Редок Татьяна, Байдикова Анна. Методические средства освоения учащимися навыков смыслового чтения (на материале темы Развитие органического мира. Происхождение человека раздела Общая биология)

• Название: Методические средства освоения учащимися навыков смыслового чтения (на материале темы Развитие органического мира. Происхождение человека раздела Общая биология)
• Дата: 08.08.2022
• Размер: 159.68 Kb.
• Имя файла: Редок Татьяна, Байдикова Анна.docx
• Тип: Курсовая; #642340
• страница: 3 из 7

(http://www.polnajajenciklopedija.ru/biologiya/glavnye-napravleniya-evolyutsii.html)

Эволюция органического мира — длительный и сложный процесс, осуществляющийся на разных уровнях организации живой материи и протекающий в разных направлениях. Развитие живой природы происходило от низших форм, имеющих относительно простое строение, к все более усложняющимся формам. Одновременно внутри отдельных групп организмов развивались специальные приспособления (адаптации), позволяющие им существовать в конкретных местообитаниях. Например, у многих водных животных появляются перепонки между пальцами, облегчающие плавание (тритоны, лягушки, утки, гуси, утконос и др.).

Анализируя историческое развитие органического мира и многочисленные конкретные адаптации, крупнейшие российские эволюционисты А. Н. Северцов и И. И. Шмальгаузен выделили три главных направления эволюции: ароморфоз, идеоадаптации и дегенерация.

Ароморфозом (или арогенезом) называют крупные эволюционные изменения, ведущие к общему усложнению строения и функций организмов и позволяющие последним занимать принципиально новые местообитания или существенным образом повышающие конкурентную способность организмов в существующих местообитаниях. Ароморфозы позволяют переходить в новые среды обитания (то есть выходить в новые адаптационные зоны). Поэтому ароморфозы — сравнительно редкие явления в живом мире и носят принципиальный характер, оказывая большое влияние на дальнейшую эволюцию организмов.

Адаптационным уровнем или адаптивной зоной называется определенный тип местообитаний с характерными для него экологическими условиями или комплекс определенных адаптаций, свойственный той или иной группе организмов (общие условия жизни или сходные способы усвоения каких-то жизненно важных ресурсов). Например, адаптивной зоной птиц является освоение воздушного пространства, обеспечившее им защиту от многих хищников, новые способы охоты за летающими насекомыми (где у них нет конкурентов), быстрое передвижение в пространстве, возможности преодоления крупных препятствий, недоступных для других животных (реки, моря, горы и т. п.), способность к дальним миграциям (перелеты) и т. п. Поэтому полет является крупным эволюционным приобретением (ароморфозом).

Наиболее яркими примерами ароморфозов могут служить многоклеточность и появление полового способа размножения. Многоклеточность способствовала появлению и специализации тканей, привела к усложнению морфологии и анатомии многих групп организмов, как растений, так и животных. Половое размножение существенно расширило адаптационные способности организмов (комбинативная изменчивость).

Ароморфозы обеспечили животным более эффективные способы питания и повысили эффективность обмена веществ — например, появление челюстей у животных позволило перейти от пассивного питания к активному; освобождение пищеварительного канала от кожно-мускульного мешка и появление в нем выводного отверстия принципиально улучшило эффективность усвоения пищи за счет специализации разных его отделов (появление желудка, отделов кишки, пищеварительных желез, быстрый вывод ненужных продуктов). Это существенно повысило возможности выживания организмов даже в местах с малым содержанием питательных ресурсов.

Крупнейшим ароморфозом в эволюции животных стала теплокровность, резко активировавшая интенсивность и эффективность обмена веществ у организмов и повысившая их выживаемость в местообитаниях с низкой или резко меняющейся температурой.

В качестве примеров ароморфозов в животном мире можно вспомнить также образование внутренней полости организмов (первичной и вторичной), появление скелета (внутреннего или внешнего), развитие нервной системы и особенно усложнение строения и функций головного мозга (появление сложных рефлексов, обучаемости, мышления, второй сигнальной системы у человека и т. д.) и многие другие примеры.

