biologija-uchenie_ob_ehvoljucii

Учение об эволюции
Эволюционная теория
Микроэволюция
Макроэволюция
Эволюционное учение
На вопросы, объясняющие
многообразие видов,
возникновение сложных
организмов и
образование у них
приспособительных
свойств, ответы дает
эволюционное учение.
Эволюционное учение –
наука о причинах,
движущих силах и
общих закономерностях
исторического развития
живой природы.
Эволюционные теории
1.
2.
3.
Карл Линней – основоположник систематизации.
Придумал бинарную номенклатуру
Жан Бат ист Ламарк – первая эволюционная
теория, главным положением которой было
влияние внешней среды на образование новых
видов.
Чарльз Дарвин – публикует труд «происхождение
видов», в которой излагает эволюционную
теорию, основными положениями которой
является:
Наследственная изменчивость
Борьба за существование
Стремление к размножению
Естественный отбор
Микроэволюция
- изменение генофонда популяции с
образованием новых видов под
действием естественного отбора
Вид – группа особей, сходных внешне и
внутренне, живущих на определенной
территории, имеющих возможность
скрещивания и имеющие плодовитое
потомство.
Популяция - группа особей одного вида,
живущая на отдельных территориях,
между которыми происходит
расхождение по ряду генетических
признаков, в результате чего особи
популяций приобретают заметные
различия от исходной популяции.
Важнейшие понятия эволюции:
1.
2.
3.
элемент арные явления эволюции – изменения,
происходящие в популяции, путем рекомбинаций, мутаций
и естественного отбора, отделяющие эту популяцию от
других.
элемент арный мат ериал эволюции – наследственная
изменчивость у особей популяции, которая приводит к
возникновению как качественных, так и количественных
фенотипических отличий.
элемент арные факт оры эволюции – естественный отбор,
мутации, популяционные волны и изоляция
изоляция, мут ация и популяционные волны влияют на
эволюцию вида, а ест ест венный от бор направляет ее.
Критерии вида:
1.
2.
3.
4.
5.
морфологический – отличие
по внешним и внутренним
признакам
физиолого-биохимический –
фиксирует неодинаковость
химических свойств разных
видов
географический –
свидетельствует о том, что
каждый вид обладает своим
ареалом.
экологический – позволяет
различать виды по комплексу
абиотических и биотических
условий, в которых они
сформировались,
приспособившись к жизни.
репродукт ивный –
генетическая изоляция одного
вида от других, даже
близкородственных.
Процессы видообразования:
Аллопат рическое
(географическое)
видообразование возникает в
результате пространственнотерриториальной изоляции
одной популяции или группы
популяций вида. Такое
видообразование всегда
протекает довольно медленно.
Симпат рическое
(биологическое)
видообразование происходит
в пределах ареала исходного
вида в результате
биологической изоляции.
Возникновение новых видов
при симпатическом
видообразовании может
происходить различными
путями (быстрое изменение
генотипа, гибридизация с
последующим удвоением
хромосом или экологические
события)
Макроэволюция
- образование крупных
систематических групп: типов,
классов, отрядов.
Целост ност ь групп
надвидного ранга
определяет ся не
генет ическим свойст вом
популяции (как у вида), а
единст вом ст роения и
свойст в, подчеркивающим
родст во эт их групп и общую
близост ь по комплексу
признаков
Весь процесс макроэволюции
осущест вляет ся посредст вом
элемент арных процессов
микроэволюции.
Макроэволюция - разметка участка
Модификации черепа змей – пример эпектогенеза
Свободная, подвижная, вращающаяся верхняя челюсть и свободная, сдвигающаяся
вниз нижняя челюсть – эпектоморфоз, позволивший змеям
перейти от питания насекомыми (пищевой спектр
безногих ящериц) к охоте на позвоночных. Общий
уровень жизнедеятельности (энергообмен) остаётся
прежним.
Видео
Верхняя и нижняя челюсти и
зубы различных змей
1 – питон, 2,7 – гладкозубые ужеобразные, 3, 8 –заднеборозчатые
ужеобразные, 4,5,9 – аспидовые, 6,
10 - гадюковые
Череп гадюки-носорога
Макроэволюция - разметка участка
Миксоспоридии – пример катагенеза
Генетический анализ показал, что миксоспоридии,
всегда считавшиеся «хорошим» типом паразити-ческих
простейших, являются морфологически
упростившимися кишечнополостными, тело которых
образует плазмодий. Миксоспоридии – тканевые
паразиты рыб и беспозвоночных. Более полутысячи
видов.
Схема жизненного цикла
микроспоридий
a - cпора Mixobolus sp., б – плотва, поражённая
Mixobolus sp.
Макроэволюция - разметка участка
Дивергенция (от средневекового лат. divergo — отклоняюсь)
Росомаха питается преимущественно падалью. Широкие лапы с
перепонками между пальцами
помогают ей передвигаться по
рыхлому снегу в северной тайге и
лесотундре. Вес около 15 кг.
Ласка – самая мелкая из
куньих. Она способна
проникать в мышиные
норки. Питается главным
образом мышами.
Барсук всеяден, активен в тёп-лое
время года, в северной части
ареала зимой впадает в спячку.
Строит очень сложные норы, в
которых проводит большую часть
времени. Вес около 15 кг.
Дивергенция внутри семейства куньих
Макроэволюция - разметка участка
Конвергенция (от лат. convergo — приближаюсь, схожусь)
Конвергенция не есть полная противоположность дивергенции. Дивергируют
таксоны, а конвергенция – это характеристика
эволюции органов (сходные функции у
негомологичных органов) и (или) жизненных
форм далёких таксонов с приобретением
внешнего сходства.
Млекопитающие, приспособившиеся к
планирующим прыжкам: 1 – шерстокрыл, 2 –
сумчатая белка, 3 – белка-летяга
Макроэволюция - разметка участка
Параллелизм – конвергенция
гомологичных органов
Поза «стояния столбиком» и характерное для
грызунов открытых пространств расположение
глаз на голове. В нижнем ряду – родственные
формы в других биотопах.
1 – малый суслик, 2 – полёвка Брандта, 3 –жёл-тая
пеструшка, 4 – большая песчанка, 5 – обыкновенная белка, 6 – восточная полёвка, 7 – полуденная песчанка.
Параллелизм в развитии конечностей лошадиных
и липтотерн в Неотропике
Макроэволюция - разметка участка
Термин параллелизм
употребляется также не
для характеристи-ки
изменения органов, а для
указания напра-вления
эволюции таксонов
Примером параллельной эволюции может быть четвертичная история сигов:
распространяясь из единого центра (западносибирское море-озеро) по всему северу
Голарктики, они образовали ряд изоли-рованных группировок ранга подвидполувид-надвид. Внутри изоля-тов происходит независимая дифференцировка на
малотычинковые формы, питающися бентосом, и многотычинковые, питающаяся
планктоном, а также параллельное разделение по месту размножения на озёрные и
речные формы.
Макроэволюция - разметка участка
Полифилия – объединение в один таксон разных по происхождению групп. Полимного, филум – ветвь.
Во второй половине ХХ века многие исследователи пытались доказать
полифилетическое происхождение таких известных групп, как цветковые,
амфибии, млекопитающие.
Монофилия – происхождение таксона от одного предкового таксона.
Симпсон предложил считать монофилетическими таксоны, которые порождены
таксоном, равным им по рангу (монофилия по Симпсону).
Однако ранг высших таксонов субъективен.
Эшлок предложил считать монофилетическими надвидовые таксоны,
произошедшими от одного предкового вида (монофилия по Эшлоку)
Довольно представительная школа кладистов принимает более строгий критерий
монофилетичности – происхождение от одного вида, на как это доказать и как этим
оперировать? Использовать лишённую возможности проверки монофилию по
Эшлоку бессмыслено.
Макроэволюция – современные сложности
• К настоящему времени возможности морфологического, эмбриологического и
палеонтологического методов анализа филогении практически исчерпаны. С их
помощью удалось создать картину эволюции позвоночных животных и
сосудистых растений сравнительно полно, беспозвоночных - частично.
• Низшие растения и прокариоты не поддаются традиционному анализу.
• Начиная с 80-х годов наблюдается стремительный прогресс. В общих чертах
намечены контуры филогенетических связей всего живого. Общая конструкция
оказалась совершенно неожиданной.
• В основе нового знания лежит новый метод – исследование эволюции молекул,
сначала – нейтральной, потом, уже в нынешнем веке, адаптивной.
• На начальном этапе эволюции наблюдается активный «горизонталь-ный» перенос
генов – их обмен между представителями очень далёких систематических групп.
Это основной фактор эволюции архейской и в меньшей степени протерозойской
биот.
• У эукариот он сопровождается слиянием клеток или поглощением клетки клеткой
с самой разной степенью автономии отдельных компонентов общего
суперорганизма (симбиогенетическая теория).
• Филогенетическая схема на этом уровне – не дерево, а сеть.
Основные направления эволюции:
1.
Биологической прогресс
достигается путем:
Арогенеза – изменение
(усложнение) строения
организма
(ароморфозом)
Аллогенеза –
приобретение
приспособлений для
выживания
(идиоадапт ация или
алломорфоз)
2.
Биологический регресс
достигается путем:
Кат агенеза –
упрощение строения
организма
(дегенерация)
Основные закономерности
биологической эволюции
1.
2.
3.
Дивергенция – распад
класса на отряды для
лучшего приспособления
к окружающей среде
Конвергенция –
приобретение
животными разных
систематических групп
одинаковых признаков
для выживания в
сходных условиях
Параллелизм –
приобретение
животными
приспособлений для
выживания в
окружающей среде
независимо друг от
друга.
Основные правила эволюции:
1.
2.
3.
Необратимость
Прогрессирующая
специализация
Чередование главных
направлений
эволюции: аллогенеза
и арогенеза