Факторы эволюции

Фактор	Характеристика	Классификация

Задание 6. ^* Изучить формы эволюции (прил. 6).

Обсудить следующие вопросы: 1. Дать формулировку понятия «вид»? 2. Какие возможны критерии для выделения вида? Какой критерий является основным? 3. Какие факторы убыстряют процесс видообразования? 4. Когда можно говорить о возникновении адаптации у популяции или вида? 5. Приводит ли появление новой адаптации к новому виду. Ответ обосновать. 6. Привести примеры адаптаций.

Записать факторы микроэволюции и изобразить в виде схемы процесс видообразования, приняв за исходное положение позицию А – уровень исходного единого вида.

Задание 7. ^* Изучить закономерности эволюции (прил. 7).

Самостоятельно записать примеры типичных смен путей эволюции.

Установите соответствие между ароморфозом в истории жизни и сопутствующим ему эволюционным изменением: 1) фотосинтез, 2) возникновение многоклеточности, 3) появление эукариот.

- развитие более совершенного механизма клеточного деления;

- дифференциация функций целостного организма;

- автотрофное питание.

Задание 8.^* Изучить основные положения о мутациях как источнике изменчивости в популяциях, их типы и основные эволюционные характеристики. Записать в тетрадь (прил. 8).

Мутации –

Мутации

Задание 9.^* Укажите положения, которые соответствуют наследственной (мутационной) и ненаследственной (модификационной) изменчивости:

1) степень выраженности изменений в фенотипе зависит от силы и продолжительности действия факторов, их вызывающих;

2) изменения носят приспособительный характер;

3) изменения передаются по наследству;

4) формирование изменений сопровождается изменением генотипа.

Задание 10.^* Изучить место человека в системе животного мира (прил. 9).

Записать систематическое положение Человека разумного.

Задание 11.^* Изучить особенности и единство современных рас (прил. 10).

Ответьте на следующие вопросы:

1. Перечислить адаптивные расовые признаки:

2. Доказать несостоятельность теории расизма.

Приложение 1

Жизнь на Земле представлена индивидами, имеющими определенную структуру и входящими в состав более сложных сообществ. В соответствии с этим выделяют несколько уровней организации живой материи.

1. Молекулярный. Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, проявляется на уровне функционирования биологических макромолекул – биополимеров: нуклеиновых кислот (отдельных участков ДНК – генов), белков, полисахаридов и др. Молекулярный уровень составляет предмет моле­кулярной биологии, изучающей строе­ние белков, их функции как ферментов или элементов цитоскелета, роль нуклеи­новых кислот в хранении, репликации и реа­лизации генетической информации, т.е. про­цессы синтеза ДНК, РНК и белков. На этом уровне достигнуты большие практические успехи в области биотехнологии, генной инженерии, биохимии, хромосомной теории наследственности.

2. Клеточный. Клетка является элементарной структурной и функ­циональной единицей жизни. Биология клетки (цитология) – один из основных раз­делов современной биологии, включает пробле­мы морфологической организации клетки, специализации клеток в ходе развития, функций клеточной мембраны, механиз­мов и регуляции деления клетки. Эти проблемы имеют особенно важное зна­чение для медицины, в частности, состав­ляя научную основу решения проблемы рака.

3. Органо-тканевый. На этом уровне изучаются особенно­сти строения и функционирования отдельных органов и составляющих их тканей. Ткань представляет собой совокупность сходных по строению клеток, объединенных выполне­нием общей функции. Органы – это структурно-функцио­нальные объединения нескольких типов тканей. Важным аспектом гистологии – науки изучающей ткани – является разработка методов культуры ткани растений, животных и человека.