У растений крупными ароморфозами являются: появление проводящей системы, связавшей разные части растения в единое целое; образование побега — жизненно важного органа, обеспечившего растениям все стороны жизнедеятельности и воспроизводства; формирование семени — органа воспроизводства, возникающего половым путем, развитие и созревание которого обеспечивается ресурсами всего материнского организма (дерева, кустарника или иной жизненной формы растений) и который имеет хорошо защищенный тканями семени зародыш (голосеменные и покрытосеменные растения); появление цветка, повысившего эффективность опыления, уменьшившего зависимость опыления и оплодотворения от воды и обеспечившего защиту яйцеклетки.

У бактерий ароморфозом можно считать появление автотрофного способа питания (фототрофного и литотрофного или хемосинтетического), позволившего им занять новую адаптационную зону — местообитания, полностью лишенные органических источников питания или имеющие дефицит таковых. У бактерий и грибов к ароморфозам можно отнести способность образовывать те или иные биологически активные соединения (антибиотики, токсины, ростовые вещества и т. п.), существенно повышающие их конкурентную способность.

Арогенез может происходить и на межвидовом (или биоценотическом) уровне при взаимодействии организмов разного систематического положения. Например, появление перекрестного опыления и привлечение для этого насекомых и птиц можно рассматривать как ароморфоз. Крупными биоценотическими ароморфозами являются: формирование микориз (симбиоз грибов и корней растений) и лишайников (объединение грибов и водорослей). Эти типы ассоциаций позволили симбионтам обитать в таких местах, где порознь они никогда бы не поселились (на бедных почвах, на скалах и т. п.). Особенно знаменателен союз грибов и водорослей, приведший к появлению новой симбиотической формы жизни — лишайников, которые морфологически очень похожи на единый организм, напоминающий растения. Крупнейшим ароморфозом этого типа является эукариотическая клетка,, состоящая из разных организмов (прокариот), полностью потерявших свою индивидуальность и превратившихся в органеллы. Эукариотическая клетка обладает более активным и экономичным обменом веществ по сравнению с прокариотической и обеспечила появление и эволюцию царств грибов, растений и животных.

Ароморфозы — это крупные события в эволюции органического мира, и они сохраняются в популяциях и в дальнейшем развитии приводят к появлению новых крупных групп организмов и таксонов высокого ранга — порядков (отрядов), классов, типов (отделов).

Предполагается, что ароморфоз наиболее вероятен у исходно примитивных или мало специализированных форм организмов, так как они легче переносят изменения окружающей среды и им проще освоиться в новых средах обитания. Специализированные формы, приспособленные к определенным, часто достаточно узко ограниченным условиям жизни, обычно погибают при резком изменении таких условий. Именно поэтому в природе, наряду с высокоорганизованными и специализированными формами жизни, сосуществует большое число сравнительно примитивных организмов (бактерий, грибов, беспозвоночных и прочих), прекрасно адаптировавшихся в новых условиях и очень устойчивых. Такова логика эволюционного процесса.

Общая дегенерация, или катагенез. Это форма эволюционного процесса, приводящая к упрощению организации в связи с переходом организмов к паразитизму или сидячему образу жизни. При этом может происходить упрощение или исчезновение ряда органов и тканей, связанных с новым образом жизни. Но сама группа организмов, вступивших на этот путь, может процветать в новых условиях, избежав контакта со своими главными конкурентами. Поэтому дегенерацию не следует путать с регрессом.

Примером дегенерации может служить переход многих организмов к паразитизму. Это защитная реакция, происходящая в условиях жесткой борьбы за существование в природе и распространенная широко у грибов, паразитических червей, бактерий и ряда других организмов. Приспособившись к паразитизму, эти организмы занимают новую адаптационную зону, лишенную их конкурентов, не способных жить в другом организме (то есть уходят под защиту своих хозяев). Это существенно сокращает для паразитов круг их взаимодействий как с другими организмами, так и с абиотическими факторами среды, а также упрощает способы добывания пищи. Вследствие этих явлений у паразитов появляется новое качество — устойчивость к внутренней среде хозяина и его защитным механизмам, но теряются (дегенерируют) многие старые признаки, ставшие не нужными в новых условиях. Грибы и бактерии, например, утрачивают многие свои ферменты и антибиотики или токсины, которые обеспечивали им выживание и питание при сапротрофном существовании. Паразитические черви теряют органы зрения, а в ряде случаев и органы пищеварения (например, цепни из типа плоских червей), переходя к осмотрофному способу питания (всасывание через наружные покровы тела). У паразитических растений нередко теряется способность к фотосинтезу, и исчезают фотосинтетические пигменты и даже листья, а корни начинают выполнять функции присосок.

