Сообщение о причинах эволюции животного мира
Обновлено: 01.07.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Чарльз Дарвин о причинах эволюции живого мира.
Карл Эрнст фон Бэр - первый из учёных указал на сходство в эмбриональном развитии позвоночных животных
Большой вклад в развитие учения доказательства эволюции внесли и другие учёные, в том числе английский учёный Чарлз Дарвин, совершивший пятилетнее кругосветное путешествие на корабле "Бигль".
Во время путешествия он изучил природу Южной Америки, Галапагос ких островов, Австралии.
Это путешествие сыграло важную роль в формировании взглядов учёного и создании учения об эволюции.
Портрет учёного К.Бэра.
Портрет учёного Ч.Дарвина
Написанию книги предшествовало не только кругосветное путешествие учёного, но наблюдения и анализирование наследования признаков у домашних животных различных пород.
Дарвин обратил внимание на наследование признаков потомством от своих родителей.
Наследственность – способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству.
Рисунок, изображающий наследование признаков потомством от родителей (крольчонок и взрослый кролик, кошка и котёнок и т.д.).
Наследственность – способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству.
Кроме того, учёный обратил внимание на изменчивость организмов.
Потомство от одних и тех же родителей отличается по ряду признаков.
Например, у окотившейся кошки появляются детёныши отличающиеся друг от друга длиной шерсти, окраски, весом.
Изменчивость – свойство противоположное наследственности.
Рисунок с изображением кошки и котят, отличающихся друг от друга окраской шерсти.
Чарлз Дарвин рассмотрел большое количество примеров наследственности, изменчивости и проанализировал закономерности размножения организмов.
Учёный отметил, что из воспроизведённого потомства у живых организмов выживает только часть.
Только представьте себе, чтобы было, если бы выживало, например, всё потомство рыбы –луны, которая вымётывает до 300 миллионов икринок.
Или, например, всё потомство устрицы, откладывающей за 1 сезон 1 миллион яиц.
Не всё потомство организмов выживает в природе? Часть потомства погибает.
Действительно, среди потомства организмов в природе выживают те, которые наиболее приспособлены к условиям окружающей среды.
В природе животным приходится вступать во взаимоотношения, конкурировать с особями, как своего вида, так и особями других видов за различные ресурсы, например за пищу, территорию.
Но взаимоотношения между организмами , особями одного вида могут быть не только конкурентными, но и проявляться во взаимопомощи, что способствует выживаемости вида.
Например, в холодное время пингвины обогревают друг друга, а волки охотятся сообща –стаей.
Таким образом, в природе происходит естественный отбор.
Процесс выживания и размножения наиболее приспособленных особей Чарлз Дарвин назвал естественным отбором.
Благодаря естественному отбору в природе появляются новые виды организмов, происходят эволюционные процессы.
Карл Эрнст фон Бэр - первый из учёных указал на сходство в эмбриональном развитии позвоночных животных
Большой вклад в развитие учения доказательства эволюции внесли и другие учёные, в том числе английский учёный Чарлз Дарвин, совершивший пятилетнее кругосветное путешествие на корабле "Бигль".
Во время путешествия он изучил природу Южной Америки, Галапагос ких островов, Австралии.
Это путешествие сыграло важную роль в формировании взглядов учёного и создании учения об эволюции.
Написанию книги предшествовало не только кругосветное путешествие учёного, но наблюдения и анализирование наследования признаков у домашних животных различных пород.
Дарвин обратил внимание на наследование признаков потомством от своих родителей.
Наследственность – способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству.
Кроме того, учёный обратил внимание на изменчивость организмов.
Потомство от одних и тех же родителей отличается по ряду признаков.
Например, у окотившейся кошки появляются детёныши отличающиеся друг от друга длиной шерсти, окраски, весом.
Чарлз Дарвин рассмотрел большое количество примеров наследственности, изменчивости и проанализировал закономерности размножения организмов.
Учёный отметил, что из воспроизведённого потомства у живых организмов выживает только часть.
Только представьте себе, чтобы было, если бы выживало, например, всё потомство рыбы –луны, которая вымётывает до 300 миллионов икринок.
Или, например, всё потомство устрицы, откладывающей за 1 сезон 1 миллион яиц.
Не всё потомство организмов выживает в природе? Часть потомства погибает.
Действительно, среди потомства организмов в природе выживают те, которые наиболее приспособлены к условиям окружающей среды.
