1. Антропогенные экологические кризисы биосферы
 Скачать 199.66 Kb.
|
|
31.Закон незаменимости биосферы Закон незаменимости биосферы В.И. Вернадского биосфера - это единственная система, обеспечивающая устойчивость среды обитания, т.е. это общий и единственный дом для всего живого. Биосферу не в состоянии заменить созданная человеком техносфера (здания, сооружения, машины и т.п.). Нет никаких оснований надеяться на построение искусственных сообществ, обеспечивающих стабилизацию окружающей среды в той же степени, что и естественные сообщества 32. Основные положения эволюционного учения Ламарка Первые организмы произошли из неорга нической природы путем самозарождения. Их дальнейшее развитие привело к усложнению живых существ. У всех организмов существует стремление к совершенствованию, изначально заложенное в них Богом. Этим объясняется механизм ус ложнения живых существ. Процесс самозарождения жизни продол жается постоянно, что объясняет одновремен ное наличие в природе и простых, и более сложных организмов. Закон упражнения и неупражнения орга нов: постоянное употребление органа ведет к его усиленному развитию, а неупотребление — к ослаблению и исчезновению. Закон наследования благоприобретенных признаков: изменения, возникшие под дейст вием постоянных упражнений и неупражнений органов, наследуются. Так, считал Ла марк, сформировалась, например, длинная шея жирафа и слепота крота. 33 Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина Изменчивость Наследственность Искусственный отбор Борьба за существование Естественный отбор Изменчивость. Анализируя материал по изменчивости животных, ученый заметил, что достаточно любой перемены в условиях содержания, чтобы вызвать изменчивость. Таким образом, под изменчивостью Дарвин понимал способность организмов приобретать новые признаки под влиянием условий окружающей среды. . Наследственность. Под наследственностью Дарвин понимал способность организмов сохранять в потомстве свои видовые, сортовые и индивидуальные особенности. Искусственный отбор. Анализируя особенности пород домашних животных и сортов культурных растений, Дарвин обратил внимание на значительное развитие у них именно тех признаков, которые ценятся человеком. Достигалось это одним и тем же приемом: при разведении животных или растений селекционеры для размножения оставляли те экземпляры, которые наиболее полно удовлетворяли их потребности и из поколения в поколение накапливали полезные для человека изменения, т.е. осуществляли искусственный отбор. В основе естественного отбора лежит борьба за существование - сложные взаимосвязи между организмами и их связь с окружающей средой. Различные проявления борьбы за существование Дарвин сводил к трем видам: межвидовая борьба - взаимоотношения организма с особями других видов (межвидовые взаимоотношения); внутривидовая борьба - взаимоотношения между особями и группами индивидов одного вида (внутривидовые взаимосвязи) борьба с условиями неорганической внешней среды - отношения организмов и видов с физическими условиями жизни, абиотической средой Естественный отбор. Естественный отбор в отличие от искусственного осуществляется в самой природе и состоит в отборе в пределах вида наиболее приспособленных особей к условиям конкретной среды. ?34. Синтетическая теория- элементарное эволюционное явление, с которого начинается видообразование, заключается в изменении генетического состава популяции 35. типы популяций. основные характеристики панмиксных популяций Географическая популяция - это крупная территориальная группировка особей общего населения вида. Она адаптирована к особенностям климата, рельефа и составу живого населения разных биогеоценозов на большом географическом пространстве ареала вида. Географические популяции обычно разделены преградами (реки, озера, горы и т.д.). Экологическая популяция - это группа особей, обладающая свойством целостности, с особым местообитанием, характеризуется единством экологических реакций на внешние воздействия. У обитателей одного природного сообщества развивается особый, уникальный, но единообразный тип реакций, образа жизни биологических ритмов. Популяции такого типа отграничены, но не изолированы друг от друга. А, следовательно, довольно часто происходит обмен генетической информацией. Элементарная популяция (микропопуляция) - это небольшая группировка особей одного вида в биогеоценозе. В состав входят близкие в генетическом плане особи. Различие между микропопуляциями определяются средой обитания. Однако различия довольно быстро стираются из-за перемещения особей. Большие популяции называются панмиксными, или случайными, т.