Видообразование как результат микроэволюции кратко

Обновлено: 05.07.2024

Материал этого урока познакомит учащихся с разнообразными приспособлениями организмов к среде обитания возникшими в ходе эволюции. Также рассмотрим на примерах, что все приспособления имеют относительный характер. Учащиеся узнают об основных способах видообразования и как идёт этот процесс в настоящее время.

2. Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);

Микроэволюция, видообразование, аллопатрическое (географическое) видообразование, симпатрическое (биологическое) видообразование, дивергенция, конвергенция, покровительственная окраска, маскировка, мимикрия, предупреждающая окраска.

Абиогенез - процесс превращения неживой природы в живую

Микроэволюция - процесс преобразования генетической структуры популяций под действием факторов эволюции, результатом которого является образование новых видов.

Видообразова́ние — процесс возникновения новых биологических видов_.

Аллопатрическое (географическое) видообразование - один из способов видообразования, при котором репродуктивный барьер между видами формируется на основе пространственной изоляции

Симпатрическое (биологическое) видообразование – способ видообразования в процессе эволюции, при котором новые виды организмов происходят от родственных групп с сильно перекрывающимися или совпадающими ареалами. Этот вариант самый быстропротекающий, он рождает виды, которые наиболее близки к начальному.

Дивергенция - расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного естественного отбора.

Конвергенция - схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора

Покровительственная окраска - это наименее энергоемкая и самая распространенная форма обмана в природе. Животное или растение сливается с окружающей средой. Мотылек становится похож на ветку, червь - на комок грязи, кузнечик - на травинку.

Маскировка животных, окраска и форма, делающие животных в сочетании с поведением менее заметными на фоне окружающей среды.

Мимикрия — это сходство между двумя видами организмов, которое выработалось в ходе эволюции как защитное у одного или обоих видов.

Предупреждающая окраска, устрашающая окраска - тип окраски покровов, при которой несъедобные (в том числе ядовитые) или способные к активной обороне животные обладают яркой, контрастной, пёстрой расцветкой. Часто животные с предупреждающей окраской способны распространять во время опасности или при обороне резкие и неприятные запахи.

3. Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);

Дополнительные источники:

1. Общая биология 10-11, дидактические материалы/ авт.-сост. С.С. Красновидова, С. А. Павлов, А. Б. Павлов, - М. Просвещение, 2000г., стр.83-104

2. Общая биология 10-11 классы: подготовка к ЕГЭ. Контрольные и самостоятельные работы/ Г. И. Лернер. – М.: Эксмо, 2007.стр 160-164

3. Биология: общая биология. 10-11 классы: учебник/ А. А. Каменский, Е. А. Криксунов, В. В. Пасечник. - М.: Дрофа, 2018. Стр.340-347

4. Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);

5. Теоретический материал для самостоятельного изучения;

Приспособления — результат эволюции

Приспособленность организмов. Живые организмы удивительно приспособлены к условиям окружающей среды. Каждый вид занимает определенное место в природе и находится в сложных и, как правило, гармоничных взаимоотношениях с условиями обитания. При рассмотрении примеров действия естественного отбора вы убедились, что все закрепляющиеся в ходе эволюции особенности строения, функционирования, поведения организмов представляют собой те или иные приспособления, или адаптации (от лат. adaptatio— приспособление, прилаживание). Приспособленный организм характеризуется жизнеспособностью, конкурентоспособностью.

Жизнеспособным является такой организм, который нормально развивается в типичной для него среде (генотип не подвергается существенным изменениям).

Конкурентоспособным будет такой организм, который выдерживает конкуренцию с другими организмами (побеждает в борьбе за существование). Известны случаи, когда организм может быть вполне жизнеспособным, но не конкурентоспособным. Например, подобранные и выхоженные человеком дикие звери и птицы, выросшие в неволе, жизнеспособны, но не всегда могут выдерживать конкуренцию, если их выпустить на волю.

Известно огромное количество самых разнообразных особенностей строения, функционирования и поведения организмов (адаптации), обеспечивающих высокий уровень приспособленности видов к окружающей среде.

Адаптации могут быть организменными, присущими каждому конкретному организму данного вида и позволяющими организму выживать в определенных условиях среды, и видовыми, направленными на существование вида как целостной системы.

Организменные адаптации. Среди организменных адаптации выделяют морфологические, физиологические, биохимические и поведенческие (этологические).

