Учебное пособие для студентов 1 курса краткий курс лекций по дисциплине Биология
 Скачать 170.5 Kb.
|
|
Эмбриологические – сходство начальных стадий эмбрионального развития животных. Морфологические – многие формы сочетают в себе признаки нескольких крупных систематических единиц. При изучении различных групп организмов становится очевидным, что по целому ряду особенностей они в основе сходны. Палеонтологические – ископаемые останки многих животных можно сравнивать между собой и обнаружить сходство. Биогеографические – распространение животных и растений по поверхности нашей планеты. Сравнение животного и растительного мира разных континентов, показывающие, что различия между их флорой и фауной тем больше, чем древнее и сильнее их изоляции друг от друга. Эволюционное учение Ч. Дарвина. Его основные положения и значение. Построение наиболее фундаментальной эволюционной концепции связано с именем английского ученого Чарльза Дарвина. Основные положения эволюционного учения Дарвина сводятся к следующему: Многообразие видов животных и растений – это результат исторического развития органического мира. Главные движущие силы эволюции – борьба за существование и естественный отбор. Материал для естественного отбора дает наследственная изменчивость. Стабильность вида обеспечивается наследственностью. Эволюция органического мира преимущественно шла по пути усложнения организации живых существ. Приспособленность организмов к условиям окружающей среды является результатом действия естественного отбора. Могут наследоваться как благоприятные, так и неблагоприятные изменения. Многообразие современных пород домашних животных и сортов с/х растений является результатом действия искусственного отбора. Эволюция человека связана с историческим развитием древних человекообразных обезьян. Эволюционное учение Ч. Дарвина можно рассматривать как переворот в области естествознания. Значение эволюционной теории заключается в следующем: Выявлены закономерности превращения одной органической формы в другую. Объяснены причины целесообразности органических форм. Открыт закон естественного отбора. Выяснена сущность искусственного отбора. Определены движущие силы эволюции. 3. Вид, критерии вида. Популяции. Вид – совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биологических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособившихся к определенным условиям жизни и занимающих в природе определенный ареал. Критерии для определения принадлежности к данному виду: Морфологический – главный критерий, основан на внешних различиях между видами животных или растений. Географический – вид обитает в пределах определенного пространства (ареала). Ареал – это географические границы распространения вида, размеры, форма и расположение в биосфере которого отлично от ареалов других видов. Экологический – характеризуется определенным типом питания, местом обитания, сроками размножения, т.е. занимает определенную экологическую нишу. Этологический – заключается в том, что поведение животных одних видов отличается от поведения других. Генетический – генетическая изоляция от других видов. Животные и растения разных видов почти никогда не скрещиваются между собой. Физиолого-биохимический – не может служить надежным способом разграничения видов, так как основные биохимические процессы протекают у сходных групп организмов одинаково. Популяция – совокупность особей одного вида, занимающих определенную территорию и обменивающихся генетическим материалом. Популяция не является полностью изолированной группой. Факторы среды, взаимодействие с другими популяциями может изменять численность популяции. 4. Видообразование. Видообразование – это сложнейший эволюционный процесс возникновения нового вида. Бывает двух типов: 1. Географическое (происходит очень медленно, сотни тысяч поколений) обострение борьбы за существование между особями вида расселение на новые территории (расширение ареала) географическая изоляция между популяциями 2. Экологическое (происходит быстро) обострение борьбы за существование между особями вида освоение новых условий обитания в пределах старого ареала экологическая изоляция между популяциями 3. Филетическое – весь вид в целом изменяется в ряду поколений, превращаясь в новый вид. 5. Борьба за существование и естественный отбор. Борьба за существование – сложные и многообразные взаимоотношения особей внутри вида, между видами и с неблагоприятными условиями неживой природы. Бывает трех видов: Внутривидовая – приводит к сохранению популяции и вида за счет гибели или неучастия в размножении наименее приспособленных особей данного вида. Межвидовая – приводит к победе более жизнеспособных особей или популяции одного вида над менее жизнеспособной особью или популяцией другого вида. Борьба с неблагоприятными условиями неживой природы – приводит к выживанию в изменившихся условиях неживой природы наиболее приспособленных особей, популяций и видов. Естественный отбор заключается в том, что в борьбе за существование сохраняются и оставляют потомство особи наиболее приспособленные и погибают менее приспособленные. Формы отбора: Движущий – обеспечивает приспособленность популяции и вида к однонаправленному изменению среды обитания. Стабилизирующий – обеспечивает сохранение приспособленности популяции к относительно стабильным условиям существования. Дизруптивный – обеспечивает адаптацию различных группировок особей в популяции к разным комплексам условий среды. В результате естественного отбора отбирается не какой-либо признак, а весь генотип в целом. 6. Приспособленность организмов – результат действия факторов эволюции. Относительный характер приспособленности. Адаптация – приспособленность к среде обитания. Формы приспособленности у животных: Покровительственная окраска и форма тела (маскировка). Предостерегающая окраска. Отпугивающее поведение. Мимикрия (внешнее сходство незащищенных животных с защищенными). Формы приспособленности у растений: Приспособления к повышенной сухости. Например: опушенность листа, накопление влаги в стебле (кактус, баобаб), превращение листьев в иголки Приспособления к повышенной влажности. Приспособленность к опылению насекомыми ( яркая, привлекающая окраска цветка, наличие нектара, запах). Приспособления к опылению ветром. Приспособленность организмов – относительная целесообразность строения и функций организма, являющаяся результатом естественного отбора, устраняющего неприспособленных в данных условиях существования особей. Соответствие физиологических функций организма условиям его обитания, их сложность и разнообразие также входит в понятие приспособленности. Для выживания организмов в борьбе за существование большое значение имеет приспособительное поведение. 7. Искусственный отбор и селекция. Искусственный отбор – метод селекции, осуществляемый человеком с целью создания пород животных и сортов растений. Селекция – наука, разрабатывающая теорию и методы выведения и улучшения пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов. Методы селекции, их суть: Массовый отбор – выделение группы особей, обладаемых желаемыми признаками (применяется многократно в ряду поколений). Индивидуальный отбор – выделение отдельных особей с желаемыми признаками. Наиболее применим для животных и самоопыляющихся растений. Межлинейная гибридизация – скрещивание двух чистых линий для получения гетерозиса (гетерозис – явление очень высокой плодовитости и жизнестойкости в первом гибридном поколении). Отдаленная гибридизация – скрещивание неблизкородственных форм и даже разных видов. Применяют для получения необычных комбинаций генов для последующего отбора. Полиплоидия – увеличение числа хромосомных наборов. Используют в селекции растений для повышения урожайности и преодоления бесплодия при межвидовом скрещивании. Клеточная инженерия – выращивание клеток вне организма (в культуре ткани). Позволяет проводить гибридизацию соматических (неполовых) клеток. Генетическая инженерия (искусственная перестройка генома). Позволяет встраивать в геном организма одного вида гены другого вида. 8. Образование новых видов. Макроэволюция. Макроэволюция – процесс образования новых семейств, отрядов, классов и типов, а также других надвидовых систематических единиц (таксономических групп живых существ). Доказательства макроэволюции: Эмбриологические – зародыши организмов многих систематических групп сходны между собой, причем, чем ближе организмы, тем до более поздней стадии развития сохраняется сходство зародышей. Палеонтологические – найдены ископаемые переходные формы между многими систематическими группами. Для некоторых видов построены филогенетические ряды – последовательности предков. Направление макроэволюции: Ароморфоз – приспособительное изменение общего значения, повышающее уровень организации и жизнеспособность особей, популяций видов. Усложнение организации приводит к возникновению новых крупных систематических групп. Идиоадаптация – частные приспособительные изменения, полезные в данной среде обитания и возникающие без изменения общего уровня организации. Обычно мелкие систематические группы – виды, роды, семейства – в процессе эволюции возникают путем идиоадаптации (различные формы тела рыб, оперение у птиц) Дегенерация – приспособительные изменения организмов, приобретаемые путем понижения уровня общей организации – упрощения строения и функций. Общая дегенерация не исключает процветания вида. 9. Возникновение жизни на Земле. I этап (А. И. Опарин) – образование органических веществ из неорганических, в водах первичного океана (>3,5 млрд. лет назад). II этап – образование из простых органических соединений в водах первичного океана белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот. III этап – образовались первые живые существа – пробионты, способные к самовоспроизведению. Период органической эволюции, в основе которой – изменчивость, наследственность, естественный отбор. Появились автотрофные растительные организмы, свободный кислород, органич. вещества, грибы и животные. Эры: Кайнозойская: Антропоген (человек), Неоген (млекопитающ. и птицы), Палеоген (насекомые, покрытосеменные). Мезозойская: Меловой (высш. млекопитающие, птицы), Юрский (пресмыкающиеся, археоптерикс), Триасовый (первые млекопит., костистые рыбы). Палеозойская: Пермский (пресмыкающиеся, голосеменные), Каменноугольный (земноводные, насекомые, папоротники), Девонский (щитковые, высш. споровые), Силурийский (трилобиты, псилофиты), Ордовикский, Кембрийский (морские беспозвоночные), Протерозойская (первичные хордовые). Архейская: следы жизни незначительны. 10. Эволюция человека. Доказательства происхождения человека от млекопитающих животных. Антропогенез – эволюция человека. Эволюционное отделение ветви, приведшей к появлению современных людей, произошло по разным данным, от 15 до 6 млн. лет назад. Человек разумный (Homo sapiens) – группа приматов (Карл Линней). Человек – существо биосоциальное антропогенез человека, определяется двумя группами факторов: биологическими и социальными. Систематическое положение человека: Тип Хордовые: в эмбриональном развитии закладывается хорда, нервная и кишечная трубки, жаберные щели. Подтип Позвоночные: две пары конечностей, позвоночник, головной мозг из 5-ти отделов, два уха, глаза, выросты мозга и т.