Перейдя к паразитическому способу существования и избавившись от конкурентов, такие организмы часто становятся многочисленными и процветающими группами, вызывая частые эпидемии на обширных территориях.

Мы рассмотрели дегенерацию на примере паразитизма. Но эти явления можно наблюдать и при многих других изменениях условий жизни — переходе от активного к оседлому образу жизни, обитании в экстремальных условиях и "т.п. Вспомните исчезновение листьев и превращение их в колючки у кактусов, живущих в пустынях; утрату зрения у животных, обитающих под землей или в темных пещерах, потерю способности к полету у ряда птиц и вызванную этим утрату киля, редукцию задних конечностей у китообразных и т. п.

Идиоадаптации, или аллогенез. Это конкретные адаптации к определенным специфическим условиям обитания, образующимся в пределах одной и той же адаптационной зоны. Идиоадаптации проявляются как при арогенезе, так и при дегенерации. Это частные приспособления, не меняющие существенно уровня организации организмов, достигнутого в процессе эволюции, но заметно облегчающие их выживание именно в данных местообитаниях.

Например, если цветок мы можем рассматривать как крупнейший ароморфоз в эволюции растительного мира, то формы и размеры цветка определяются уже теми реальными условиями, в которых существуют те или иные виды растений, или их систематическим положением.

То же касается, например, птиц. Крыло — это ароморфоз. Форма крыльев, способы полета (парящий, маховотолчковый) — серия идиоадаптаций, не меняющая принципиально морфологической или анатомической организации птиц. К идиоадаптациям можно отнести покровительственную окраску, широко распространенную в мире животных. Поэтому идиоадаптации нередко рассматривают как признаки низших таксономических категорий — подвидов, видов, реже родов или семейств.

Соотношение различных направлений в эволюции. Эволюционный процесс происходит непрерывно, и основные его направления могут меняться со временем.

Ароморфозы или общая дегенерация, как редкие процессы в эволюции, приводят к повышению или понижению морфолого-физиологической организации организмов и занятию ими более высокой или низкой адаптивной зоны. Внутри этих адаптивных зон начинают активно развиваться частные приспособления (идиоадаптации), обеспечивающие более тонкое приспособление организмов к конкретным местообитаниям. Например, появление большой группы микоризообразующих грибов позволяет им занять новую адаптационную зону, связанную с большой группой новых для грибов и растений местообитаний. Это биоценотический ароморфоз, сопровождающийся далее серией частных приспособлений (идиоадаптаций) — расселением разных видов грибов по разным растениям-хозяевам (подберезовики, подосиновики, боровики и т. д.).

В процессе эволюции биологический прогресс может сменяться регрессом, ароморфозы — общей дегенерацией, и все это сопровождается новыми идиоадаптациями. Каждый ароморфоз и каждая дегенерация вызывают расселение организмов по новым средам обитания, реализуемое через идиоадаптации. Таково соотношение этих направлений эволюционного процесса. На основе данных эволюционных преобразований организмы занимают новые экологические ниши и заселяют новые местообитания, то есть происходит их активная адаптивная радиация. Например, выход позвоночных животных на сушу (ароморфоз) вызвал их адаптивную радиацию и привел к формированию многих таксономических и экологических групп (хищники, травоядные, грызуны, насекомоядные и т. п.) и новых таксонов (амфибии, рептилии, птицы, млекопитающие).
№5. Этапы развития жизни на Земле. (Пономарёва И.Н., Корнилова О.А., Чернова Н.М. Биология 9 класс; Москва 2013 год)

Общее направление эволюции жизни. Историю Земли и развития жизни на ней обычно подразделяют на следующие друг за другом этапы — эры. В эрах выделяют периоды, а в периодах — эпохи. Это все очень длительные промежут­ки времени в истории нашей планеты, длившиеся миллионы лет.

В истории Земли выделяют шесть эр: катархей («ниже древнейшего») — начался около 4500 млн лет назад; архей («древнейший») — начался примерно 3500 млн лет назад; протерозой («первичная жизнь») — начался 2500 млн лет назад; палеозой («древняя жизнь») — начался 534 млн лет назад; мезозой («средняя жизнь») — начался около 248 млн лет назад; кайнозой («новая жизнь») — начался более 65 млн лет назад и продолжается сейчас.

История Земли насчитывает не менее 5000-7000 млн лет. Примерно 3000-4000 млн лет шло формирование самой планеты, а возникновение орга­низмов заняло период около 1000 млн лет. Это событие произошло на границе между катархеем и археем.

Первые живые существа появились на Земле примерно 3500-3900 млн лет назад. Их формирование и развитие происходило в водной среде, которая по насыщенности органическими и неорганическими веществами была подоб­на бульону.

Первые живые организмы были одноклеточными, по строению похожи­ми на ныне живущих бактерий. Они основали особую группу организмов — прокариот. Позднее возникли более сложные одноклеточные формы, давшие начало группе эукариот. Э го были водоросли, простейшие и грибы. Эукариоты дали начало многоклеточным организмам, которые в процессе эволюции про­извели огромное разнообразие форм растений, грибов, животных, обитаю­щих не только в воде, но и на суше.

До середины палеозоя жизнь развивалась только в воде. Первыми на су­шу вышли прокариоты (бактерии и цианобактерии). С выходом прокариот на сушу начался процесс образования почвы. Спустя много времени на сушу вы­шли эукариоты — растения и животные. Первые растения поселились на влаж­ных берегах пресных водоемов. Это были теперь уже давно вымершие риниофиты, произошедшие от зеленых многоклеточных водорослей. Данное собы­тие случилось, по-видимому, около 400 млн лет назад. Примерно в то же время сушу освоили и первые животные — ракоскорпионы из паукообразных. С тех пор эволюция живого мира происходила не только в водной, но и в назем­но-воздушной среде.

Выход организмов на сушу обусловил появление у них в процессе эволю­ции разнообразных приспособительных свойств к жизни в наземно-воз­душной среде.

В условиях сухости наземно-воздушной среды у организмов возникли плотные по­кровы, сохраняющие влагу тела. Для газообмена стали использоваться внутрен­ние поверхности, образовались специальные ткани и органы, осуществляющие дыхание и предотвращающие потерю воды. В связи с низкой плотностью воздуш­ной среды у животных возникли панцири и скелеты, а у растений — механические ткани во всех органах тела. У животных в связи с передвижением в поисках пищи и укрытий сформировались конечности, помогающие бегать, плавать, копать, прыгать, летать и т. д. Растения, ведущие прикрепленный образ жизни, приобрели способность постоянно наращивать свои побеги и корни и тем менять места добы­вания питательных веществ.

На суше организмы сталкивались с обилием света, его суточными и се­зонными ритмами яркости и продолжительности. Это обусловило появление у организмов ночного или дневного образа жизни. При этом у многих видов выработались совместные, приуроченные друг к другу ритмы развития. Для лучшего улавливания света у растений развились листья и ветвление побегов.

Выход растений и животных на сушу в истории Земли произошел срав­нительно недавно. Но к этому времени в морских водах и в пресных водоемах жизнь уже достигла достаточно высокого уровня развития. За многие миллио­ны лет путем длительной эволюции появились разнообразные бактерии, жи­вотные, растения и грибы. Значительная часть их вымерла, но многие группы древних организмов или производные от них существуют и в наше время. На­пример, среди эукариот это водоросли (зеленые, золотистые, бурые, красные и др.), а также амебы, жгутиконосцы, губки, медузы, кораллы, моллюски, игло­кожие, хрящевые рыбы (акулы, скаты), латимерия (кистеперая рыба), кольча­тые черви, членистоногие и многие другие животные.