К морфологическим адаптациям относятся все средства пассивной защиты организмов, наличие которых определяет большую вероятность сохранения жизни особи в борьбе за существование. Примером средств пассивной защиты служат твердые защитные покровы у животных (хитиновый покров членистоногих, раковины моллюсков, роговые чешуи рептилий, панцирь черепах), иглы и колючки (кактус, молочай, шиповник, боярышник, еж, дикообраз), и др.

К физиологическим адаптациям относится устойчивость физиологических параметров: поддержание постоянной температуры тела, концентрации солей и сахара в крови и другие показатели. Физиологическими являются также адаптации, направленные на снижение воздействия вредного фактора. Например, рептилии и птицы, проводящие большую часть жизни в морских просторах и пьющие морскую соленую воду, имеют специальные железы, позволяющие им быстро выводить избыток солей из организма.

Интересны приспособления, развившиеся у ныряющих животных. Многие из них могут долго находиться под водой. Тюлени, например, ныряют на глубину до 600 м и находятся под водой до 40—60 мин. Биохимические адаптации охватывают все биохимические процессы. Сюда относятся строго упорядоченные процессы синтеза белков в клетках, расщепление веществ с помощью ферментов, образование глюкозы и других органических соединений в ходе фотосинтеза и т.д.

Поведенческие ( этологические) адаптации включают в себя все многообразие форм поведения, направленного на выживание организмов. Адаптивное поведение проявляется на всех стадиях онтогенеза и охватывает все стороны жизнедеятельности организмов: нахождение укрытий от неблагоприятных климатических факторов и врагов, добывание и запасание пищи, поиск партнеров для спаривания, брачные ритуалы, забота о потомстве (строительство гнезд, насиживание яиц, выкармливание потомства, защита его от врагов) и т.д.

Таким образом, организменные адаптации охватывают все многообразие признаков особей.

Относительность приспособленности. Особи разных видов хорошо приспособлены к условиям существования. Однако любые приспособления целесообразны только в обычной для вида обстановке. При изменении условий среды они могут оказаться бесполезными или даже вредными. Например, постоянный рост резцов у грызунов и зайцеобразных — очень важная и полезная адаптация, но лишь при питании твердой пищей. Если же крысу или зайца кормить мягкой пищей, то резцы, не стачиваясь, вырастут до таких размеров, что самостоятельное питание животных станет невозможным

Любая структура и любая функция являются приспособлениями к условиям конкретной среды обитания. Эволюционные изменения — возникновение или исчезновение органов, усложнение организации, появление новых популяций и видов — обусловлены развитием адаптации. Логическое следствие естественного отбора — создание новых и совершенствование имеющихся адаптации. Механизм возникновения и совершенствования адаптации заключается в накоплении отбором преимущественно мелких изменений признаков, совершенствовании нормы реакции и т.п.

Эволюция – непрерывный процесс. Новые виды формируются даже сейчас, когда вы читаете эти строки. Активней всего видообразование происходит в крупных водоемах, таких как озеро Байкал или озеро Виктория. Так, буквально в восьмидесятых годах нашли новый вид рыб-цихлид. Он отличался от предшественников размерами и формой челюсти. А в Байкале наблюдается эволюция множества видов растений и беспозвоночных. Как происходит эволюция и можно ли получить новый вид животных в домашних условиях?

В результате действия эволюционных факторов в популяции накапливаются изменения генофонда. Это ведет сначала к образованию новых популяций, затем подвидов, и в конечном счете, к образованию новых видов.

То есть можно сказать, что видообразование – это центральное событие в эволюции, это главный результат эволюционного процесса.

Сейчас ученые выделяют два пути видообразования:

1. Географическое (аллопатрическое)

2. Биологическое (симпатрическое)

При географическом видообразовании новые виды возникают в результате появления пространственно-территориальных преград. Преграды могут быть самого разного свойства. Это такие и чисто географические понятия, как горы, реки, и какие-то антропогенные преграды, как, например, строительство крупных дорог или вспашка поля для нужд сельского хозяйства.

Кстати, именно географические видообразования Чарльз Дарвин и объяснял появлением такого большого количества видов дарвиновских вьюрков, которые обитают на островах Галапагосского архипелага

Дарвин считал, что некоторое количество вьюрков могло быть занесено на эти острова во время бурь, шторма и сильного ветра.