д. Класс Млекопитающие: четырехкамерное сердце, левая дуга аорты, теплокровность, диафрагма, железы в коже, внутриутробное развитие зародыша, развитая кора больших полушарий головного мозга, три слуховые косточки и три отдела уха. Подкласс Плацентарные: образование плаценты. Отряд Приматы: четыре группы крови, бинокулярное зрение, относительно большая масса головного мозга, борозды и извилины коры, сложные формы поведения, широкая и плоская грудная клетка, противопоставление большого пальца остальным, общие болезни и паразиты, сходство кариотипов. Родства человека и животных – рудименты и атавизмы. Рудименты – органы или части организма, утратившие в процессе эволюции свои первоначальные функции, имеющиеся у всех особей данного биологического вида (копчик и идущие к нему мышцы, околоушные мышцы, зубы мудрости, остаток мигательной перепонки во внутреннем углу глаза, аппендикс). Атавизмы – это черты предковых форм, проявившиеся у отдельных особей (густая шерсть на лице, наличие хвоста, многососковость, сильно развитые клыки). Итоги эволюции человека: прямохождение, изменение таза, облегчение челюстного аппарата, освобождение рук, противопоставление большого пальца на руке остальным, изготовление орудий труда, сплочение членов общества, звуковая сигнализация, речь, развитие головного мозга, абстрактное мышление, искусственная среда существования. 11. Движущие силы эволюции человека. Биологические и социальные факторы эволюции. Основные стадии эволюции человека. Развитие человека: прямохождение, увеличение объема мозга и усложнение его организации, развитие руки, удлинение периода роста и развития. Развитая рука орудия труда преимущества над животными. Добыча огня индивидуальное поведение речь-фактор ускоренное развитие увеличение объема мозга. Речь общество, разделению обязанностей между его членами. Факторы антропогенеза человека: биологические и социальные. Биологические факторы – наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор, а также мутационный процесс. Морфологические изменения обезьяноподобного предка – антропоморфозы. Социальные факторы (ведущую роль) - трудовая деятельность, общественный образ жизни, развитие речи и мышления. Парапитеки дриопитеки австралопитеки питекантроп синантроп неандерталец кроманьонец современный человек. У человека и современных человекообразных обезьян был общий предок развитие по пути дивергенции (расхождения признаков, накопления различий) в связи с приспособлением к конкретным и различным условиям существования. ДРИОПИТЕК (25 млн. лет назад) значительно мельче человека (рост около 110 см); вел преимущественно древесный образ жизни; вероятно, манипулировал предметами; орудия труда отсутствуют. СОВРЕМЕННЫЙ ЧЕЛОВЕК Живет в настоящее время на всех материках Биологические признаки: рост 160–190 см; объем мозга около 1600 см3; наличие разных рас Социальные признаки: сложные орудия труда; высокие достижения в науке, технике, искусстве, образовании. ЭКОЛОГИЯ 1. Основы экологии. Экологические факторы. Экология – наука о закономерностях взаимоотношений организмов (популяций, видов, сообществ) между собой и со средой обитания (Э. Геккель, 1869 г.). Популяция – группа особей одного вида, занимающая определенную территорию и, обычно, в той или иной степени изолированная от других сходных групп. Сообщество – любая группа организмов различных видов, обитающих на одной площади и взаимодействующих друг с другом посредством трофических или пространственных связей. Экосистема – это сообщество организмов с окружающей их средой, взаимодействующих между собой и образующих экологическую единицу. Подходы в изучении экосистем: Экосистемный подход: поток энергии и круговорот веществ в экосистеме. Изучение сообществ. Популяционный подход. Изучение местообитаний. Методы исследований: наблюдение, эксперимент, учет численности популяции, метод моделирования. Задачи: искусственная регуляция численности видов; изучение взаимоотношения организмов, популяций, видов между собой; изучение закономерностей действия факторов неживой природы на организм; решение проблемы охраны природы; создание эффективной агротехники выращивания с/х культур; изучение проявлений борьбы за существование в популяциях. Группы факторов: абиотические Эдафические факторы (структура почвы и ее химический состав) Климатические факторы (свет, температура, влажность и ветер) Процессы, протекающие в экосистемах с участием солнечной радиации (света): фотосинтез, транспирация, фотопериодизм, движение, зрение у животных, синтез витамина D у человека, разрушительное действие (радиация). Приспособления к недостаточной влажности у растений и животных: уменьшения потери воды, увеличение поглощения воды, запасание воды, «уклонение» от проблемы. биотические – это факторы, связанные с взаимным влиянием организмов друг на друга. антропогенные – данная группа факторов относится ко всякого рода воздействиям на экосистемы человека. Воздействие – непосредственное и опосредованное. Интенсивность действия на организм: оптимальная (благоприятная), максимальная и минимальная (неблагоприятная). 2. Биогеоценоз как экологическая система, его звенья, связи между ними. Саморегуляция в биогеоценозе. Многообразие видов, их приспособленность к совместному обитанию. |