4. Организменный (онтогенетический). Организм – сложноустроенная дискретная единица жизни. Многоклеточный организм пред­ставляет собой целостную систему органов, специализированных для выполнения различных функций. На этом уровне изучают особь и свойственные ей как целому черты строения, физиологические процессы, в т.ч. дифференцировку, механизмы адаптации, регуляции и поведения. Причины развития организма в онтогенезе является предметом изучения эмбриологии, биохимии, генетики. Важной проблемой, решаемой на этом уровне, является выявление механизмов регуляции внутриклеточных процессов, функций клетки и включения генов в процессе клеточной дифференцировки.

5. Популяционно-видовой. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования. Если вид представляет собой единицу систематики живых существ, то популяция является элементарной единицей эволюции. Целостность популяции обеспечивается взаимодействием особей в популяциях и воссоздается через обмен генетическим материалом в процессе полового размножения. В тоже время популяции представляют собой генетически открытые системы, так как особи из разных популяций иногда скрещиваются и популяции обмениваются генетической информацией. На популяционно-видовом уровне изучают факторы, влияющие на численность популяций, проблемы сохранения исчезающих видов, динамики генетического состава популяций, действие факторов микроэволюции и т.д. Для хозяйственной деятельности человека важны такие проблемы популяционной биологии, как контроль численности видов, наносящих ущерб хозяйству, поддержание опти­мальной численности эксплуатируемых и охраняемых популяций.

6. Биогеоценотический. Биогеоценоз – совокупность организмов разных видов и различной сложности орга­низации со всеми факторами среды их обитания. Близкое к биогеоценозу понятие «экосистема» – совокупность совместно обитающих организмов и неорганических компонентов окружающей среды, в которой может осуществляться круговорот веществ. На биогеоценотическом и биоценотическом уровнях ведущими являются проблемы взаимоотношений организмов в биоценозах, условия, определяющие их численность и продуктивность биоценозов, устойчивость последних и роль влияний человека на сохранение биоценозов и их комплексов. Раздел биологии, изучающий экологические системы (биогеоценозы) называется биогеоценология (основатель – В.Н. Сукачев).

7. Биосферный. Биосфера – система высшего поряд­ка, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходят круговорот вещества и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле. Живые организмы являются важнейшей биохимической силой, преобразующей земную кору. Живое вещество определяет состав атмосферы, осадочных пород, почвы, гидросферы. На биосферном уровне современная биология решает глобальные проблемы, например, определение интенсивности образования свободного кислорода растительным покровом Земли или изменения концентрации углекислого газа в атмосфере, связанного с деятельностью человека. Учение о биосфере создал В.И. Вернадский.

Разделение живой материи и проблем биологии по уровням организации хотя и отражает объективную реальность, но в то же время является условным, т.к. почти все конкретные задачи биологии касаются одновременно несколько уровней, а нередко и всех сразу.

Приложение 2

Биосфера – это общепланетарная оболочка. Та часть Земли, где существует или существовала жизнь и которая подвергается или подвергалась ее воздействию. Размножение, рост, обмен веществ и активность живых организмов за миллиарды лет полностью преобразовали Землю. В ходе обмена веществ живые существа постоянно перераспределяют химические элементы в природе, меняя, таким образом, химизм биосферы. Фотосинтезирующие организмы связали и превратили в химическую работу огромное количество солнечной энергии. Ежегодно растения фиксируют до 10¹⁰ кДж энергии солнечной радиации и образуют до 100 млрд т органических веществ. Поглощая углекислый газ и выделяя кислород, живые организмы тем самым осуществляют глобальную газовую функцию живого вещества в биосфере. Растения усваивают из атмосферы до 170 млрд т углекислого газа и разлагают до 130 млрд т воды, выделяя до 115 млрд т свободного кислорода. Часть биологической продукции вышла из глобального круговорота, сформировав залежи угля и других ископаемых органических веществ – нефти, торфа и др. За счет фотосинтеза накоплен кислород в атмосфере и гидросфере. В атмосфере ранней Земли преобладали другие газы: водород, метан, аммиак, углекислый газ. Под действием ультрафиолетового излучения из молекул кислорода в атмосфере сформировался озоновый экран. Благодаря способности живых существ избирательно поглощать и накапливать в себе отдельные элементы возникли многие горные породы на Земле. Жизнью создан на поверхности суши почвенный слой. Живые организмы играют большую роль в разрушении и выветривании горных пород на суше. Благодаря растительности изменился климат Земли. Наконец, живые организмы создают в биосфере круговороты важнейших биогенных элементов, которые попеременно переходят из живого вещества в неорганическую материю. Спецификой биогенной миграции атомов является более быстрый перенос веществ, чем в неживой природе, а также то, что в ходе миграции элементы взаимодействуют друг с другом, образуя сложные химические соединения. Совершая гигантский биологический круговорот веществ в биосфере, жизнь поддерживает стабильные условия для своего существования.

