Что понимают под эволюцией живой природы в современной биологии кратко

Обновлено: 03.07.2024

Под эволюцией в биологии понимают необратимое историческое развитие живой природы. Процесс эволюции живых организмов происходит на всех уровнях организации от молекулярного до биосферного, затрагивая все процессы жизнедеятельности. Эволюция – это сила, которая ведет к образованию новых форм организмов, это процесс, за счет которого миллиарды лет назад возникли формы жизни, давшие начало другим более сложным, которые, множественно изменяясь в течение времени, привели к образованию современных форм.

Живые существа невообразимо многообразны, что было замечено еще в древности. Уже тогда люди делали попытки сгруппировать и систематизировать знания о живых организмах. Так древнегреческий философ Аристотель смог описать около 500 видов животных и растений, которых попытался систематизировать, расположив их в определенном порядке от примитивных к более сложным.

В эпоху Великих географических открытий внимание к биологии возросло, так как из-за открытия Америки на евроазиатский материк было завезено много новых видов животных и растений, которые быстро нашли применение и стали играть важную роль в экономике многих стран. Ученые активно занимались описанием новых видов, пытались привести к системе разнообразие всех живых организмов, задумывались о родстве между разными группами организмов.

Первая значительная попытка систематизации живой природы принадлежит шведскому естествоиспытателю Карлу Линнею. В царствах природы, которых, по его мнению, три – Растения, Животные, Минералы, он выделил таксоны – соподчиненные группы: классы, отряды, роды и виды. Вид – совокупность особей, которые сходны по строению, Линней принял за единицу классификации. В царстве Растения Линнеем было выделено 24 класса и 116 отрядов, за критерий для классификации он брал строение органов размножения. Царство Животные было разделено на 6 классов: Млекопитающие, Птицы, Амфибии, Рыбы, Черви, Насекомые. Человек был отнесен к классу Млекопитающие, отряд Приматы. Поставив человека в один ряд с животными, Линней очень сильно рисковал, так как в то время человек считался обособленным объектом живой природы. Огромная заслуга Линнея в том, что им был установлен принцип соподчиненности систематических групп, соседние из которых связаны не только сходством, но и некоторой степенью родства: чем ближе расположены группы друг к другу, тем больше степень родства.

Первая половина 19 века ознаменована большим количеством открытий в области новых ветвей биологии – палеонтологии, эмбриологии, сравнительной анатомии. Изучая строение органов позвоночных животных, французский ученый Жорж Кювье пришел к выводу, что каждый орган является частью одной целостной системы. Каждый орган по своему строению пропорционально соотносится со всеми другими, изменение одной части тела влечет за собой изменение других частей. Вследствие, зная строение одной части тела, можно предположить: как построен целый организм. Основываясь на общности плана строения, Кювье разделил животных на четыре типа. По сохранившимся фрагментам ископаемых форм Кювье на основе общего плана строения реконструировал внешний вид некоторых древних животных. При дальнейшем изучении ископаемых организмов он пришел к идее теории катастроф. Кювье предполагал, что вымирание древних групп животных и растений могло происходить в результате крупных геологических катастроф, после чего опустевшие территории заселялись новыми видами животных и растений, которые приходили с соседних регионов.

Английский ученый Чарлз Лайель смог расшифровать и датировать геологическую историю Земли. Ему удалось доказать, что изменения земной поверхности происходят вследствие действия таких факторов, как оледенение, вулканизм, горообразование, приливы и отливы, ветер, дождь, различного рода потоки и т.п. Следовательно, изменения земной поверхности влекут за собой изменения в составе органического мира. Данный факт стал отправным пунктом для создания научной теории эволюции органического мира для Чарлза Дарвина.

При изучении животного и растительного мира сравнительно молодых вулканических островов Галапагосского архипелага Дарвин обратил внимание на то, что растения и животные с острова отличаются от тех же видов с южноамериканского континента, откуда они изначально переселились. Дарвином были обнаружены огромные черепахи и особый вид игуаны. Игуана на острове кормилась в море и питалась водорослями, в то время как материковая игуана является сухопутной ящерицей, проживающей в засушливых районах. Также Дарвином были найдены ископаемые формы ленивца и броненосца, которые своими размерами существенно превосходили родственников, населяющих Центральную и Южную Америку. Данные наблюдения и находки натолкнули Дарвина на мысль о том, что животные и растения, попав в новые условия обитания, видоизменились. Уверенности в данном предположении добавило изучение сумчатых и яйцекладущих животных в Австралии, которые вымерли на других материках.

