Эволюция

1.

ЭВОЛЮЦИЯ
Часть I.
Развитие теории эволюции

2.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВИДОВ
Многообразие видов на земле – результат
эволюции.
Эволюция (лат. Evolutio – развёртывание) –
неприрывный и необратимый процесс
исторического развития природы; сила,
ведущая к образованию новых форм
организмов; процесс, благодаря которому 3
млрд лет назад доклеточные формы жизни
дали начало всему многообразию современных
жизненных форм.

3.

ЭВОЛЮЦИЯ
Эволюция – это процесс исторического
развития живой природы на основе
изменчивости, наследственности и
естественного отбора.

4.

РАЗВИТИЕ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ИДЕЙ
Гераклит, Эмпедокл, Демокрит,
Лукреций, Гиппократ, Аристотель и
другие античные философы
сформулировали первые
представления о развитии живой
природы.

5.

РАЗВИТИЕ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ИДЕЙ
Основные причины изменяемости видов
заключаются в прямом влиянии на организмы
условий окружающей среды.
Жорж Бюффон
(1707 - 1778)
•Органы животного – части
одной целостной системы, а
строение каждого органа
закономерно соотносится со
строением
всех
других
(принцип корреляции);
•Автор «теории катастроф»
Жорж Кювье
(1769 - 1832)

6.

РУССКИЕ ЭВОЛЮЦИОНИСТЫ
Считал, что природа
развивается от простых
веществ к сложным.
Михаил Ломоносов
(1711 - 1765)
Утверждал, что
изменение неживой
природы ведет к
изменению растений и
животных. Живая и
неживая природа –
единое развивающееся
целое.
Александр Радищев
(1749 – 1802)

7.

РУССКИЕ ЭВОЛЮЦИОНИСТЫ
Провел анатомическое
сравнение вымерших и ныне
живущих организмов.
•Утверждал, что виды
действительно
существуют в природе, но
они изменчивы;
•Поставил вопрос о том,
что виды происходят
Афанасий Каверзнев один из другого и состоят
(конец 18 в. –
между собой в родстве,
начало 19 в.)
подтвердив примерами из
практики человека по
выведению пород
животных.
Карл Рулье
(1814 - 1858)

8.

КАРЛ ЛИННЕЙ
(1707 – 1788)
• Описал около 10000 видов растений и 4200
видов животных, заложил основы науки
систематики;
• Создал первую классификацию растений и
животных, разделив их на виды, роды и
классы;
• Ввел двойные латинские названия (бинарная
номенклатура);
• Усовершенствовал ботанический язык.
Ошибка: считал виды постоянными и неизменными.
Природа неизменна, но виды в природе
существуют.

9.

ЖАН-БАТИСТ ЛАМАРК
( 1744 – 1829)
• 1809 г. – «Философия
зоологии» – изложил первую
эволюционную теорию;
• Поставил вопрос о
движущих силах эволюции;
• Предположил, что развитие
природы идет от низших
форм к высшим.
Ошибки:
•Внутреннее стремление организма к прогрессивному развитию;
•Приспособленность возникает сразу под действием внешней среды;
•Под влиянием внешних условий возникают только полезные
изменения.
Природа изменяется, но видов в природе нет. (Теория
трансформизма)

10.

ЖАН-БАТИСТ ЛАМАРК ( 1744 – 1829)
Создал первое целостное эволюционное учение. В работе
«Философия зоологии» (1809) он выделил основное направление
эволюционного процесса — постепенное усложнение организации от
низших форм к высшим. Также он развивал гипотезу о естественном
происхождении человека от обезьяноподобных предков, перешедших к
наземному образу жизни. Ламарк считал движущей силой эволюции
стремление организмов к совершенству и утверждал наследование
благоприобретённых признаков. То есть органы, необходимые в
новых условиях, в результате упражнения развиваются (шея у
жирафа), а ненужные органы вследствие неупражнения атрофируются
(глаза у крота). Однако Ламарк не смог вскрыть механизмы
эволюционного процесса. Его гипотеза о наследовании приобретённых
признаков оказалась несостоятельной, а утверждение о внутреннем
стремлении организмов к усовершенствованию — ненаучным.

11.

ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
ЭВОЛЮЦИОННОГО УЧЕНИЯ
Социально - экономические
• Развитие капитализма
в Англии, крупнейшей
промышленной и
колониальной
державы.
• Интенсивный рост
городов, требовавший
повышения
продуктивности
сельского хозяйства.
Научные
• Успехи в систематике растений
и животных.
•Создание клеточной теории.
•Развитие биогеографии,
эмбриологии, сравнительной
анатомии и палеонтологии.
•Эволюционное учение Ламарка.
•Большая селекционная работа.
•Многочисленные научные
экспедиции. «Бигль» 1831-1836 .

12.

ЧАРЛЬЗ ДАРВИН
( 1809 – 1882)
•1859 г. – «Происхождение видов путем
естественного отбора»;
•1869 г. – «Изменение сортов растений и
пород животных»;
•1871 г. – «Происхождение человека и
половой отбор»
Природа изменяема, виды в природе
существуют, они относительно постоянны.

13.

«ПУ ТЕШЕСТВИЕ НА « БИГЛЕ » БЫЛО, КОНЕЧНО, САМЫМ
ВАЖНЫМ СОБЫТИЕМ М ОЕЙ ЖИЗНИ, ОПРЕДЕЛИВШИМ ВСЮ
МОЮ ПОСЛЕДУЮЩУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ».
Ч . Д А Р ВИН

14.

ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ ЧАРЛЗА ДАРВИНА
Все организмы, населяющие нашу планету, изменчивы.
Нет двух абсолютно одинаковых особей.
В природе рождается больше особей любого вида, чем
могут прокормить природные ресурсы. В результате
борьбы за существование выживают особи, обладающие
наиболее выгодными в данных условиях признаками, т.е.
происходит естественный отбор.
Сильнейшие особи вида оставляют потомство, передавая
свои признаки по наследству.
Из за различия условий среды внутри ареала формируются
разные приспособления (признаки) у особей одного вида,
т.е. идёт расхождение признаков (дивергенция) ,
приводящее к видообразованию.

15.

ДИВЕРГЕНЦИЯ
Дивергенция (лат.divergo «отклоняюсь»)— расхождение
признаков и свойств у первоначально близких групп
организмов в ходе эволюции результат обитания в разных
условиях и неодинаково направленного естественного отбора.
Ч.Дарвин использовал принцип дивергенции для объяснения
видообразования в природе, где дивергенция:
Возникает: если вид занимает обширный ареал и
приспосабливается к разным экологическим условиям
Выражается: в появлении каких -либо различий между
первоначально сходными популяциями
Обусловлена: неодинаковым направлением естественного
отбора в разных частях ареала вида
Приводит: к возникновению разнообразных по строению и
функциям организмов, что обеспечивает более полное
использование условий среды. Поддерживается: борьбой за
существование

16.

ДИВЕРГЕНЦИЯ
пример - галапагосские (дарвиновы) вьюрки
Обычно даже незначительно
специализированные формы
обладают селективным
преимуществом, что
способствует быстрому
вымиранию промежу точных
форм и возникновению
разных форм изоляции.
Принцип дивергенции
объясняет процесс
образования и более крупных
(надвидовых) систематических
групп и возникновение
разрывов между ними.

17.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ
ЭВОЛЮЦИОННОГО УЧЕНИЯ Ч. ДАРВИНА
Основная движущая сила эволюции – отбор на фоне
борьбы за существование. Материалом для
естественного отбора является наследственная
изменчивость. Наследственность обеспечивает
стабильность вида.
Результатом эволюции органического мира является
многообразие видов растений и животных,
приспособленных к условиям окружающей среды.
Эволюция органического мира преимущественно шла
по пути усложнения организации живых существ.
Многообразие современных пород домашних
животных и сортов растений является результатом
действия искусственного отбора.

18.

СУ ТЬ ТЕОРИИ Ч. ДАРВИНА
СВОЙСТВА ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ
Разнообразие
условий
обитания
СВОЙСТВА ОРГАНИЗМОВ
Ограниченность и
неравномерность
распределения
жизненных ресурсов
Наследственность
Изменчивость
Интенсивность
размножения
Борьба за существование
Естественный отбор - направляющий фактор
Относительная
приспособленность
организмов к среде
обитания
Многообразие
видов
Разнообразные
направления
эволюции
Одновременное
существование
примитивных и
высокоорганизованных форм

19.

ЧАРЛЗ ДАРВИН
Раскрыл движущие силы эволюции;
объяснил изменение организмов
исключительно действием сил природы, без
вмешательства сверхъестественных сил.
Основной эволюции считал изменчивость
организмов, борьбу за существование и
естественный отбор.

20.

СИНТЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ
(начало 40-х годов 20 века)
Это учение об эволюции органического мира,
разработанное на основе данных современной
генетики, экологии и классического дарвинизма.
Термин происходит от
названия книги английского
эволюциониста Дж. Хаксли–
«Эволюция: современный
синтез» (1942).

21.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СТЭ
• Эволюция носит постепенный и длительный характер.
•Материалом для эволюции служат мутации.
•Мутационный процесс, комбинативная изменчивость,
популяционные волны – движущие силы эволюции.
Они поставляют материал для естественного отбора,
носят случайный и ненаправленный характер.
•Единственный направляющий фактор эволюции –
естественный отбор, основанный на сохранении и
накапливании мелких и случайных мутаций.

22.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СТЭ
•Наименьшая эволюционная единица – популяция, а не
особь.
•Эволюция носит дивергентный характер,
означающий, что один систематический таксон может
быть предком нескольких дочерних таксонов.
•Вид состоит из многих морфологически и
генетически различающихся, но репродуктивно не
изолированных единиц - популяций.
•Обмен генами (аллелями) возможен лишь внутри
вида.

23.

ЗНАЧЕНИЕ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ТЕОРИИ
Эволюционная теория - наука об органической эволюции. Она
представляет собой теоретическую основу биологии:
современная биология воспринимает эволюционную теорию в
качестве руководящего принципа. Благодаря теории эволюции,
биология превратилась из кладовой фактов в подлинную науку,
способную познать причинные связи между явлениями.
Теория эволюции — основа селекции. Она также широко
используется в генетико–селекционной работе по созданию
новых пород и сортов, а также для решении медицинских
проблем.
Теория эволюции важна для понимания людьми процессов
протекающих в природе, при организации и проведении
природоохранных мероприятий.
Теория эволюции важна для выяснения причин устойчивости
организмов к пестицидам.

24.

Сравнительная характеристика основных
положений эволюционного учения Ч. Дарвина
и синтетической теории эволюции (СТЭ )
Признаки
Эволюционная теория Ч.
Дарвина
Синтетическая теория
эволюции (СТЭ)
Основные результаты
эволюции
1) Повышение приспособленности организмов к условиям среды; 2)
повышение уровня организации живых существ; 3) увеличение
многообразия организмов
Единица эволюции
Вид
Популяция
Факторы эволюции
Наследственность, изменчивость,
борьба за существование,
естественный отбор
Мутационная и комбинативная
изменчивость, популяционные
волны и дрейф генов, изоляция,
естественный отбор
Движущий фактор
Естественный отбор
Трактовка термина
естественный отбор
Выживание более приспособленных
Избирательное
и гибель менее приспособленных
воспроизводство генотипов
форм
Формы естественного
отбора
Движущий (и половой как его
разновидность)
Движущий, стабилизирующий,
дизруптивный

25.

ЧАСТЬ II
ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ

26.

ЭЛЕМЕНТАРНЫЕ ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ
Элементарные факторы эволюции — факторы,
изменяющие частоту аллелей и генотипов в популяции
(генетическую структуру популяции).
Выделяют несколько основных элементарных факторов
эволюции:
• мутационный процесс;
• популяционные волны и дрейф генов;
• изоляция;
• естественный отбор.

27.

ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ ПО Ч.ДАРВИНУ
наследственность,
изменчивость,
борьба за существование,
естественный отбор.
Наследственность — способность организмов
передавать из поколения в поколение свои признаки
(особенности строения, развития, функции ).
Изменчивость — способность организмов приобретать
новые признаки.

28.

БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ
Борьба за существование — весь комплекс
взаимоотношений организмов с условиями
окружающей среды: с неживой природой
(абиотическими факторами) и с другими организмами
(биотическими факторами). Борьба за существование
- это стратегия выживания и способ существования
организма.
Различают внутривидовую борьбу, межвидовую
борьбу и борьбу с неблагоприятными факторами
окружающей среды.

29.

БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ
•Внутривидовая борьба — борьба между особями одной
популяции.
•Межвидовая борьба — борьба между особями популяций
разных видов.
•Борьба с неблагоприятными абиотическими факторами
среды особенно проявляется при ухудшении условий среды;
усиливает внутривидовую борьбу.
В борьбе за существование выявляются наиболее
приспособленные к данным условиям обитания особи. Борьба
за существование ведёт к естественному отбору.

30.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР
Естественный отбор — процесс, в результате
которого выживают и оставляют после себя
потомство преимущественно особи с
полезными в данных условиях
наследственными изменениями.
Естественный отбор — это процесс
дифференциального (выборочного)
воспроизводства генотипов.

31.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР
Действию отбора подвергаются не только свойства,
повышающие вероятность оставления потомства, но
и признаки, которые не имеют прямого отношения к
воспроизводству.
В ряде случаев отбор может быть направлен на
создание взаимоприспособлений видов друг к другу
(цветки растений и посещающие их насекомые).
Также могут создаваться признаки, вредные для
отдельной особи, но обеспечивающие выживание
вида в целом (ужалившая пчела гибнет, но, нападая
на врага, она сохраняет семью).

32.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР
В целом отбор играет творческую роль в
природе, поскольку из ненаправленных
наследственных изменений закрепляются те,
которые могут привести к образованию новых
групп особей, более совершенных в данных
условиях существования.
Различают три основные формы
естественного отбора: стабилизирующий,
движущий и разрывающий (дизруптивный)

33.

ФОРМЫ ОТБОРА
Форма
Характеристика
Примеры
Сохранение у насекомоопыляемых
Направлен на сохранение мутаций, ведущих к меньшей
растений размеров и формы цветка,
изменчивости средней величины признака. Действует при
Стабилизирующ
так как цветки должны
относительно постоянных условиях окружающей среды, то есть
ий
соответствовать размерам тела
пока сохраняются условия, повлёкшие образование того или
насекомого-опылителя. Сохранение
иного признака или свойства.
реликтовых видов.
Возникновение у насекомых и
грызунов устойчивости к
Направлен на сохранение мутаций, изменяющих среднюю
ядохимикатам, у микроорганизмов —
величину признака. Возникает при изменении условий
к антибиотикам. Потемнение окраски
окружающей среды. Особи популяции имеют некоторые отличия берёзовой пяденицы (бабочки) в
по генотипу и фенотипу, и при длительном изменении внешней развитых индустриальных районах
Движущий
среды преимущество в жизнедеятельности и размножении
Англии (индустриальный меланизм). В
может получить часть особей вида с некоторыми отклонениями этих районах кора деревьев
от средней нормы. Вариационная кривая смещается в
становится тёмной из-за
направлении приспособления к новым условиям
исчезновения лишайников,
существования.
чувствительных к загрязнению
атмосферы, а тёмные бабочки менее
заметны на стволах деревьев.
Разрывающий
(дизруптивный)
Направлен на сохранение мутаций, ведущих к наибольшему
отклонению от средней величины признака. Разрывающий
При частых сильных ветрах на
отбор проявляется в том случае, если условия среды изменяются
океанических островах сохраняются
так, что преимущество приобретают особи с крайними
насекомые либо с хорошо развитыми
отклонениями от средней нормы. В результате разрывающего
крыльями, либо с рудиментарными.
отбора формируется полиморфизм популяции, то есть наличие
нескольких, различающихся по какому-либо признаку групп.

34.

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ ОТБОР
Происходит при отсутствии внешних
изменений и относительно слабой
конкуренции. Подавляет генотипы особей с
крайними отклонениями признаков
(например, слишком больших или слишком
маленьких). Поддерживает стабильность
популяции и не способствует эволюции.

35.

НАПРАВЛЕННЫЙ ОТБОР
Происходит в ответ на изменения
условий обитания. Сдвигает фенотип
в ту или другую сторону; при
достижении нового состояния
равновесия прекращается. Приводит
к эволюционным изменениям.

36.

ДИЗРУПТИВНЫЙ ОТБОР
Начинает действовать при наличии в
популяции не одного, а двух и более
благоприятных фенотипов. Разделяет
популяцию на две группы; при
прекращении потока генов между
группами популяция может разделиться
на два вида, которые будут
конкурировать между собой уже менее
сильно .

37.

ФОРМЫ ОТБОРА

38.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ
• Каждое приспособление вырабатывается на основе
наследственной изменчивости в процессе борьбы за
существование и отбора в ряду поколений. Естественный
отбор поддерживает только целесообразные приспособления,
которые помогают организму выживать и оставлять
потомство.
• Приспособленность организмов к среде не абсолютна, а
относительна, так как условия среды обитания могут
изменяться. Доказательством этого служат многие факты.
Например, ночные бабочки собирают нектар со светлых
цветков, хорошо заметных ночью, но часто летят на огонь и
гибнут.

39.

МУ ТАЦИОННАЯ И КОМБИНАТИВНАЯ
ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Мутационный процесс приводит к возникновению новых аллелей
(или генов) и их сочетаний в результате мутаций. Мутационный
процесс, в силу случайности мутаций, не обладает направленностью и
без участия других факторов эволюции не может направлять изменение
природной популяции. Он лишь поставляет элементарный
эволюционный материал для естественного отбора. Рецессивные
мутации в гетерозиготном состоянии составляют скрытый резерв
изменчивости, который может быть использован естественным
отбором при изменении условий существования.
Комбинативная изменчивость возникает в результате образования у
потомков новых комбинаций уже существующих генов,
унаследованных от родителей. Источниками комбинативной
изменчивости являются перекрёст хромосом (рекомбинация),
случайное расхождение гомологичных хромосом в мейозе, случайное
сочетание гамет при оплодотворении.

40.

ПОПУЛЯЦИОННЫЕ ВОЛНЫ
Популяционные волны (волны жизни) — периодические и
непериодические колебания численности популяции как в
сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.
Причинами популяционных волн могут быть периодические
изменения экологических факторов среды (сезонные колебания
температуры, влажности и т. д.), непериодические изменения
(природные катастрофы), заселение видом новых территорий
(сопровождается резкой вспышкой численности).
В качестве эволюционного фактора популяционные волны
выступают в малочисленных популяциях, где возможно
проявление дрейфа генов.

41.

ДРЕЙФ ГЕНОВ
Дрейф генов — случайное ненаправленное изменение частот
аллелей и генотипов в популяциях. В малых популяциях действие
случайных процессов приводит к заметным последствиям. Если
популяция мала по численности, то в результате случайных событий
некоторые особи независимо от своей генетической конституции
могут оставить или не оставить потомство, вследствие этого частоты
некоторых аллелей могут резко меняться за одно или несколько
поколений. Так, при резком сокращении численности популяции
(например, вследствие сезонных колебаний, сокращения кормовых
ресурсов, пожара и т. д.) среди оставшихся в живых
немногочисленных особей могут быть редкие генотипы. Если в
дальнейшем численность восстановится за счёт этих особей, то это
приведёт к случайному изменению частот аллелей в генофонде
популяции. Таким образом, популяционные волны являются
поставщиком эволюционного материала.

42.

ИЗОЛЯЦИЯ
•Изоляция обусловлена возникновением разнообразных
факторов, препятствующих свободному скрещиванию.
Между образовавшимися популяциями прекращается
обмен генетической информацией, в результате чего
начальные различия генофондов этих популяций
увеличиваются и закрепляются. Изолированные
популяции могут подвергаться различным
эволюционным изменениям, постепенно превращаться в
разные виды.
•Различают пространственную и биологическую
изоляцию.

43.

ИЗОЛЯЦИЯ
Пространственная (географическая) изоляция связана с
географическими препятствиями (водные преграды, горы,
пустыни и др.), а для малоподвижных популяций и про сто с
большими расстояниями.
Биологическая изоляция обусловлена невозможно стью
спаривания и оплодотворения (в связи с изменением сроков
размножения, строения или других факторов,
препятствующих скрещиванию), гибелью зигот (вследствие
биохимических различий гамет), стерильностью потомства (в
результате нарушения конъюгации хромосом при
гаметогенезе).
Эволюционное значение изоляции со стоит в том, что она
закрепляет и усиливает генетиче ские различия между
популяциями.

44.

ПРОГРЕСС И РЕГРЕСС В ЭВОЛЮЦИИ
•Учение об основных направлениях эволюции —
биологическом прогрессе и биологическом регрессе
было разработано А. Н. Северцовым и дополнено его
учеником И. И. Шмальгаузеном.
•Многие таксономические группы организмов с
ходом времени становились более совершенными и
многочисленными. Однако отдельные группы
постепенно сокращали свою численность и исчезали
с арены жизни. Следовательно, эволюция протекала
в двух направлениях.

45.

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС
•(от лат. progressus — движение вперед) — направление
эволюции, характеризующееся повышением приспособленности
организмов определенной систематической группы к
окружающей среде. Появление новых приспособлений
обеспечивает организмам успех в борьбе за существование,
сохранение и размножение в результате естественного отбора.
Это приводит к вспышке численности и, как следствие, к
освоению новых мест обитания и формированию
многочисленных популяций.
•Биологический прогресс является результатом успеха
систематической группы в борьбе за существование, благодаря
повышению приспособленности ее особей.

46.

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС
ароморфоз
идиоадаптация
общая дегенерация

47.

АРОМОРФОЗ
Ароморфозы – это эволюционные изменения,
ведущие к усложнению строения и функций
организма, повышающие общий уровень его
организации и жизнеспособности.
Ароморфозы всегда ведут к биологическому
прогрессу. Например, в развитии позвоночных
крупным ароморфозом было развитие
кровеносной системы от пульсирующей
брюшной аорты ланцетника к двух-, трех- и
четырехкамерному сердцу у высших
позвоночных.

48.

АРОМОРФОЗ
Ароморфозы не являются прямым приспособлением
к условиям существования – они повышают
интенсивность жизнедеятельности организмов,
обеспечивая их относительную независимость от
условий среды обитания.
Формирование ароморфозов – длительный процесс,
происходящий на основе наследственной
изменчивости и естественного отбора. Они
сохраняются в процессе дальнейшей эволюции и
приводят к возникновению новых крупных
систематических групп – типов и классов.

49.

АРОМОРФОЗ
Ароморфоз формируется на о снове наследственной изменчиво сти и
е сте ственного отбора. Подъем общей активно сти животных
спо собствовал появлению сложных изменений органов дыхания:
жабер, легких. Усложнились с ердца у рыб, птиц и млекопитающих.
Вс е это спо собствовало активной жизнедеятельно сти животных,
уменьшило их зависимо сть от условий внешней среды. Крупные
систематиче ские группы — тип, класс, от ряд — образовались в
проце ссе длительной эволюции путем ароморфоза. Ароморфоз —
о сновной путь к биологиче скому прогре ссу.
Эволюция кровено сной системы — это у сложнение от т рубчатых
кровено сных со судов ланцетника до двух -, т рех-, четырехкамерного
с ердца. В эволюции млекопитающих можно выделить не сколько
крупных ароморфозов: живорождение, теплокровно сть,
прогре ссивное развитие кровено сной системы (формирование
большого и малого кругов кровообращения) и головного мозга (рис.
32). Высокий общий уровень организации млекопитающих,
до стигнутый благодаря перечисленным ароморфозным изменениям,
позволил им о своить вс е возможные среды обит ания (Арктика,
Ант арктида) и привел в итоге к появлению высших приматов и
человека.

50.

ОСНОВНЫЕ АРОМОРФОЗЫ В
ЭВОЛЮЦИИ ЖИВОТНЫХ
Эукариотические организмы, специализирующиеся на
гетеротрофном питании, дали начало Животным и
Грибам. Первые животные были
представлены Одноклеточными организмами, у
которых отсутствуют ткани.
В протерозойской эре возникают все известные
типы Многоклеточных беспозвоночных животных .
Наиболее примитивными настоящими
Многоклеточными являются Двуслойные животные,
в частности, Кишечнополосные. Их появление
связано с первым крупным ароморфозом –
появлением двуслойного зародыша; стенки их тела
состоят из эктодермы и энтодермы.

51.

ИДИОАДАПТАЦИЯ
В ходе эволюции отдельных групп возникает большое
количество идиоадаптаций - мелких приспособлений к
определенным условиям среды.
Пример идиоадаптации — разнообразные формы у
насекомоядных млекопитающих, разные виды которых, имея
исходный уровень организации, смогли, однако, приобрести
свойства, позволившие им занять разные места обитания в
природе.
Примерами идиоадаптации у растений могут служить
многообразные приспособления цветка к перекрестному
опылению ветром, приспособления листьев к уменьшению
испарения (опущение листа, видоизменение листа, спад листвы,
восковой налет, изменение формы листа). Насекомыми приспособления плодов и семян к распространению.

52.

ВОЗНИКНОВЕНИЕ АДАПТАЦИЙ В
РЕЗУЛЬТАТЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА
Эволюцию можно рассматривать как процесс
возникновения адаптаций - адаптациогенез
Адаптация – возникновение и развитие
конкретных морфофизиологических свойств,
значение которых зависит от тех или иных
условий среды

53.

ПРИМЕРЫ АДАПТАЦИЙ
Средства пассивной защиты – такие структуры
и особенности, которые лишь своим присутствием
определяют большую вероятность сохранения
жизни особи в борьбе за существование
(хитиновый покров членистоногих, раковины
моллюсков, иглы и колючки у животных и
растений)

54.

ПРИСПОСОБИТЕЛЬНАЯ ОКРАСКА
Приспособительная окраска:
•Покровительственная
•Предостерегающая
•Мимикрия

55.

ПОКРОВИТЕЛЬСТВЕННАЯ ОКРАСКА
Покровительственная окраска — это криптическая окраска,
маскировка животных: обитатели пустыни имеют желто-бурую
окраску тела; яйца птиц, гнездящихся в траве, имеют цвет,
соответствующий фону; сезонная окраска зайца-беляка, песца,
горностая, белой куропатки; серое оперение перепела; темная
окраска верха и светлая окраска низа у рыб; расчленяющая
окраска тигра и зебры.

56.

ПРЕДОСТЕРЕГАЮЩАЯ ОКРАСКА
Предостерегающая окраска - яркая, контрастная (красная с
черным, черная с желтым) окраска у животных, имеющих
ядовитые или пахучие железы. Предупреждающая окраска —
это сигнал опасности для хищников о несъедобности данных
организмов (осы, пчелы).

57.

МИМИКРИЯ
Мимикрия (греч. мимикос — уподобление, подражание) —
подражательное сходство незащищенного организма с
защищенным или несъедобным. Мимикрия бейтсовская — это
сходство беззащитного съедобного с несъедобным ярко
окрашенным. Мюллеровская мимикрия — сходство между
двумя (и более) несъедобными видами (многие виды ос сходны
по окраске и форме тела).

58.

СЛОЖНЫЕ АДАПТАЦИИ
Насекомоядность и способность к движению
у растений

59.

МЕХАНИЗМ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
АДАПТАЦИЙ
Для возникновения адаптации необходимо наличие
элементарного эволюционного материала – наследственной
изменчивости – и элементарных эволюционных факторов –
прежде всего отбора.
Появление селективно ценного генотипа является
элементарным адаптационным явлением.
В эволюционном смысле понятие «адаптация» должно
отно ситься не столько к отдельной о соби, сколько к популяции
и виду.
Акклимация – конкретные адаптивные проявления реакций в
проце ссе отдельного онтогенеза.
Модификация – групповые изменения в пределах нормы
реакции вида, сходные у групп о собей.

60.

ПУ ТИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ АДАПТАЦИЙ
Преадаптивные. В случае преадаптации потенциальные
адаптационные явления возникают, опережая
существующие условия (наличие швов в черепе
млекопитающих облегчает роды, хотя их
возникновение не связано с живорорждением).
Комбинативные. Существенно взаимодействие новых
мутаций друг с другом и с генотипом в целом.
Постадаптивный путь связан с редукцией ранее
развитого признака и переводом определяющих его
реализацию генов в рецесивное состояние или
использованием ранее существующего органа в других
целях. Эти гены сохраняются в генофонде популяций и
могут иногда проявляться фенотипически (атавизмы)

61.

БИОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГРЕСС
•(от лат. regressus — возвращение, движение назад) —
направление эволюции, характеризующееся снижением
приспособленности организмов определенной систематической
группы к условиям обитания. Если у организмов темпы
эволюции (формирование приспособлений) отстают от
изменений внешней среды и родственных форм, то они не могут
конкурировать с другими группами организмов. Это значит, что
они будут удаляться естественным отбором. Произойдет
снижение численности особей.
•Биологический регресс — постепенное вымирание
систематической группы (вида, рода, семейства и др.) вследствие
снижения приспособленности ее особей. Деятельность человека
также может приводить к биологическому регрессу некоторых
видов.

62.

ЧАСТЬ III.
СВИДЕТЕЛЬСТВА
ЭВОЛЮЦИИ
(ФАКТЫ,
ДОКАЗЫВАЮЩИЕ
СУЩЕСТВОВАНИЕ
ЭВОЛЮЦИОННОГО
ПРОЦЕССА)

63.

СВИДЕТЕЛЬСТВА ЭВОЛЮЦИИ
ОСНОВНЫЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА ЭВОЛЮЦИИ
Морфологические
Палеонтологические
Эмбриологические
Биогеографические
Молекулярные
Биохимические
Генетические

64.

МОЛЕКУЛЯРНЫЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА
ЭВОЛЮЦИИ
Биохимические
Генетические
•Все живые организмы имеют одинаковые механизмы
хранения, передачи и реализации наследственной информации,
которая записана в последовательности нуклеотидов ДНК (или
РНК - у некоторых вирусов).
•Геном каждого вида представляет собой генетическую
летопись эволюции.

65.

ЕДИНЫЙ МЕХАНИЗМ ХРАНЕНИЯ
НАСЛЕДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ
Для всех живых организмов существует
единый генетический код:
три нуклеотида (триплет) кодируют одну
аминокислоту.
В 1968 г.
американский ученый
Маршалл Ниренберг
(1927-2010) за
расшифровку
генетического кода
был удостоен
Нобелевской премии.

66.

Единый механизм реализации
наследственной информации
ДНК
Первичные структуры
белков клетки
Третичные структуры
Функции белков
Особенности клетки
Схема синтеза белка в
клетке

67.

Единый механизм передачи наследственной
информации
В основе размножения организмов лежит деление клеток.
Митоз
Мейоз
Биологический смысл
из одной
диплоидной
(2n)
из одной
диплоидной
(2n)
2
диплоидные
(2n) клетки
4
гаплоидные
(n) клетки

68.

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ЛЕТОПИСЬ ЭВОЛЮЦИИ
Мутация –
стойкое изменение
генотипа
геномные
хромосомные
Чем больше поколений
отделяет современные
виды от их общего
предка, тем больше
мутаций.
генные
Геном вида –
генетическая
летопись эволюции.

69.

РАЗЛИЧИЯ АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА
МОЛЕКУЛ ГЕМОГЛОБИНА У ПРЕДСТАВИТЕЛЕЙ
РАЗНЫХ ТАКСОНОВ
Чем дальше разошлись виды, происходящие от общего предка,
тем больше у таких видов будут различаться одни и те же
белки по аминокислотному составу.

70.

ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ДРЕВО
Филогенетическое древо – диаграмма
в форме древа, отражающая происхождение
видов живых организмов от общего предка.
Расшифровка геномов видов животных и
растений позволили уточнить
филогенетическое древо, по строенное
на о снове морфологических признаков.
Так, генетики пересмотрели родину
сумчатых. Сравнение не так давно
расшифрованных геномов кенгуру и
опо ссума принесло весьма необычный
результат. Германские учёные
из Вестфальского университета Вильгельма
выяснили, что все сумчатые произошли
от предка, который проживал на территории
современной Южной Америки.

71.

ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ДРЕВО

72.

ПРОМЕЖУ ТОЧНЫЕ ФОРМЫ
Одним из ведущих доказательств эволюционного процесса
является сходство в строении различных частей организма.
(морфологический признак).
Утконос по ряду
признаков занимает
промежуточное
положение между
рептилиями, птицами и
млекопитающими.
Соответственно,
утконос имеет признаки
представителей всех
перечисленных классов.

73.

СХОДСТВО И РАЗЛИЧИЯ В СТРОЕНИИ
КОНЕЧНОСТЕЙ ПОЗВОНОЧНЫХ

74.

ЭМБРИОЛОГИЧЕСКИЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА
ЭВОЛЮЦИИ
Закон
зародышевого
сходства
Принцип
рекапитуляции
Явление зародышевого сходства позволило Ч. Дарвину и
Э. Геккелю заключить, что в процессе онтогенеза как бы
повторяются (рекапитулируют) многие черты строения
предковых форм: на ранних стадиях развития повторяются
признаки более отдаленных предков (менее родственных
форм), а на поздних стадиях – близких предков (или более
родственных современных форм).

75.

ПРИНЦИП РЕКАПИТ УЛЯЦИИ
Рекапитуляция - повторение
признаков далёких предков в
онтогенезе современных
организмов.
На ранних стадиях онтогенеза
повторяются признаки более
отдаленных предков, на
поздних – близких предков.

76.

ЗАКОН ЗАРОДЫШЕВОГО СХОДСТВА
Сформулировал
закономерность,
которую называют
«Законом
зародышевого
сходства»: "Чем более
ранние стадии
индивидуального
развития
сравниваются, тем
больше сходства
удается обнаружить".
Карл Бэр
(1792-1876)

77.

БИОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ЗАКОН
Эрнст
Геккель
(1834-1919)
Биогенетический
закон ГеккеляМюллера:
«Каждое живое
существо
в своем
индивидуальном
развитии (онтогенез)
повторяет в известной
степени формы,
пройденные его
предками или его
видом (филогенез)».
Фриц
Мюллер
(1822-1897)

78.

РАЗВИТИЕ БИОГЕНЕТИЧЕСКОГО ЗАКОНА
Биогенетический закон был
развит и уточнен российским
ученым
А.Н. Северцовым показавшим,
что в онтогенезе повторяются
стадии не взрослых предков, а
их эмбриональных стадий;
филогенез – это исторический
ряд выбранных в ходе
естественного отбора
онтогенезов.
А.Н. Северцов
(1866-1936)

79.

ГЕН-РЕГ УЛЯТОР РАЗВИТИЯ
Французские ученые Жакоб и Моно доказали, что ДНК сама управляет собой, что в
ней, помимо генов, дающих информацию для синтеза ферментов (структурных
генов), есть гены – регуляторы развития, управляющие этими структурными
генами.

80.

ПРЯМЫЕ НАБЛЮДЕНИЯ ПРОЦЕССА
ЭВОЛЮЦИИ
• Болезнетворные организмы – патогены
(вирусы, бактерии, простейшие,
гельминты), различаются по
устойчивости к лекарствам.
• Неправильный приём лекарств создаёт
линии патогенов с множественной
лекарственной устойчивостью.
• Мутации устойчивости к антибиотикам
возникшие в микрофлоре кишечника
могут быть перенесены плазмидами в
геномы болезнетворных бактерий.
золотистый стафилококк

81.

ЭВОЛЮЦИЯ КАК РЕЗУЛЬТАТ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
Множественная лекарственная устойчивость бактерий и
вирусов
Устойчивость насекомых к инсектицидам
Эволюция растений в антропогенных ландшафтах
(Вавиловская мимикрия)
Лён посевной
Рыжик посевной

82.

ЭВОЛЮЦИЯ КАК РЕЗУЛЬТАТ
ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
Адаптация растений к жизни в промышленных и
сельскохозяйственных ландшафтах может вести к
видообразованию.
Душистый колосок
Полевица тонкая

83.

Эволюция чужеродных видов
Учёные переселили группу ящериц с одного острова Адриатического моря на
другой. Через 40 лет было установлено, что ящерицы перешли с питания
насекомыми на растительную пищу, что привело к изменению в строение
челюстей и желудка.

84.

ВОПРОСЫ
1. Что такое множественная лекарственная
устойчивость и как она возникает?
2. Какую роль играют мутации и
естественный отбор в эволюции
устойчивости насекомых к инсектицидам?
3. Что такое «вавиловская мимикрия»?
4. Какова роль движущих сил эволюции в
формировании приспособленности
организмов? (назовите не менее трёх
критериев)

85.

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ
Микроэволюция – генетические изменения
внутри видов, т.е.приспособление локальных
популяций к условиям обитания, их
дивергенция в результате отбора и дрейфа
генов и, в конечном счёте, образование
новых видов.
Макроэволюция – процесс образования
надвидовых таксонов.
Процесс макроэволюции имеет две
основные составляющие: дивергенцию и
вымирание таксонов

86.

ДИВЕРГЕНЦИЯ
ДИВЕРГЕНЦИЯ (от средневекового лат. divergo отклоняюсь) - расхождение признаков и свойств у
первоначально близких групп организмов в ходе
эволюции. Результат обитания в разных условиях и
неодинаково направленного естественного отбора.
Морганукодон

87.

ДИВЕРГЕНЦИЯ ВНУ ТРИ ОДНОГО ТАКСОНА
МОЖЕТ ПРИВОДИТЬ К СХОДСТВУ МЕЖДУ РАЗНЫМИ
ТАКСОНАМИ
Выделяют два типа такого сходства:
Конвергенция
Параллелизм

88.

ГОМОЛОГИЧНЫЕ ОРГАНЫ
Некоторые органы животных и растений, несмотря на
различные функции, имеют общее происхождение. К
примеру, усики гороха прикрепляют растение к опоре,
а шипы кактуса уменьшают интенсивность испарения
воды.
Но в обоих случаях
эти структуры
являются
видоизменением
листьев.

89.

ПРИМЕРЫ ГОМОЛОГОВ
Самым типичным примером гомологий являются
передние конечности позвоночных. Ласты кита и
дельфина, крылья птицы и летучей мыши, руки
человека, лапы крота и крокодила выполняют разные
функции.
Но строение их сходно.
Все это передние
конечности хордовых
позвоночных,
состоящие из трех
отделов: плеча,
предплечья и кисти.

90.

ПРИМЕРЫ ГОМОЛОГОВ
К гомологичным органам относятся также
видоизменения побегов различных растений. Они
обладают значительными отличиями во внешнем
строении и функциях. Корневище ландыша имеет
удлиненные междоузлия, клубень картофеля
накапливает запас воды с питательными
веществами, а донце репчатого лука является
основой для прикрепления мясистых листьев. Однако
все гомологичные органы, примеры которых мы
рассмотрели, имеют типичное для побега строение.

91.

ВИДОИЗМЕНЁННЫЕ ЛИСТЬЯ ГОМОЛОГИ

92.

ПРИМЕРЫ ГОМОЛОГОВ
Рассмотреть, какие органы называются
гомологичными, можно также на примере
видоизменений корней. Подземный орган растений
также может существенно видоизменяться в разных
условиях произрастания. Так, у брюквы и моркови
главный корень утолщается, запасая питательные
вещества. Такие культуры в первый год не дают
семян. Осенью их надземные органы отмирают, а за
счет подземного корнеплода растение переживает
холодное время года. Такие видоизменения и есть
ответ на вопрос о том, что представляют собой
гомологичные органы. Примеры их - это также
воздушные, дыхательные и цепляющиеся корни.

93.

КОНВЕРГЕНЦИЯ
Конвергенция-схождение признаков в процессе
эволюции неблизкородственных групп организмов,
приобретение ими сходного строения в результате
существования в сходных условиях и одинаково
направленного естественного отбора
Аналогичные органы имеют
общие черты строения и
функционирования, но
формируются в ходе
эмбрионального развития из
разных клеточных элементов и
контролируются разными
группами генов.

94.

АНА ЛОГИ ИЛИ ГОМОЛОГИ?
А вот иглы барбариса и шипы малины имеют
разное происхождение. В первом случае это
боковые листья, а во втором - производные
покровной ткани растения. Это пример
аналогичных органов.
Широкие крылья орла и бабочки также имеют
разное происхождение. Хотя на первый взгляд
определить это достаточно сложно, поскольку все
эти структуры обеспечивают полет. Но у птиц это
видоизмененные передние конечности, покрытые
перьями. А у насекомых крылья представляют
выросты покровов. Конечности же у них
расположены под телом и не участвуют в полете.

95.

ПАРА ЛЛЕЛИЗМ
Сходство организмов, относящихся к
разным таксонам, основано на сходных
изменениях одних и тех же гомологичных
структур.
дельфины

96.

97.

ВЫМИРАНИЕ
Вторая составляющая макроэволюции –
вымирание, т.е. исчезновение всех представителей
определённого биологического вида.
Смертность превышает рождаемость.
Причины:
Изменение климата
Истощение пищевых ресурсов
Появление новых инфекций
Вселение хищников или конкурентов на
территорию данного вида и др.

98.

МАССОВЫЕ ВЫМИРАНИЯ
«Великое пермское вымирание» – 250 млн лет
назад – вымерло около 95% всех видов,
обитающих на Земле
Глобальное вымирание в конце мелового – 65 млн
лет назад – закат эпохи динозавров

99.

Скачано с
www.znanio.ru