Но так как условия подходили для их жизни, вьюрки обосновались на этих островах, при этом они были изолированы как от популяции на соседних островах, так и от первоначальной южно-американской популяции. Это привело к тому, что внутри таких популяций стали накапливаться изменения, что и привело к образованию новых видов.

Можно сказать, что географическое видообразование возникает и при распадении ареала вида, при так называемом мозаичном ареале. Сейчас перед вами несколько видов одуванчиков, возникшие из некогда предкового вида одуванчика, который занимал весь европейский континент

Одуванчик обыкновенный сейчас занимает лесные опушки, обочины дорог, какие-то сорные места, и это растение вы знаете очень хорошо.

Одуванчик – кок-сагыз произрастает в засушливых местах, поэтому обратите внимание на форму его листьев: его листья немного тоньше и больше срезаны.

Одуванчик розовый освоил высокогорье Тян-Шаня. Он очень похож на одуванчик обыкновенный, но отличается от него окраской лепестков.

Обратите внимание, что географическое видообразование протекает очень медленно. Необходима смена сотен тысяч поколений, для того чтобы совершился процесс образования нового вида.

Второй способ видообразования – это биологическое видообразование.

Биологическое видообразование происходит в пределах ареала одного вида, и в его основе лежит биологическая изоляция.

Пути возникновения биологических изоляций бывают различными. Например, одним из них может быть полиплоидия, когда внутри одной популяции в результате мутации возникают полиплоидные организмы. Эти организмы жизнеспособны, конкурентоспособны, но по своему генетическому составу они отличаются от остальных особей популяции и не могут с ними скрещиваться.

Так внутри одной популяции возникает другая популяция, которая потом формируется уже в отдельный вид. Также в основе биологического видообразования может лежать экологическая изоляция.

Экологическая изоляция – это, например, разобщение в строках размножения внутри одного вида. Это также какие-то сезонные изоляции у части популяций, от целой популяции.

Все это приводит к накоплению изменений, вследствие чего возникает новый вид. Хочется отметить, что строки биологического видообразования значительно короче, нежели географического видообразования. Но результат у них один – образование новых видов.

6. Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий).

Аллопатрическое, или ____1_____ видообразование является следствием пространственного разделения _____2____ физическими преградами (горные хребты, моря и реки) вследствие их возникновения или расселения в новые места обитания.

Поскольку в данном случае ____3____ отделившейся популяции существенно отличается от материнской, да и условия в месте ее обитания не будут совпадать с исходными, со временем это приведет к ___4____ и формированию нового ___5___.

экологическое
дивергенция
конвергенция
вид
генофонд
популяция
экологическое
географическое

Правильный вариант:

Аллопатрическое, или географическое видообразование является следствием пространственного разделения популяций физическими преградами (горные хребты, моря и реки) вследствие их возникновения или расселения в новые места обитания.

Поскольку в данном случае генофонд отделившейся популяции существенно отличается от материнской, да и условия в месте ее обитания не будут совпадать с исходными, со временем это приведет к дивергенции и формированию нового вида

Подсказка: если затрудняетесь ответить, посмотрите еще раз видеоролик

Дарвин считал, что видообразованию способствуют следующие условия: 1) большая плодовитость и широкое расселение вида в природе (чем больше рождается особей и чем в более разнообразных условиях они обитают, тем больше вариантов изменчивости и тем более разнообразным будет исходный материал для естественного отбора), 2) способность особей к наследственной изменчивости, без которой невозможно возникновение отклонений для "испытания" отбором, 3) изоляция, в условиях которой обмена генов между популяциями не происходит и постепенно накапливаются изменения, отличающие изолированную популяцию от исходной.

В результате естественного отбора вид может измениться. От одной предковой формы могут также возникнуть- два и более видов. Процесс расхождения видов в разных экологических условиях Дарвин назвал дивергенцией. Примером ее могут служить вьюрки на Галапагосских островах (западнее Эквадора): одни питаются семенами, другие - кактусами, третьи - насекомыми. Каждая из этих форм отличается от другой величиной и формой клюва и могла возникнуть в результате дивергентной изменчивости и отбора. Еще более многообразны приспособления у плацентарных млекопитающих, среди которых встречаются наземные формы с быстрым бегом (собаки, олени), виды, ведущие древесный образ жизни (белка, обезьяна), животные, обитающие на земле и в воде (бобры, тюлени), живущие в воздушной среде (летучие мыши), водные животные (киты, дельфины) и виды с подземным образом жизни (кроты, землеройки). Все они происходят от единого примитивного предка - древесного насекомоядного млекопитающего.