В природе животным приходится вступать во взаимоотношения, конкурировать с особями, как своего вида, так и особями других видов за различные ресурсы, например за пищу, территорию.
Но взаимоотношения между организмами , особями одного вида могут быть не только конкурентными, но и проявляться во взаимопомощи, что способствует выживаемости вида.
Например, в холодное время пингвины обогревают друг друга, а волки охотятся сообща –стаей.
Таким образом, в природе происходит естественный отбор.
Процесс выживания и размножения наиболее приспособленных особей Чарлз Дарвин назвал естественным отбором.
Благодаря естественному отбору в природе появляются новые виды организмов, происходят эволюционные процессы.
Однако отбор особей по нужным признакам происходит не только в природе, а также проводится человеком, на что обратил внимание Дарвин.
Человек среди потомства животных, растений выбирает особей с нужными ему признаками.
Так происходит получение новых сортов растений, штаммов микроорганизмов, пород животных.
Например, от дикого скалистого голубя получены различные породы голубей.
Искусственный отбор – процесс создания пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов путём отбора, сохранения и размножения особей с нужными человеку признаками.
Чарлз Дарвин указал на изменяемость органического мира и причины эволюции.
Если вы усвоили учебный материал, то справитесь со следующим заданием:
2.Ч.Дарвин совершил кругосветное путешествие на корабле …
3. Способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству – это …
4. Процесс выживания и размножения наиболее приспособленных особей – это …
5. Процесс создания пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов путём отбора, сохранения и размножения особей с нужными человеку признаками – это …
3. Способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству – это наследственность.
4. Процесс выживания и размножения наиболее приспособленных особей – это естественный отбор.
5. Процесс создания пород животных, сортов растений, штаммов микроорганизмов путём отбора, сохранения и размножения особей с нужными человеку признаками – это искусственный отбор.
Задание № 2. Посмотрите видеофрагмент и ответьте на вопрос : к какому эволюционному процессу его можно отнести?
1.22. Ч.Дарвин о причинах эволюции. Доказательства эволюции
Дарвинизм — наука об историческом развитии живой природы, основанная на воззрениях Ч. Дарвина.
Эволюционная теория — наука о причинах, общих закономерностях и механизмах эволюционного процесса.
Чарльз Роберт Дарвин и Альфред Уоллес независимо друг от друга обосновали идею естественного отбора на основе борьбы за существование.
Основные положения дарвинизма:
- эволюционный процесс реален, определяется условиями существования и проявляется в образовании новых, приспособленных к этим условиям, особей, видов и более крупных систематических таксонов;
- основные эволюционные факторы: наследственная изменчивость и естественный отбор;
- естественный отбор играет роль направляющего фактора эволюции (главную роль);
- предпосылки естественного отбора: избыточный репродуктивный потенциал, наследственная изменчивость и изменение условий существования.
Естественный отбор является следствием борьбы за существование, которая подразделяется на внутривидовую, межвидовую и борьбу с условиями окружающей среды.
Результаты естественного отбора:
- сохранение любых адаптаций, обеспечивающих выживание и воспроизводство потомства;
- дивергенция — процесс генетического и фенотипического расхождения групп особей по отдельным признакам и образования новых видов;
- прогрессивная эволюция органического мира.
Движущие силы эволюции, согласно Дарвину, — наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.
Доказательства эволюции
1. Сравнительно-анатомические доказательства основаны на выявлении общих и отличных морфологических и анатомических особенностей строения различных групп организмов.
К анатомическим доказательствам эволюции относят:
- наличие гомологичных органов, имеющих общий план строения, развивающихся из сходных зародышевых листков в эмбриогенезе, но приспособленных к выполнению разных функций (рука — ласт — крыло птицы). Различия в строении и функциях возникают в результате дивергенции;
- наличие аналогичных органов, имеющих различное происхождение в эмбриогенезе, различное строение, но выполняющих сходные функции (крыло птицы и крыло бабочки). Сходство функций возникает в результате конвергенции;
- наличие рудиментов и атавизмов.
- существование переходных форм.
Рудименты — органы, утратившие свое функциональное значение (копчик, ушные мышцы).
Атавизмы -— случаи проявления признаков дальних предков (хвост и волосатое тело у человека, остатки второго и третьего пальцев на ногах у лошади);
2. Эмбриологические доказательства. Эмбриология изучает закономерности эмбрионального развития и устанавливает:
- филогенетическое родство организмов;
- филогенетические ряды;
- закономерности филогенеза.
Полученные данные отразились в законах зародышевого сходства К.М. Бэра и в биогенетическом законе Э. Геккеля и Ф. Мюллера.
Закон Бэра устанавливает сходство ранних стадий развития эмбрионов представителей разных классов в пределах типа. На более поздних стадиях эмбрионального развития это сходство утрачивается, а развиваются наиболее специализированные признаки таксона, вплоть до индивидуальных признаков особи.
Биогенетический закон Мюллера — Геккеля утверждает, что онтогенез — это краткое повторение филогенеза. В процессе эволюции онтогенез может перестраиваться, что приводит к эволюции органов взрослого организма.
В онтогенезе повторяются только зародышевые стадии предков, и не всегда полностью. Иногда на ранней стадии развития организмы могут достичь половозрел ости, не проходя последующих стадий, как, например, это происходит у аксолотлей — личинок тигровой амбистомы.
3. Палеонтологические доказательства — позволяют описывать события древнейшей истории по ископаемым остаткам организмов. К палеонтологическим доказательствам относят выстроенные палеонтологами филогенетические ряды лошади, хоботных, человека.
Переходные формы .— указывают на филогенетическую преемственность при переходе от предковых форм к современным и от класса к классу. Например, в типе хордовых к переходным формам от рыб к земноводным относят ихтиостега, от земноводных к пресмыкающимся — сеймурию.
4. Молекулярные доказательства. Единство органического мира проявляется в химическом составе, тончайшем строении и основных жизненных процессах, протекающих в организмах разных системных групп.
В последнее время многие авторы, в прошлом — воинствующие атеисты, стали не менее воинствующими клерикалами и договорились до того, что дарвинизм как научная теория — бессмыслен. Вместо того чтобы признать недостаточным уровень развития современной науки для понимания причин возникновения Земли и жизни на ней, они отстаивают идею сотворения мира, не приводя никаких сколько-ни-будь серьезных аргументов. Теория Дарвина действительно несовершенна, но именно она вместе с современной генетикой позволяет более или менее аргументированно объяснить причины возникновения разнообразия органического мира и приспособленности организмов к окружающей среде.
1.23. Вид, его критерии и структура. Популяция
Вид — это совокупность особей, занимающих определенную территорию, имеющих общее происхождение, наследственное сходство морфологических, физиологических и химических особенностей, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство.
Во многих случаях приходится решать, принадлежат ли два организма (или две группы организмов) к одному виду или к разным видам. Заключение об этом можно вынести основании критериев вида.
- морфологический — особи, принадлежащие к одному виду, похожи друг на друга по своему внешнему строению;
- физиологический — особи, принадлежащие к одному виду, похожи друг на друга по многим особенностям жизнедеятельности;
- биохимический — особи, принадлежащие к одному виду, содержат сходные белки;
- генетический — особи, принадлежащие к одному виду, имеют одинаковый кариотип;
- экологический — особи одного вида ведут сходный образ жизни в близких условиях среды;
- географический — вид распространен на определенной территории (ареале).
Критерий скрещивания — особи, принадлежащие к одному виду, скрещиваются Друг с другом в природе и дают плодовитое потомство.
Наиболее существен для определения принадлежности особей к разным видам критерий скрещивания. Однако ни один критерий не может быть исчерпывающим. Только на основании совокупности критериальных признаков можно провести различия между близкими видами.
Популяция — устойчивая, совместно обитающая в течение ряда поколений совокупность особей одного вида. Популяция — элементарная эволюционная единица. Минимальная популяция — две разнополых особи. Особи, входящие в состав одной популяции, могут рождаться и умирать, а популяция при этом будет продолжать существовать.
Скрещивание между особями одной популяции происходит гораздо чаще, чем между особями разных популяций. Тем самым обеспечивается свободный генетический обмен между членами популяции.
Под влиянием внешних факторов происходит изменение генетического состава популяции. Длительное и направленное изменение генофонда популяции называют элементарным эволюционным явлением.
Факторы, вызывающие эволюционный процесс в популяциях, называют элементарными эволюционными факторами.
К таким факторам относят:
- мутации — являются причиной генетической разнородности популяций. Они поставляют эволюционный материал. Совокупность рецессивных мутаций в генотипах особей популяции образует резерв наследственной изменчивости (С.С. Четвериков), который при изменении условий существования, изменении численности популяции может фенотипически проявиться и попасть под действие естественного отбора;
- популяционные волны — периодические колебания численности особей популяции, возникающие в результате резкой смены действия какого-либо из факторов среды (например, недостаток пищи, стихийные бедствия и др.). После прекращения действия этих факторов численность популяции снова возрастает. Оставшиеся в живых особи могут оказаться ценными в генетическом отношении. Изменения частот встречаемости определенных генов могут привести к изменению популяции;
- изоляция — бывает пространственной (географической) и биологической (экологической, физиологической, репродуктивной);
- естественный отбор — фактор, определяющий возможности выживания и размножения особей, а следовательно, сохранения и эволюции вида. Отбор действует на отдельные фенотипы, тем самым отбирая определенные генотипы.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Эволюционное учение (теория эволюции) — наука, изучающая историческое развитие жизни: причины, закономерности и механизмы. Различают микро- и макроэволюцию.
Микроэволюция — эволюционные процессы на уровне популяций, приводящие к образованию новых видов.
Макроэволюция — эволюция надвидовых таксонов, в результате которой формируются более крупные систематические группы. В их основе лежат одинаковые принципы и механизмы.
Развитие эволюционных идей
Учение Дарвина сводится к следующему:
- каждая особь того или иного вида обладает индивидуальностью (изменчивость);
- черты индивидуальности (хотя и не все) могут передаваться по наследству (наследственность);
- особи производят большее количество потомков, чем доживает до половой зрелости и начала размножения, то есть в природе существует борьба за существование;
- преимущество в борьбе за существование остаётся за наиболее приспособленными особями, которые имеют больше шансов оставить после себя потомство (естественный отбор);
- в результате естественного отбора происходит постепенное усложнение уровней организации жизни и возникновение видов.
Факторы эволюции по Ч. Дарвину — это
- наследственность,
- изменчивость,
- борьба за существование,
- естественный отбор.
На основе дарвинизма перестроились все биологические и многие другие естественные науки.
В настоящее время наиболее общепризнанной является синтетическая теория эволюции (СТЭ). Сравнительная характеристика основных положений эволюционного учения Ч. Дарвина и СТЭ дана в таблице.
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 и гибель менее приспособленных форм | Избирательное воспроизводство генотипов |
| Формы естественного отбора | Движущий (и половой как его разновидность) | Движущий, стабилизирующий, дизруптивный |
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, рыбы прекрасно приспособлены к водной среде обитания, но все эти адаптации совершенно непригодны для других сред обитания. Ночные бабочки собирают нектар со светлых цветков, хорошо заметных ночью, но часто летят на огонь и гибнут.
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.
Мутационная и комбинативная изменчивость.
Мутационный процесс приводит к возникновению новых аллелей (или генов) и их сочетаний в результате мутаций. В результате мутации возможен переход гена из одного аллельного состояния в другое (А→а) или изменение гена вообще (А→С). 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.
Популяционные волны и дрейф генов.
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. 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.
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. Пространственная (географическая) изоляция связана с географическими препятствиями (водные преграды, горы, пустыни и др.), а для малоподвижных популяций и просто с большими расстояниями. Биологическая изоляция обусловлена невозможностью 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 состоит в том, что она закрепляет и усиливает генетические различия между популяциями.
Естественный отбор. Изменения частот генов и генотипов, вызванные рассмотренными выше факторами эволюции, носят случайный, ненаправленный характер. Направляющим фактором эволюции является естественный отбор.
Естественный отбор — процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство преимущественно особи с полезными для популяции свойствами.
Отбор действует в популяциях, его объектами являются фенотипы отдельных особей. Однако отбор по фенотипам является отбором генотипов, так как потомкам передаются не признаки, а гены. В результате в популяции происходит увеличение относительного числа особей, обладающих определённым свойством или качеством. Таким образом, естественный отбор — это процесс дифференциального (выборочного) воспроизводства генотипов.
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). 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) (табл.).
Формы естественного отбора
Краткая история эволюции органического мира
Возраст Земли около 4,6 млрд лет. Жизнь на Земле возникла в океане более 3,5 млрд лет назад.
Краткая история развития органического мира представлена в таблице. Филогенез основных групп организмов отражен на рисунке.
Историю развития жизни на Земле изучают по ископаемым останкам организмов или следам их жизнедеятельности. Они встречаются в горных породах разного возраста.
Геохронологическая шкала истории Земли разделена на эры и периоды.
Читайте также: