Тема 27. Эволюция
 Скачать 1.42 Mb.
|
|
Тема 27. Эволюция. Предпосылки к созданию эволюционной теории. К. Линней начал классифицировать виды, создал бинарную номенклатуру (название любого вида состоит из 2х слов, например, Лиственница сибирская). Ж. Б. Ламарк создал первую эволюционную теорию. Его + был в том, что он первым признал «историческую изменяемость видов». Минус в том, что неверно определил движущие силы эволюции (стремление организмов к «совершенствованию» путём «упражнений органов»), а также придерживался теории самозарождение жизни. Ч. Дарвин (совместно с Уоллесом) создатель общепризнанной теории эволюции. - написал классический труд «Происхождение видов путём естественного отбора» -5 лет провёл в кругосветном путешествии натуралистом на корабле «Бигль» -разработал концепцию искусственного отбора в селекции I. Естественный отбор. Главная(!) сила, направляющий фактор эволюции Играет творческую роль, т.е. сохраняет признаки полезные для организмов, способствуя возникновению новых видов Формы естественного отбора. 1. Движущая. Единственная форма, которую выделял Дарвин (остальные относятся к СТЭ-синтетической теории эволюции). Действует в новых условиях среды. Сохраняет особей с крайним значением признака, увеличивает гетерозиготность популяции, способствуя образованию новых видов в природе (например, индустриальный меланизм насекомых, устойчивость бактерий к антибиотикам, возникновение насекомых, не чувствительных к ядохимикатам, появление длинной шеи у жирафа и проч., где возникает любой новый признак). 2. Стабилизирующая. Действует в постоянных условиях среды. Сохраняет особей со средним значением признака. Отклонения от нормы уничтожаются отбором (например, сохранение признаков современного человека, средний размер ушей зайцев, средняя длина крыльев у стрижей и хвоста у павлина и т.д.) 3. Дизруптивный, или разрывающий отбор. Частный вариант движущего отбора, при которой образуется не одна, а несколько новых норм реакции признака. То есть отбор также уничтожает особей со средним значением и благоприятствует сохранению сразу двух форм нового признака (например, погремок луговой, который из-за деятельности человека стал зацветать до или после сенокоса, чтобы успеть оставить семена; существование либо крылатых, либо бескрылых муравьёв и т.п.). II. Борьба за существование. внутривидовая межвидовая с неблагопристными условиями среды - самая острая! - паразит/хозяин (пожары, холода…) - например: борьба павианов за - хищник/жертва главенствующую роль - например: выбрасывание кукушонком других птенцов из гнезда III. Наследственная изменчивость (по Дарвину – неопределённая). Предоставляет материал для естественного отбора и эволюции. 1. Мутационная изменчивость (↑ роль играют именно рецессивные мутации, которые составляют скрытый резерв наследственной изменчивости) 2. Комбинативная изменчивость (проявляется при половом размножении; в основе – мейоз, случайная встреча гамет) Приспособленность организмов к среде обитания с помощью определённой формы тела и покровительственной окраски. 1. Маскировка 2. Предостерегающая (яркая) окраска предупреждает хищника о несъедобности. 3. Расчленяющая окраска (чередование полос на теле зебры сбивает хищника с толку, трудно определить, где кончается одно животное и начинается другое. Чередование полос в саванне выглядит как мелькание тени и света. Но, как и любое приспособление, такая окраска носит относительный характер, так как если лето будет дождливым – среди зелени зебра станет более заметной для хищников. 4. Мимикрия – подражание незащищённого съедобного вида защищённому. Пример: муха-пчеловидка создаёт иллюзию того, что ядовита, как пчела. бабочка листовидка муха пчела современная доработанная эволюционная теория. ЭВОЛЮЦИЯ микро- макроэволюция - происходит постоянно, - длительный процесс, приводит к приводит к появлению новых видов появлению надвидовых единиц: классов, типов Элементарной единицей эволюции является популяция. Популяция обладает своими экологическими характеристиками: возрастной состав, численность особей, рождаемость, смертность, плотность популяции – число особей на единицу площади (км 2 ). Для идеальных популяций действует закон Харди-Вайнберга: соотношение генотипов доминантных гомозигот АА (25%), гетерозигот Аа (50%) и рецессивных гомозигот аа (25%) в популяцииостаётся постоянным. Характеристики идеальной популяции: o большая численность особей o отсутствие мутаций в природе таких популяций o отсутствие миграции особей не существует o отсутствие естественного отбора Все популяции вместе образуют вид. Критерии вида 1) Генетический. Главный критерий. Вид обладает своим генофондом (совокупность всех генов данного вида), определёнными генетическими сочетаниями, фиксированным набором хромосом. Соматические клетки камышового кота содержат 38 хромосом. 2) Морфологический. Сходство внешнего и внутреннего строения всех особей вида. На ушах камышового кота небольшие кисточки. 3) Географический. Любой вид обладает ареалом – общей территорией. Камышовый кот распространён от Передней Азии до Юго-Западного Китая. 4) Экологический. Особи одного вида ведут сходный образ жизни (особенности питания, местообитания) Камышовый кот хорошо приспособлен к существованию в густых зарослях тростника. 5) Физиологический. Характеризует сходные процессы жизнедеятельности у всех особей одного вида. Беременность у самок камышового кота длится 66 дней. 6) Биохимический. Для всех особей одного вида характерен схожий состав химических веществ. Уровень глюкозы крови камышового кота не превышает 2 г/л. 7) Этологический. Особи одного вида характеризуются одинаковым поведением Март для камышовых котов сопровождается обычными для кошек громкими криками самцов. 8) Исторический. Общность предков, единая история возникновения и развития вида. Камышовый кот – хищное млекопитающее из семейства кошачьих. Принадлежность особей к одному виду можно определить только на основании анализа ВСЕХ критериев вида. В природе существуют виды-двойники. Эти организмы совершенно не отличимы внешне, однако относятся к разным видам и не могут скрещиваться и давать потомство, вследствие неодинакового количества хромосом в кариотипе. Поэтому определяющим критерием для них будет именно генетический! Факторы эволюции. 1) Естественный отбор, борьба за существование, мутации 2) Популяционные волны (волны жизни) – закономерные колебания численности особей в популяциях. Причина: ограниченность природных ресурсов Лежит в основе саморегуляции численности популяций. 3) Дрейф генов – случайное изменение частот аллелей в популяции. Возможен эффект родоначальника. 4) Изоляция – преграда для свободного скрещивания между популяциями одного вида. географическая – территориальное разделение ареала преградой (например, наводнение, горы..) репродуктивная (биологическая) – невозможность скрещивания из-за других причин, например, изменения в поведении, физиологических процессах и т.д. Видообразование географическое (аллопатрическое) экологическое (симпатрическое) (из-за разделения ареала) ( в условиях стабильного ареала) Например: образование лиственницы даурской Например: популяции севанской форели в результате расширения ареала лиственницы сибирской с разными сроками нереста Направления эволюции 1. Биологический прогресс – процветание вида (↑ численности особей, популяций, повышение биоразнообразия, расширение ареала, усиление приспособленности вида). Например: паразиты, насекомые, цветковые растения, голуби. НЕ зависит от заботы о потомстве. 2. Биологический регресс – вымирание вида (↓ численности особей и популяций, сужение ареала). Например: снежный барс, тигр, слоны, лошадь Пржевальского. Пути достижения видами биологического прогресса 1) Идиоадаптация – мелкие частные приспособления к определённым условиям среды (форма тела у ската, колючки кактуса). Приводит к появлению новых видов, родов, семейств (небольших единиц). 2) Ароморфоз – крупное принципиальное изменение в строение организмов (теплокровность, половое размножение, перья птиц, хитиновый скелет членистоногих). Приводит к возникновению новых крупных таксономических единиц: типов, отделов, классов. 3) Дегенерация – упрощение в строении, возникшее в связи с паразитическим/сидячим образом жизни (отсутствие нервной системы у паразитических червей, отсутствие корня у повилики). Доказательства эволюции 1. Палеонтологические. останки, отпечатки, найденные в ходе археологических раскопок; переходные формы (промежуточные звенья между двумя классами организмов, например, археоптерикс – переходный организм между птицами и ящерами); филогенетические ряды – последовательность всех предков одного вида; реликтовые виды –древние организмы, являющиеся пережитками прошлого (латимерия, варан) 2. Эмбриологические. Зародышевое сходство видов Закон Карла Бэра - сходство зародышей разных организмов в пределах одного типа на ранних этапах эмбриогенеза. Закон Геккеля-Мюллера (закон рекапитуляции, или биогенетический закон) – онтогенез есть краткое повторение филогенеза, т.е. каждый организм в своём эмбриональном развитии проходит все стадии развития своих предков, например, у человека на ранних этапах эмбриогенеза есть хвост, жабры и т.д. 1) Приспособленность организмов 2) Многообразие организмов 3) Усложнение организмов 3. Сравнительно-анатомические. Сходство в анатомическом строении разных видов. Сюда относятся рудименты – органы, имеющиеся у организмов, но утратившие своё функциональное значение в ходе эволюции (волосяной покров человека, зубы мудрости, третье веко, аппендикс, тазовый пояс кита) и атавизмы – органы, не характерные для вида, но имеющиеся у его предков. 4. Биохимические. Сходство в химическом составе у разных организмов. Например, всё живое от вирусов до млекопитающих содержит в своём составе белки. 5. Биогеографические. Сходство флоры и фауны на разных материках. Эндемики – виды, живущие только на определённой территории (коала, кенгуру) Космополиты – виды, распространённые по всему земному шару (крапива, человек) Результаты эволюции (то, к чему стремится эволюция) ! Механизмы эволюционного процесса Дивергенция (истинное видообразование по Дарвину) расхождение признаков у родственных видов (например, 14 видов вьюрков на Галапагосских островах, различающихся только строением клюва из-за различной пищи, которой они питаются). Конвергенция – схождение признаков у неродственных видов в связи с обитанием в сходных условиях среды. Органы, формирующиеся у родственных видов в результате дивергенции, называются гомологичными (глаз кошки и слона, рука шимпанзе и человека, крыло бабочки и стрекозы, перо птицы и чешуя ящерицы (из эпидермиса) ) Органы, формирующиеся у разных видов в результате конвергенции, называются аналогичными (ковшеобразные конечности крота и медведки, обтекаемая форма тела у дельфина и акулы, крыло жука и птицы, глаз человека и осьминога, усики гороха – видоизменённые листья и усики винограда – видоизменённые соцветия, т.е. имеют разное происхождение, поэтому являются аналогами) конечности позвоночных |