Образование новых родов, семейств и далее более меньших таксонов носит название
Изменчивость — разнообразие признаков среди представителей данного вида, а также свойство потомков приобретать отличия от родительских форм.
Палеонтологические доказательства макроэволюции
Палеонтология — научная дисциплина, исследующая ископаемые организмы, условия их жизни и захоронения.
Из курса зоологии известно, что усложнение строения отрядов позвоночных животных шло так: рыбы, земноводные, рептилии, птицы, млекопитающие. Об этом говорят, например, их анатомические свойства. Взять то же самое строение сердца и кровеносной системы. У рыб сердце двухкамерное,
Ихтиостег
Археоптерикс
Вид — группа особей, сходных по морфолого-анатомическим, физиолого-экологическим, биохимическим и генетическим признакам, занимающих естественный ареал, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.
Эмбриологические доказательства макроэволюции
Эмбриональное развитие организмов, принадлежащих к различным классам позвоночных: А — рыба; Б — саламандра; В — черепаха; Г — птица; Д — заяц; Е — человек
Задание EB1621 Установите соответствие между примерами и доказательствами эволюции: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
А) гомологичные органы
Б) ископаемые переходные формы
Г) единство плана строения тела позвоночных
Сравнительно-анатомический доказательства эволюции основаны на морфологических признаках сравниваемых объектов.
Палеонтологический доказательства – на ископаемых остатках.
Гомологичные органы — органы, сходные между собой по строению, происхождению, но выполняющие разные функции, результат дивергенции.
Гомологичные органы — органы, сходные между собой по строению, происхождению, но выполняющие разные функции, результат дивергенции.
Ископаемые переходные формы – палеонтологическое доказательство. К таким относят, например, археоптерикса – переходная форма между рептилиями и птицами.
Атавизмы – признаки, которые были у предков. В ходе эволюции эти признаки были утрачены, однако они могут проявиться у отдельных особей. Примерами атавизмов являются многососковость, развитый хвост, полностью покрытое волосами лицо.
Единство плана строения позвоночных – сравнительно-анатомическое доказательство.
(1)Появление лёгких у земноводных в процессе эволюции дало им возможность выйти на сушу. (2)Также при выходе земноводных на сушу важную роль сыграли пятипалые конечности рычажного типа. (3)У квакш, ведущих древесный образ жизни, на кончиках пальцев находятся присоски, с помощью которых квакши могут прилипать к любым поверхностям. (4)С помощью эластичных перепонок на пальцах некоторые виды квакш могут планировать на расстояние до двух метров. (5)Благодаря направлению глаз вперёд квакши совершают безошибочные прыжки до добычи или соседней ветки. (6)Кровеносная система квакш, как и всех земноводных, содержит трёхкамерное сердце и два круга кровообращения.
Появление легких у земноводных – это
Пятипалые конечности рычажного типа позволили земноводным перемещаться по суше, это тоже ароморфоз.
Присоски и перепонки у квакш –
Направленные вперед глаза квакш – идиоадаптация, это не повлияло на общий уровень организации, просто так эффективнее охотиться.
Изменения в кровеносной системе – ароморфоз. До земноводных, у рыб, сердце было двухкамерное,
Задание EB2018D Проанализируйте таблицу «Пути эволюции». Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины и понятия, приведённые в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин или соответствующее понятие из предложенного списка.
Характеристика
Примеры признаков у организмов
Ароморфоз
___________(Б)
Появление головного мозга у рыб
__________(А)
Упрощение уровня организации, утрата отдельных органов
Утрата пищеварительной системы у ленточных червей
Идиоадаптация
Частные приспособления к условиям среды
Список терминов и понятий:
Упрощение уровня организации, утрата отдельных органов – общая дегенерация, 2).
Ароморфоз — крупные изменения в строении, повышение уровня организации,4).
Идиодаптации — отсутствие конечностей у змей, т.к утрата органов не приводит к снижению уровня организации, а также к паразитическому или малоподвижному образу жизни, 5).
Задание EB1618D Установите соответствие между животными и группами организмов: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ЖИВОТНЫЕ
ГРУППЫ ОРГАНИЗМОВ
Д) морские черепахи
Первичноводные — водные животные, у которых все предки жили в воде.
Вторичноводные — водные животные, предки которых жили на суше.
Все предки моллюсков жили в воде, следовательно, кальмар – первичноводное животное.
Ихтиозавры – вымершее морское пресмыкающиеся, то есть рептилия, вернувшаяся в воду, вторичноводное животное.
Тюлени и дельфины – морские млекопитающие, млекопитающие обитают на суше, а эти вернулись в воду, значит, они вторичноводные животные.
Морские черепахи – рептилии, которые вернулись в воду, но яйца откладывают на суше. Вторичноводные животные.
Акулы – хрящевые рыбы, все предки рыб обитали в воде, первичноводные животные.
Задание EB1619t Установите соответствие между признаками макроэволюции и микроэволюции: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРИЗНАКИ
ТИП ЭВОЛЮЦИИ
А) перестройка структуры популяций
Б) на процесс влияют дегенерации
В) эволюция в пределах вида
Г) важную роль играют популяционные волны
Д) формирование надвидовых групп
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
На уровне до вида происходит микроэволюция, а выше вида — макроэволюция. Значит, А), В) и Г) — 2; Д) — 1.
Ароморфозы и дегенерации – крупные изменения, влияющие на положение вида в системе, поэтому это макроэволюция.
По эволюционному порядку мы знаем, что вначале идут рыбы, потом амфибии, потом рептилии, потом птицы и млекопитающие. В этом задании необходимо сопоставить наши знания с вариантами.
Первыми будут панцирные рыбы.
Затем стегоцефал – промежуточное звено между амфибиями и рептилиями.
Далее динозавры, как предки современных рептилий.
Остались варианты 2) появление приматов и 4) появление питекантропов. Так как предки человека – приматы, то и в очереди они будут стоять раньше.
Используя фрагмент «Геохронологической таблицы», определите, в какой эре и каком периоде обитал данный организм?
Это животное учёные считают переходной формой. Назовите классы, к которым можно отнести изображённое животное. Какие черты внешнего строения позволяют отнести его к этим классам?
Для того, чтобы ответить на вопросы необходимо воспользоваться соответствующими колонками Геохронологической таблицы и произвести элементарные математические подсчеты.
Эра: указан период обитания археоптерикса: 150—147 млн лет назад. Производим вычисления с помощью второй колонки, в которой указано начало периодов. Мезозойская начало 230 млн лет назад, а Кайнозойская 67 млн лет назад. Значит, Археоптерикс жил в Мезозойскую эру.
Период: берем начало эры 230 млн лет назад вычитаем продолжительность Периодов, — Триасовый 230-35=195 млн лет назад;
минус Юрский 195-58=137 млн лет назад. Получается что Археоптерикс жил в Юрском периоде.
Предка определяем по 4 колонке (или пользуемся своими знаниями).
Задание EB23017 Установите соответствие между примерами и методами изучения эволюции: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРИМЕР
МЕТОД
А) отпечаток семенного папоротника в пластах каменного угля
Б) сходство зародышевого развития хордовых на ранних этапах развития
В) рудимент тазового пояса питона
Г) появление развитого хвостового отдела позвоночника у человека
Д) филогенетический ряд моллюсков
Е) окаменелость белемнита
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Посмотрим на методы:
Сравнительно-анатомический. Сравнение и изучение строения.
Эмбриологический — сравнение и изучение эмбрионов.
Палеонтология — изучение ископаемых остатков и их отпечатков.
Г) Хвостовой отдел позвоночника — анатомия. 1)
Д) Филогенетический ряд-палеонтология. 3)
Филогенетические ряды − ряды видов, последовательно сменявших друг друга в процессе эволюции различных групп животных и растений.
Макроэволюция. Доказательства эволюции. Направления и пути эволюции. Происхождение человека.
Макроэволюция
Макроэволюция — эволюция надвидовых таксонов, в результате которой формируются более крупные систематические группы. В её основе лежат те же эволюционные факторы, что и в основе микроэволюции. Важными процессами макроэволюции являются дивергенция и конвергенция.
Дивергенция и конвергенция
Процесс
Характеристика
Примеры
Дивергенция
Расхождение признаков в ходе эволюции у родственных групп, развивающихся в разнородных условиях. Она приводит к разделению вида на популяции, рода на виды, семейства на роды и т. д. Дивергенция увеличивает разнообразие форм жизни.