Приложение 3

Понятие эволюция означает постепенный, закономерный переход из одного состояния в другое.

Биологическая эволюция – самопроизвольное, необратимое, направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованиями биогеоценозов и биосферы в целом.

Результатом биологической эволюции всегда является соответствие развивающейся живой системы условиям ее существования.

Основные исторические этапы формирования эволюционного учения.

Идея эволюции прослеживается в трудах древних материалистов Индии, Китая, Месопотамии, Египта, Греции. Еще в начале I тысячелетия до н.э. в Индии существовали школы чарваков и санкхья, которые отстаивали идеи развития материального мира из «праматерии».

В Китае за 2 тыс. лет до н.э. проводилась селекция крупного рогатого скота, лошадей и декоративных растений. Были распространены учения о возможности превращения одних живых существ в другие в процессе эволюции.

У Аристотеля (IV в. до н.э.) уже встречается стройная система взглядов о развитии живой природы, основанная на знании общего плана строения животных.

В Средние века изучение природы было фактически запрещено. Ученые и древние книги были уничтожены.

В эпоху Возрождения и Просвещения (XV – XVIII вв.) вновь получают распространение сочинения античных натуралистов, быстро растут знания о многообразии органического мира. Идеи эволюции заложены в трудах Г. Лейбница, Ж. Бюффона, Д. Дидро, М.В. Ломоносова и др.

В это время происходит интенсивное накопление естественнонаучного материала. Ж.Б. Ламарк создает первое стройное эволюционное учение. Эволюционные взгляды Ж. Ламарка были слабо аргументированы фактическим материалом.

В XIX в. происходит самое значительное событие в истории развития эволюционной мысли. Ч. Дарвин формулирует в 1842 – 1853 гг. теорию эволюции. Заслуга Ч. Дарвина состоит в том, что объяснил процесс развития и становления видов, вскрыл механизм эволюции. Именно это и превратило эволюционное учение в теорию. Стержнем этой теории является представление о ведущей роли естественного отбора.

Широкое распространение эволюционных идей в биологии вызвало появление новых направлений целых дисциплин: эволюционная палеонтология, экология, биоценология, эволюционная эмбриология и др. Эволюционный подход становится основой и методом специальных дисциплин – это, так называемый, «романтический» период развития дарвинизма.

Несмотря на признание дарвинизма большинством биологов, многие ведущие зоологи и палеонтологи принимали учение об эволюции путем естественного отбора с оговорками, либо выдвигали серьезные возражения. Критика особенно усилилась в период первых успехов генетики. Этот период условно назван периодом «отрицания», когда особая роль отводилась крупным мутациям, вызывающим скачкообразное видообразование.

1926 г. стал началом современного синтеза генетики и классического дарвинизма, приведшего к появлению неодарвинизма. Генетика позволила проанализировать основные моменты протекания эволюционного процесса от появления нового признака в популяции до возникновения нового вида. Большую роль в этом сыграли труды таких ученых как Т.Г. Морган, С.С. Четвериков, Н.В. Тимофеев-Ресовский, И.И. Шмальгаузен.

Приложение 4

Дата добавления: 2015-05-08