naturale, se hrănește cu semințe. Duce un stil de viață nocturn și amurg. Un așternut produce de obicei 5 până la 7 copii. Ce criterii de specie sunt descrise în text? Explică-ți răspunsul.

Elemente de răspuns:

1) criteriu geografic - zonă;

2) criteriul de mediu - obiceiuri de hrănire, modificări ale activității în timpul zilei, trăire în anumite condiții de mediu;

3) criteriu fiziologic - numărul de pui din așternut.

Ce aromorfoze au dus la apariția filum-ului Arthropode?

Elemente de răspuns:

1) aspectul exoscheletului;

2) aspectul membrelor articulate;

3) apariția mușchilor striați.

Ce tip de selecție naturală are ca scop păstrarea mutațiilor care duc la o variabilitate mai mică a valorii medii a unei trăsături?

Stabilizarea selecției.

Care este unitatea evoluției conform teoriei sintetice a evoluției (STE)?

Populația.

Ce caracterizează progresul biologic?

Elemente de răspuns:

1) o creștere a numărului de indivizi dintr-un anumit grup sistematic;

2) extinderea zonei;

3) extinderea diversității speciilor în cadrul unui grup (populații și subspecii din cadrul unei specii, specii dintr-un gen etc.).

Ce factori sociali sunt forțele motrice ale antropogenezei?

Elemente de răspuns:

1) activitatea de muncă;

2) mod de viață social;

3) vorbire și gândire.

Ce dovezi există despre originea oamenilor din animale?

Elemente de răspuns:

1) caracteristici structurale generale ale oamenilor și animalelor;

2) asemănări în dezvoltarea embrionilor umani și animale;

3) asemănări între oameni și maimuțe.

Ce înseamnă ipoteza (legea) purității gameților?

Când se formează celulele germinale, în fiecare gamet intră doar o alelă dintr-o pereche alelică, adică gameții sunt puri din punct de vedere genetic.

Numiți tipul, explicați semnificația colorării protectoare, precum și natura relativă a adaptabilității luptei, care trăiește în rezervoarele marine din apropierea fundului.

Elemente de răspuns:

1) tip de colorare - protector - contopirea cu fundalul fundului mării;

2) capacitatea de a schimba culoarea părții superioare a corpului face peștele invizibil pe fundalul solului, permițându-i să se ascundă de inamici și de posibile pradă;

3) fitness-ul este perturbat atunci când peștele se mișcă și devine accesibil inamicilor.

Explicați de ce apar atavisme la anumite persoane?

Elemente de răspuns:

1) cred că omul este de origine animală;

2) semnele strămoșilor antici (atavisme) sunt încorporate în genomul uman;

3) în cazuri rare, o persoană se confruntă cu o încălcare a dezvoltării individuale a corpului și apar semne ale strămoșilor animalelor.

Numiți tipul de dispozitiv de protecție, explicați semnificația și natura relativă a acestuia în omida fluturelui moliei, care trăiește pe ramurile copacilor și în momentul pericolului devine ca o crenguță.

Elemente de răspuns:

1) tip de adaptare - imitarea corpurilor nemișcate ale naturii (asemănarea imitativă), colorarea și forma protectoare - camuflaj;

2) omida îngheață nemișcată pe ramură și devine ca o crenguță și invizibilă păsărilor insectivore;

3) fitnessul devine inutil atunci când omida se mișcă sau fundalul substratului se schimbă/

Numiți aromorfozele care au însoțit evoluția reptilelor în timpul explorării pământului

Elemente de răspuns:

1) trecerea la respirația pulmonară numai;

2) aspectul pielii uscate, keratinizate, fără glande;

3) fertilizarea internă, apariția membranelor embrionare și ovulare

Numiți tipul de dispozitiv de protecție împotriva inamicilor, explicați semnificația și natura relativă a acestuia la micul pește căluț de mare care trăiește la adâncimi mici în mediul plantelor acvatice.

Elemente de răspuns:

1) asemănarea unui animal cu un obiect natural staționar - o plantă se numește asemănare protectoare (camuflaj);

2) căluțul de mare atârnă printre plantele acvatice și este invizibil pentru prădători;

3) atunci când peștele se mișcă sau în spațiu deschis, devine accesibil și vizibil pentru inamici.

Explicați modificările care au avut loc în structura membrului și metoda de mișcare a calului în timpul procesului de evoluție. Ce condiții de mediu ale strămoșilor cailor au cauzat acest lucru?

Elemente de răspuns:

1) numărul degetelor a scăzut de la multi-degete la unul;

2) alergarea rapidă a devenit principala metodă de transport;

3) strămoșii calului au trecut de la a trăi printre vegetația densă la a trăi în spații deschise.

Ce diferențe în structura corpului oamenilor și maimuțelor au apărut în timpul procesului de evoluție?

Multe diferențe se datorează adaptării unei persoane la mersul vertical: o coloană în formă de S, un picior arcuit, un pelvis larg, un piept plat și larg, membre inferioare masive, oase mai scurte și mai subțiri ale membrelor superioare etc. mâna omului dintr-un organ de sprijin într-un organ de muncă a făcut mâna mai mobilă.

În structura craniului și a creierului se observă diferențe vii între oameni și maimuțe. Partea creierului a craniului uman predomină asupra părții faciale. Maimuțele, dimpotrivă, au o parte a feței foarte dezvoltată, în special fălcile. Craniul uman nu are creste ale sprâncenelor și creste osoase continue, fruntea este înaltă și convexă, fălcile sunt slabe, colții sunt mici și există o proeminență a bărbiei pe maxilarul inferior. Creierul uman este de 2-2,5 ori mai mare ca volum și masă decât creierul maimuțelor. Lobii parietali, temporali și frontali ai emisferelor cerebrale, în care se află cei mai importanți centri ai funcțiilor mentale și a vorbirii, sunt mult mai dezvoltați la om.

Un exemplu al modului de realizare a progresului biologic (aromorfoză, idioadaptare sau degenerare generală) este diversitatea cintezelor descrisă de Charles Darwin pe Insulele Galapagos?

Acesta este un exemplu de idioadaptare. Diferite specii de cinteze, având un nivel similar de organizare, au putut dobândi proprietăți care le-au permis să ocupe nișe ecologice complet diferite în comunitățile naturale. Unele specii de cinteze au stăpânit hrănirea cu fructe de plante, altele - semințe, iar altele au devenit insectivore.