Этапы развития жизни. Катархей (от 4500 до 3500 млн лет назад) — обра­зование «первичного бульона» в водах Мирового океана, процесс коацервации.

Архей (от 3500 до 2500 млн лет назад) — эра прокариот: бактерий и циа­нобактерий. Осадочные породы подтверждают их наличие в этой эре. Наход­ки цианобактерий свидетельствуют о существовании фотосинтеза в то время и о присутствии активного пигмента хлорофилла. В архее появляются первые эукариоты — одноклеточные водоросли (зеленые, желтозеленые, золотистые и др.) и простейшие. Среди них — жгутиковые эукариоты (эвгленовые, воль- воксовые), саркодовые (амебы, фораминиферы, радиолярии) и др. Начался процесс почвообразования. На границе между архейской и протерозойской эрами появились половой процесс и многоклеточность.

Протерозой (от 2500 до 534 млн лет назад) — огромная по продолжи­тельности эра. Расцвет эукариотных организмов, по своему разнообразию на­много опережающих прокариот. Появление многоклеточное™ и дыхания обусловило прогрессивное развитие гетеротрофов и автотрофов. Наряду с плавающими формами (водоросли, простейшие, медузы) появляются при­крепленные (сидячие) ко дну или какому-либо субстрату нитчатые зеленые, пластинчатые бурые и красные водоросли, губки, кораллы, а также ползающие организмы, например кольчатые черви. Последние дали начало моллюскам и членистоногим. Появляются симбиотические и паразитические формы ор­ганизмов.

Палеозой(от 534 до 248 млн лет назад) — эра, которая характеризуется достаточно большими находками ископаемых организмов. Они свидетельству­ют, что в этот период в водной среде (соленых и пресных водоемах) обитали представители почти всех основных типов животных. Появились позвоноч­ные (кроме птиц и млекопитающих). В пресных водах появились акулы и пер­вые костные рыбы — двоякодышащие и кистеперые рыбы (от последних про­изошли наземные позвоночные).

В середине эры растения, животные и грибы вышли на сушу. Началось бурное развитие высших растений. Появились моховидные. Образовались первые леса из гигантских папоротников, хвощей и плаунов, но в конце палео­зоя они вымерли, образовав залежи каменного'угля. Появились животные, ды­шащие воздухом. По всей Земле распространились рептилии (растительнояд­ные и хищные), появились насекомые.

Мезозой (от 248 до 65 млн лет назад) часто называют эпохой рептилий. Они представлены разнообразными формами: плавающие, летающие, сухопут­ные, водные и околоводные. Достигнув большого расцвета, рептилии почти все вымерли в конце мезозоя. Появились птицы и млекопитающие (яйцекладу­щие и сумчатые). Широко распространились голосеменные растения, особен­но хвойные. Появились покрытосеменные растения, но представленные толь­ко древесными формами. В морях господствовали костистые рыбы и голово­ногие моллюски.

Кайнозой (от 65 млн лет назад и до настоящего времени) — расцвет по­крытосеменных растений, насекомых, птиц, млекопитающих и появление че­ловека. Уже в середине кайнозоя имелись почти все основные группы предста­вителей всех царств живой природы. У покрытосеменных растений обра­зовались такие жизненные формы, как кустарники и травы. Появились степи, луга. Сформировались все основные типы природных биогеоценозов. С появ­лением человека и развитием общества создаются культурные флора и фауна, образуются агроценозы, села и города. Природа стала активно использоваться человеком для удовлетворения его потребностей. Различное воздействие чело­века на природу произвело в ней существенные изменения. Произошли боль­шие изменения в видовом составе органического мира, в окружающей среде и природе в целом.

История Земли характеризуется уникальным явлением: на основе хими­ческой эволюции в природе возникла живая материя, которая затем с помо­щью биологической эволюции достигла высокого уровня развития. В этом ис­торическом процессе развития жизни на Земле появилось огромное разнооб­разие биологических видов и различных биосистем, произошел человек и сформировалась биосфера с глобальным биологическим круговоротом ве­ществ. Эти события происходили на протяжении длительного времени в меня­ющихся условиях окружающей среды на планете. Процессы развития жизни продолжаются и в наше время.
№