к. в них происходит ничем не ограниченное скрещивание особей или выбор партнера для брака. Такие популяции близки к идеальной,которая характеризуется: Бесконечно большой численностью Изоляцией от других популяций вида Полной панмиксией Отсутствием мутаций и естественного отбора 36. Элементарный эволюционный материал Элементарный эволюционный материал — это мутации и комбинации (генотипическая изменчивость). Типы мутаций. могут быть генными, хромосом ными, геномными, а также внеядерными. Генные мутации — изменения моле кулярной структуры генов, возникающие в результате замен, вставок или выпадения нуклеотидов. Генные мутации могут затра гивать любые признаки организма. Хромосомные мутации — структур ные изменения хромосом, возникающие вследствие перемещения или выпадения от дельных частей хромосом. В зависимости от типа воссоединения разорванных частей хромосом среди хромосомных мутаций раз личают инверсии (поворот на 180° участка хромосомы), транслокации (перенос участка хромосомы), нехватки и дупликации. Геномные мутации - это мутации, которые приводят к добавлению либо утрате одной, нескольких или полного гаплоидного набора хромосом . Разные виды геномных мутаций называют гетероплоидией и полиплоидией . 37 Элементарные эволюционные факторы. мутационный процесс Можно выделить четыре основных элементарных фактора эволюции: мутационный процесс, популяционные вол ны, изоляция, естественный отбор мутационный процесс, — постоянно действующий элементарный эволюционный фак тор, увеличивающий генетическую гетерогенность популяции вследствие сохранения рецессивных мутаций в гетерозиготах. Рецессивные мутации в гетерозиготном состоянии составля ют скрытый резерв изменчивости, который может быть исполь зован естественным отбором при изменении условий существо вания. Большинство мутаций являются вредными. Обезвреживание мутаций происходит путем перевода их в гетерозиготное состояние в результате полового процесса. Но многие мутации в гетерозиготном состоянии повышают относительную жизнеспо собность особей. Механизмом, поддерживающим гетерозиготность особей, также является половой процесс. 38Миграция как элементарный фактор эволюции. Поток генов. Правило «основателя» Под термином понимают передвижение организмов из одного места обитания в другое, а если шире, то как перемещение самих организмов и продуктов их размножения. В плане эволюционного процесса миграция означает, во-первых, перемещение за пределы ареала материнской популяции Во-вторых, имеется в виду такое переселение, за которым следует либо обновление генофонда другой популяции в результате скрещивания мигрантов с ее особями, либо образование новой популяции. Эволюционное значение миграции следует выводить из анализа ее роли в изменении генетического состава тех популяций, в которые вливаются Мигранты, Это изменение осуществляется такими процессами, как поток генов. Поток генов рассматривается в качестве важного источника генетической изменчивости популяции, поскольку при скрещивании особей разных популяций генотипы потомства будут отличаться от генотипов родительских обеих форм. В данном случае налицо перекомбинация генов на межпопуляционном уровне . Другими словами, поток генов - источник комбинативной изменчивости. Этот процесс по-своему влияет на изменение генофонда, превосходит эффективность мутационного процесса. Правило «основателя»??? 39Популяционные волны- как элементарный эволюционный фактор. Закон «Марковских цепей», «бутылочное горлышко». Популяционные волны Периодические или апериодические колебания численности особей популяции характерны для всех без исклю чения живых организмов. Причинами таких колебаний могут быть различные абиотические и биотические факторы среды. Действие популяционных волн предполагает неизбирательное, случайное уничтожение особей, благодаря чему редкий перед колебанием численности генотип (аллель) может сделаться обычным и быть подхваченным естественным отбором. Если в дальнейшем численность популяции восстано вится за счет этих особей, то это приведет к случайному измене нию частот генов в генофонде данной популяции. Популяционные волны являются поставщиком эволюционного материала. Эффект бутылочного горлышка — сокращение генофонда (т.