Что такое эволюция?

1.

Что такое эволюция?
Эволюция — это естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава
популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.
Генетические изменения
Видообразование
Экосистемные изменения
Накопление мутаций и изменение частоты
Процесс образования новых
аллелей в популяции, приводящие к
биологических видов в результате
Преобразование целых экосистем и
изменению генетического состава вида.
дивергенции популяций одного вида.
биосферы в результате эволюционных
изменений составляющих их видов.

2.

Основные понятия
эволюционного учения
Эволюционное учение — это наука, изучающая причины изменения живых существ
во времени, механизмы и закономерности этих изменений.
Палеонтология
Филогенез
Наука об ископаемых организмах,
Историческое развитие как
занимающаяся выявлением
отдельных групп организмов, так и
ископаемых переходных форм,
органического мира в целом.
филогенетических рядов и
восстановлением
последовательности ископаемых
форм.
Онтогенез
Индивидуальное развитие организма от момента зарождения до смерти.

3.

Геохронологическая шкал а
Геохронологическая шкала — это шкала относительного геологического времени,
связывающая временные интервалы с соответствующими слоями горных пород и отражающая
последовательность эволюционных изменений органического мира.
Кайнозой
Палеозой
Четвертичный период
Пермь
Неоген
Карбон
Палеоген
Девон
Силур
Ордовик
Кембрий
Мезозой
Мел
Юра
Триас
Докембрий
Протерозой
Архей

4.

Предпосылки возникновения эволюционной теории
Открытия в биологии
1
Клеточное строение организмов, открытие закона
зародышевого сходства и биогенетического закона,
доказывающие единство происхождения живых
организмов.
Палеонтологические открытия
2
Работы Ч. Лайеля
Теория эволюции поверхности Земли под влиянием
3
естественных причин, заложившая основу для
понимания постепенных геологических изменений.
Находки ископаемых организмов, сходство в строении
конечностей позвоночных, указывающие на изменение
видов с течением времени.
4
Развитие селекции
Создание новых пород животных и сортов растений,
демонстрирующее возможность изменения организмов
под воздействием искусственного отбора.

5.

Предпосы л ки возникновения эвол юционной теории (продол жение)
Развитие биологических направлений
1
Прогресс в биогеографии, эмбриологии, сравнительной анатомии, систематике
растений и животных, обеспечивший необходимую базу данных.
2
Научны е экспедиции
В первую очередь экспедиции Чарльза Дарвина на корабле "Бигль" и Альфреда
Уоллеса в Малайский архипелаг, давшие обширный материал для анализа.
Философские идеи
Распространение материалистических взглядов, отход от догматических
представлений о неизменности видов, созданных высшей силой.
3

6.

Значение эвол юционной теории в биологии
Эволюционное учение — это фундаментальная концепция, объединяющая все области биологии в единую систему знаний.
Понимание
закономерностей в природе
Основа селекции
Понимание адаптаций
Служит теоретической базой для
селекционной работы, позволяя
Объясняет причины развития
Позволяет объяснить
целенаправленно улучшать
устойчивости организмов к
закономерности в природе, в том
генетические характеристики
пестицидам, гербицидам,
числе связанные с влиянием
организмов.
антибиотикам и другим
человечества на экосистемы и
предсказать последствия этого
влияния.
воздействиям.

7.

Значение эвол юционной
теории в биологии
(продол жение)
Научное обоснование адаптации
Объясняет приспособляемость организмов к условиям окружающей
среды через механизмы естественного отбора.
Основа систематики
Обеспечивает научное обоснование классификации растений и
животных на основе их эволюционных взаимоотношений.
Разв итие палеонтологии
Палеонтология приобрела фактологический характер, превратившись
из описательной в аналитическую науку.

8.

Доказател ь ства эвол юции:
срав нител ь но-анатомические
Гомологичны е органы
Органы, имеющие общее происхождение и сходное строение, но
выполняющие разные функции в результате расхождения признаков.
Свидетельствуют о родстве организмов.
Примеры гомологичных органов: кости передних конечностей человека,
кита и летучей мыши; передние конечности крота и рука человека.
Эти сходства объясняются происхождением от общего предка и
последующей дивергентной эволюцией в соответствии с разными
условиями среды обитания.

9.

Доказател ь ства эвол юции:
аналогичны е органы
Аналогичны е органы
Органы, выполняющие сходные функции, но имеющие разное
происхождение и строение. Они возникают в результате независимого
развития сходных признаков у неродственных организмов.
Примеры аналогичных органов: крыло птицы и крыло бабочки; жабры рыб и
жабры ракообразных.
Аналогичные органы являются результатом конвергентной эволюции —
независимого приобретения сходных признаков разными группами
организмов под влиянием сходных условий среды.

10.

Доказательства эволюции:
рудименты и атавизмы
Рудименты
Атавизмы
Недоразвитые органы, утратившие
Появление у отдельных особей
своё основное значение в процессе
признаков, характерных для
эволюции:
далёких предков:
Копчик у человека
Хвост у человека
Рудиментарные кости таза у
Чрезмерное оволосение тела
китов
Дополнительные пары сосков
Глазное яблоко у крота
Многопалость
Недоразвитые крылья у
нелетающих птиц

11.

Доказател ь ства эвол юции:
биогеографические
Биогеографические доказательства основаны на изучении закономерностей
распространения видов организмов на планете.
Различия в составе флоры и фауны на разных континентах объясняются их
геологической историей, климатическими условиями и изоляцией.
Примеры: сумчатые млекопитающие в Австралии, отсутствие плацентарных
хищников на изолированных островах, различия между фауной Южной и
Северной Америки до образования Панамского перешейка.
Сравнение фаун и флор разных континентов позволяет выделить
биогеографические области Земли с характерными для них эндемичными
видами.

12.

Доказател ь ства эвол юции:
палеонтологические
Ископаемы е переходны е формы
Палеонтологические доказательства основаны на изучении ископаемых
останков организмов, населявших Землю в прошлые геологические эпохи.
Переходные формы сочетают признаки как древних, так и более
современных групп организмов.
Археоптерикс — классический пример переходной формы между
рептилиями и птицами: имел зубы и длинный хвост, как у рептилий, но
обладал перьями и крыльями, как у птиц.
Другие примеры: ихтиостега (переход между рыбами и земноводными),
цинодонты (переход от рептилий к млекопитающим).

13.

Доказательства эволюции:
филогенетические ряды
Филогенетические ряды — это последовательности ископаемых форм,
демонстрирующие постепенное изменение организмов в ходе эволюции.
Классический пример — эволюция лошади: от эогиппуса (размером с лисицу,
имевшего четыре пальца на передних и три на задних конечностях) до
современной лошади с одним пальцем.
Другие примеры филогенетических рядов:
Эволюция хоботных от меритерия до современных слонов
Развитие головоногих моллюсков от прямых форм до спиральных
Эволюционный ряд человека от австралопитеков до Homo sapiens

14.

Доказательства эволюции:
эмбриологические
Закон зародышевого сходства (К. Бэр)
На начальных стадиях развития зародыши животных разных видов (в
пределах одного типа) имеют сильное сходство, тогда как взрослые особи
значительно отличаются.
Это сходство наиболее заметно на ранних стадиях эмбрионального развития
и постепенно уменьшается по мере развития зародыша.
Примеры: наличие жаберных щелей у зародышей всех позвоночных,
включая наземных; хвост у эмбрионов человека; закладка хорды у всех
хордовых животных.

15.

Биогенетический закон
Биогенетический закон (Э. Геккель и Ф. Мюллер)
Онтогенез (индивидуальное развитие особи) есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития вида), т.е. в
процессе эмбрионального развития организм проходит стадии, соответствующие формам, пройденным его предками в ходе
эволюции.
В современном понимании:
Повторяются не взрослые стадии предков, а их эмбриональные стадии
Повторение не является полным и точным
Эмбрион проходит через общие для родственных групп стадии развития
Изменения могут затрагивать любые стадии развития
Закон зародышевого сходства и биогенетический закон связаны между собой и вместе свидетельствуют об общих предках на ранних
этапах эволюционного развития.

16.

Рел иктов ы е в иды
Реликтовые виды — это виды с признаками древних, давно вымерших, ранее
широко распространённых групп организмов, сохранившиеся до наших
дней в относительно неизменном виде.
Примеры растений
Примеры животных
Гинкго двулопастный
Латимерия (кистепёрая рыба)
Саговниковые
Гаттерия (туатара)
Вельвичия удивительная
Утконос и ехидна
Секвойя вечнозелёная
Лимулы (мечехвосты)
Реликтовые виды обычно обитают в изолированных регионах с
устойчивыми условиями среды, где сохранились с древних времён
благодаря отсутствию конкуренции.

17.

Эндемичны е виды
Эндемики — это виды, встречающиеся только на определённой ограниченной
территории, часто редкие и уязвимые. Их существование — результат изоляции и
независимой эволюции в специфических условиях.
Остров ны е эндемики
Горны е эндемики
Снежный барс, гималайский
Лемуры Мадагаскара,
медведь, эдельвейс, многие виды
галапагосские вьюрки, комодский
высокогорных растений.
варан, баобабы Мадагаскара.
Континентальны е эндемики
Сумчатые Австралии, броненосцы Южной Америки, протеи Южной Африки.
Эндемики играют важную роль в изучении эволюционных процессов, поскольку
часто демонстрируют результаты адаптивной радиации в ограниченной среде.

18.

Основоположники эвол юционной теории
Жорж-Луи Леклерк де Бюффон
Жан Батист Ламарк
Чарльз Дарвин
Доказывал, что виды изменяются и
Рассмотрел изменчивость и
Обосновал, что все виды живых организмов
превращаются в другие под влиянием
наследственность как предпосылки
эволюционируют со временем и происходят
окружающей среды. Внёс на обсуждение
эволюционного развития. Изучал влияние
от общих предков. Предложил понятия:
мысль о единстве происхождения животных
среды на организм как импульс к развитию
естественный отбор, борьба за
и растений.
органического мира.
существование.

19.

Теория эволюции Жана Батиста
Ламарка
Основные положения теории Ламарка
Все организмы стремятся к совершенствованию (градация)
Изменение условий среды вызывает появление новых потребностей
Новые потребности требуют использования одних органов и
неиспользования других
Упражнение органов приводит к их развитию, неупражнение — к
редукции
Приобретённые признаки передаются по наследству
Критика теории
Ламарк ошибался в механизме наследования приобретённых признаков.
Современная генетика доказала, что приобретённые в течение жизни
изменения не передаются потомству.

20.

Теория эвол юции Чарл ьза
Дарвина
В 1859 году Дарвин опубликовал книгу "Происхождение видов путём
естественного отбора", в которой изложил основы своей эволюционной теории.
Основ ны е положения теории Дарв ина
Существование изменчивости в популяциях
Способность организмов к размножению в геометрической прогрессии
Ограниченность ресурсов, приводящая к борьбе за существование
Естественный отбор как следствие борьбы за существование
Дивергенция признаков и видообразование
Значение теории
Теория Дарвина произвела революцию в биологии, предложив механизм
эволюции через естественный отбор. Она объяснила адаптации организмов
без привлечения сверхъестественных сил и заложила основу современной
эволюционной биологии.

21.

Синтетическая теория эволюции
Современное развитие дарвинизма
Синтетическая теория эволюции (СТЭ) — современная теория эволюции, объединяющая идеи дарвинизма с достижениями генетики,
экологии, систематики и других наук.
Микроэволюция
Макроэволюция
Эволюционные процессы,
Эволюционные процессы, приводящие
происходящие внутри вида и
к образованию надвидовых таксонов.
Изучение эволюционных изменений на
приводящие к образованию новых
Включает такие явления как
уровне ДНК, РНК и белков. Позволяет
видов. Основные факторы: мутации,
дивергенция, конвергенция,
установить степень родства между
генетическая рекомбинация, изоляция,
параллелизм, биологический прогресс и
организмами и реконструировать
естественный отбор, генетический
регресс.
филогенетические отношения.
дрейф.
Молекулярная эволюция

22.

Методы изучения эволюции:
палеонтологический
Палеонтологический метод — изучение ископаемых останков организмов,
населявших Землю в прошлые геологические эпохи.
Изучение ископаемых останков
Исследование переходных форм
Анализ окаменелостей, отпечатков,
Изучение ископаемых организмов,
включений в янтаре и других ископаемых
сочетающих признаки разных групп и
свидетельств существования древних
демонстрирующих переходные стадии
организмов.
эволюции.
Исследование филогенетических рядов
Восстановление последовательностей форм, показывающих постепенное изменение
организмов в ходе эволюции.

23.

Методы изучения эволюции:
биогеографический
Распространение видов как свидетельство эволюции
Биогеографический метод изучает закономерности распространения видов
организмов на планете и использует эти данные для реконструкции
эволюционной истории.
Основные принципы:
Сравнение фаун и флор разных континентов позволяет выделить
биогеографические области Земли
Островные биоты дают уникальную информацию о видообразовании в
изоляции
Разрывы в ареалах свидетельствуют об исторических изменениях климата и
ландшафта
Викарирующие виды указывают на общность происхождения и последующую
изоляцию

24.

Методы изучения эволюции: сравнительно-анатомический
Сравнительно-анатомический метод основан на сопоставлении строения органов и систем органов разных организмов для выявления их эволюционного
родства.
Гомологичные органы
Аналогичные органы
Атавизмы и рудименты
Органы, имеющие общее происхождение и
Органы, имеющие разное происхождение и
Свидетельства эволюционного прошлого
сходное строение, но выполняющие разные
строение, но выполняющие сходные функции.
организмов, позволяющие восстановить
функции. Свидетельствуют об общем
Свидетельствуют о конвергентной эволюции.
некоторые черты их предков.
происхождении организмов.

25.

Методы изучения эволюции: эмбриологический
Закономерности индивидуального развития
Эмбриологический метод изучает закономерности индивидуального развития организмов и использует их для реконструкции
эволюционной истории.
Основные положения:
Закон зародышевого сходства К. Бэра: на ранних стадиях эмбрионального развития зародыши разных видов одного типа имеют
больше сходства, чем на поздних стадиях
Биогенетический закон Э. Геккеля и Ф. Мюллера: онтогенез есть краткое повторение филогенеза
Сравнение эмбриональных стадий позволяет выявить родственные связи между разными группами организмов
Чем дальше в эволюционном отношении стоят друг от друга виды, тем на более ранних стадиях эмбрионального развития
проявляются различия между ними.

26.

Методы изучения эвол юции:
молекул ярно-биохимические
Молекулярны е часы эвол юции
Молекулярно-биохимические методы основаны на изучении молекулярной структуры и
биохимических процессов для выявления эволюционных связей между организмами.
Секвенирование ДНК и Р НК
Определение последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК и РНК разных
организмов для сравнения и выявления степени родства.
Срав нение белков ы х последовател ьностей
Анализ аминокислотных последовательностей в белках для определения
скорости эволюционных изменений и времени дивергенции видов.
Построение молекулярны х ф илогений
Создание эволюционных деревьев на основе сходства ДНК, РНК и белков
разных организмов.

27.

Современные методы
изучения эволюции
Компьютерное
моделирование
Геномные исследования
Создание математических моделей
Сравнение полных геномов разных
эволюционных процессов,
видов для выявления
позволяющих проверять гипотезы
эволюционных изменений на
и прогнозировать эволюционные
уровне целых хромосом и геномов.
изменения.
Генетический анализ
древних ДНК
Экспериментальная
эволюция
Наблюдение за эволюционными
Извлечение и изучение ДНК из
изменениями в контролируемых
ископаемых останков для
лабораторных условиях, особенно у
реконструкции генетического
микроорганизмов с коротким
состава вымерших организмов.
жизненным циклом.

28.

Эволюционное учение в современной науке
Современная эволюционная биология интегрирует достижения различных дисциплин для создания целостной картины
эволюционных процессов.
Экология
Генетика
Исследование механизмов
наследственности и изменчивости на
Изучение взаимодействия организмов с
окружающей средой и роли этих
взаимодействий в эволюции.
молекулярном уровне.
Палеонтология
Реконструкция истории жизни на
Биоинформатика
Применение компьютерных методов для
анализа биологических данных и
моделирования эволюционных процессов.
Земле по ископаемым останкам.
Биогеография
Анализ распространения организмов в
пространстве и времени.

29.

Закл ючение: эвол юция как
объединяющая концепция
биологии
«Ничто в биологии не имеет смысла иначе, как в свете эволюции» — Феодосий
Добжанский
Эволюционное учение:
Объединяет все разделы биологии в единую систему знаний
Позволяет понять единство и многообразие жизни на Земле
Обеспечивает научную основу для прогнозирования и управления
биологическими процессами
Раскрывает причины и механизмы приспособления организмов к среде
обитания
Объясняет историческое развитие органического мира от простых форм к
сложным
Современные методы исследования эволюции продолжают расширять и
углублять наше понимание процессов развития жизни на Земле.

30.

Б л агодарю за в нимание!