Основные закономерности эволюции, биология

Следует выделить четыре основных фактора эволюции: мутационный процесс, изоляция, популяционные волны (и дрейф генов), а также единственный направленный фактор эволюции – естественный отбор.

Мутационный процесс

Мутации (лат. mutatio — изменение) – стойкое изменение генома (наследственного материала), которое может быть унаследовано потомками организма. Процесс возникновения мутаций – мутагенез.

Мутации подразделяются на:

  • Генные
  • Хромосомные
  • Геномные

Основные закономерности эволюции, Биология

Большинство мутаций возникает спонтанно и вредит организму. Часть мутаций являются рецессивными, поэтому не проявляются и передаются многим поколениям, накапливаясь в генофонде популяции.

Мутации напоминают колоду карт: неизвестно, что выпадет – чаще всего это карты невысокого ранга, козыри – большая удача. Так и мутации, большинство из них вредные, приводят к развитию опухолей. Полезные встречаются гораздо реже. Как игра в карты, все подчиняется случайности.

Основные закономерности эволюции, Биология

Популяционные волны

Все виды подвергаются воздействию периодически возникающих популяционных волн – уменьшению или увеличению численности особей. Популяционные волны могут возникать по ряду причин:

  • Сезонные изменения, периодические изменения какого-либо значимого фактора среды
  • Непериодические изменения, например, в результате природных катастроф, изменение численности популяций хищник-жертва
  • Заселение новых территорий, ярким примером которого является бурный рост численности кроликов, завезенных в Австралию

Колебание численности популяций по типу “хищник – жертва” является классическим примером популяционных волн. Представим себе популяцию зайцев (жертв), которая бурно увеличилась в численности. Зайцами питаются лисица, волк (хищники).

С увеличением их кормовой базы (зайцев) наблюдается и рост численности хищников, которые поедают зайцев, вследствие чего численность зайцев снижается. С уменьшением кормовой базы, снижается и число хищников.

Так в природе устанавливается баланс между хищниками и жертвами.

Основные закономерности эволюции, Биология

Особенно весомым фактором эволюции популяционные волны выступают в небольших популяциях. Их участие в эволюционном процессе основано на явлении дрейфа генов.

Форма гена – аллель, с которым вы подробнее познакомитесь в ходе изучения генетики, встречается в популяции с определенной частотой. Дрейф генов – изменение частоты встречаемости аллельных вариантов генов.

Дрейф генов обусловлен случайными причинами: у особей образуются гаметы, несущие различные формы аллельных генов. Не все из гамет принимают участие в процессе оплодотворения: здесь вновь руководит случайность. Вследствие этого одни аллельные формы генов могут встречаться в популяции часто, другие – редко.

Если представить, что часть особей, составляющих одну популяцию, погибли по тем или иным причинам, то редкие гены в оставшихся особях могут увеличить свою частоту, то есть в результате размножения оставшихся особей редкие гены начнут встречаться более часто – это и есть дрейф генов.

Основные закономерности эволюции, Биология

В закрытых популяциях не только животных, но и людей – в религиозных общинах, происходит возрастание гомозиготности популяции, что приводит к снижению ее жизнеспособности и проявлению редких аллелей.

Такое повышение встречаемости аллелей возникает в результате близкородственных браков: проявляются редкие гены, которые часто приводят к заболеваниям.

Основные закономерности эволюции, Биология

Изоляция

Изоляцией называют невозможность или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Вследствие этого, генофонды двух популяций становятся независимыми друг от друга. Внутри каждой популяции происходит генотипическая дифференцировка из-за их разобщенности.

Основные закономерности эволюции, Биология

Популяции приобретают все больше различий, и в результате действия естественного отбора из этих популяций могут образоваться различные новые виды. Выделяется два вида изоляции:

  • Географическая (пространственная)
  • Географическая (греч. geo – земля) изоляция может возникать вследствие географических барьеров – пустыни, горы, водоемы.

  • Биологическая (экологическая, временная)
    • Экологическая – особи обитают на одной территории, но в различных местах обитания (к примеру, разделены друг от друга непроходимой чащей)
    • Временная – изоляция вследствие разновременности половой активности, периода цветения
    • Этологическая – изоляция вследствие различного брачного поведения
    • Механическая – отличия в строении половых органов, невозможность спаривания

Основные закономерности эволюции, Биология

Естественный отбор

Изученные нами факторы эволюции: мутации, популяционные волны и дрейф генов, изоляция – все они носят случайный, ненаправленный характер. Они приводят к появлению различных признаков у отдельных особей, которые могут быть как полезны, нейтральны, так и вредны для особи.

Таким образом, перечисленные факторы создают основу, “базу” для действия единственного направленного фактора эволюции – естественного отбора. В ходе естественного отбора особи с полезными признаками, которые помогают им приспособиться к условиям внешней среды и способствуют выживанию, остаются и размножаются, а особи без этих признаков выживают реже и не продолжают род.

Основные закономерности эволюции, Биология

Закон естественного отбора безапелляционно провозглашает: будь приспособлен – или умри. Выживает в природе не самый сильный, а самый приспособленный. Иногда выжить животным помогает и сила, но гораздо больше других примеров. Многие животные сливаются с окружающей средой: приобретают покровительственную окраску (мимикрию), которая делает их незаметными.