Разные породы собак, расы человека, разные классы типа Хордовые.
Конвергенция
Схождение признаков в ходе эволюции у неродственных групп, развивающихся в схожих условиях.
Акулы, ихтиозавры и дельфины имеют внешнее сходство, но принадлежат к разным систематическим группам — рыбам, пресмыкающимся и млекопитающим соответственно.
В результате дивергенции формируются гомологичные органы, в процессе конвергенции — аналогичные. Гомологичные и аналогичные органы
Органы
Характеристика
Примеры
Гомологичные
Органы, имеющие единое происхождение независимо от выполняемых функций. Формируются в результате дивергенции.
Конечности позвоночных; видоизменения корня, стебля и листьев у растений.
Аналогичные
Органы, выполняющие одинаковые функции и имеющие внешнее сходство, но различные по происхождению. Образуются в результате конвергенции.
Жабры рака и рыбы, крыло птицы и бабочки, роющие конечности крота и медведки.
Главные направления эволюции
Отечественные учёные А. Н. Северцов и И. И. Шмальгаузен установили главные направления эволюции (биологический прогресс и биологический регресс) и главные пути эволюции (ароморфозы, идиоадаптации и дегенерации). Ароморфозы, идиоадаптации и дегенерации относят к биологическому прогрессу.
Направление
Характеристика
Примеры
Биологический прогресс
Увеличение численности особей данной систематической группы, расширение ареала, расширение видового разнообразия внутри группы (популяций и подвидов внутри вида, видов в роде и т. п.). Биологический прогресс означает победу вида или другой систематической группы в борьбе за существование. Биологический прогресс является следствием хорошей приспособленности организмов к условиям окружающей среды.
В настоящее время прогрессируют многие группы насекомых, костистых рыб, цветковых растений и др.
Биологический регресс
Уменьшение численности особей данной систематической группы, сужение ареала, сокращение видового разнообразия внутри группы. Биологический регресс означает отставание вида или другой систематической группы в темпах эволюции от скорости изменений условий окружающей среды. Биологический регресс может привести к вымиранию группы.
Исчезли древовидные плауны и хвощи, древние папоротники, большинство древних земноводных и пресмыкающихся. Регрессирующим является род выхухолей, семейство гинкговых и др.
Деятельность человека является мощным фактором биологического прогресса одних видов (одомашненных животных, культурных растений, сорняков, вредителей и паразитов, болезнетворных микробов) и биологического регресса других видов (сокращается численность и сужается ареал соболя, на грани вымирания находится уссурийский тигр). Причина их вымирания заключается в том, что под влиянием хозяйственной деятельности человека среда обитания живых существ изменяется значительно быстрее, чем формируются приспособления.
Главные пути эволюции
Существуют три основных пути биологического прогресса: ароморфоз, идиоадаптация и общая дегенерация.
Направление
Характеристика
Примеры
Ароморфоз (арогенез)
Крупное эволюционное изменение, ведущее к подъёму уровня биологической организации, увеличению интенсивности процессов жизнедеятельности. Ароморфоз не является узким приспособлением к конкретным условиям среды. Это развитие у группы организмов принципиально новых признаков и свойств, позволяющих ей перейти в другую адаптивную зону.
Появление автотрофного питания, аэробного дыхания, эукариотических клеток, полового размножения.
Идиоадаптации (аллогенез)
Мелкое эволюционное изменение, приспособление к определённым условиям среды обитания без подъёма уровня биологической организации. Идиоадаптации к узким, ограниченным условиям среды приводят к специализации группы. Специализация при быстром изменении условий среды может привести к вымиранию.
Термофильные бактерии, живущие в горячих источниках; специализация некоторых растений к определённым опылителям и др.
Общая дегенерация (катагенез)
Эволюционное изменение, ведущее к упрощению организации, образа жизни в результате приспособления к более простым условиям существования. Дегенерации, как правило, происходят при переходе к сидячему или паразитическому образу жизни, когда органы, потерявшие биологическое значение, исчезают.
У ленточных червей утрачены некоторые органы чувств, пищеварительная система; у повилики — атрофия корней и листьев.
Происхожение и эволюция человека
К. Линней, основатель первой классификации живых организмов, поместил человека в отряд приматов вместе с обезьянами и полуобезьянами. Ж. Б. Ламарк, автор первой теории эволюции, предположил, что человек произошел от древних обезьян, перешедших к прямохождению. Ч. Дарвин в книге «Происхождение человека и половой отбор» (1871) проанализировал обширные данные сравнительной анатомии, эмбриологии и систематики и распространил на человека основные положения эволюционной теории. В результате он обосновал идею родства человека и человекообразных обезьян, имевших общего предка, т. е. идею происхождения человека от «нижестоящей животной формы». Человек занимает следующее положение в современной систематике живых организмов: тип Хордовые, подтип Позвоночные, класс Млекопитающие, подкласс Плацентарные, отряд Приматы, семейство Люди, род Человек, вид Человек разумный.
Систематика вида Человек разумный
Систематические категории
Доказательства
Тип Хордовые
На ранних этапах эмбрионального развития внутренний скелет представлен хордой, глотка имеет жаберные щели, нервная трубка развивается над хордой, кишечная трубка формируется под хордой, тело имеет двустороннюю симметрию
Подтип Позвоночные
По мере развития хорда заменяется позвоночным столбом, формируется череп и челюстной аппарат, имеется пять отделов головного мозга, сердце располагается на брюшной стороне тела
Класс Млекопитающие
Имеются молочные, потовые и сальные железы, волосяной покров, диафрагма, четырёхкамерное сердце, позвоночник разделён на пять отделов, хорошо развита кора головного мозга, внутриутробное развитие зародыша, теплокровность
Подкласс Плацентарные
Имеется матка, питание плода осуществляется через плаценту, зубы дифференцированы на резцы, клыки и коренные
Отряд Приматы Человекообразные обезьяны
Передние конечности хватательного типа (первый палец противопоставлен остальным), имеются ногти, одна пара сосков молочных желёз, глаза расположены в одной плоскости, что обеспечивает объёмное зрение, происходит замена молочных зубов Сходное строение мозгового и лицевого отделов черепа, хорошо развитые лобные доли головного мозга, слабо развитая обонятельная зона, большое число извилин коры больших полушарий, наличие аппендикса, исчезновение хвостового отдела позвоночника, развитие мимической мускулатуры, сходные резус-факторы и группы крови (АВ0), наличие менструального цикла у самок; продолжительность беременности около девяти месяцев; сходство кариотипов; общие болезни и др.
Вид Человек разумный
Высокая степень развития головного мозга. Масса головного мозга человека в 2–2,5 раза больше массы мозга человекообразных обезьян. В результате у человека мозговой отдел черепа значительно преобладает над лицевым. Особенное развитие получила кора переднего мозга с большим количеством борозд и извилин. Значительно развиты теменные, лобные и височные доли, где расположены важнейшие центры психики и речи. Развитие мозга привело к появлению абстрактного мышления, сознания и речи. Прямохождение. Оно привело к ряду изменений в строении скелета (изгибы позвоночника, уплощенная грудная клетка, широкий таз, сводчатая стопа) и мускулатуры (сильное развитие мышц пояса нижних конечностей и самих нижних конечностей: ягодичных, икроножных и др.). Значительное противопоставление первого пальца руки остальным. Это делает человеческую кисть прекрасным органом труда.
Родство человека и животных подтверждается наличием у него рудиментов и атавизмов.
Рудименты и атавизмы человека
Признак
Характеристика
Примеры
Рудименты
Недоразвитые органы, практически утратившие в процессе эволюции свои функции по сравнению с гомологичными органами предковых форм и находящиеся на стадии обратного развития (исчезновения)
Копчик, червеобразный отросток (аппендикс), третье веко, зубы мудрости, мышцы, двигающие ушную раковину, и др.
Атавизмы
Появление у отдельных организмов данного вида признаков, которые существовали у отдалённых предков, но были утрачены в процессе эволюции
Рождение людей с хвостом, густым волосяным покровом тела, дополнительными сосками, сильно развитыми клыками и др.
Появление атавизмов свидетельствуют о том, что гены, ответственные за данный признак, сохраняются в процессе эволюции в генофонде, но их действие при нормальном онтогенезе блокировано. Рудименты встречаются практически у всех особей данного вида, а атавизмы являются отклонением от нормы. Доказательствами происхождения человека от «ниже стоящей животной формы» являются пять групп фактов:
