Эволюция. Первые эволюционные концепции

1.

ЭВОЛЮЦИЯ

2.

1.
Первые эволюционные концепции.
2.
Эволюционная теория Ч. Дарвина. Синтетическая теория эволюции и ее
основные положения.
3.
Элементарные факторы эволюции. Естественный отбор – направляющий
фактор эволюции.
4.
Появление первых клеток и их эволюция. Прокариоты и эукариоты.
5.
Эволюционный путь развития человека. Антропогенез.
6.
Геологическая эволюция.
7.
Сходство и отличия человека с животными.

3.

Первые эволюционные концепции
• Теория креационизма (лат. creatio - творение)
• С самого раннего момента своего появления человечество
наделяло природу особыми свойствами: существовал
тотемизм - поклонение какому-либо животному или
растению как своему мифическому защитнику. С течением
времени появились монотеистические религии, в которых
утверждалось, что настоящий мир создан творцом в
результате акта сверхъестественного творения.

4.

Первые эволюционные концепции
• Теория стационарного состояния
• Согласно данной теории, жизнь никто и ничто не создал(о) - жизнь, как и
Вселенная, существует вечно, не имея точки начала и конца. Отдельные тела в
этой системе - галактики, звезды, небесные тела и живые организмы рождаются и умирают.
• Теория панспермии
• После формирования и остывания нашей планеты на ее поверхности сложились
условия благоприятные для развития жизни. Теория панспермии гласит о том,
что жизнь на нашу планету была занесена извне, из космоса с падением
метеороида или астероида. На Землю попали зачатки живого - споры
бактерий, вирусы.

5.

Первые эволюционные концепции
• Теория самозарождения
• Сторонники этой теории считали (или считают, если такие еще
остались), что жизнь способна самозарождаться из неживого. Еще
Аристотель считал, что личинки, из которых появляются мухи,
самозарождаются в гниющем мясе. Эти представления были довольно долго
распространены и популярны.
• Особое внимание обратим на витализм (лат. vitalis — жизненный) -
учение о существовании нематериальной сверхъестественной жизненной
силы, управляющей жизненными явлениями. Витализм и теория
самозарождения тесно взаимосвязаны.

6.

Эволюционная теория Ч. Дарвина.
• Основными положениями теории Дарвина являются следующие:
Основа эволюционного процесса - наследственная изменчивость
Каждый вид способен к неограниченному размножению, однако ограниченность
жизненных ресурсов препятствует этой способности
Главные движущие силы эволюции - борьба за существование и естественный
отбор, материал для которых поставляет наследственная изменчивость (новые
признаки у особей). В результате выживают наиболее приспособленные особи.
В результате естественного отбора приспособленные особи выживают,
размножаются и таким образом накапливают приспособительные признаки

7.

8.

Синтетическая теория эволюции
I.
Элементарная единица эволюции - популяция
II.
Мутации и рекомбинативная изменчивость служат основным материалом для
эволюции
III.
Ненаправленными, случайными факторами эволюции являются мутации, волны
численности
IV. Единственный направленный фактор эволюции - естественный отбор
V.
Эволюция носит дивергентный характер: от одного таксона может произойти
несколько дочерних, при этом каждый вид имеет одну единственную предковую
популяцию
VI.
Эволюция носит постепенный характер. Видообразование представляет собой
последовательное превращение одной популяции в другую

9.

Факторы эволюции
• Мутации (лат. mutatio — изменение) - стойкое изменение генома (наследственного
материала), которое может быть унаследовано потомками организма. Процесс
возникновения мутаций - мутагенез.
• Мутации подразделяются на:
o
Генные
o
Хромосомные
o
Геномные

10.

Факторы эволюции
Популяционные волны
Все виды подвергаются воздействию периодически возникающих популяционных
волн - уменьшению или увеличению численности особей. Популяционные волны
могут возникать по ряду причин:
o
o
o
Сезонные изменения, периодические изменения какого-либо значимого фактора
среды
Непериодические изменения, например, в результате природных катастроф,
изменение численности популяций хищник-жертва
Заселение новых территорий, ярким примером которого является бурный
рост численности кроликов, завезенных в Австралию

11.

12.

Факторы эволюции
Изоляция
Изоляцией называют невозможность или затруднение
свободного скрещивания между особями одного вида.
Выделяется два вида изоляции: Географическая (греч. geo - земля)
изоляция может возникать вследствие географических барьеров пустыни, горы, водоемы.
Биологическая (экологическая, временная)
o
Экологическая - особи обитают на одной территории, но в
различных местах обитания (к примеру лягушки: остромордая
- на суше, травяная - на дне водоемов)
o
Временная - изоляция вследствие разновременности половой
активности, периода цветения
o
Этологическая - изоляция вследствие различного брачного
поведения
o
Механическая - отличия в строении половых органов,
невозможность спаривания

13.

Естественный отбор – направляющий
фактор эволюции.
• Признаки животных - различные формы их тела и
окраска - являются приспособлениями к условиям
внешней среды, это - полезные признаки, которые в
ходе естественного отбора позволили животным
выжить и размножиться. Таким образом,
естественный отбор это отбор особей, с наиболее
приспособленным к среде фенотипом.
• Действие естественного отбора обусловлено
несколькими факторами:
o
o
o
Генетическое разнообразие особей, на основе
которого возникают различные признаки
Способность к неограниченному размножению
(избыточность потомства)
Борьба за существование

14.

Естественный отбор – направляющий
фактор эволюции.
Формы борьбы за существование:
Внутривидовая борьба
Самая ожесточенная борьба. Происходит между особями, принадлежащими к одному виду. Благодаря
внутривидовой борьбе происходит половой отбор: к размножению редко допускаются
неприспособленные особи, род продолжают лучшие из лучших.
Межвидовая борьба
Возникает между особями, которые принадлежат к разным видам. Более приспособленный к
условиям среды вид побеждает и размножается, менее приспособленный - проигрывает и вымирает.
Примером могут послужить формы взаимодействий: хозяин-паразит, хищник-жертва, симбиоз.
Борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды
В изменяющихся условиях внешней среды выживают наиболее приспособленные особи. Примером
такой борьбы являются сезонные миграции птиц, зимняя спячка у животных.

15.

16.

Эволюционный путь развития человека.
Антропогенез.
Парапитек (греч. para - возле, мимо, вне и
πίθηκος - обезьяна)
• Парапитеки - род древнейших вымерших
обезьян, которые жили 35 млн. лет
назад. Предположительно, парапитек начальная стадия эволюции
человекообразных обезьян и человека.

17.

Эволюционный путь развития
человека. Антропогенез.
Дриопитек (греч. δρυός — дерево и πίθηκος —
обезьяна)
• Дриопитеки - род вымерших
человекообразных обезьян, которые жили 912 млн. лет назад. Вероятнее всего, к
дриопитекам относится общий предок
человека, гориллы и шимпанзе.
• Дриопитеки обитали на деревьях, их
пищевой рацион составляли ягоды и
фрукты. Вели стадный образ жизни.

18.

Эволюционный путь развития
человека. Антропогенез.
Рамапитеки (от rama — гл. герой индийского
эпоса)
• От дриопитеков произошли рамапитеки,
жившие 8-12 млн. лет назад. Они находятся
в промежуточном положении между
человекообразными обезьянами и человеком.
Сделать вывод о том, возникло ли у них
прямохождение, не представляется
возможным. Вероятнее всего, некоторую
часть жизни они проводили стоя на двух
ногах.
• Обитали рамапитеки в редких лесах,
значительную часть жизни проводили на
деревьях.

19.

Эволюционный путь развития
человека. Антропогенез.
Австралопитеки
• Жили 2-8 млн. лет назад. Родина - Юго-
Восточная Африка. По анатомическому
строению были близки к человеку, обладали
прямохождением. Объем их головного мозга
составлял около 600 см3.
• Использовали примитивные естественные
предметы в качестве орудий труда: камни,
палки, кости для охоты, собирательства.
Отдельные представители австралопитеков
дали начало роду Homo - человек.

20.

Эволюционный путь развития
человека. Антропогенез.
Человек умелый - Homo habilis
• Человек умелый существовал 2-3 млн. лет назад.
Родина - Южная и Восточная Африка. Объем
мозга составлял около 500-800 см3.
Отсутствует совершенное противопоставление
большого пальца руки остальным
(противопоставление большого пальца руки
характерно для человека).
• Человек умелый пользовался более сложными
орудиями труда, возможно, использовал огонь. Во
время охоты на диких животных объединялись,
благодаря чему охота проходила успешнее.

21.

Эволюционный путь развития
человека. Антропогенез.
Человек прямоходящий - Homo erectus (древнейший
человек, архантроп)
• Древнейшие люди существовали 2 млн. лет
назад, расцвет их деятельности пришелся на
промежуток времени 600-400 тыс. лет назад.
Использовали огонь и более современные орудия
труда. Жили в пещерах, одевались в шкуры
животных.
• Наиболее известны среди архантропов:
питекантроп - останки найдены на острове Ява
в современной Индонезии, и синантроп "пекинский человек" - останки найдены в Китае.
Объем мозга питекантропа - 800-1400 см3,
синантропа - 950-1150 см3.

22.

Эволюционный путь развития
человека. Антропогенез.
Древние люди - палеоантропы, неандертальцы
• Неандертальцы жили 600-40 тыс. лет
назад. Их Родина - Европа, Африка, Азия.
Жили группами в пещерах. Как средство
общения возможно использовали
примитивную речь типа лепета. Объем
мозга составлял 1400 см3.
• Использовали огонь и каменные орудия труда.
Неандертальцы первыми по-особенному
стали относиться к смерти и мертвецам:
они хоронили умерших на некотором
отдалении от их своих стоянок, о чем
свидетельствуют обнаруженные
погребальные захоронения.

23.

Эволюционный путь развития
человека. Антропогенез.
Новые (современные) люди - кроманьонцы
Появились 40-30 тыс. лет назад. Родина - Европа, Азия,
Америка. Внешний облик и физическое развитие почти
ничем не отличались от таковых у современного
человека. Объем мозга 1600 см3.
Кроманьонцы и неандертальцы существовали бок о бок
десятки тысяч лет, и это было отнюдь не мирное
сосуществование. Между ними шла, как бы мы сейчас
сказали, война, которую в итоге выиграли кроманьонцы.
Кроманьонцы использовали более современные орудия
труда, носили одежду, делали рисунки на стенах пещер занимались живописью. В систематике кроманьонцев
относят к подвиду человек разумный Homo sapiens.

24.

Геологическая эволюция

25.

Геологическая эволюция
Архейская эра (от греч. archē - начало)
Наиболее ранняя эра Земли, начавшаяся около 3-3,5 млрд. лет назад и
продлившаяся 900 млн. лет. Самые древние живые организмы были найдены в
этот промежуток времени: они были гетеротрофами, заселявшими дно
теплых морей. Кислород отсутствовал, был возможен только анаэробный
тип дыхания.
В архейский период отмечалась активная вулканическая деятельность,
происходили значительные колебание температуры. На поверхности Земли
жизнь была невозможна из-за губительных УФ (ультрафиолетовых) лучей.
Именно поэтому жизнь "спряталась" на дне океана, где не так выражены
перепады температур и рассеивается УФ излучение.
В течение архея появились первые фотосинтезирующие организмы - синезеленые водоросли (цианобактерии). Атмосфера начала постепенно
обогащаться кислородом.
Как оказалось, это вещество - кислород - предопределит путь развития
жизни на Земле: в дальнейшем возникнут миллионы видов, которые им дышат,
и жить без него не смогут. К концу архея животные разделились на про- и
эукариотические организмы.

26.

Геологическая эволюция
Протерозойская эра (от греч. proteros — первый из двух + zoe — жизнь)
Протерозойская эра продолжалась около 2000 млн. лет. Поверхность
планеты напоминала ледяную пустыню, климат соответственно был
холодный.
Дальнейшее развитие жизни продолжалось. В этой эре выделились
царства растений, животных и грибов. Возникли первые многоклеточные
организмы: кишечнополостные, губки, водоросли, предки трилобитов. Были
распространены сине-зеленые водоросли - цианобактерии, которые
выделяли кислород в ходе фотосинтеза.
В течение этой эры в атмосфере возросла концентрация кислорода и
приблизилась к 1% - точки Пастера, критического для эволюции значения.
Считается, что по достижении точки Пастера становится возможным
кислородный тип дыхания и устойчивая жизнедеятельность аэробных
организмов.
В течение протерозойской эры концентрация кислорода в атмосфере
достигнет 10% - сформируется озоновый слой, служащий эффективной
защитой для всего живого от губительного УФ-излучения. Благодаря
озоновому слою появятся первые наземные экосистемы.

27.

Геологическая эволюция
Палеозойская эра (греч. palaios - древний)
Продолжалась около 340 млн. лет. Эту эру подразделяют на
6 периодов, которые мы рассмотрим:
Кембрийский
Холодный климат меняется на умеренно влажный, а затем на
теплый сухой. Тают оледенения суши, в результате чего
огромные пространства заполняются водой.
Все растения и животные обитают в море, однако, на
побережье появляются первые наземные грибы, лишайники.
Животный мир активно развивается: на глубине в море
появились трилобиты и мечехвосты, коралловые полипы,
иглокожие.

28.

Геологическая эволюция
Ордовикский
• Большая часть суши подверглась сильнейшему
затоплению, наземные животные почти не
встречались. В толще океана обитали
фораминиферы и радиолярии.
• В теплых морях процветали
кишечнополостные (в их числе и коралловые
полипы), иглокожие, моллюски. Установлено,
что в этом периоде жили первые
представители типа хордовых бесчелюстные.

29.

Геологическая эволюция
Силурийский
Климат становится более сухим, суша поднимается - вода
отступает, тем самым создаются условия для развития наземных
видов. И действительно, силур отличается этими знаменательными
событиями: растения и животные осваивают сушу.
В приливно-отливных зонах возникают первые наземные растения:
риниофиты и псилофиты, еще имеющие очень много общего с
водорослями. И, тем не менее, псилофиты - пионеры суши. У них
появляются проводящие и механические ткани, которые водорослям
были ни к чему.
Появились первые наземные животные: многоножки и паукообразные скорее всего произошедшие от трилобитообразных, которые долгое
время могли оставаться на отмелях после отлива. На образовавшейся
суше они чувствовали себя просторно и вальяжно: хищники
отсутствовали, конкуренция была небольшой. В таких условиях
размножение происходило быстро.

30.

Геологическая эволюция
Девонский
Это период господства рыб в морях. Возникают активно
плавающие хрящевые рыбы, у которых имеются челюсти для
захвата пищи. Появляются все известные на настоящее время
систематические группы рыб.
Некоторые рыбы, обитающие в бедных кислородом
(пересыхающих) водоемах, используя плавники, приобрели
способность переползать из одного водоема в другой и дышать
атмосферным воздухом. Так появляются двоякодышащие и
кистеперые рыбы.
К концу девона на сушу выходят первые земноводные:
ихтиостеги и стегоцефалы, произошедшие от кистеперых рыб.
Возникают древовидные леса, состоящие из хвощей, плаунов и
папоротников.

31.

Геологическая эволюция
Каменноугольный (карбон, от англ. carbon — углерод)
В карбоне материки еще более опускаются, часть суши оказывается
заболоченной. Поначалу теплый и влажный климат сменяется к концу
периода холодным и сухим.
Бурно развиваются древовидные леса из папоротников, которые
достигали в высоту 40 метров. Массовое отмирание
папоротникообразных в этом периоде привело к образованию
обширных залежей каменного угля, в честь которого период и получил
свое название.
Размножение семенных растений, появившихся в карбоне, более не
связано с наличием воды, благодаря чему они расселяются вглубь
материков.

32.

Геологическая эволюция
Пермский
В перми активируется вулканическая деятельность, происходит
крупнейшее отступление моря, вследствие которого образуются
большие пространства суши. Климат также меняется: он
становится резко континентальным.
К таким серьезным изменениям не приспособлены многие виды
животных и растений: полностью вымирают трилобиты,
многие моллюски, крупные рыбы и насекомые, значительная часть
амфибий, исчезают древовидные папоротники, хвощи и плауны.
В природе не бывает пустого места: приспособленные особи
выживают, размножаются и занимают освобожденные другими
видами ниши. Бурно развиваются пресмыкающиеся, появляются
звероподобные ящеры, примерно в это же время возникают
первые млекопитающие.

33.

Геологическая эволюция
Мезозойская эра (греч. mesos — средний + zoe — жизнь)
Мезозойская эра продлилась 186 млн. лет. В мезозое выделяется три периода:
1. Триас
Климат становится более сухим, что приводит к пересыханию внутренних
морей. Активно идут горообразовательные процессы, начавшиеся в перми.
Начинается движение материков, образуются пустынные пространства.
В царстве растений господствуют голосеменные, размножение которых не
зависит от воды. Среди голосеменных активно заселяют территории
саговниковые, хвойные, гинкговые растения.
Большинство амфибий окончательно вымирает. В животном мире
господствуют пресмыкающиеся, среди которых встречаются черепахи,
ихтиозавры, птицетазовые и ящеротазовые динозавры, клювоголовые,
крокодилы и чешуйчатые. Часть рептилий дает начало млекопитающим,
близким к однопроходным животным.

34.

Геологическая эволюция
Юрский
Климат становится более теплым и влажным, несколько
увеличивается площадь морей. В глубине материков образовались
многочисленные озера и болота.
В царстве растений господство остается за голосеменными
растениями, наибольший расцвет среди которых переживают
беннеттитовые, гнетовые, саговниковые.
В морях многочисленны головоногие моллюски. Самые
разнообразные формы принимают морские пресмыкающиеся ихтиозавры, плезиозавры. Эта эра принадлежит динозаврам.
Рептилии господствуют в воде, на земле и в воздухе. К концу
периода возникает первоптица - археоптерикс, давшая начала
обширной группе птиц.

35.

Геологическая эволюция
Меловой
Климат становится более холодным. Активируются
горообразовательные процессы - именно в этом периоде
образовались Анды, Альпы, Гималаи. Название периода связано с
многочисленными отложениями мела, которые образовались за
счет раковин фораминифер.
Появляются цветковые (покрытосеменные) растения, вероятно
произошедшие от голосеменных растений в результате
скачкообразного изменения (мутации) женских органов
размножения. Появления цветка и плода - важнейшие ароморфозы
этого периода. К концу периода вымерли многие голосеменные
растения.
Крупные моллюски и рептилии вымирают, эра динозавров
заканчивается. На первый план выходят млекопитающие,
ароморфозы которых, теплокровность и живорождение,
позволяют занять господствующее положение. Появляются
сумчатые и плацентарные млекопитающие.

36.

Геологическая эволюция
Кайнозойская эра (греч. kainos - новый + zoe - жизнь)
В кайнозое выделяют три периода:
Палеоген (греч. palaios - древний и genos - рождение, возраст)
В начале палеогена устанавливается теплый тропический и
субтропический климат. Широко распространяются леса и
редколесья. Большая часть животных представлена лесными
обитателями.
Сумчатые и плацентарные млекопитающие
эволюционируют параллельно. Возникают приматы, хищные
и копытные животные, широкого разнообразия достигает
мир птиц.
К концу палеогена климат становится континентальным, в
Арктике и Антарктике появляются первые ледяные шапки.
Леса преобразуются в саванны и заросли кустарников.

37.

Геологическая эволюция
Неоген (греч. neo - новый)
Климат в неогене был влажным и теплым. Расселившиеся в
палеоген кустарники сменяются саванной и степной
растительностью, образуются полупустыни и пустыни.
По берегам рек и озер растут березы, можжевельник, сосны, ивы,
тополя. Среди животных расцвет происходит у обитателей
открытых пространств: гиппарионов (примитивных лошадей),
быков, слонов, жирафов, антилоп. Среди разнообразного и
многочисленного класса птиц нередко встречаются хищные
гигантские бегающие птицы.
Для неогена характерно большое разнообразие среди приматов, и
появление первых человекообразных обезьян - антропоидов.

38.

Геологическая эволюция
Четвертичный (антропогеновый, от греч. anthropos - человек)
В ходе данного периода неоднократно происходили изменения климата.
Поверхность Северного полушария оледеневала. Изменился и
растительный мир - в Евразии распространилась таежная и
тундровая растительность. Флора приобрела сегодняшний облик.
Среди животных были распространены бизоны, мамонты, носороги,
пещерные медведи. Примерно 2 млн. лет назад появился человек умелый,
начался процесс антропогенеза - становления человека, в результате
которого возник вид Homo sapiens.
Активная деятельность человека: распашка земель, вырубка лесов,
вытаптывание полей крупным рогатым скотом - привели к сужению
ареала обитания многих видов животных, часть из которых вымерла.

39.

Отличия человека от
человекообразных обезьян
1. Отчетливо выражен подбородочный выступ, что необходимо для
развития речи
2. S-образная форма позвоночника, низкий расширенный таз
3. Сводчатая стопа с приведенным большим пальцем
4. Округленный высокий череп, надбровные дуги не выражены
5. Мозговой отдел черепа преобладает над лицевым отделом
6. Площадь мозга в 3,5 раза больше, чем у обезьян