Иногда безобидные животные, в результате приспособления к внешней среде, приобретают окраску тела, напоминающую окраску опасных хищных животных. Примером может послужить внешнее сходство мухи из семейства журчалок с осой.

Основные закономерности эволюции, Биология

Многие хорошо защищенные, ядовитые виды в ходе естественного отбора получили яркую, так называемую предупреждающую окраску. Эта окраска предупреждает хищников об опасности. Если хищник съест такое ядовитое животное, то рискует получить тяжелую интоксикацию и погибнуть.

Основные закономерности эволюции, Биология

Теперь вы понимаете, что признаки животных – различные формы их тела и окраска – являются приспособлениями к условиям внешней среды, это – полезные признаки, которые в ходе естественного отбора позволили животным выжить и размножиться. Таким образом, естественный отбор это отбор особей, с наиболее приспособленным к среде фенотипом.

Необходимо осознавать относительность приспособленности к окружающей среде. Она помогает выживать лишь при определенных условиях, и, если условия меняются, то окраска может оказаться вовсе не полезной, но даже и вредной. К примеру, при таянии снега заяц-беляк становится еще более заметен на голой земле.

Действие естественного отбора обусловлено несколькими факторами:

  • Генетическое разнообразие особей, на основе которого возникают различные признаки
  • Способность к неограниченному размножению (избыточность потомства)
  • Борьба за существование

Если первые два фактора очевидны, то третий нуждается в более детальном рассмотрении. Чарльз Дарвин выделял несколько форм борьбы за существование:

  • Внутривидовая борьба
  • Самая ожесточенная борьба. Происходит между особями, принадлежащими к одному виду. Благодаря внутривидовой борьбе происходит половой отбор: к размножению редко допускаются неприспособленные особи, род продолжают лучшие из лучших.

  • Межвидовая борьба
  • Возникает между особями, которые принадлежат к разным видам. Более приспособленный к условиям среды вид побеждает и размножается, менее приспособленный – проигрывает и вымирает. Примером могут послужить формы взаимодействий: хозяин-паразит, хищник-жертва, симбиоз.

  • Борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды
  • В изменяющихся условиях внешней среды выживают наиболее приспособленные особи. Примером такой борьбы являются сезонные миграции птиц, зимняя спячка у животных.

Формы естественного отбора

Различают несколько форм отбора:

  • Стабилизирующий
  • Открыт И.И. Шмальгаузеном. Стабилизирующий отбор приводит к сужению нормы реакции, устраняя отклонения от нее. В результате преимущество получают особи, обладающие средней степенью признака, который характерен для вида или популяции. Этот отбор действует при стабильных (неизменных) условиях среды. Примером действия стабилизирующего отбора может послужить буря: во время бури чаще всего выживают птицы со средней длиной крыла, тогда как особи с слишком короткими, или слишком длинными крыльями погибают. Новый термин, который вы увидели – норма реакции – подразумевает способность генотипа, в зависимости от условий среды, формировать различные фенотипы. Чем шире норма реакции, тем более интенсивное влияние оказывает среда на признак. Признаки подразделяются на:

    • C узкой нормой реакции – цвет глаз, число пальцев у человека, окраска цветов растения
    • C широкой нормой реакции – рост и вес человека, размеры листьев растения
  • Движущий
  • Движущий естественный отбор приводит к смещению нормы реакции, в результате чего изменяется среднее значение признака. Этот вид отбора действует при изменяющихся условиях среды.

    Известным примером является индустриальный меланизм – возникновение меланистических форм животных (греч. melanos — чёрный), отличающихся темным окрасом. Это явление началось в Англии со второй половины XIX века вследствие бурного развития промышленности.

    Из-за копоти, оседающей на поверхности стволов деревьев, бабочки со светлой окраской – берёзовые пяденицы – стали заметны на стволах деревьев и легко поедались птицами. В результате остались только приспособленные – бабочки с темным окрасом, которые были незаметны на стволах деревьев, вследствие чего они выживали и размножались.

  • Дизруптивный (лат. disruptus – разорванный)
  • Направлен на сохранение в популяции крайних значений признаков, не благоприятствует среднему промежуточному значению признака. В результате в популяции сохраняется более чем одно значение признака.

    Типичным примером является появление в луговых сообществах раноцветущих и поздноцветущих растений. В результате летних покосов, особи со средним значением признака, у которых цветение приходит на середину лета, постепенно исчезают из популяции растений. Выживают и размножаются только те растения, у которых цветение происходит до или после покосов.

Основные закономерности эволюции

Эволюция органического
мира

это непрерывный процесс развития живой природы, который сопровождается
изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций,
видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в
целом.

Основные закономерности эволюции, Биология

Эволюционные процессы
продолжаются и в настоящее время. Однако для того что бы их зафиксировать
необходимо знать какие формы и признаки имели или имеют организмы, и уже на их
основе устанавливать факты появления новых.

  • Наука, изучающая
    ископаемые остатки, которые существовали в прошлые геологические периоды, называется
    палеонтология.
  • Палеонтология
    это наука об организмах, существовавших в прошлые геологические периоды
    и сохранившихся в виде ископаемых остатков, а также следов их
    жизнедеятельности.
  • Главной задачей учёных
    палеонтологов является реконструкция внешнего вида, биологических особенностей,
    способов питания, размножения вымерших организмов.

Основные закономерности эволюции, Биология

  1. А также установление хода
    эволюции на основе полученных сведений.
  2. То есть благодаря
    палеонтологическим данным, можно установить последовательность сменявших друг
    друга организмов, то есть филогенетические ряды.
  3. На основе сравнительных
    методов, учёные выделяют несколько типов эволюционных изменений.
  4. ·        
    Параллелизм
  5. ·        
    Конвергенцию
  6. ·        
    Дивергенцию
  7. Параллелизм
  8. Параллельная эволюция
    это независимое развитие сходных признаков в эволюции
    близкородственных, но выделившихся групп организмов, протекающее в одном
    направлении.
  9. Примером параллельной
    эволюции является эволюция представителей отряда грызунов, семейства
    дикобразовых. 
  10. Один вид обитает в
    Африке, а второй в Южной Америке 70 млн лет назад, когда материки ещё не
    разошлись, они имели общего предка, который был похож на большую покрытую
    шерстью крысу.

Основные закономерности эволюции, Биология

Но когда два континента
разошлись популяция разделилась на две части, каждая из них эволюционировала
независимо друг от друга.

И благодаря тому, что
условия обитая новых популяций были сходны, то и развитие дикобразов шло
параллельными путями.

Дикобразовые необычны тем
что располагают самыми длинными иголками среди всех млекопитающих. В
эволюционном отношении иголки являются видоизменёнными волосами.

Некоторые из них
достигают в длину 40 см и в диаметре 7 мм, являются острыми и могут вызвать
воспаление, если ими уколоться.

Благодаря действию
параллельной эволюции некоторые виды бабочек, которые принадлежат к разным
видам, приобрели защитный окрас, в виде глазков на крыльях. 

Этот признак независимо
возникал у разных видов, и не был унаследован от общих предков. От общих
предков все бабочки унаследовали гены, мутации которых приводят к образованию
глазков.

Таким образом причиной
параллелизма, по-видимому, является высокая вероятность похожих мутаций одних и
тех же генов у разных видов.

Другой пример
параллельной эволюции того же рода — независимое возникновение саблезубых форм
у млекопитающих.

Основные закономерности эволюции, Биология

Широко известны вымершие
саблезубые кошки. Которые появились в раннем или среднем миоцене в Африке. А
вымерли саблезубые кошки в позднем плейстоцене приблизительно 10 000 лет назад
в Америке.

Саблезубые кошки обязаны
своим названием очень длинным изогнутым клыкам, достигавшим у некоторых видов
20 см. Так же в палеонтологической летописи Австралии есть сумчатый саблезубый
волк.

  • Таким образом, один и тот
    же признак в разных группах млекопитающих возник независимо.
  • Параллельная эволюция
    происходит у организмов, которые находятся в схожих местах обитания.
  • Например, животные обитающие в темных пещерах и глубинах океана для
    ориентации в пространстве используют эхолокацию.
  • Основные закономерности эволюции, Биология
  • Конвергентная эволюция
  • При конвергентном
    развитии сходство между неродственными организмами бывает всегда только
    внешним.

Например, по форме тела
акулы и дельфины сходны, но по таким существенным чертам, как строение кожных
покровов, черепа, мускулатуры, кровеносной системы, дыхательной и других
систем, эти позвоночные различны. Да и относятся они к разным классам. Дельфины
к классу млекопитающих, а акулы к классу хрящевые рыб.

Основные закономерности эволюции, Биология

Предполагают, что
дельфины и киты, произошли от группы наземных млекопитающих, которые называюся Мезонихии. Эти существа
были похожи на волков, но имели копыта подобно коровам и оленям.

При переходе наземных
животных в водную среду изменяется строение конечностей. При этом во внутреннем
строении плавников дельфина и кита сохранены признаки пятипалой конечности
млекопитающих.

Так, например, у
представителей млекопитающих подотряда ластоногие: ушастого тюленя и настоящего
тюленя приспособления к водному образу жизни шло параллельно.

Ластоногих объединяет
веретенообразное тело, передние конечности, которые в процессе эволюции
превратились в плавники. Однако предки этих млекопитающих очень отличаются.Ушастые
тюлени — сестринская группа по отношению к медвежьим. А настоящих тюленей
связывают с куньими.

Между этими двумя
группами существуют значительные различия как в строении черепа, так и в
строении остального скелета, которые приводят к разным способам перемещения.
Внешнее сходство считают конвергентным, связанным с приспособлением к обитанию
в водной среде.

Конвергентное сходство
животных наблюдается у млекопитающих, питающихся муравьями.

Из-за большого количества
муравьёв и термитов в Австралии, Африке и Южной Америке независимо друг от
друга появились животные муравьеды.

Основные закономерности эволюции, Биология

  1. В Австралии это сумчатый
    муравьед и ехидна, которая принадлежит к подклассу яйцекладущих млекопитающих.
  2. В Африке трубкозубы,
    дальние родственники слонов и панголины, принадлежащие к отряду ящеров.
  3. В Южной Америке эту нишу
    заняли броненосцы и муравьеды – представители отряда неполнозубых.
  4. Последний общий предок
    этих животных существовал более 100 миллионов лет назад.
  5. Таким образом выбор
    экологической ниши и действие естественного отбора способствовали формированию
    определённых приспособлений для поедания этих мелких насекомых.
  6. Все муравьеды имеют
    длинный липкий язык и вытянутый хоботком нос, что позволяет им извлекать
    муравьёв и термитов из их укрытий.
  7. Однако основное
    анатомическое строение этих видов позволяет безошибочно относить их к разным
    таксонам, несмотря на их конвергентное сходство.
  8. Данные молекулярно-
    генетического анализа убедительно показывают, что эти виды разделяют десятки
    миллионов лет независимой эволюции.
  9. Конвергенция
    это процесс эволюционного развития неродственных групп в сходном направлении
    и приобретение ими сходных признаков в процессе адаптации к одинаковым условиям
    среды.
  10. При параллельной эволюции
    возникают гомологичные органы.
  11. Это органы, сходные между
    собой по происхождению, строению, но выполняющие разные функции.

Основные закономерности эволюции, Биология

Передние конечности у
животных являются примером гомологичных органов. Они состоят из одинаковых
костей и имеют одинаковое происхождение, но выполняют разные функции.
Гомологичные органы уже в эмбриональный период развиваются по одинаковым
генетическим программам.

  • А при конвергентном
    способе эволюции возникают аналогичные органы.
  • Например, крыло летучей
    мыши и бабочки, роющие конечности медведки и крота имеют общие черты в строении
    и функционировании.
  • Аналогичные органы внешне
    сходны, но различны по происхождению, и не имеют филогенетической общности.
  • Перейдём к следующему
    типу эволюционных изменений.
  • Дивергентная или
    расходящаяся эволюция
  • Это форма эволюции, при
    которой развиваются отличительные признаки у организмов, которые происходят от
    одного предка.

Дивергенция начинается в
популяциях, которые попадают в разные условия окружающей среды. К которым особи
по-разному приспосабливаются под действием естественного отбора. В результате
появляются новые формы.

И именно процесс
появления новых форм, которые произошли от одного предка и есть дивергентная
эволюция. 

Например, класс
млекопитающих распался на многочисленные отряды: хищные, рукокрылые,
насекомоядные, и другие отряды.  

Определённую роль в
дивергенции играет и дрейф генов. Это закрепление одних аллелей при одновременной
утрате других.

Например, представим себе
популяцию из ста растений, населяющих изолированную горную долину. 3 растения
из которой несут в себе особенные варианты гена, отвечающие за красный цвет
лепестков.

  Если в результате какого-либо происшествия, например,
затопления эти 3 цветка погибнут. Тогда этот особенный вариант гена исчезнет из
популяции и не достанется бедующему поколению.

Которое будет иметь уже иную
окраску лепестков.

Рассмотрим пример
дивергенции у медведей. В раннем плейстоцене, около 2,5 млн. лет назад,
существовал древний европейский медведь. Во время миндельского оледенения (раннеплейстоценового
оледенения в Альпах), произошёл разрыв общего ареала. Возникла западная и
восточная популяции.

Западная популяция со
временем превратилась в пещерного травоядного медведя. В межледниковый
период восточный медведь расселился в тундре, до берегов арктического бассейна.

Затем наступило вюрмское оледенение (последнее плейстоценовое оледенение).
И восточная популяция снова разделилась.

Одни медведи остались у
моря, другие откочевали на юг вместе с отступающими лесами. В течение
длительного периода в этих популяциях шёл разнонаправленный естественный отбор.
Под его влиянием, а также под влиянием других факторов эволюции в конце
ледникового периода появился белый медведь.

  1. Именно дивергентной
    эволюцией обусловлено поразительное разнообразие живых существ.
  2. Итак, мы с вами
    рассмотрели основные типы эволюционных изменений.
  3. Главные линии эволюции
  4. В процессе исторического
    развития крупных таксономических групп, такие как классы, типы, происходят
    изменения, которые ведут к смене различных эволюционных путей.
  5. Изменения, которые ведут
    к эволюции, называют главными линиями эволюции. К ним относят:
  6. ·        
    Ароморфоз.
  7. ·        
    Идиоадаптацию.
  8. ·        
    Дегенерацию.
  9. Ароморфоз
    это существенные эволюционные изменения, которые связаны с усложнением
    организации и повышением жизнедеятельности.

Благодаря ароморфозам
организмы приобретают новые свойства, повышающие вероятность выживания. И
дающие возможность перехода в новую среду обитания.

Так, например,

Примером ароморфозных изменений является эволюция кровеносной
системы от одного круга кровообращения и двухкамерного сердца у рыб к трехкамерному (у земноводных и рептилий) и четырехкамерному сердцу (у птиц и млекопитающих),
сопровождавшаяся обособлением большого и малого кругов кровообращения.

Основные закономерности эволюции, Биология

Так же примером ароморфозных изменений является переход у растений от
размножения спорами к размножению семенами, образование цветка.

Ещё одним примером,
является появление теплокровности у животных.
Что позволило им заселить холодные зоны Арктики и Антарктиды.

  • Ароморфозы формируются на
    основе наследственной изменчивости, естественного отбора и являются
    приспособлениями широкого значения.
  • Идиоадаптация
    это прогрессивные, но мелкие эволюционные изменения.
  • Примером идиоадаптации
    может являться защитная окраска многих видов рыб, а также приспособление к
    жизни у дна.

Например, морская камбала
отличается сильно сплющенным телом. И необычным расположением глаз на одной
стороне.

Сторона, обращённая к
поверхности, гладкая и замаскирована под цвет дна.

Камбала выработала у себя
удивительную способность сливаться с дном. Спина затаившейся на дне камбалы
приобретает цвет и узор окружающих ее предметов, с
которыми рыба буквально сливается.

Каким же образом
происходит изменение окраски тела этой донной рыбы? Дело в том, что камбала
глазами считывает рисунок и окрас дна. Сигнал о полученной информации поступает
в спинной мозг, который передаёт сигнал специальным клеткам на поверхности тела
– хроматофорам. А они всего за 5 минут меняют свой цвет на камуфляжный.

Вообще строение тела
камбаловых это удивительный пример приспособляемости к условиям окружающей
среды.

Однако камбала не всегда
была такой «плоской», когда-то она имела такой же вид, как и большинство
рыб.  Она претерпела такие удивительные изменения, потому что тысячи лет,
чтобы выжить приспосабливалась к условиям окружающей среды. В том, что рыба
изначально была «как все», можно убедиться, наблюдая за мальками.

Мальки камбалы от мальков
прочих рыб не особо отличаются, и плавают как все рыбы – вертикально.

Основные закономерности эволюции, Биология

Эволюция не всегда ведёт
к изменениям от простого к сложному.

Иногда в результате
эволюции происходит упрощение организации. Утрата ряда систем и органов.

Такую эволюцию называют
дегенеративной или «регрессивной».

Вот, например, такие
бескрылые птицы, как казуары, произошли от птиц, которые были способны летать.
Безногие змеи — от рептилий, имевших конечности. Киты, не имеющие задних
конечностей, — произошли от четвероногих млекопитающих.

Основные закономерности эволюции – Основные закономерности эволюции

Эво­лю­ци­он­ные про­цес­сы слож­но на­блю­дать и опи­сы­вать на­пря­мую. Мы видим во­круг себя ре­зуль­тат эво­лю­ции, ко­то­рая про­дол­жа­лась мил­ли­о­ны лет.

Оче­вид­но, что в таких вре­мен­ных рам­ках че­ло­век пока что не может по­ста­вить экс­пе­ри­мент.

Стоит от­ме­тить все-та­ки, что эво­лю­ци­он­ные экс­пе­ри­мен­ты воз­мож­ны и даже про­во­дят­ся на ор­га­низ­мах, у ко­то­рых время жизни мак­си­маль­но скон­цен­три­ро­ва­но: у бак­те­рий смена «по­ко­ле­ний» про­ис­хо­дит за 20–30 минут.  

Наи­бо­лее круп­ные за­ко­но­мер­но­сти, ко­то­рые на­блю­да­ют­ся в рам­ках мак­ро­э­во­лю­ции, были ис­сле­до­ва­ны и опи­са­ны в XIX и XX веке.

Эле­мен­ты мак­ро­э­во­лю­ции:

  1. Кон­вер­ген­ция при­зна­ков
  2. Ди­вер­ген­ция при­зна­ков
  3. Па­рал­ле­лизм

Основные закономерности эволюции, Биология

ppt4web.ru

Основные закономерности эволюции, Биология

5biologiya.net

Ди­вер­ген­ция – это на­коп­ле­ние раз­ли­чий в струк­ту­ре и функ­ци­ях ка­ко­го-то ор­га­на в про­цес­се эво­лю­ции. В ре­зуль­та­те ди­вер­ген­ции из од­но­го ор­га­на об­ра­зу­ет­ся несколь­ко раз­лич­ных ор­га­нов, свя­зан­ных общ­но­стью про­ис­хож­де­ния.

На­при­мер, верх­ний пояс ко­неч­но­стей по­зво­ноч­ных пре­вра­тил­ся в лапы и кры­лья реп­ти­лий, кры­лья ле­ту­чих мышей и птиц, плав­ни­ки дель­фи­нов, ноги ко­пыт­ных и руки при­ма­тов.  

Все эти ор­га­ны вы­пол­ня­ют раз­ные функ­ции, но имеют оди­на­ко­вое про­ис­хож­де­ние.

Основные закономерности эволюции, Биология

uslide.ru

Ди­вер­ген­ция обес­пе­чи­ва­ет мор­фо­ло­ги­че­ское раз­но­об­ра­зие живых су­ществ.

Кон­вер­ген­ция – про­цесс, об­рат­ный ди­вер­ген­ции. Это об­ра­зо­ва­ние ор­га­нов, близ­ких по функ­ци­ям и стро­е­нию, но от­ли­ча­ю­щих­ся по про­ис­хож­де­нию.

Основные закономерности эволюции, Биология

mypresentation.ru

Но, на самом деле они раз­ви­ва­лись со­вер­шен­но неза­ви­си­мо из раз­лич­ных пред­ко­вых форм. Тре­бо­ва­ние среды и вли­я­ние есте­ствен­но­го от­бо­ра обу­сло­ви­ли их внеш­нее сход­ство.

Ор­га­ны, вы­пол­ня­ю­щие оди­на­ко­вые функ­ции, но име­ю­щие раз­лич­ное про­ис­хож­де­ние, на­зы­ва­ют­ся ана­ло­гич­ны­ми  

Ти­пич­ный при­мер ана­ло­гич­ных ор­га­нов – это глаза го­ло­во­но­гих мол­люс­ков и по­зво­ноч­ных. Эти ор­га­ны фор­ми­ро­ва­лись неза­ви­си­мо в те­че­ние сотен мил­ли­о­нов лет, и в итоге по­лу­чи­лись прак­ти­че­ски оди­на­ко­вы­ми, от­ли­ча­ю­щи­ми­ся толь­ко в де­та­лях.

ppt4web.ru

 

Тре­тий эле­мент в про­цес­се пре­об­ра­зо­ва­ния – это нечто сред­нее между ди­вер­ген­ци­ей и кон­вер­ген­ци­ей, па­рал­ле­лизм – такой про­цесс, когда орган в ре­зуль­та­те ди­вер­ген­ции пре­вра­ща­ет­ся во мно­же­ство го­мо­ло­гич­ных ор­га­нов. Но затем, в ходе эво­лю­ции, эти го­мо­ло­гич­ные ор­га­ны вновь на­чи­на­ют вы­пол­нять общую функ­цию.

  • На­при­мер, кор­пус и пле­че­вые пояса у по­зво­ноч­ных дали мно­же­ство го­мо­ло­гич­ных ва­ри­ан­тов. Из оди­на­ко­вых эле­мен­тов ске­ле­та сфор­ми­ро­ва­лись ко­пыт­ные, птицы, рыбы, реп­ти­лии, но затем, в про­цес­се эво­лю­ции, часть из них вто­рич­но при­об­ре­ла оди­на­ко­вые при­зна­ки 
  • На­при­мер, кор­пу­са их­тио­зав­ра, акулы и дель­фи­на (и даже пинг­ви­на, плы­ву­ще­го в воде) очень по­хо­жи и об­ра­зо­ва­лись из оди­на­ко­вых эле­мен­тов ске­ле­та, но со­вер­шен­но раз­ны­ми эво­лю­ци­он­ны­ми пу­тя­ми.
  • Пред­ки их­тио­зав­ров были яще­ра­ми, пред­ка­ми дель­фи­нов были рас­ти­тель­но­яд­ные су­хо­пут­ные мле­ко­пи­та­ю­щие, пинг­ви­ны – птицы, а пред­ка­ми акул были древ­ние хря­ще­вые рыбы.
  • Эво­лю­ция идет тремя глав­ны­ми пу­тя­ми: путем ди­вер­ген­ции, путем кон­вер­ген­ции и путем па­рал­ле­лиз­ма.

Основные закономерности эволюции, Биология

bigslide.ru

Про­цесс ис­то­ри­че­ско­го раз­ви­тия вида на­зы­ва­ет­ся фи­ло­ге­не­зом.

dok.opredelim.com

Важ­ным эта­пом в по­ни­ма­нии эво­лю­ции стало фор­му­ли­ро­ва­ние «ос­нов­но­го фи­ло­ге­не­ти­че­ско­го за­ко­на» Эр­не­стом Гек­ке­лем.

«Он­то­ге­нез – это уско­рен­ное  по­вто­ре­ние фи­ло­ге­не­за» Э.Г. Гек­кель.

Гек­кель на­гляд­но про­де­мон­стри­ро­вал, что ор­га­низ­мы в про­цес­се эм­бри­о­наль­но­го раз­ви­тия по­вто­ря­ют все те этапы, ко­то­рые вид про­шёл в про­цес­се эво­лю­ци­он­но­го раз­ви­тия (см. видео). Важно по­нять, что мы го­во­рим о по­вто­ре­нии за­ро­ды­ше­вых ста­дий пред­ко­вых форм.

У за­ро­ды­ша че­ло­ве­ка на раз­ных эта­пах раз­ви­тия он­то­ге­не­за можно уви­деть жабры, сер­деч­ную труб­ку и про­чие при­зна­ки эм­бри­о­нов наших да­ле­ких пред­ков.

Дру­гой важ­ный закон фи­ло­ге­не­за – «закон необ­ра­ти­мо­сти эво­лю­ции». Несмот­ря на на­ли­чие кон­вер­ген­ции, сход­ство раз­ных видов ни­ко­гда не бы­ва­ют пол­ным.

Эво­лю­ци­он­ный про­цесс, в силу чрез­вы­чай­ной слож­но­сти живых ор­га­низ­мов, не может со­здать точ­ную копию ни су­ще­ству­ю­ще­го вида, ни вы­мер­ше­го. Каж­дый вид живых ор­га­низ­мов уни­ка­лен.

Основные закономерности эволюции, Биология

tonpix.ru

Итак, мы узна­ли, что в ре­зуль­та­те эво­лю­ции путем ди­вер­ген­ции могут об­ра­зо­вы­вать­ся го­мо­ло­гич­ные ор­га­ны, а путем кон­вер­ген­ции – ана­ло­гич­ные ор­га­ны. Вы­яс­ни­ли, что он­то­ге­нез по­вто­ря­ет этапы фи­ло­ге­не­за и что каж­дый вид живых ор­га­низ­мов уни­ка­лен.

источник конспекта – http://interneturok.ru/ru/school/biology/11-klass/bmakroevolyuciyab/osnovnye-zakonomernosti-evolyutsii

источник видео – http://www.youtube.com/watch?v=3gkcxdvKlVg

http://www.youtube.com/watch?v=lesibFhVbok

http://www.youtube.com/watch?v=J_tbuJR-JwE

источник презентации – http://prezentacii.com/biologiya/11528-osnovnye-zakonomernosti-biologicheskoy-evolyucii-9-klass.html

Презентация к уроку биологии "Основные закономерности эволюции"

  • Слайд 1
  • Слайд 2
  • Цели: сформировать у учащихся знания о главных путях и направлениях эволюционного процесса,сформировать умения правильно сравнивать различные направления и пути эволюции,приводить примеры, систематизировать и обобщать знания о процессе и основных итогах исторического развития органического мира.
  • Слайд 3

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ Выполнила Богачёва С.В. Учитель географии и биологии МБОУ Барвихинская сош

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ На планете Земля возникла жизнь. Случилось это по космическим масштабам удивительно быстро, спустя всего 0,5 млрд. лет.

Слайд 4

ДРЕВНЯЯ ЖИЗНЬ Многочисленные эксперименты подтвердили , что сложные органические соединения могут возникать из простых неорганических веществ. Однажды в истории Земли примитивные молекулы РНК или ДНК , окружённые оболочкой из белков и липидов , обрели способность к самовоспроиз- ведению,тем самым заложив основу процесса размножения.

Слайд 5

ВМЕСТЕ ИЛИ РАЗДЕЛЬНО? Идея о направленном характере эволюции,идущей по пути совершенствования организмов от простого к сложному,от низших форм жизни к высшим, общепринята.

Слайд 6

Современные представления о направлениях эволюции основываются на работах И.И.Шмальгаузена и А.Н.Северцова.Северцов выделил понятия биологического прогресса и регресса.

  1. Слайд 7
  2. Биологический регресс Биологическая стабилизация Биологический прогресс -Уменьшение численности особей в популяциях -Сужение ареала -Уменьшение интенсивности видообразования -Снижение приспособленности организмов к условиям среды ( деятельность человека ,факторы неживой природы ) -Сохранение численности -Сохранение ареалов с возможными миграциями,но без значительного расселения -Увеличение численности особей в популяциях -Расширение ареала -Высокая интенсивность видообразования -Возрастание приспособленности организмов к окружающей среде ( ароморфоз,дегенерация,идиоадаптация )
  3. Слайд 8
  4. ПАРАЛЛЕЛИЗМ Эволюция дикобраза
  5. Слайд 9
  6. КОНВЕРГЕНЦИЯ Эволюция крупных водных хищников в разных группах животных: среди рыб,пресмыкающихся,птиц и млекопитающих
  7. Слайд 10
  8. ГОМОЛОГИЯ И АНАЛОГИЯ Конечности разных групп позвоночных Крылья птиц и насекомых
  9. Слайд 11
  10. ДИВЕРГЕНЦИЯ Расширение адаптаций к новым условиям жизни. Класс млекопитающие распался на многочисленные отряды
  11. Слайд 13
  12. АРОМОРФОЗ И ИДИОАДАПТАЦИЯ
  13. Слайд 14
  14. ДЕГЕНЕРАЦИЯ
  15. Слайд 15
  16. Учёные выделяют следующие характерные направления эволюционных изменений: параллелизм,конвергенция и дивергенция. Иногда один филогенетический ряд может содержать в себе примеры изменений различного типа
  17. Слайд 16

РАБОТА С УЧЕБНИКОМ 1.Прочитайте текс учебника §7.9 2.Запишите в тетрадь новые термины и их формулировки 3.Ответьте на вопросы -Почему ароморфоз называют морфофизиологическим прогрессом? -Почему дегенерацию называют морфофизиологическим регрессом? -Приведите примеры ароморфозов и идиоадаптаций в классе Млекопитающие.

Слайд 17

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭВОЛЮЦИИ 1)Необратимый характер эволюции Организмы,возникшие в ходе эволюции,не могут вернуться к прежнему состоянию их предков. Группа, однажды исчезнувшая ,никогда не появиться вновь. 2)Прогрессивное усложнение форм по пути их адаптации к среде обитания.

3)Эволюция- незапрограммированный процесс,где ход развития природы задаётся и осуществляется естественным отбором. 4)Неравномерность эволюции 5)Ускорение темпов эволюции с ходом геологического времени.

Весь ход истории свидетельствует об ускорении развития живой природы

Слайд 18

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА: 1 .Виртуальная экскурсия в палеонтологический и дарвиновский музеи. http://www.darwin.museum.ru/_exp/ http://www.paleo.ru/museum/halls.html 2. Сайт «Палеонтология в картинках» http://www.macroevolution.narod.ru/pics.htm 3.Форум «Проблемы эволюции» по адресу: http://www.paleo.ru/forum/index. 4. В.Б. Захаров, С.Г. Мамонтов «Пособие для поступающих в ВУЗы» М.; Дрофа 2008. 5. http://www.darwin.museum.ru/_exp/ 6 .http://www.paleo.ru/museum/halls.html 7 .http://www.macroevolution.narod.ru/pics.htm

Основные типы эволюционных изменений. Основные пути биологической эволюции

“Введение в общую биологию и экологию. 9 класс”. А.А. Каменский (гдз)

Вопрос 1. Назовите основные типы эволюционных изменений. Ученые выделяют следующие типы эволюционных изменений: параллелизм, конвергенция и дивергенция.

Вопрос 2. Что такое параллельные изменения, конвергентные, дивергентные? Параллелизм – явление, при котором в ходе эволюции происходит независимое приобретение сходных черт строения на базе наследственных особенностей, полученных от общих предков (например, сходные приспособления к водному образу жизни у моржей ушастых и настоящих тюленей).

Конвергенция — схождение признаков в ходе эволюции (например, сходная форма тела у рыб и китообразных). При конвергентных изменениях два или более вида, несвязанные близким родством, становятся все более и более похожими друг на друга. Такой тип эволюционных изменений является результатом приспособлений к сходным условиям внешней среды.

Дивергенция — расхождение признаков у родственных организмов в процессе эволюции. Дивергентные изменения представляют обычно в виде эволюционного древа с расходящимися ветвями: общий предок дал начало двум или большему количеству форм, которые, в свою очередь, стали родоначальниками многих видов и родов.

Дивергенция почти всегда отражает расширение адаптации к новым жизненным условиям.

Вопрос 3. В чем отличие гомологичных структур от аналогичных? При параллельной и конвергентной эволюции сходство внешнего строения может быть результатом гомологии — происхождения от общего предка (примером являются конечности разных групп позвоночных) или аналогии — независимой эволюции тех систем органов, которые выполняют сходные функции (например, крылья у птиц и насекомых).

Устанавливая родственные отношения животных на основании черт морфологического сходства, биологи не должны смешивать гомологичные образования с аналогичными.

Гомологичными называются те структуры, которые у разных животных возникают из одних и тех же эмбриональных зачатков и сходны между собой по основному плану строения и развития; из этого следует, что они имеют общую генетическую основу и отражают эволюционное родство.

Напротив, аналогичные органы обладают только внешним сходством и выполняют одинаковые функции, но план их строения и пути развития различны. Наличие аналогичных структур не говорит об эволюционном родстве обладающих ими животных.

Рука человека, крыло птицы и грудной (передний) плавник кита – всё это гомологичные органы: они сходны по входящим в их состав костям, мышцам, нервам и кровеносным сосудам, по общему плану строения и по эмбриональному развитию, хотя и выполняют весьма различные функции.

Напротив, крыло птицы и крыло бабочки только аналогичны: оба органа служат для полёта, но пути их развития не имеют между собой ничего общего. Гемоглобины различных животных, цитохромы с различных позвоночных, лактатдегидрогеназы птиц и млекопитающих можно назвать гомологичными белками. Например, гемоглобины разных животных очень сходны по последовательности аминокислот, что опять-таки отражает общность их генетической основы и эволюционное родство этих животных. Напротив, гемоглобин и гемоцианин можно назвать аналогичными пигментами, так как, хотя они и выполняют одинаковую функцию (переносят кислород), их молекулярная структура совершенно различна.

Вопрос 4. Каковы главные линии эволюции? Основные пути биологической эволюции – это ароморфоз, идиоадаптация и общая дегенерация.

Ароморфозом (морфофизиологическим прогрессом) называется эволюционное преобразование строения и функций организма, повышающее общий уровень его организации, но не имеющее приспособительного значения к условиям окружающей среды. Наиболее крупными ароморфозами были возникновение фотосинтеза, появление многоклеточных организмов и полового размножения.

В числе крупных ароморфозов можно назвать также развитие гомойотермии (поддержания постоянной температуры тела) у птиц и млекопитающих, возникновение живорождения и выкармливания детенышей молоком у млекопитающих, переход к размножению семенами у семенных растений и т.п.

Ароморфозы имеют широкое приспособительное значение и предоставляют широкие возможности для освоения новой среды обитания. Так, появление у пресмыкающихся яйца в яйцевых оболочках позволило им обитать далеко от воды и освоить даже засушливые места, тогда как их предки, земноводные, должны были, по крайней мере, на период размножения уходить в воду.

За ароморфозами следуют идиоадаптации. Идиоадаптацией называется частное приспособление организмов к определенному образу жизни в конкретных условиях внешней среды. В отличие от ароморфоза идиоадаптация существенно не сказывается на общем уровне организации данной биологической группы.

Благодаря формированию различных идиоадаптации животные близких видов могут жить в самых различных географических зонах. Например, представителей семейства волчьих (Canidae) можно встретить на всей территории от Арктики до тропиков, что значительно снижает конкуренцию между видами.

Идиоадаптация обеспечила этому семейству значительное расширение ареала и увеличение числа видов, что является критерием биологического прогресса. Но при этом ни про один вид, входящий в состав этого семейства, нельзя сказать, что он находится на более высоком уровне эволюции, чем другие.

Примерами идиоадаптаций могут служить различные типы клювов у птиц или различные приспособления к опылению и распространению семян у растений. В результате идиоадаптаций возникают мелкие систематические группы. Общая дегенерация — это морфофизиологический процесс, который ведет к упрощению организмов, к морфофизиологическому регрессу. Общая дегенерация, как было уже сказано, может наступить и при биологическом прогрессе (у паразитических организмов).

Ссылка на основную публикацию