Для естественного отбора имеет значение не выживание само по себе, а достижение организмом половозрелого возраста, успешное размножение и выживание потомства, которые и составляют основные критерии приспособленности, так как, размножаясь, половозрелая особь вносит материал в общий фонд наследственной основы вида. Таким образом, сущность дарвиновского естественного отбора составляют "перепроизводство" потомства и всеобщая случайная изменчивость, при этом шансы выжить и продолжить род имеют особи, отличающиеся от множества других какими-либо полезными свойствами. В борьбе за существование особи не обязательно должны погибнуть, они могут выжить, не оставив потомства, но их генотип исчезнет из общего генофонда. И, напротив, генотип преуспевающих "претендентов" становится массовым в данной популяции, давая основу для возникновения новых видов.

ТАБЛИЦА (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблицах. М.,2000)

Варианты видообразования	Способы, характерные для данного варианта
АЛЛОПАТРИЧЕСКОЕ (ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ)	Новый вид возникает из одной или группы смежных популяций, расположенных на периферии ареала исходного вида
СИМПАТРИЧЕСКОЕ	Новый вид возникает внутри ареала исходного вида
ДИВЕРГЕНТНОЕ	Первоначальный единый вид разделяется на два или более в связи с возникновением межпопуляционных изоляционных барьеров и углублением различий под действием естественного отбора вплоть до генетической изоляции; увеличивается количество видов
ФИЛИТИЧЕСКОЕ	Новый вид возникает в результате постепенного изменения одного и того же вида во времени, без какой-либо дивергенции исходных групп, что наблюдается при изменении условий во всем ареале
ГИБРИДОГЕННОЕ	Новый вид возникает путем гибридизации с последующим удвоением числа хромосом - аллополиплоидия

Факторы (движущие силы) эволюции (Т.А. Козлова, В.С. Кучменко. Биология в таблицах. М.,2000)

Под влиянием давления различных элементарных эволюционных факторов внутри видового ареала то в одной, то в другой популяции возникают устойчивые изменения генотипического состава популяций. Некоторые из этих элементарных эволюционных явлений могут в дальнейшем углубляться. При более сильной изоляции такие эволюционные явления могут накапливаться в популяциях под действием отбора.

13.1. Видообразование — источник возникновения многообразия в живой природе

Пока особи из разных популяций внутри вида хоть изредка могут скрещиваться в природе друг с другом и давать плодовитое потомство (т. е. пока существует поток генетической информации между разными популяциями внутри вида), вид остается единым как сложная интегрированная система.

Однако в результате возникновения сильного давления изоляции этот поток генетической информации может прерваться. Тогда оказавшиеся в изоляции части видового населения, накопив изменения под влиянием действующих эволюционных факторов, могут перестать скрещиваться при последующих встречах, станут генетически самостоятельными.

Рис. 13.1. Схема видообразования. Каждая отдельная веточка — популяция А — уровень исходного единого вида; Б — момент незавершенного разделения видов; В — два новых вида (по Ф.Г. Добржанскому, 1957). Выделены ареалы отдельных подвидов. Крайние звенья цепи в районе северо-западной Европы (двойная штриховка) обитают совместно и не скрещиваются в природе. Стрелки — направления вероятного расселения вида из Берингийского центра происхождения. Иногда подвидам, показанным на схеме, придается видовой статус

Возникновение такой изоляции между разными частями видового населения означает разделение одного вида на два — процесс видообразования. Схематично этот процесс изображен на рис. 13.1. Видообразование — это разделение (во времени и пространстве) прежде единого вида на два или несколько. Другими словами, видообразование — это превращение одной генетически открытой системы (какими являются по отношению друг к другу популяции и их группы внутри вида) в две или более генетически закрытые (или обязательно устойчивые) системы. Видообразование происходит в результате постоянно совершающихся внутри вида процессов микроэволюции.

Все хорошо изученные микроэволюционные процессы протекают в совокупностях скрещивающихся и генетически перемешивающихся особей. Только в такой системе возможно образование бесчисленного множества различных генетических комбинаций, являющихся основой для эффективного действия естественного отбора. Однако скрещивания и происходящая вследствие этого нивелировка различий затрудняют эволюционную дифференцировку более или менее крупных совокупностей особей (популяций и их групп) в пределах одного вида. Образование нового вида создает обычно непреодолимые в природных условиях изоляционные барьеры, которые позволяют сохранять специфические адаптации каждого вида и в конечном итоге определяют возможность сохранения и увеличения многообразия проявления живого на нашей планете.

На нашей планете с самого ее рождения происходило множество различных процессов, которые в конце концов преобразовали мир в тот, что мы все сейчас видим. Одно из самых главных течений эволюции – это возникновение новых видов, а также преобразование старых, который называется видообразованием. Этот процесс происходит всегда, он может длиться годами, а может произойти и за считанные дни благодаря человеку. Именно поэтому в природе есть такое большое количество видов и пород.

Под данным понятием понимают процесс, при котором образуются новые виды и породы живых существ, а также изменение их со временем.

Существует две формы данного явления:

Филетическое – это процесс формирования новых видов, который проходит в течение несколько лет. В нем из одного типа появляется другой, без формирования дочерних клеток.

Дивергентное – это процесс, при котором из одного древнего предка образуются новые эволюционные типы и породы под воздействием окружающих сил.

Как уже говорилось выше, в природе существует всего 2 фактора, которые влияют на рассматриваемый процесс больше всего, это географический и биологический.

Биологическая изоляция – возникает под воздействием микроэволюции организма, мутаций и генетических изменений живого организма. Также при изменении числа хромосом, перестройки организма, изменения потребностей и многого другого. В конце концов, группа индивидов, которая отделилась от другого, создает свой новый класс и проживает на одном ареале, пока опять кто-то не отделится.

Биологическая изоляция подразделяется на:

Экологическую - при ней идет процесс образования новых видов живых существ, который происходит при освоении новых территорий, не выходя из их ареала обитания. Это разделение начинается по причине генетических различий индивидов, которым после нужны разные способы питания, или их плодородный сезон может начинаться в разные сезоны. В результате этого часто происходит биологическая изоляция.

Этологическую - происходит при невозможности живых существ размножаться по причине различий в половом поведении. Также это может произойти из-за генетических различий, мутаций, а также географической недоступности. И это является одной из главных причин не возникновения новых особей и видов.

Морфофизиологическую - обуславливается различиями в строении и функционировании половых органов живых существ. Скрещивание невозможно из-за различных критериев, например, размеров особей, различий в строении организма, из-за гибели половых клеток и других признаков. Из-за морфофизиологической изоляции образование новых особей или видов невозможно.

Генетическую - наступает в тот момент, когда между особями появляются существенные генетические различия. Можно привести и другие примеры, например: число и набор хромосом, серьезные мутации и прочие различия организмов. Из-за этого особи не могут вывести потомство, а если это и произойдёт, то детёныши вряд ли проживут большее дня или же будут очень слабыми и не смогут выжить в дикой природе.

В этом процессе есть два основных пути, благодаря которым и возникают новые виды живых существ:

Симпатрическое (экологическое) видообразование – это процесс в биологии, при котором происходит отделение группы особей от популяции, обитавшей на одном ареале. Разделение произошло по экологическим признакам, например, из-за изменения числа хромосом, мутаций, перестройки организма, психологических проблем или же дивергенции. Эти особи не могут жить вместе на одной территории, не могут размножаться, потому что из-за генетических различий потомство может просто не родиться, а если и появится на свет, то будет очень слабым для выживания в дикой природе.

Аллопатрическое (географическое) видообразование – это отделение одной группы особей от другой под воздействием географических факторов. Основные причины это постоянная борьба между особями, после чего вид разделяется на две группы и расходится, или же миграция, при которой особи могут разделиться. Например, из-за рек, гор, различных расщелин и многого другого.

В нашем мире все всегда стремится и идёт вперёд, включая живые организмы, которые постепенно развиваются под воздействием движущих сил природы. Довольно часто это развитие может произойти без ведома самих особей, из-за генетических различий или же окружающего мира.

Процесс видообразования довольно сложный, но если разобраться в теме глубже, немного изучить основные понятия, то все покажется довольно легким, а в результате вы узнаете много интересных вещей.

Читайте также: