Эволюция


Clear.png
Эта статья или раздел нуждается в переработке.
Пожалуйста, улучшите её в соответствии с правилами написания статей.

Эволюция - естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов.

СХЕМА МИКРОЭВОЛЮЦИИ

  • свободное скрещивание в пределах одной популяции
  • возникновение преград для скрещивания (гео-иди-эко изоляция)
  • возникновение мутаций в популяциях
  • распространение мутаций среди особей данной популяции
  • накопление различий между популяциями
  • репродуктивная изоляция
  • образование новых видов

РАЗВИТИЕ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ИДЕЙ Креационизм - концепция об неизменности органического мира.

К.ЛИННЕЙ

  • создал иерархическую систему живой природы, включающую в себя ряд систематических категорий
  • наименьшей единицей счёл вид
  • разделение на виды происходило только по внешним признакам (кит считался рыбой)
  • ввёл бинарную латинскую номенклатуру
  • описал большое количество видов растений, животных, грибов, ввёл массу терминов.

Ж.Б.ЛЕМАРК

  • автор первого эволюционного учения
  • признал изменяемость видов
  • указал направление эволюции от простого к более сложному
  • оценил роль эволюции
  • объяснил, что эволюция происходит медленно, и не может казаться заметной в течении жизни.

Недостатки учения Лемарка:

  • считал, что основной движущей силой является стремление организмов к росту.
  • считал, что условия среды оказывают прямое влияние на организм, что приводит к их изменению.
  • причиной изменения у животных считал упражнение или неупражнение органов, приводящие к их развитию или редукции
  • представление о наследственности всех приобретённых признаков

Ч. ДАРВИН

  • организмы способны размножатся безгранично
  • ресурсы среды ограничены (на всех не хватит)
  • безграничное размножение и ограниченные ресурсы приводят к борьбе за существование
  • в ходе борьбы за существование организмы получают полезные признаки, которые передаются потомству. Это и есть естественные отбор.

Движущие силы эволюции: наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор.

СИНТЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ

основные положения:

  • элементарный эволюционный материал - мутации.
  • элементарная эволюционная единица - популяция.
  • элементарный эволюционный процесс - изменение генофонда.

ИНЫЕ ФАКТОРЫ

  • популяционные волны
  • изоляция и дрейф генов

НАСЛЕДСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ

  • играет значение для эволюции
  • мутационный процесс - основной постовщик материала для естественного отбора.
  • чаще всего генные мутации ведут к образованию новых аллелей. Большинство из них рецессивные и не проявляются в фенотипе. Четвериков доказал, что количество таких мутаций в природе велико. Большая часть из них не проявляется, составляя тем самым резерв для наследственной изменчивости популяции.
  • иногда, при скрещивании гетерозигот (носителей одинаковых рецессивных мутаций) эти мутации переходят в гомозиготное состояние, подвергаясь действиям естественного отбора.
  • хромосомные и геномные мутации могут вызывать серьёзные изменения в генотипе особей, что может провести к репродуктивной изоляции и видообразованию.
  • большое значение для эволюционного процесса имеет комбинационная изменчивость, благодаря которой в ходе полового размножения организмов распространяются в популяции.

БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ

Борьба за существование - все формы взаимоотношений организмов. Симбиотические и конкурентные отношения организмов являются разными формами борьбы за существование.

  • Внутривидовая борьба: соревнование за ресурсы, либо совместные усилия в поисках пищи.
  • Межвидовая борьба
  • Борьба с неблагоприятными условиями среды.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР

Естественный отбор - процесс, при котором преимущественно выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные к данным условиям особи. Движущий отбор:

  • действует при изменяющихся условиях среды
  • приводит к изменению признака, к сдвигу нормы реакции, распространению новых мутаций.

Примеры: индустриальный меланизм (увеличение числа тёмных бабочек в промышленных районах Англии), формирование вредителей, устойчивых к ядохимикатам. Стабилизирующий отбор:

  • действует в постоянных условиях
  • способствует сохранению сложившегося генотипа
  • действует в пользу особей со средним значением признака, сужая норму реакции

Результат: существование реликтовых форм (латимерия, гаттерия) Пример: длинные уши зайца, участвующие в теплообмене. Дизруптивный отбор:

  • способствует сохранению крайних форм, действуя против особей со средним значением признака
  • в результате может сформироваться две формы одного вида, а позднее две формы разных видов

Половой отбор:

  • проявляется в различных брачных турнирах и ритуалах

Результат: участие в размножении наиболее здоровых особей, следственно улучшается генофонд вида Дрейф генов - случайные изменения частот аллелей в малых популяциях. Результаты:

  • уменьшение генетической разнообразности популяций, повышение гомозиготности
  • резкое возрастание частоты ранее редких аллелей
  • сохранение или увеличение доли вредных аллелей (дрейф действует противоположено естественному отбору)

ПРИЧИНЫ ЭВОЛЮЦИИ (движущие силы, факторы)

  • наследственная изменчивость (мутационная и комбинативная)
  • борьба за существование
  • изоляция
  • дрейф генов
  • популяционные волны

РЕЗУЛЬТАТЫ ЭВОЛЮЦИИ

  • приспособленность организмов к окружающей среде
  • разнообразие видов

ПРИСПОСОБЛЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ (предостерегающая окраска, мимикрия, покровительственная окраска, маскировка)

  • имеет силу только в тех условиях, в которых сформировалась (зелёная гусеница видна на коричневом сучке)
  • черты приспособленности бывают морфологические, физиологические и поведенческие.
  • морфологические адаптации самые распространённые

Предостерегающая (предупреждающая) окраска - сочетание красного, чёрного цвета. Встречается у ядовитых и жалающих, имеющих неприятный запах. Покровительственная (маскирующая) окраска - зелёный клоп на листе, жёлтая личинка на соломе. Маскировка - гусеница незаметна на веточке

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ЭВОЛЮЦИИ

  • Полеонтологические - на основе останков.
  • Филогенетические - последовательности, построены на остатках разного возраста, демонстрирующие постепенное изменение какого-либо признака. Пример: филогенетический ряд лошади от небольшого пятипалого животного до современной лошади.

Ископаемые промежуточной формы - вымершие организмы, сочетающие в себе признаки разных групп. Пример: архептерикс сочетает признаки птиц, зверозубные ящеры (иностранцевия) сочетают признаки пресмыкающих и млекопитающих, ихтиостеги (стегоцевалы) сочетают признаки рыб и земноводных, псилофиты сочетают признаки водорослей и наземных растений.

  • Эмбриологические - получены на основе изучения зародышевого развития организмов.
  • зародыши организмов разных классов в пределах одного типа на ранних стадиях проявляют большое сходство (чем ближе родство, тем дальше сохраняется сходство) - закон Бэра.
  • онтогинез, краткое и ускоренное повторение филогинеза - биогенетические закон (закон Мюллера)

В ходе индивидуального развития организм повторяет филогинез своего вида. Стадии развития: - одноклеточная.

  • бастула (стадия примитивного многоклеточного организма)
  • гастула (двухслойный зародыш) похож на строение кишечнополостных
  • Сравнительно-анатомические (морфологические) - доказательства полученные на основе изучения строения организмов.
  • Гомологичные органы - органы имеющие разное внешнее строение и функции, но сходное внутреннее строение и происхождение. Являются результатом дивергенции. Пример: передние конечности лягушек, ящериц, птиц, человека)
  • Аналогичные органы - имею внешнее сходство, выполняют одну функцию, имеют различное внутренние строение и происхождение (крылья насекомых, птиц, летучих мышей, жабры рака и рыб, глаза позвоночных и молюсков)
  • Рудименты - органы утратившие свои функции (у человека: апендикс, волосы на теле, третье веко, глаза у крота, тазовые косточки у кита, пальцы лошади)
  • Атавизмы - признаки предков (у человека: хвостик, несколько пар сосков, сильное оволосение лица, дополнительные пальцы у лошади)
  • Промежуточные формы - ныне живущие организмы сочетающие признаки разных групп (яйцекладущие млекопитающие, эвглена зелёная)
  • Реликтовные виды ("живые ископаемые") - ныне живущие виды, сохранившие черты очень древних форм (кистепёрная рыба латимерия, гаттерия, гингко)

Биохимические (молекулярно-генетические) - доказательства полученные на основе изучения состава белков, нуклеиновых кислот и хромосом. (сходство человека и обезьяны) Биогеографические - получены на основе изучения флоры и фауны различных островов и материков (флора и фауна Северной Америки и Евразии схожа, т.к. когда-то они были одним материком (наличие яйцекладущих и сумчатых млекопитающих)) МАКРОЭВОЛЮЦИЯ - эволюционный процесс приводящий к образованию более крупных, чем вид, таксонов (родов, семейств, отрядов)

  • движущие силы макро-и-микроэволюции одни и те же. Разница заключается в том, что макроэволюция происходит дольше, что приводит к значительно большей дивергенции и затрагивает более существенные признаки.

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ В ЭВОЛЮЦИИ

Биологический прогресс Признаки:

  • высокая численность таксона
  • широкий ареал
  • высокое разнообразие внутри таксона (прогрессивные виды представлены многими популяциями, разными расами, подвидами. Прогрессивные семейства включают множество родов и видов)

Прогрессивные виды: вороны, крысы, тараканы, адаптировавшиеся к близости с человеком. Прогрессивные классы: насекомые, покрытосеменные. Биологический регресс:

  • низкая численность
  • узкий ареал
  • представлен одной или несколькими популяциями
  • низкое разнообразие в рамках одного таксона (исчезновение отдельных подвидов)

Пример: виды занесённые в Красную книгу. Историческая судьба таксона зависит от скорости при которой эволюционирует вид при изменяющихся условиях. Если условия изменяются быстрее, чем вид к ним адаптируется, то это приводит к биологическому регрессу. Если вид успешно приспосабливается к условиям, то происходит биологический прогресс. Прогрессивные группы сменяют друг друга с течением времени. Эпоха расцвета присмыкающих - мезозойская эра. Время папоротниковидных - каменноугольный период.

ПУТИ ДОСТИЖЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА (СЕВЕРЦЕВА)

  • Ароморфозы - крупные эволюционные изменения, существенно превышающие уровень организации организмов, их адаптивные возможности (освоение новых мест обитания). Приводят к возникновению новых таксонов (возникновение фотосинтеза привело к формированию царства растений, появление лёгочного дыхания у позвоночных позволило выйти им на сушу (появились земноводные)).
  • Идиоадаптации - мелкие частные эволюционные изменения, не превышающие уровень организации, не позволяющие организмам успешно использовать ресурсы конкретной среды обитания. Ведут к образованию новых таксонов. Примеры: различные формы окраски, средства защиты (иглы, рога, панцирь), специализированные органы (ловчьи листья, маска стрекозы).
  • Дегенерация - эволюционные изменения связанные с упрощением строения. Наблюдается у паразитов и малоподвижных видов. У ленточных червей нет пищеварительной системы, органов чувств. У растений-паразитов отсутствуют листья. У асцидий хорда, имеющаяся у плавательных личинок, отсутствует у взрослых особей, ведущих малоподвижный образ жизни.

СООТНОШЕНИЕ ПУТЕЙ ЭВОЛЮЦИИ

  • ароморфозы происходят значительно реже, чем идиоадаптации
  • ароморфоз приводит к появлению новых групп
  • эволюция появившейся группы приводит к идиоадаптации

Пример: лёгочное дыхание земноводных позволило им освоить сушу Разнообразие идиоадаптаций привело к появлению появлению различных групп земноводных, населюящих разные биотопы и занимающие различные экологические ниши.