Să formulăm răspunsul: „Datorită adaptării la diferite surse de hrană, cintezele și-au schimbat forma ciocului. Această mică adaptare nu le-a crescut nivelul de organizare și, prin urmare, este o idio-adaptare.”

De ce izolarea este considerată o condiție importantă pentru formarea de noi specii în teoria evoluționistă modernă?

Izolarea constă în apariția barierelor în calea încrucișării între indivizi din diferite populații ale aceleiași specii. În populațiile izolate, un astfel de proces aleatoriu precum apariția mutațiilor poate decurge diferit. Direcția selecției naturale poate fi, de asemenea, diferită. Pe parcursul a zeci sau sute de mii de generații, populațiile izolate pot acumula diferențe semnificative, astfel încât indivizii din diferite populații să-și piardă capacitatea de a se încrucișa. În acest caz, putem vorbi despre formarea de noi specii. Dacă populațiile nu sunt izolate unele de altele, ci, dimpotrivă, schimbă informații ereditare, atunci apariția unor diferențe semnificative și formarea de noi specii pe baza lor este imposibilă.

Care criteriu de specie este principalul atunci când se determină identitatea de specie a unui individ?

Niciunul dintre criteriile speciei nu poate fi absolut. De exemplu, cel mai adesea un criteriu morfologic este utilizat pentru a determina dacă un individ aparține unei anumite specii. Cu toate acestea, uneori speciile sunt aproape imposibil de distins ca aspect, deși în natură sunt strict izolate și nu se încrucișează. Acestea sunt specii gemene cu un număr diferit de cromozomi, ceea ce servește ca un obstacol de netrecut în calea încrucișării lor. Criteriul genetic este destul de sigur. Dar există cazuri când speciile au cromozomi care nu se pot distinge practic ca structură. În plus, mutațiile cromozomiale pot fi răspândite în cadrul unei specii, ceea ce face dificilă identificarea precisă a speciilor.

Prin urmare, fiecare criteriu separat nu poate constitui baza pentru determinarea tipului; Numai împreună fac posibilă determinarea cu exactitate a identității de specie a unui individ.

În ce condiții operează selecția stabilizatoare în populațiile naturale?

Selecția stabilizatoare funcționează atâta timp cât condițiile de viață ale populației nu se modifică semnificativ.

Care este semnificația mutațiilor în procesul evolutiv?

Mutațiile creează baza pentru acțiunea altor factori de evoluție, în primul rând selecția naturală. Majoritatea mutațiilor sunt dăunătoare organismului, dar în timp ce sunt dăunătoare în unele condiții, pot fi benefice în altele. De exemplu, o mutație care provoacă reducerea aripilor la insecte este dăunătoare pentru acestea în condiții normale de teren, deoarece le privează de capacitatea de a zbura. În același timp, s-a dovedit a fi util pe insulele oceanice, deoarece aici insectele înaripate sunt culese de vânt și aruncate în mare. Procesul de mutație duce la apariția unei rezerve de variabilitate ereditară care poate oferi unei populații capacitatea de a se adapta la noile condiții.

Câte forme de luptă pentru existență a distins Charles Darwin?

Darwin a distins 3 forme de lupta pentru existenta: intraspecifica, interspecifica si lupta impotriva conditiilor de mediu nefavorabile.

Este posibil să vorbim despre apariția unei noi adaptări dacă în populație apar indivizi cu noi trăsături de succes?

Pentru ca adaptarea să apară, este necesară prezența materialului evolutiv elementar - variabilitatea ereditară. Apariția într-o populație de indivizi cu un nou fenotip de succes nu poate fi considerată încă ca adaptare. Despre adaptare se poate vorbi doar după apariția unei trăsături specializate în întreaga populație sau specie. Acest lucru se realizează sub influența diverșilor factori evolutivi și, în primul rând, a selecției naturale. Selectia este cea care poate transforma abaterile specifice benefice ale indivizilor in norma pentru populatie ca intreg.

Ce motive pot determina izolarea biologică între populațiile aceleiași specii?

Izolarea biologică se datorează mai multor motive: fiind limitată la diferite habitate din gama speciilor; diferențele de comportament ale animalelor din diferite populații în timpul sezonului de reproducere, diferite perioade de activitate sexuală și apariția poliploidelor.

De ce apariția omului a devenit un eveniment de mare însemnătate în evoluția biosferei?

Pentru că treptat omul s-a transformat într-o forță geologică puternică care a transformat planeta. Dezvoltarea științei și a producției a permis omului să schimbe în mod activ natura din jurul său.

Forma corpului fluturelui Kalima seamănă cu o frunză. Cum a dezvoltat fluturele o astfel de formă a corpului?

apariția diferitelor modificări ereditare la indivizi;

conservarea prin selecție naturală a indivizilor cu forma corporală alterată;

reproducerea și distribuția indivizilor cu o formă a corpului asemănătoare unei frunze.

Ce substante organice asigurau reproducerea înmulțirea organismelor în timpul originii vieții?

Acizii nucleici sunt capabili de replicare, adică de crearea de noi copii care nu se pot distinge de moleculele materne. Răspuns: Acizi nucleici.

De ce, atunci când se determină dacă un individ îi aparține o formă sau alta ia în considerare un complex de criterii riev?

Criterii de caracterizare a speciei: morfologic, genetic, fiziologic, biochimic, fiziologic, ecologic, geografic. Există specii care sunt asemănătoare în unul sau mai multe criterii, prin urmare, pentru a determina o specie, este necesar să se țină cont de totalitatea tuturor criteriilor acesteia.

Răspuns: Niciunul dintre criterii nu oferă o descriere completă a speciei.

Care este asemănarea convergentă a croco dila, broaște și hipopotam?

Toate aceste animale își petrec cea mai mare parte a vieții în apă. În timp ce sunt în apă, își ridică ochii și nările situate în vârful capului deasupra suprafeței acesteia, câștigând astfel ocazia de a naviga mai bine și de a respira oxigen în aer.

Răspuns: Aranjament similar al ochilor și al nărilor pe cap.

De ce oamenii din rase diferite sunt clasificați ca aceeași specie?

Rasa este un grup de oameni stabilit istoric, caracterizat prin caracteristici fizice ereditare comune (culoarea pielii, a ochilor și a părului, forma ochilor etc.).

Răspuns:

datorită asemănării structurii, proceselor de viață, comportamentului;

datorită unității genetice - același set de cromozomi;

căsătoriile interrasiale produc descendenți capabili de reproducere.

Care a fost avantajul dezvoltării primelor organisme vii ale Pământului în hidrosferă?

Hidrosfera a protejat organismele vii de razele ultraviolete.

Absența cărei componente a mediului extern a împiedicat dezvoltarea vieții pe uscat în primele stadii de evoluție?

Lipsă de oxigen

Ce sunt coacervatele produse în laborator?

Grupuri de molecule de proteine

Care este rezultatul luptei pentru existență?

Selecție naturală.

Care este rolul forțelor motrice ale evoluției în modelarea aptitudinii organismelor?

1) Datorită mutațiilor și reproducerii, populația devine eterogenă.

2) Există o luptă pentru existenţă în populaţie, care agravează relaţiile dintre indivizi.

3) Selecția naturală acționează asupra populației, care favorizează conservarea indivizilor cu modificări ereditare utile ale vieții în anumite condiții, asigurându-le adaptabilitatea la mediu.

Care este semnificația variației ereditare în evoluție?

1) Datorită variabilității ereditare, heterozigozitatea și eterogenitatea genetică a indivizilor dintr-o populație crește, rezultând o creștere a eficienței selecției naturale.

2) Când condițiile se schimbă, selecția naturală va promova conservarea indivizilor cu modificări ereditare care sunt utile în condiții date și pot duce la formarea unei noi specii sau a unei aptitudini.

3) Datorită eterogenității genetice a populațiilor din cauza variabilității ereditare, aceasta se poate schimba rapid în conformitate cu acțiunea de direcție a selecției naturale.

De ce o scădere a ariei unei specii duce la regresie biologică?

1) Diversitatea ecologică a mediului se epuizează din cauza reducerii suprafeței.

2) Apare consangvinizare nedorită.

3) Concurența cu alte specii și în cadrul speciei crește.

Progres și regresie în evoluție. Procesul evolutiv în ansamblu se deplasează continuu către adaptarea maximă a organismelor vii la condițiile de mediu. Condițiile în schimbare duc adesea la înlocuirea unor dispozitive cu altele. Totuși, același lucru se aplică adaptărilor de natură largă care oferă organismelor avantaje în diferite condiții de mediu. Aceasta este, de exemplu, importanța plămânilor ca organ universal de schimb de gaze la vertebratele terestre sau a florii ca organ de reproducere perfect la angiosperme. Astfel, progresul biologic poate apărea ca urmare a adaptărilor atât private, cât și generale ale organismelor. Progresul biologic ar trebui înțeles ca o creștere a adaptabilității organismelor la mediu, care duce la creșterea numărului și la o distribuție mai largă a speciilor.

Schimbările evolutive care apar la unele specii și taxoni mai mari (familii, ordine) nu pot fi întotdeauna recunoscute ca progresive. În astfel de cazuri se vorbește despre regresie biologică. Regresia biologică este o scădere a nivelului de adaptabilitate la condițiile de viață, o scădere a numărului unei specii și a ariei de arie a speciei.

Care sunt căile de a realiza progresul biologic?

Aromorfoza.Întrebarea posibilelor modalități de a realiza progresul biologic a fost dezvoltată de A. N. Severtsov, un important om de știință evoluționist. Una dintre principalele astfel de căi, potrivit lui Severtsov, este progresul morfofiziologic sau aromorfoza, adică apariția în timpul evoluției a unor caracteristici care cresc semnificativ nivelul de organizare al organismelor vii. Aromorfozele oferă mari avantaje în lupta pentru existență și deschid posibilitatea dezvoltării unui nou habitat, anterior inaccesibil.

ALEXEY NIKOLAEVICH SEVERTSOV (1866-1936) - evolutionist intern. Autor al unor studii privind anatomia comparată a vertebratelor. A creat teoria progresului și regresiei morfofiziologice și biologice.

În evoluția mamiferelor se pot distinge mai multe aromorfoze majore: apariția blanii, viviparitatea, hrănirea puilor cu lapte, dobândirea unei temperaturi constante a corpului, dezvoltarea progresivă a plămânilor, a sistemului circulator și a creierului. Nivelul general ridicat de organizare al mamiferelor, atins datorită modificărilor aromorfe enumerate, le-a permis să stăpânească toate habitatele posibile și a dus în cele din urmă la apariția primatelor superioare și a oamenilor.

Formarea aromorfozei este un proces lung care are loc pe baza variabilității ereditare și a selecției naturale. Progresul morfofiziologic este principala cale de evoluție a lumii organice. În dezvoltarea fiecărui grup taxonomic major, pot fi găsite aromorfoze, așa cum veți afla în materialul următor.

Idioadaptare. Pe lângă o astfel de transformare majoră precum aromorfoza, în timpul evoluției grupurilor individuale apar un număr mare de mici adaptări la anumite condiții de mediu. A. N. Severtsov a numit astfel de modificări adaptive idioadaptări.

Idioadaptările sunt adaptări ale lumii vii la mediu, deschizând organismelor posibilitatea dezvoltării progresive fără o restructurare fundamentală a organizării lor biologice. Un exemplu de idioadaptare este diversitatea speciilor de păsări cinteze descrise de Charles Darwin (Fig. 65). Diferite tipuri de cinteze, având un nivel similar de organizare, au putut, totuși, să dobândească proprietăți care le-au permis să ocupe locuri complet diferite în natură. Unele specii de cinteze au stăpânit hrănirea cu fructe de plante, altele - semințe, iar altele au devenit insectivore.

Orez. 65. Diversitatea cintezelor din Insulele Galapagos

În ciuda faptului că degenerarea generală duce la o simplificare semnificativă a organizării, speciile care urmează această cale își pot crește numărul și raza de acțiune, adică se deplasează pe calea progresului biologic.

Corelarea directiilor de evolutie. Căile de evoluție ale lumii organice fie se combină între ele, fie se înlocuiesc. Mai mult, aromorfozele apar mult mai rar decât idioadaptările, dar aromorfozele sunt cele care determină noi etape în dezvoltarea lumii organice. După ce au apărut prin aromorfoză, noi grupuri de organisme mai organizate ocupă un habitat diferit. Mai mult, evoluția urmează calea idioadaptarii și uneori a degenerării, care oferă organismelor capacitatea de a se stabili într-un nou habitat pentru ele (Fig. 67).

Orez. 67. Schema relațiilor dintre aromorfoză, adaptare ideologică și degenerare

Deci, să enumerăm caracteristicile generale ale procesului evolutiv. În primul rând, aceasta este apariția adaptabilității organismelor, adică conformitatea lor cu condițiile de viață și capacitatea de a se schimba pe măsură ce aceste condiții se schimbă. Selecția naturală a modificărilor ereditare în populațiile naturale este cea mai importantă cauză a fitnessului.

O altă caracteristică importantă a procesului evolutiv este speciația, adică apariția constantă a unor noi specii. De-a lungul evoluției, au existat zeci și poate sute de milioane de specii de organisme vii pe Pământ.

Și, în sfârșit, a treia proprietate integrală a procesului evolutiv este complicarea constantă a vieții de la formele precelulare primitive până la oameni.

1. Explicați termenii: progres biologic, regresie biologică, aromorfoză, idioadaptare.
2. Pot fi considerate identice conceptele „regresie biologică” și „degenerare”? Justificati raspunsul.
3. Care este semnificația evolutivă a aromorfozei și idioadaptării?

În procesul de dezvoltare istorică, unele specii se sting, altele se schimbă și dau naștere la noi specii. Care sunt speciile? Există într-adevăr specii în natură?

Termenul „specie” a fost introdus pentru prima dată de botanistul englez John Ray (1628-1705). Botanistul suedez K. Linnaeus a considerat specia ca fiind principala unitate sistematică. El nu era un susținător al vederilor evoluționiste și credea că speciile nu se schimbă în timp.

J. B. Lamarck a remarcat că diferențele dintre unele specii sunt foarte nesemnificative, iar în acest caz este destul de dificil să distingem specii. El a concluzionat că speciile nu există în natură, iar taxonomia a fost inventată de om pentru comoditate. Doar un individ există cu adevărat. Lumea organică este o colecție de indivizi legați între ei prin legături de familie.

După cum puteți vedea, opiniile lui Linnaeus și Lamarck cu privire la existența reală a unei specii erau direct opuse: Linnaeus credea că speciile există, ele sunt neschimbabile; Lamarck a negat existența reală a speciilor în natură.

În prezent, punctul de vedere general acceptat al lui Charles Darwin este că speciile există de fapt în natură, dar constanța lor este relativă; speciile apar, se dezvoltă și apoi fie dispar, fie se schimbă, dând naștere la noi specii.

Vedere este o formă supraorganismă de existență a naturii vii. Este o colecție de indivizi asemănători din punct de vedere morfologic și fiziologic, care se încrucișează liber și produc descendenți fertili, ocupând o anumită zonă și trăind în condiții de mediu similare. Speciile diferă în funcție de multe criterii. Criteriile după care indivizii aparțin aceleiași specii sunt prezentate în tabel.

Criterii de tip

Atunci când se stabilește dacă un individ aparține vreunei specii, nu se poate limita la un singur criteriu, ci trebuie să folosească întregul set de criterii. Deci, nu este posibil să ne limităm doar la criteriu morfologic, deoarece indivizii aceleiași specii pot diferi ca aspect. De exemplu, la multe păsări - vrăbii, cintece, fazani, masculii diferă semnificativ ca aspect de femele.

În natură, albinismul este larg răspândit la animale, în care sinteza pigmentului este perturbată în celulele indivizilor individuali ca urmare a mutației. Animalele cu astfel de mutații sunt de culoare albă. Ochii lor sunt roșii pentru că nu există pigment în iris, iar vasele de sânge sunt vizibile prin el. În ciuda diferențelor externe, astfel de indivizi, de exemplu, corbi albe, șoareci, arici, tigri, aparțin propriei specii și nu se disting ca specii independente.

În natură, în exterior există specii gemene aproape indistinguibile. Așadar, anterior, țânțarul malariei era de fapt numit șase specii, asemănătoare ca aspect, dar nu se încrucișează și diferă în alte criterii. Cu toate acestea, dintre acestea, doar o specie se hrănește cu sânge uman și răspândește malarie.

Procesele de viață la diferite specii decurg adesea foarte similar. Aceasta vorbește despre relativitate criteriu fiziologic. De exemplu, unele specii de pești arctici au aceeași rată metabolică ca peștii care trăiesc în apele tropicale.

Nu poți folosi doar unul criteriul biologic molecular, deoarece multe macromolecule (proteine ​​și ADN) au nu numai specii, ci și specificitate individuală. Prin urmare, nu este întotdeauna posibil să se determine din indicatorii biochimici dacă indivizii aparțin aceleiași specii sau specii diferite.

Criteriul genetic de asemenea, nu universal. În primul rând, la diferite specii, numărul și chiar forma cromozomilor pot fi aceleași. În al doilea rând, într-o specie pot exista indivizi cu un număr diferit de cromozomi. Astfel, un tip de gărgăriță are forme diploide (2p), triploide (Zp) și tetraploide (4p). În al treilea rând, uneori indivizi din diferite specii se pot încrucișa și pot produce descendenți fertili. Sunt cunoscuți hibrizi de lup și câine, iac și vite, zibel și jder. În regnul vegetal, hibrizii interspecifici sunt destul de des întâlniți, iar uneori există hibrizi intergeneri mai îndepărtați.

Nu poate fi considerat universal criteriu geografic, deoarece zonele multor specii din natură coincid (de exemplu, gama de zada dahuriană și plop parfumat). În plus, există specii cosmopolite care sunt omniprezente și nu au o gamă clar limitată (unele specii de buruieni, țânțari, șoareci). Gama unor specii în expansiune rapidă, cum ar fi musca de casă, se schimbă. Multe păsări migratoare au zone diferite de reproducere și iernare. Criteriul ecologic nu este universal, deoarece în același interval multe specii trăiesc în condiții naturale foarte diferite. Astfel, multe plante (de exemplu, iarba de grâu târâtoare, păpădia) pot trăi atât în ​​pădure, cât și în pajiștile inundabile.

Speciile există de fapt în natură. Sunt relativ constante. Speciile pot fi distinse după criterii morfologice, biologice moleculare, genetice, de mediu, geografice și fiziologice. Atunci când se determină dacă un individ aparține unei anumite specii, ar trebui să se ia în considerare nu doar un criteriu, ci întregul său complex.

Știți că o specie este formată din populații. Populația este un grup de indivizi similari din punct de vedere morfologic din aceeași specie, care se încrucișează liber între ei și ocupă un habitat specific în raza de acțiune a speciei.

Fiecare populație are propriile sale Fondului genetic- totalitatea genotipurilor tuturor indivizilor dintr-o populatie. Grupurile de gene ale diferitelor populații, chiar și ale aceleiași specii, pot diferi.

Procesul de formare a unor noi specii începe în cadrul unei populații, adică o populație este o unitate elementară de evoluție. De ce o populație, și nu o specie sau un individ, este considerată unitatea elementară a evoluției?

Un individ nu poate evolua. Se poate schimba, adaptându-se la condițiile de mediu. Dar aceste schimbări nu sunt evolutive, deoarece nu sunt moștenite. Specia este de obicei eterogenă și este formată dintr-un număr de populații. Populația este relativ independentă și poate exista o lungă perioadă de timp fără legătură cu alte populații ale speciei. Toate procesele evolutive au loc într-o populație: la indivizi apar mutații, intervin încrucișările între indivizi, operează lupta pentru existență și selecția naturală. Ca urmare, fondul genetic al populației se modifică în timp și devine strămoșul unei noi specii. De aceea unitatea elementară a evoluției este o populație, nu o specie.

Să luăm în considerare modelele succesiunii de trăsături în populații de diferite tipuri. Aceste modele sunt diferite pentru organismele autofertilizate și dioice. Autofertilizarea este deosebit de comună la plante. În plantele cu autopolenizare, cum ar fi mazărea, grâul, orzul, ovăzul, populațiile constau din așa-numitele linii homozigote. Ce explică homozigozitatea lor? Cert este că în timpul autopolenizării, proporția de homozigoți în populație crește, iar proporția de heterozigoți scade.

Linie curată- aceștia sunt descendenții unui singur individ. Este o colecție de plante autopolenizate.

Studiul geneticii populațiilor a început în 1903 de către omul de știință danez V. Johannsen. El a studiat o populație de plantă de fasole autopolenabilă care produce cu ușurință o linie pură - un grup de descendenți ai unui individ ale cărui genotipuri sunt identice.

Johannsen a luat semințe dintr-un soi de fasole și a determinat variabilitatea unei trăsături - greutatea semințelor. S-a dovedit că variază de la 150 mg la 750 mg. Omul de știință a semănat două grupuri de semințe separat: cântărind de la 250 la 350 mg și cântărind de la 550 la 650 mg. Greutatea medie a semințelor plantelor nou crescute a fost de 443,4 mg în grupul ușor și de 518 mg în grupul greu. Johannsen a concluzionat că soiul original de fasole era compus din plante diferite din punct de vedere genetic.

Timp de 6-7 generații, omul de știință a selectat semințe grele și ușoare din fiecare plantă, adică a efectuat selecția în linii pure. Ca urmare, el a ajuns la concluzia că selecția în linii pure nu a produs o schimbare nici către semințe ușoare, nici către semințe grele, ceea ce înseamnă că selecția în linii pure nu este eficientă. Iar variabilitatea masei semințelor într-o linie pură este modificare, neereditară și are loc sub influența condițiilor de mediu.

Modelele de moștenire a caracterelor în populațiile de animale dioice și plante polenizate încrucișate au fost stabilite independent unele de altele de către matematicianul englez J. Hardy și medicul german W. Weinberg în 1908-1909. Acest model, numit legea Hardy-Weinberg, reflectă relația dintre frecvențele alelelor și genotipurile din populații. Această lege explică modul în care echilibrul genetic este menținut într-o populație, adică numărul de indivizi cu trăsături dominante și recesive rămâne la un anumit nivel.

Conform acestei legi, frecvențele alelelor dominante și recesive dintr-o populație vor rămâne constante din generație în generație în anumite condiții: un număr mare de indivizi în populație; trecerea lor liberă; lipsa selecției și migrației indivizilor; același număr de indivizi cu genotipuri diferite.

Încălcarea a cel puțin una dintre aceste condiții duce la deplasarea unei alele (de exemplu, A) de o alta (a). Sub influența selecției naturale, a valurilor populației și a altor factori evolutivi, indivizii cu alela dominantă A vor înlocui indivizii cu alela recesivă a.

Într-o populație, raportul dintre indivizi cu genotipuri diferite se poate schimba. Să presupunem că compoziția genetică a populației a fost următoarea: 20% AA, 50% Aa, 30% aa. Sub influența factorilor evolutivi, se poate dovedi a fi astfel: 40% AA, 50% Aa, 10% aa. Folosind legea Hardy-Weinberg, puteți calcula frecvența de apariție a oricărei gene dominante și recesive într-o populație, precum și a oricărui genotip.

O populație este o unitate elementară de evoluție, deoarece are independență relativă și fondul său de gene se poate modifica. Modelele de moștenire sunt diferite în populațiile de diferite tipuri. În populațiile de plante autopolenizate, selecția are loc între linii pure. În populațiile de animale dioice și plante polenizate încrucișate, modelele de moștenire se supun legii Hardy-Weinberg.

În conformitate cu legea Hardy-Weinberg, în condiții relativ constante, frecvența alelelor într-o populație rămâne neschimbată de la o generație la alta. În aceste condiții, populația se află într-o stare de echilibru genetic și nu apar modificări evolutive. Cu toate acestea, nu există condiții ideale în natură. Sub influența factorilor evolutivi - procesul de mutație, izolarea, selecția naturală etc. - echilibrul genetic al populației este perturbat în mod constant și are loc un fenomen evolutiv elementar - o schimbare a fondului genetic al populației. Să luăm în considerare efectul diferiților factori evolutivi.

Unul dintre principalii factori ai evoluției este procesul de mutație. Mutațiile au fost descoperite la începutul secolului al XX-lea. Botanistul și geneticianul olandez De Vries (1848-1935).

El a considerat mutațiile drept principala cauză a evoluției. În acel moment, erau cunoscute doar mutații mari care afectează fenotipul. Prin urmare, De Vries credea că speciile apar ca urmare a unor mutații mari imediat, spasmodic, fără selecție naturală.

Cercetările ulterioare au arătat că multe mutații mari sunt dăunătoare. Prin urmare, mulți oameni de știință credeau că mutațiile nu pot servi drept material pentru evoluție.

Abia în anii 20. secolul nostru, oamenii de știință S.S. Chetverikov (1880-1956) și I.I. Shmalgauzen (1884-1963) au arătat rolul mutațiilor în evoluție. S-a constatat că orice populație naturală este saturată, ca un burete, cu diverse mutații. Cel mai adesea, mutațiile sunt recesive, sunt în stare heterozigotă și nu se manifestă fenotipic. Aceste mutații sunt cele care servesc drept bază genetică a noii evoluții. Când indivizi heterozigoți sunt încrucișați, aceste mutații la descendenți pot deveni homozigoți. Selecția din generație în generație păstrează indivizii cu mutații benefice. Mutațiile benefice sunt păstrate prin selecție naturală, în timp ce cele dăunătoare se acumulează în populație într-o formă latentă, creând o rezervă de variabilitate. Acest lucru duce la o schimbare a fondului genetic al populației.

Acumularea diferențelor ereditare între populații este facilitată de izolatie, datorită căruia nu există încrucișări între indivizi din diferite populații și, prin urmare, nici un schimb de informații genetice.

În fiecare populație, datorită selecției naturale, se acumulează anumite mutații benefice. După câteva generații, populațiile izolate care trăiesc în condiții diferite vor diferi într-o serie de caracteristici.

Răspândit spațială, sau izolare geografică când populațiile sunt separate de diverse bariere: râuri, munți, stepe etc. De exemplu, chiar și râurile din apropiere sunt locuite de diferite populații de pești din aceeași specie.

Există, de asemenea izolarea mediului, când indivizii din populații diferite ale aceleiași specii preferă locuri și condiții de viață diferite. Astfel, în Moldova s-au format populații de pădure și stepă printre șoarecele de pădure cu gât galben. Indivizii din populațiile pădurilor sunt mai mari și se hrănesc cu semințe ale speciilor de arbori, în timp ce indivizii din populațiile de stepă se hrănesc cu semințe de cereale.

Izolarea fiziologică apare atunci când la indivizi din populații diferite maturarea celulelor germinale are loc în momente diferite. Indivizii unor astfel de populații nu se pot încrucișa. De exemplu, în Lacul Sevan există două populații de păstrăv, a căror depunere are loc în momente diferite, astfel încât nu se încrucișează.

De asemenea este si izolarea comportamentală. Comportamentul de împerechere al indivizilor din diferite specii variază. Acest lucru îi împiedică să traverseze. Izolatie mecanica asociate cu diferențe în structura organelor de reproducere.

Modificările frecvenței alelelor în populații pot apărea nu numai sub influența selecției naturale, ci și independent de aceasta. Frecvența alelelor se poate schimba aleatoriu. De exemplu, moartea prematură a unui individ - singurul proprietar al oricărei alele - va duce la dispariția acestei alele în populație. Acest fenomen se numește deviere genetică.

O sursă importantă de derivă genetică este valuri de populație- modificări periodice semnificative ale numărului de indivizi din populaţie. Numărul de indivizi se modifică de la an la an și depinde de mulți factori: cantitatea de hrană, condițiile meteorologice, numărul de prădători, bolile în masă etc. Rolul valurilor populației în evoluție a fost stabilit de S. S. Chetverikov, care a arătat că modificările în numărul de indivizi dintr-o populaţie influenţează eficacitatea selecţiei naturale. Astfel, cu o reducere bruscă a dimensiunii populației, indivizii cu un anumit genotip pot supraviețui accidental. De exemplu, indivizii cu următoarele genotipuri pot rămâne într-o populație: 75% Aa, 20% AA, 5% aa. Cele mai numeroase genotipuri, în acest caz Aa, vor determina compoziția genetică a populației până la următorul „val”.

Deriva genetică reduce de obicei variația genetică într-o populație, în principal prin pierderea alelelor rare. Acest mecanism de schimbare evolutivă este deosebit de eficient la populațiile mici. Cu toate acestea, doar selecția naturală bazată pe lupta pentru existență contribuie la conservarea indivizilor cu un anumit genotip corespunzător habitatului.

Un fenomen evolutiv elementar - o schimbare a fondului genetic al unei populații are loc sub influența factorilor elementari ai evoluției - procesul de mutație, izolarea, deriva genetică, selecția naturală. Totuși, deriva genetică, izolarea și procesul de mutație nu determină direcția procesului evolutiv, adică supraviețuirea indivizilor cu un anumit genotip corespunzător mediului. Singurul factor călăuzitor în evoluție este selecția naturală.

Principalele prevederi ale învățăturilor evoluționiste ale lui Charles Darwin.

1. Variabilitatea ereditară stă la baza procesului evolutiv;
2. Dorința de a se reproduce și mijloacele de viață limitate;
3. Lupta pentru existență este principalul factor de evoluție;
4. Selecția naturală ca urmare a variabilității ereditare și a luptei pentru existență.

FORME DE SELECȚIE NATURALĂ

TIPURI DE SELECȚIE NATURALĂ

Sarcini și teste pe tema „Tema 14. „Predarea evolutivă”.”

• După ce ați lucrat la aceste subiecte, ar trebui să puteți:

  1. Formulați cu propriile cuvinte definițiile: evoluție, selecție naturală, luptă pentru existență, adaptare, rudiment, atavism, idioadaptare, progres biologic și regres.
  2. Descrieți pe scurt modul în care o anumită adaptare este păstrată prin selecție. Ce rol joacă genele în asta, variabilitatea genetică, frecvența genelor, selecția naturală.
  3. Explicați de ce selecția nu produce o populație de organisme identice, perfect adaptate.
  4. Formulați ce este deriva genetică; dați un exemplu de situație în care joacă un rol important și explicați de ce rolul său este deosebit de important în populațiile mici.
  5. Descrieți două moduri în care apar speciile.
  6. Comparați selecția naturală și cea artificială.
  7. Enumerați pe scurt aromorfozele în evoluția plantelor și vertebratelor, idioadaptările în evoluția păsărilor și mamiferelor, angiospermelor.
  8. Numiți factorii biologici și sociali ai antropogenezei.
  9. Comparați eficiența consumului de alimente vegetale și animale.
  10. Descrieți pe scurt trăsăturile celui mai vechi, vechi, om fosil, om modern.
  11. Indicați trăsăturile de dezvoltare și asemănările raselor umane.

  Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. „Biologie generală”. Moscova, „Iluminismul”, 2000

  • Subiectul 14. „Predarea evolutivă”. §38, §41-43 pp. 105-108, pp.115-122
  • Tema 15. „Adaptabilitatea organismelor. Speciația”. §44-48 p. 123-131
  • Tema 16. „Dovezi ale evoluției. Dezvoltarea lumii organice”. §39-40 pp. 109-115, §49-55 pp. 135-160
  • Subiectul 17. „Originea omului”. §49-59 p. 160-172

În funcție de nivelul modificărilor evolutive, se disting trei tipuri de procese evolutive: microevoluție, speciație și macroevoluție. Aceste procese au în comun următoarele trăsături: a) factorul motor al schimbărilor evolutive este selecție naturală; 6) materialul pentru schimbările evolutive este mutatii" c) toate schimbările evolutive încep în populații; d) rezultatul proceselor evolutive este apariţia unor noi grupuri sistematice.

Caracteristici comparative ale microevoluției, speciației și macroevoluției

Microevoluție - un proces evolutiv care are loc în cadrul unei specii, în cadrul unei populații pe baza selecției naturale și se termină cu formarea aptitudinii organismelor și formarea de noi populații și subspecii. Conform teoriei sintetice a evoluției, selecția naturală direcționează diverse modificări elementare ale fenotipurilor rezultate din mutații spre formarea adaptărilor organismelor la schimbările condițiilor de mediu. Evoluția populațiilor, subspeciilor și speciilor se realizează prin evoluția adaptărilor acestora.

Dispozitive sau adaptări,- adaptarea în procesul de evoluţie a structurii, funcţiilor, comportamentului organismelor la anumite condiţii de existenţă. Apare în formular preadaptări bazat pe neutru mutatii sau modificări. Adaptarea este rezultatul selecție naturalăîn condiţii specifice de existenţă. Noile adaptări nu apar imediat gata făcute, ci se formează pe o perioadă lungă de timp în procesul de evoluție. După depășirea limitelor pre-adaptative, selecția asigură îmbunătățirea noii adaptări. Orice set de adaptare ajută organismele să supraviețuiască numai în acele condiții în care s-a format sub influența factorilor evolutivi. Dar chiar și atunci este relativ. Dovezi natura relativă fitness pot fi următoarele fapte:

■ apărarea împotriva unor inamici este ineficientă împotriva altora (de exemplu, mangustele mănâncă șerpi otrăvitori)

■ manifestarea instinctelor la animale poate să nu fie adecvată (de exemplu, moliile răspund la foc)

■ util în anumite condiţii, un organ devine inutil şi chiar dăunător într-un alt mediu (de exemplu, picioarele palmate la gâştele de munte).

Microevoluția asigură formarea celor mai multe adaptări, care pot fi împărțite în:

adaptări morfologice - un set de adaptări în structura externă și forma corpului:

■ mimetism - asemănarea dintre speciile neprotejate și cele protejate (fluturi și viespi, muște și bondari, urzici și urzici) termenul a fost introdus pentru prima dată în zoologie de G. Bates pentru a desemna cazuri de similaritate externă extremă între diferitele specii de animale;

■ camuflaj - asemănare cu obiectele din jur (fluture Kalima cu frunze, căluț de mare cu alge, insecte-bețișoare și omida moliei mesteacănului cu crenguțe etc.);

■ vopsea protectoare ajută la ascunderea în mediu (culoare albă la iepure de câmp, potârnichie arctică, verde - la lăcuste, schimbarea culorii - la lipa, cameleoni)

■ colorare de avertizare indică pericolul speciei (soare, salamandra carpatică)

■ colorare amenințătoare - a speria dușmanii (caracatița).

■ culori atractive asigură întâlnirea indivizilor de diferite sexe sau adunarea în turme;

adaptări fiziologice este un complex de reacții fiziologice(modificări ale circulației sângelui cu schimbări de temperatură, depozite de grăsime)

adaptări etologice este un complex de reacții comportamentale(posturi amenințătoare ale diverșilor șerpi).

Specia și speciația

Vedere- un ansamblu de indivizi caracterizați prin asemănarea ereditară a caracteristicilor, se încrucișează liber și produc descendenți fertili, adaptați la anumite condiții de viață și ocupă un anumit teritoriu în natură - habitat. Independența de specie a unui anumit grup de indivizi este stabilită în funcție de diferite criterii de specie.

1. Morfologic - asemănarea indivizilor în structură. Nu este absolut, deoarece există specii frați care sunt neidentificate morfologic; indivizii unei specii pot diferi (dimorfism sexual, larve și adulți etc.).

2. Genetic - Acesta este un set de cromozomi caracteristici fiecărei specii ca număr, formă și dimensiune. Nu este absolut, deoarece există specii frați care diferă ca număr de cromozomi (două specii de șobolani negri: unul are 38 de cromozomi, celălalt are 48, ar exista specii frați la țânțarii malariei) numărul și morfologia cromozomilor poate modificarea indivizilor speciei ca urmare a mutațiilor.

3. Fiziologic - Acestea sunt asemănări și diferențe în procesele de viață ale indivizilor aceleiași specii. Nu este absolut, deoarece indivizii care nu se înmulțesc în condiții naturale se pot încrucișa în condiții artificiale și pot produce descendenți sterili (silt) sau descendenți fertili (mai multe specii de plop, salcie).

4. Biochimic - acestea sunt caracteristici ale structurii și compoziției macromoleculelor și ale cursului anumitor reacții biochimice, caracteristice indivizilor unei anumite specii. Nu este absolut, deoarece proteinele și acizii nucleici pot varia în cadrul unei specii.

5. geografice - este intervalul unei specii care diferă de intervalele speciilor strâns înrudite. Nu este absolut, pentru că există tipuri cosmopoliți, care sunt răspândite peste tot (șobolan cenușiu, linte de rață).

6. Ecologic - fiecare specie are propria sa nișă ecologică - un set de factori de mediu în care specia există. Nu este absolut, pentru că într-una nișă ecologică Pot exista specii diferite (specii frate cu zone suprapuse).

Deci, identitatea de specie a organismelor este determinată de un set de criterii care se confirmă reciproc.

Speciația este un proces evolutiv de transformări adaptative dirijate de selecția naturală, care duce la formarea de sisteme de specii închise genetic din sisteme intraspecifice deschise genetic. Speciația începe la nivelul populației. Spre deosebire de microevoluție, dezvoltarea speciilor are natura ireversibilă. Formarea speciilor poate fi realizată în trei moduri: 1) transformarea treptată a speciei originale (evoluție filetică) 2) fuziunea a două specii existente (evoluție hibridă) 3) diferențierea speciilor originale în mai multe noi (evoluție divergentă) . Noile specii apar cel mai adesea dintr-un grup ancestral de organisme strâns înrudite (principiul monofiln). O condiție necesară pentru speciație este izolatie.În funcție de tipul de izolare, se disting speciația geografică și cea ecologică.

I. Speciația geografică (alopatrică). - Aceasta este formarea de noi grupuri la sfârșitul intervalului cu izolare geografică. Poate arata ca:

1) prin fragmentare - ruperea unui habitat continuu în părți (formarea diferitelor specii de cinteze pe diferite insule ale arhipelagului Galapagos)

2) prin migrație- extinderea gamei și selecția în condiții noi (formarea speciei zada dahuriană din zada siberiană)

II. Speciația ecologică (simpatrică). - Aceasta este formarea de noi grupuri într-un interval existent în timpul izolării ecologice. Se desfășoară în următoarele moduri:

1) izolare sezonieră - ca urmare a acțiunii noilor condiții sezoniere (formarea speciilor de zornăitură mare de primăvară și de zornăitură mare de vară)

2) hibridizare interspecifica - ca urmare a încrucișării între indivizi din specii înrudite (mentă = mentă + mentă de apă)

3) poliploidie - din cauza mutațiilor (specia de grâu dur are 4n = 28, iar grâul moale - 6n = 42).

Macroevoluție- un proces evolutiv care duce la apariţia taxonilor subspecifici. Spre deosebire de microevoluție, care are loc într-un timp istoric scurt și este accesibilă studiului direct, macroevoluția durează perioade enorme de timp și nu este accesibilă observației directe.

forme de macroevoluție

Sunt luate în considerare principalele forme de macroevoluție a grupurilor filetice , divergente , convergent acea paralel evoluţie.

Evoluție filetică- transformări adaptive ale reprezentanților unui taxon, care se schimbă în timp într-o anumită direcție ca un întreg, fără divergențe.

Evoluție divergentă- dezvoltarea semnelor de diferență la indivizii aceleiași specii datorită adaptării la diferite condiții de mediu. Se numește diferența de caracteristici care apare ca urmare a acestui fenomen omologie , omolog . Motivul divergenței este prezența variabilității ereditare, a competiției intraspecifice și a selecției naturale perturbatoare (disruptive). Un exemplu de evoluție divergentă este apariția tuturor serii de mamifere placentare dintr-un strămoș comun.

Evoluție convergentă- dezvoltarea independentă a caracterelor asemănătoare la organismele îndepărtate filogenetic datorită adaptării lor la condiții de mediu similare. analogii , și organele de dezvoltare - asemănătoare . Un exemplu de evoluție convergentă este apariția unor membre și forme similare ale corpului la rechini, ihtiosauri și delfini.

Evoluție paralelă - dezvoltarea independentă a caracterelor similare în grupuri sistematice înrudite de organisme. Asemănarea caracteristicilor care apare ca urmare a acestui fenomen se numește omoiologie,și organele care se dezvoltă - homoiolog (asemănarea incisivilor la rozătoare și lagomorfe).

directii de macroevolutie

Studiind modelele de dezvoltare istorică a animalelor, 0 M. Severtsov în anii 20 ai secolului XX a dezvoltat conceptul de „progres biologic” și „regresie biologică”. Progresul biologic- directia de evolutie in care rata natalitatii intr-o populatie predomina fata de rata mortalitatii. Semnele progresului biologic sunt o creștere a numărului de indivizi; extinderea ariei de existență; creșterea ratelor de variabilitate intraspecifică; educație și un număr mare de grupuri sistematice subordonate; potenţial ridicat de supravieţuire. Astăzi, angiospermele, cefalopodele, insectele, păsările și mamiferele sunt într-o stare de progres biologic. Regresia biologică- directia de evolutie in care mortalitatea intr-o populatie prevaleaza asupra natalitatii. Semnele regresiei biologice sunt o scădere a numărului de indivizi; îngustarea ariei de existență; reducerea ratei variabilității intraspecifice; scăderea diversității grupului; potenţial scăzut de supravieţuire. Astăzi, speciile enumerate în Cartea Roșie se află într-o stare de regresie biologică.

Conceptul de progres biologic și regresie biologică sunt doar termeni generali care arată gradul de diversitate a speciilor unui anumit grup în perioada geologică corespunzătoare de dezvoltare a planetei noastre.

căi de macroevoluție

Ideea modalităților morfologice de a realiza progresul biologic este, de asemenea, de natură generală.

Aromorfoze (progresul morfofiziologic) - schimbări evolutive care măresc nivelul de organizare al organismului în ansamblu și deschid noi oportunități de adaptare la diferite condiții de viață. Exemple de modificări evolutive aromorfe: apariția sistemului circulator în kilchakiv, apariția inimii la moluște, apariția fălcilor la pești, apariția semințelor la ferigi de semințe, formarea florilor și fructelor la angiosperme etc.

Adaptări idiomatice- modificări evolutive care au caracter de adaptare la anumite condiţii şi nu modifică nivelul de organizare al organismelor. Exemple de modificări idioadaptative: structura variată a florilor și membrelor angiospermei la mamifere.

În istoria dezvoltării lumii organice, diferite căi de evoluție sunt interconectate. Aromorfozele determină etape în dezvoltarea lumii organice, ridicând organizarea unui grup la un nivel superior de evoluție și deschizându-i noi oportunități de a stăpâni mediul. Dezvoltarea ulterioară are loc prin idioadaptări, care asigură dezvoltarea varietății disponibile de condiții. Când organismele trece la condiții mai simple, formarea adaptărilor este însoțită de o simplificare a structurii.

Căile de evoluție ale lumii organice, alternând și conectând, duc la complicare, o direcție progresivă în dezvoltarea naturii vii, la apariția oportunității organismelor.

Evoluția grupurilor în ansamblu este progresivă și are loc în două direcții: alogeneză (cladogeneză) și arogeneză (anageneză). În timpul alogenezei, dezvoltarea unui grup are loc într-o zonă de adaptare conform principiului idioadaptărilor, atunci când modificările morfofiziologice din organism nu duc nici la o complicație semnificativă, nici la simplificarea organizării acestuia. Arogeneza este însoțită de tranziția unui grup într-o altă zonă de adaptare prin dezvoltarea aromorfozei.