е. генетического разнообразия) популяции вследствие прохождения периода, во время которого по различным причинам происходит критическое уменьшение её численности, в дальнейшем восстановленное. Сокращение генетического разнообразия приводит к изменению относительных и абсолютных частот аллелей генов, поэтому данный эффект рассматривается в числе факторов эволюции. Закон «Марковских цепей»?????????? 40.Изоляция-как элементарный эволюционный фактор. Типы механической и биологической изоляции Изоляция — ограничение или нарушение свободного скрещивания индивидов и перемешивания разных форм организмов. Изоляция — один из элементарных факторов эволюции. В макроэволюционном плане изоляция обусловлена нескрещиваемостью разных видов. В микроэволюционном плане, на внутривидовом уровне, различают 2 основные группы изоляции: географическую, к которой относится возникновение преград между разными частями популяции или разными популяциями (водные барьеры для сухопутных и суша для водных организмов, горы для долинных и долины для горных видов и пр.), биологическую (экологическую, анатомо-морфо-физиологическую и генетическую). Эволюционная суть изоляции — это разрыв единого генофонда вида на два и более изолированных друг от друга генофондов, т. е. прекращение обмена между ними генетическим материалом. Разделенные части популяции уже самостоятельно подвергаются действию естественного отбора. Географическая(механическая) изоляция — это пространственная, территориальная, климатическая изоляция, возникающая вследствие прекращения миграции (потока генов) и панмиксии географическими преградами. В качестве географических преград могут выступать океанические и морские проливы, реки для сухопутных организмов и суша - для водных. Репродуктивная (биологическая) изоляция приводит к нарушению свободного скрещивания или образованию стерильного потомства. Классифицируют экологическую, этологическую, временную, анатомо-морфо-физиологическую и генетическую репродуктивную изоляцию. При этологическом характере репродуктивной изоляции для особей разных популяций снижается вероятность оплодотворения ввиду различий в образе жизни и поведения, например, у разных видов птиц отличаются ритуалы ухаживания и брачные песни. При экологическом характере — различаются, условия обитания живых организмов, например, популяции рыб нерестятся в разных местах. При временной изоляции отличаются сроки размножения. При анатомо-морфо-физиологической репродуктивной изоляции у живых организмов возникают различия в строении, размерах отдельных органов половой системы, или возникают различия в биохимических аспектах репродуктивной функции. При генетическомхарактере репродуктивной изоляции возникают несовместимые гаметы или появляются гибриды с пониженной жизнеспособностью, плодовитостью или стерильностью. 41. Естественный отбор как элементарный эволюционный фактор. Типы естественного отбора Естественный отбор – избирательное (дифференциальное) воспроизведение определенных генотипов (выживание наиболее приспособленных), функционирует при наличии 2 факторов: интенсивного размножения особей и борьбы за существование. Естественный отбор — основной эволюционный процесс, в результате действия которого в популяции увеличивается число особей, обладающих максимальной приспособленностью (наиболее благоприятными признаками), в то время, как количество особей с неблагоприятными признаками уменьшается. 1. Стабилизирующий — направленный на поддержание средней нормы реакции признака организма и отклонения особей с крайней нормой реакции в постоянных условиях среды. Отбор действует в постоянных условиях среды, консервативный, направленный на сохранение основных признаков вида в не измененном состоянии. 2. Движущий — приводит к закреплению признаков, которые отклоняются от нормы. Отбор действует в переменчивых условиях среды, приводит к изменению средней нормы реакции, эволюции вида. 3. Дизруптивний (разрывающий) — отбор, направленный на сохранение особей с крайними признаками и уничтожения особей со средними признаками. Действует в переменчивых условиях, приводит к разъединению единственной популяции и образованию двух новых популяций с отличными признаками. Отбор может привести к появлению новых популяций и видов. Например, популяции бескрылых и крылатых форм насекомых. 4. половой отбор- Эта форма отбора определяется не борьбой за существование в отношениях органических существ между собой или с внешними условиями, но соперничеством между особями одного пола, обычно самцами, за обладание особями другого пола 42. Элементарный эволюционный материал. Элементарный эволюционный материал — это мутации и комбинации (генотипическая изменчивость). Мутации возникают медленно, но непрерывно и затрагивают любые биологически важные признаки и свойства организмов. Сами по себе мутации не имеют адаптивного значения (большинство вредны), но они накапливаются в гетерозиготном состоянии в генофонде популяции и могут включаться в сферу действия естественного отбора, который усиливает генетические различия между особями популяции. Элементарная эволюционная единица — популяция (территориально изолированная группировка вида) Элементарное эволюционное явление — длительное и направленное изменение генофонда популяции, т. е. ее генетического состава. 43 Охарактеризуйте основные этапы антропогенеза. 1. Парапитек (ок.35 млн.л.н. дали начало человекообр.обезьянам) 2.Египтопитек (ок. 30 млн.л.н. прогрессивное развитие гол.мозга, по сравнению с узконосыми обезьянами) 3.Дриопитек (около 20 млн.л.н. выделились группы полудревесных, полуназемных обезьян, от которых произошли современные человекообр.обезьяны.) 4. Протоантропы (австралопитеки, парантропы. Ок.5 млн.л.н. рост 130-50, масса 36-65 кг. Передвиг. На 2 ногах, полувыпрямленные, перед.конечностями могли хватать палки и камни для охоты и защиты, сплошной надбровный валик) 5. Человек умелый(ок 2 млн.л.н. Vмозга=700 см3, увел.лобн. и темен. доли, изготовл. Примитивные орудия труда ) 6. Древнейшие люди (Питекантропы - 1млн.-500 тыс.л.н.Vмозга=900 см3, низкий лоб, сплошной надбровный валик, отсутствие подбородочного выступа, появились зачатки речи, стадный образ жизни. Синантропы – 600-400 тыс.л.н. Vм = 1200 см3, меньше размер лицевого черепа, пользовались огнем, орудия труда из костей и камней, зачатки свода стопы, изгиб позвоночника) 7. Древние люди(неандертальцы – 200-100 тыс.л.н. Vм = 1400 см3, надбровные валики, низкий лоб, зачатки подбородочного выступа, добывали и поддерживали огонь, разделение труда, передача навыков потомкам) 8. Люди современного типа (появились ок.50 тыс.л.н. – рост 180 см, Vм = 1800 см3, высокий лоб, сглаженные надбровные валики, хорошо выражен подбор.выступ, строили жилища, одевали одежды из шкур, начали приручать животных и заниматься земледелием) . 44.Экологичесикие характеристики панмиксной популяции?????????????? 45.Популяция как элементарная эволюционная единица Популяция - элементарная эволюционная единица- совокупность всех представителей данного вида, занимающих определенную область в одно и то же время. Важная особенность популяции - большое генотипическое сходство составляющих ее особей и как следствие сходство во всех свойствах и признаках по сравнению с особями даже соседних популяций того же вида. Популяция - самая мелкая из групп особей, способная к эволюционному развитию, поэтому ее и называют элементарной эволюционной единицей. Отдельно взятый организм не является элементарной эволюционной единицей, так как его генотип остается неизменным на протяжении всей жизни. Популяция, благодаря большой численности особей, представляет собой непрерывный поток поколений 46.Понятие биологического вида, как систематической категории. Биологический вид — это совокупность особей, обладающих способностью к скрещиванию с образованием плодовитого потомства; населяющих определенный ареал; обладающих рядом общих морфологических и физиологических признаков и сходством во взаимоотношениях с биотической и абиотической средой. 47-48 Охарактеризуйте роль мутаций и популяционных волн в эволюции. Мутации увеличивают количество генетического материала и тем самым открывают возможность возникновения новых генов с новыми свойствами. Популяционные волны совершенно случайно, статистично и резко изменяют концентрацию всех редко встречающихся в популяциях мутаций и генотипов. Попу ляционные волны, следовательно, совершенно случайно, но резко меняют набор мутаций и особенно их концентрацию в популя циях; часть мутаций случайно исчезает из популяции, а некото рые могут, также случайно, резко повышать концентрацию. 49 формы естественного отбора Направленный отбор — изменения среднего значения признака в течение долгого времени, например увеличение размеров тела; Дизруптивный отбор — отбор на крайние значения признака и против средних значений, например, большие и маленькие размеры тела; Стабилизирующий отбор — отбор против крайних значений признака, что приводит к уменьшению дисперсии признака. Аллелофонд популяции – это совокупность аллелей в популяции. |