Хорошо зная принципы селекции домашних животных, Дарвин отмечал, что отличия между породами одного вида одомашненных животных бывают более выражены, чем между разными видами диких животных. Это связано с тем, что человек сам отбирает особей с полезными ему качествами и создает условия для дальнейшего их развития и закрепления. Такой отбор называется искусственным. Дарвин объяснял возможность такого отбора неопределенной изменчивостью – уклонение признаков отдельных организмов, которые передаются по наследству. В современной терминологии такая изменчивость носит название наследственной. Наследственная изменчивость и искусственный отбор являются движущими силами эволюции пород животных и сортов растений.

В дикой природе выживают особи, которые смогли лучше всех приспособиться к условиям внешней среды, то есть те, которые обладают наибольшей выживаемостью. В данной ситуации осуществляется естественный отбор, который определяется способностью выжить в тех или иных условиях.

Большое значение в развитии взглядов Дарвина сыграли работы Томаса Роберта Мальтуса, в которых он доказывал, что популяции животных и растений размножаются в геометрической прогрессии, а, значит, теоретически быстро могут заполнить всю Землю, но под действием внешних факторов и постоянной борьбы численность вида остается практически неизменной во времени.

Разнообразие признаков и степень их проявления являются результатом способности организмов к изменчивости. Популяция обладает (теоретически) способностью к размножению в геометрической прогрессии, но на практике ее численность остается более или менее постоянной. Результатом борьбы за существование является естественный отбор, который содействует закреплению полезных и исключению вредных признаков у организмов. Естественный отбор постепенно приводит к изменению в облике и привычках организмов, что в итоге видоизменяет саму популяцию. Популяции одного и того же вида или близкие виды могут постепенно приобретать ряд различий ввиду отличий в условиях обитания, что объясняется действием естественного отбора.

Вклад Дарвина в науку главным образом состоит в том, что он определил вид как единицу эволюции, с научной точки зрения объяснил изменчивость организмов, определил движущие силы и нашел причины биологической эволюции. Механизмы эволюции, с точки зрения Дарвина, определяются тремя главными факторами: изменчивостью организмов, борьбой за существование и естественным отбором; естественный отбор является движущей, направляющей силой эволюции.

Положения теории Чарлза Дарвина: 1. Организмы обладают способностью к изменчивости. В природе не существует свойств или признаков, которые полностью тождественны у особей одного вида. 2. Различия между организмами передаются по наследству, по крайней мере, частично. 3. Любые организмы теоретически при благоприятных условиях могут размножаться в геометрической прогрессии и способны быстро заполнить всю Землю, однако этого не происходит ввиду ограниченности жизненных ресурсов, что приводит к борьбе за существование, результатом которой является частичное выживание особей. 4. Результатом борьбы за существование является естественный отбор, суть которого в способности к выживанию наиболее приспособленных к данным условиям организмов. Выжившие передают свои свойства по наследству, что приводит к сохранению и закреплению этих свойств в последующих поколениях организмов.

Адаптивные изменения организмов к определенным условиям существования, а также многообразие видов и общее повышение уровня организации организмов на Земле осуществляются благодаря наследственной изменчивости, борьбе за существование и естественному отбору.

Эволюционное учение Дарвина стало переворотным моментом в науке. Дарвин построил свою теорию на основе большой доказательной базы. Благодаря его учению удалось объединить многие накопленные ранее разрозненные знания и факты. Из-за активно развивающихся новых областей и методов в науке в 20 веке эволюционное учение Дарвина было развито и конкретизировано.

Растения и животные имеют общее происхождение. И те и другие возникли в процессе длительной эволюции, т. е. в процессе длительного исторического развития, от общих предков - примитивных форм жизни. Появление на Земле растений и животных относится к далёким временам, исчисляемым миллионами лет. Имея общих предков, растения и животные обладают многими сходными чертами и одновременно значительно отличаются между собой. Растительным и животным организмам свойственны обмен веществ, питание, рост, движение, раздражимость и др. Особенно много сходных черт наблюдается у низших растений и животных.

2. Что такое эволюция? Какие доказательства её существования вам известны?

Эволюция - непрерывный и необратимый процесс исторического развития природы.

Об эволюционном развитии органического мира свидетельствуют многие факты, накопленные разными науками о природе, в первую очередь палеонтологией, морфологией и анатомией, цитологией, эмбриологией, биогеографией и др.

Рассмотрим некоторые из этих доказательств.

К данным эмбриологии, являющимися доказательствами эволюции, относят:

1. Закон зародышевого сходства Карла Бэра, который гласит: "Эмбрионы обнаруживают, уже начиная с самых ранних стадий, известное общее сходство в пределах типа".

2.Биогенетический закон Геккеля-Мюллера, указывающий на связь индивидуального (онтогенеза) и исторического (филогенеза) развития.

Морфологические доказательства. К доказательствам эволюции этой группы относятся:

1) Сравнительно-анатомические исследования показали наличие в современной флоре и фауне переходных форм организмов, сочетающих в себе признаки нескольких крупных систематических единиц.

2) Наличие в пределах класса, типа гомологичных органов, образований, сходных друг с другом по общему плану строения, положению в теле и возникновению в процессе онтогенеза.

3) Наличие рудиментов (от лат. rudimentum - зачаток, первооснова) - сравнительно упрощенных, недоразвитых, по сравнению с гомологичными структурами предков, органов, утративших свое основное значение в организме в ходе эволюционного развития.

4) Наличие атавизмов (от лат. atavus - предок), признаков, появляющихся у отдельных особей данного вида, которые существовали у отдаленных предков, но были утрачены в процессе эволюции.

Палеонтология предоставляет следующие данные в пользу эволюции:

1) Сведения о филогенетических (эволюционных) рядах.

2) Сведения об ископаемых переходных формах.

К данным биогеографии, являющимися доказательствами эволюции относятся следующие:

1. Особенности распространения животных и растений по разным континентам, как яркое свидетельство эволюционного процесса.

2. Особенности фауны и флоры островов также свидетельствуют в пользу эволюции. Органический мир материковых островов близок к материковому, если отделение острова произошло недавно.

Вопросы

1. Что понимают под эволюцией природы в современной биологии?

В современной биологии эволюция рассматривается как сила, ведущая к образованию новых форм организмов, как процесс, благодаря которому доклеточные формы жизни, возникшие более 3 млрд лет назад, дали начало исключительно сложным многоклеточным организмам нашего времени.

2. Что является фундаментальным следствием признания существования эволюции?

Следствием признания существования эволюции стало дальнейшее развитие биологии. Это послужило стимулом для развития разных биологических дисциплин — сравнительной анатомии и эмбриологии, палеонтологии, генетики, биохимии и многих других наук. Идеи эволюционизма распространились далеко за пределы биологии, проникнув в другие области естествознания.

3. Как Ж. Б. Ламарк объяснял многообразие видов и приспособленность организмов к конкретным условиям среды?

Ж. Б. Ламарк полагал, что определённые органы или системы органов у животных и растений по мере упражнения должны совершенствоваться, а затем закрепляться в следующих поколениях. Он ошибочно выводил факторы эволюции из будто бы присущего всему живому стремления к совершенствованию.

4. В чём заключаются основные положения учения Ч. Дарвина?

Теорию Дарвина можно сформулировать в виде следующих принципиальных положений.

1. Все организмы, населяющие нашу планету, изменчивы. Невозможно найти двух полностью тождественных кроликов, волков, ящериц или иных принадлежащих к одному виду животных или растений.

2. В природе рождается особей каждого вида больше, чем позволяют прокормить ресурсы среды. Это ведёт к борьбе за существование между ними. В результате выживают особи, обладающие наиболее выгодными в данных условиях среды признаками, т. е. происходит естественный отбор.

3. Сохранённые естественным отбором особи оставляют потомство, передавая свои признаки по наследству. Это обеспечивает существование того или иного вида на протяжении длительного времени.

4. Так как условия среды в разных участках ареала могут различаться, то и приспособления формируются разные, т. е. идёт расхождение признаков организмов, ведущее к появлению новых видов - видообразованию.

5. Почему учение Дарвина не потеряло своей актуальности в настоящее время?

Идеи Дарвина убедительно обоснованы и до сих пор нет достоверных данных, которые полностью их опровергали бы.

Задания

1. Изучив основной текст параграфа и познакомившись с дополнительным текстом (см. ниже), сделайте вывод о том, каковы были взгляды большинства учёных-биологов в отношении происхождения видов и их многообразия на Земле до публикации Ч. Дарвином своих фундаментальных работ.

Весь исторический период, вплоть до середины XIX века, шло накопление экспериментального материала, подтверждающего реальное направление в эволюции органического мира, что и подготовило почву под формирование материалистического учения Дарвина, перевернувшего многое в развитии теоретических воззрений на развитие природы, существовавших до появления эовлюционного учения Чарльза Роберта Дарвина.

Чарльз Роберт Дарвин - выдающийся английский натуралист, естествоиспытатель, основатель дарвинизма. Его труды, посвященные эволюции живых организмов, оказали огромное влияние на историю человеческой мысли, ознаменовали собой новую эпоху в развитии биологии и других наук.

Дарвин появился на свет в Шрусбери (графство Шропшир) 12 февраля 1809 г. в достаточно обеспеченной многодетной семье врача. Членам этого семейства были присущи высокий культурный уровень, интеллект, широкий кругозор. В частности, Эразм Дарвин, дед Чарльза, снискал известность как врач, философ, литератор.

Искренний интерес к жизни природы, склонность к собирательству у мальчика пробудился еще в детстве. В 1817 г. умирает мать, и в 1818 г. Чарльза и Эразма, старшего брата, отдают в местный пансион. С 1825 г. Чарльз Дарвин изучает медицину в Эдинбургском университете. Не чувствуя расположенности к этой профессии, он забросил учебу и по настоянию рассерженного отца поступил учиться на богослова в Кембридж, хотя не был полностью убежден в истинности христианских постулатов. Природные склонности, участие в жизни научных обществ, знакомство с ботаниками, зоологами, геологами, экскурсии естественноисторической направленности сделали свое дело: из стен христианского колледжа Чарльз Дарвин в 1831 г. вышел натуралистом-коллектором.

Своей теорией эволюции органического мира Земли, которую назвали дарвинизмом, ученый произвел настоящий фурор, расколов научное сообщество на два противоборствующих лагеря. Его учение было очень тщательно разработано, имело в своей основе огромное количество фактического материала, растолковывало явления, которым до тех пор не существовало объяснения, открывало огромные исследовательские перспективы, и все эти факторы способствовали тому, что дарвинизм быстро укреплял позиции.

Способствовала этому и сама личность его создателя. По свидетельству современников, Дарвин был не просто исключительно авторитетным ученым, а простым, скромным, дружелюбным, тактичным человеком, корректно относившимся даже к непримиримым оппонентам. Пока в мире бушевали нешуточные страсти по поводу теории эволюции, главный возмутитель спокойствия следил за перипетиями, ведя уединенную жизнь, и по-прежнему занимался научными исследованиями, несмотря на крайне слабое здоровье.

Параллельно с победоносным шествием дарвинизма его автор становился обладателем все большего количества всевозможных регалий от научных сообществ, начало которым положила коплеевская золотая медаль от Лондонского королевского общества в 1864 г. В 1882 г. ученый, совершивший беспрецедентный научный переворот, тихо скончался в Дауне. Тело Чарльза Дарвина перенесли в Вестминстерское аббатство, где похоронили возле Ньютона.

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

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

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.

Эволюция представляет собой необратимый процесс исторического развития живой природы, начиная от появления первых признаков жизни на Земле и вплоть до современной биосферы. В основе биологической эволюции лежат наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор. Благодаря этим факторам живая природа нашей планеты отличается удивительным многообразием форм и находится в непрерывном процессе развития.

Общие сведения

Многообразие живых организмов на Земле является результатом биологической эволюции. Этот термин означает естественный процесс развития живой природы, который сопровождается изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.

Понятие эволюции применимо не только для популяций или биосферы, но также для отдельных систематических групп и частей организма: органов, тканей, систем органов и даже отдельных белков, которые также проходят эволюционный путь развития.

Рис. 1. Эволюция конечностей животных.

Биологическая эволюция характеризуется следующими признаками:

Преемственность. С момента возникновения жизни на Земле (около 4,5 млрд лет назад) ныне живущие организмы связаны с самыми первыми примитивными формами жизни непрерывной цепью поколений.
Целесообразность. Все без исключения живые существа приспособлены к своей среде обитания и способны не только выживать в ней, но и давать потомство.
Совершенствование и усложнение живых организмов. Развитие жизни на Земле началось с одноклеточных существ, которые эволюционировали в многоклеточные беспозвоночные животные, а затем — в рыб, амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих.

Рис. 2. Простейшие одноклеточные организмы.

Движущие силы эволюции

Согласно теории Дарвина, эволюционное развитие на планете возможно под влиянием нескольких важных факторов:

Наследственная изменчивость — способность живого организма изменять свой генотип. Благодаря генотипической изменчивости особь может приобретать признаки, ранее не свойственные её виду. Обусловлена возникновением разных типов мутаций и их комбинаций. Благодаря наследственной изменчивости у организмов существенно увеличиваются шансы на выживание.
Борьба за выживание — разнообразные взаимоотношения организмов с факторами среды и друг с другом. Ради выживания и возможности произвести на свет потомство живые существа защищают себя и детенышей от хищников и паразитов, конкурируют за пищу, место обитания.
Естественный отбор — процесс, в ходе которого выживают наиболее приспособленные к окружающей среде особи. В результате естественного отбора происходит передача наиболее полезных признаков из поколения в поколение, формирование эффективных приспособлений к окружающей среде.

Рис. 3. Естественный отбор в природе.

Движущие силы эволюции, действуя на протяжении длительного времени, формируют приспособления у живых существ к разным средам обитания. Они участвуют в преобразовании одних видов в другие, возникновении более сложных форм жизни из наиболее примитивных. Таким образом и происходит эволюция на Земле.

Что мы узнали?

Что такое эволюция в биологии, можно кратко рассмотреть в докладе по биологии для 9 класса. Это сложный процесс естественного развития живой природы от первых архейских форм жизни до многообразия флоры и фауны современности. В основе эволюции лежат 3 фактора: наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор.

Биологическая эволюция - это длительный процесс изменения живых существ под влиянием изменяющихся внешних условий.

• менялась морфология - появлялись новые ткани (зародышевые листки), органы и системы органов;
• менялась физиология - простейшие процессы добавлялись, усложнялись и совершенствовались;
• изменялся генетический состав живых организмов;
• на макроуровне (макроэволюция): появление новых типов, отделов, классов живых организмов и т.д.
• микроуровень - образование новых видов;
• часто это не образование чего-то нового, а упрощение в строении или вообще исчезновение старого - многие виды вымерли (даже сейчас, на момент нашего с вами существования) - многие виды живых организмов вымирают

Получается, что эволюция идет (это очень важно: эволюция идет и сейчас!) в двух направлениях:

Результаты эволюции.

Эволюционный процесс приводит к сохранению наиболее приспособленных особей в популяциях и вымиранию наименее приспособленных.

Что такое приспособленность? По-научному, это адаптация Так вот, эволюция привела к двум видам адаптации:

• на макроуровне - появление ароморфозов - прогрессивных изменений в строении (это могут быть целые системы органов);

• на микроуровне - появление идиоадаптаций - тоже изменения, но исключительно для приспособления к данной среде обитания, не прогрессивные.

Появляются новые ткани, развиваются и совершенствуются органы и системы органов.

Например, у наземных растений, в отличие от водорослей, появились ткани и органы.

Ткани и органы - те же, но немного видоизменяются, например: листья растений

разных регионов - в засушливых местах - колючки кактусов, широкие и большие листья- в тропических лесах (но все это - листья покрытосеменных растений)

Организм усложняется, преобразуется в другую таксономическую группу например:

рыбы: дыхание - жаберное, 1 круг кровообращения, сердце - 2 камеры амфибии: дыхание - легкими, 2 круга кровообращения, сердце - 3 камеры.

Организм принадлежит той же самой таксономической группе например:

ласты кита, лапки крота, ноги лошади - это все конечности млекопитающих.

Примеры заданий.

Конечно, это - ароморфоз!

1. Покровительственная окраска - идиоадаптация (мимикрия);
2. Редукция (исчезновение) пальцев у копытных - так они приспособились к жизни в степях, но при этом как были млекопитающими, так и остались - идиоадаптация;
3. Половое размножение - серьезное изменение, т.к. не было раньше, ароморфоз;
4. Шерсть у млекопитающих - один из основных признаков класса, значит, ароморфоз;
5. Кутикула - плотная кожица у растений - приспособление к среде, к защите от внешних условий, значит, идиоадаптация;
6. Мимикрия - как и пункт 1 - идиоадаптация

Читайте также: