Следует выделить четыре основных фактора эволюции: мутационный процесс, изоляция, популяционные волны (и дрейф генов), а также единственный направленный фактор эволюции — естественный отбор.

Мутационный процесс

Мутации (лат. mutatio — изменение) — стойкое изменение генома (наследственного материала), которое может быть унаследовано потомками организма. Процесс возникновения мутаций — мутагенез.

Мутации подразделяются на:

  • Генные
  • Хромосомные
  • Геномные

Большинство мутаций возникает спонтанно и вредит организму. Часть мутаций являются рецессивными, поэтому не проявляются и передаются многим поколениям, накапливаясь в генофонде популяции.

Мутации напоминают колоду карт: неизвестно, что выпадет — чаще всего это карты невысокого ранга, козыри — большая удача. Так и мутации, большинство из них вредные, приводят к развитию опухолей. Полезные встречаются гораздо реже. Как игра в карты, все подчиняется случайности.

Популяционные волны

Все виды подвергаются воздействию периодически возникающих популяционных волн — уменьшению или увеличению численности особей. Популяционные волны могут возникать по ряду причин:


  • Сезонные изменения, периодические изменения какого-либо значимого фактора среды
  • Непериодические изменения, например, в результате природных катастроф, изменение численности популяций хищник-жертва
  • Заселение новых территорий, ярким примером которого является бурный рост численности кроликов, завезенных в Австралию

Колебание численности популяций по типу «хищник — жертва» является классическим примером популяционных волн. Представим себе популяцию зайцев (жертв), которая бурно увеличилась в численности. Зайцами питаются лисица, волк (хищники). С увеличением их кормовой базы (зайцев) наблюдается и рост численности хищников, которые поедают зайцев, вследствие чего численность зайцев снижается. С уменьшением кормовой базы, снижается и число хищников. Так в природе устанавливается баланс между хищниками и жертвами.

Особенно весомым фактором эволюции популяционные волны выступают в небольших популяциях. Их участие в эволюционном процессе основано на явлении дрейфа генов.


Форма гена — аллель, с которым вы подробнее познакомитесь в ходе изучения генетики, встречается в популяции с определенной частотой. Дрейф генов — изменение частоты встречаемости аллельных вариантов генов.

Дрейф генов обусловлен случайными причинами: у особей образуются гаметы, несущие различные формы аллельных генов. Не все из гамет принимают участие в процессе оплодотворения: здесь вновь руководит случайность. Вследствие этого одни аллельные формы генов могут встречаться в популяции часто, другие — редко.

Если представить, что часть особей, составляющих одну популяцию, погибли по тем или иным причинам, то редкие гены в оставшихся особях могут увеличить свою частоту, то есть в результате размножения оставшихся особей редкие гены начнут встречаться более часто — это и есть дрейф генов.

В закрытых популяциях не только животных, но и людей — в религиозных общинах, происходит возрастание гомозиготности популяции, что приводит к снижению ее жизнеспособности и проявлению редких аллелей.

Такое повышение встречаемости аллелей возникает в результате близкородственных браков: проявляются редкие гены, которые часто приводят к заболеваниям.

Изоляция

Изоляцией называют невозможность или затруднение свободного скрещивания между особями одного вида. Вследствие этого, генофонды двух популяций становятся независимыми друг от друга. Внутри каждой популяции происходит генотипическая дифференцировка из-за их разобщенности.

Популяции приобретают все больше различий, и в результате действия естественного отбора из этих популяций могут образоваться различные новые виды. Выделяется два вида изоляции:


  • Географическая (пространственная)
  • Географическая (греч. geo — земля) изоляция может возникать вследствие географических барьеров — пустыни, горы, водоемы.

  • Биологическая (экологическая, временная)
    • Экологическая — особи обитают на одной территории, но в различных местах обитания (к примеру, разделены друг от друга непроходимой чащей)
    • Временная — изоляция вследствие разновременности половой активности, периода цветения
    • Этологическая — изоляция вследствие различного брачного поведения
    • Механическая — отличия в строении половых органов, невозможность спаривания
Естественный отбор

Изученные нами факторы эволюции: мутации, популяционные волны и дрейф генов, изоляция — все они носят случайный, ненаправленный характер. Они приводят к появлению различных признаков у отдельных особей, которые могут быть как полезны, нейтральны, так и вредны для особи.

Таким образом, перечисленные факторы создают основу, «базу» для действия единственного направленного фактора эволюции — естественного отбора. В ходе естественного отбора особи с полезными признаками, которые помогают им приспособиться к условиям внешней среды и способствуют выживанию, остаются и размножаются, а особи без этих признаков выживают реже и не продолжают род.

iv>

Закон естественного отбора безапелляционно провозглашает: будь приспособлен — или умри. Выживает в природе не самый сильный, а самый приспособленный. Иногда выжить животным помогает и сила, но гораздо больше других примеров. Многие животные сливаются с окружающей средой: приобретают покровительственную окраску (мимикрию), которая делает их незаметными.

Иногда безобидные животные, в результате приспособления к внешней среде, приобретают окраску тела, напоминающую окраску опасных хищных животных. Примером может послужить внешнее сходство мухи из семейства журчалок с осой.

Многие хорошо защищенные, ядовитые виды в ходе естественного отбора получили яркую, так называемую предупреждающую окраску. Эта окраска предупреждает хищников об опасности. Если хищник съест такое ядовитое животное, то рискует получить тяжелую интоксикацию и погибнуть.

Теперь вы понимаете, что признаки животных — различные формы их тела и окраска — являются приспособлениями к условиям внешней среды, это — полезные признаки, которые в ходе естественного отбора позволили животным выжить и размножиться. Таким образом, естественный отбор это отбор особей, с наиболее приспособленным к среде фенотипом.


Необходимо осознавать относительность приспособленности к окружающей среде. Она помогает выживать лишь при определенных условиях, и, если условия меняются, то окраска может оказаться вовсе не полезной, но даже и вредной. К примеру, при таянии снега заяц-беляк становится еще более заметен на голой земле.

Действие естественного отбора обусловлено несколькими факторами:

  • Генетическое разнообразие особей, на основе которого возникают различные признаки
  • Способность к неограниченному размножению (избыточность потомства)
  • Борьба за существование

Если первые два фактора очевидны, то третий нуждается в более детальном рассмотрении. Чарльз Дарвин выделял несколько форм борьбы за существование:

  • Внутривидовая борьба
  • Самая ожесточенная борьба. Происходит между особями, принадлежащими к одному виду. Благодаря внутривидовой борьбе происходит половой отбор: к размножению редко допускаются неприспособленные особи, род продолжают лучшие из лучших.

  • Межвидовая борьба
  • Возникает между особями, которые принадлежат к разным видам. Более приспособленный к условиям среды вид побеждает и размножается, менее приспособленный — проигрывает и вымирает. Примером могут послужить формы взаимодействий: хозяин-паразит, хищник-жертва, симбиоз.

  • Борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды
  • В изменяющихся условиях внешней среды выживают наиболее приспособленные особи. Примером такой борьбы являются сезонные миграции птиц, зимняя спячка у животных.

>
Формы естественного отбора

Различают несколько форм отбора:

  • Стабилизирующий
  • Открыт И.И. Шмальгаузеном. Стабилизирующий отбор приводит к сужению нормы реакции, устраняя отклонения от нее. В результате преимущество получают особи, обладающие средней степенью признака, который характерен для вида или популяции. Этот отбор действует при стабильных (неизменных) условиях среды.

    Примером действия стабилизирующего отбора может послужить буря: во время бури чаще всего выживают птицы со средней длиной крыла, тогда как особи с слишком короткими, или слишком длинными крыльями погибают.

    Новый термин, который вы увидели — норма реакции — подразумевает способность генотипа, в зависимости от условий среды, формировать различные фенотипы.

    Чем шире норма реакции, тем более интенсивное влияние оказывает среда на признак. Признаки подразделяются на:

    • C узкой нормой реакции — цвет глаз, число пальцев у человека, окраска цветов растения
    • C широкой нормой реакции — рост и вес человека, размеры листьев растения

  • Движущий
  • Движущий естественный отбор приводит к смещению нормы реакции, в результате чего изменяется среднее значение признака. Этот вид отбора действует при изменяющихся условиях среды.

    Известным примером является индустриальный меланизм — возникновение меланистических форм животных (греч. melanos — чёрный), отличающихся темным окрасом. Это явление началось в Англии со второй половины XIX века вследствие бурного развития промышленности.

    Из-за копоти, оседающей на поверхности стволов деревьев, бабочки со светлой окраской — берёзовые пяденицы — стали заметны на стволах деревьев и легко поедались птицами. В результате остались только приспособленные — бабочки с темным окрасом, которые были незаметны на стволах деревьев, вследствие чего они выживали и размножались.

  • Дизруптивный (лат. disruptus — разорванный)
  • Направлен на сохранение в популяции крайних значений признаков, не благоприятствует среднему промежуточному значению признака. В результате в популяции сохраняется более чем одно значение признака.

    Типичным примером является появление в луговых сообществах раноцветущих и поздноцветущих растений. В результате летних покосов, особи со средним значением признака, у которых цветение приходит на середину лета, постепенно исчезают из популяции растений. Выживают и размножаются только те растения, у которых цветение происходит до или после покосов.


Источник: studarium.ru

Макроэволюция. Направления и пути эволюции

Раздел ЕГЭ: 6.4. Макроэволюция. Направления и пути эволюции (А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен). Биологический прогресс и регресс, ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация. Причины биологического прогресса и регресса. Гипотезы возникновения жизни на Земле. Основные ароморфозы в эволюции растений и животных. Усложнение живых организмов на Земле в процессе эволюции



Макроэволюция органического мира — совокупность эволюционных процессов, которые приводят к образованию надвидовых систематических категорий (родов, семейств, типов, отделов). Реально в природе существуют только виды, надвидовые категории введены учеными для их систематизации.

В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и репродуктивная изоляция.

Основные типы эволюционного процесса (типы эволюции)


  • Дивергенция — расхождение признаков в процессе эволюции, приводящее к образованию новых форм или таксонов организмов от общего предка.
  • Филогенез — последовательное изменение исходного вида через ряд промежуточных видов без образования боковых ветвей.
  • Конвергенция — независимое возникновение подобных признаков у организмов, неродственных друг другу, или у органов, имеющих в эмбриональном развитии различное происхождение, но выполняющих сходные функции.
  • Параллелизм — конвергентное сходство, появляющееся независимо друг от друга у разных групп, бывших когда-то близкими.

На основании изучения закономерностей исторического развития животных русским зоологом А. Н. Северцовым в 20-х гг. XX в. были разработаны понятия «биологический прогресс» и «биологический регресс». Лекции профессора А. Н. Северцова в Императорском университете (г.Киев) способствовали увлечению И. И. Шмальгаузена сравнительной анатомией. В 1912 году Северцов пригласил Шмальгаузена в Московский университет на должность ассистента. После смерти Северцова в 1936 году Шмальгаузен стал признанным лидером советских эволюционных морфологов и эмбриологов. В 1939—1948 годах — И. И. Шмальгаузен — профессор Московского университета, заведующий кафедрой дарвинизма, организованной им же.

Основные направления эволюционного процесса (направления эволюции):

  1. биологический прогресс (направление эволюции, характеризующееся повышением адаптации организмов определённой систематической группы к окружающей среде);
  2. биологический регресс (приводит к снижению уровня приспособленности к условиям обитания).

Пути достижения биологического прогресса (по А. Н. Северцову)


  • Ароморфоз — усложнение строения и функций организма, обусловливающих повышение строения общего уровня его организации и жизнеспособности.
  • Идиоадаптация — частные приспособления к условиям среды, обеспечивающие освоение новых мест обитания организмов и существование их в конкретных условиях внешней среды.
  • Общая дегенерация — упрощение организации, что приводит к узкой специализации, способности существовать в весьма ограниченных условиях среды.

 

Источник: uchitel.pro

Проверочная работа по биологии Эволюционное учение 9 класс с ответами. Проверочная работа включает 13 заданий с выбором ответа.

1. Основы современной теории эволюции заложил в своих работах

а) Карл Линней
б) Чарлз Дарвин
в) Томас Морган
г) Томас Роберт Мальтус

2. Число и структура хромосомного набора особей одного вида — это его

а) генетический критерий
б) экологический критерий
в) географический критерий
г) морфологический критерий

3. Элементарной эволюционной единицей является

а) ген
б) любой вид
в) особь любого вида
г) популяция любого вида

4. Совокупность всех генов (генотипов) популяции называют

а) генетическим критерием вида
б) генофондом
в) генетикой
г) геномом

5. Внутривидовую борьбу за существование можно наблюдать между

а) шмелями и клевером
б) муравьями и тлями в саду
в) пчёлами и шмелями на лугу
г) гусеницами капустной белянки на капусте

6. При искусственном отборе, в отличие от естественного

а) сохраняются особи, наиболее приспособленные к условиям среды
б) новые сорта и породы формируются гораздо медленнее, чем виды
в) сохраняются особи с нужными для человека качествами
г) материалом служит наследственная изменчивость

7. Приспособления организмов (адаптации) формируются в результате действия

а) мутаций
б) изоляции
в) естественного отбора
г) искусственного отбора

8. Исходным материалом для микроэволюции служат

а) мутации
б) адаптации
в) модификации
г) критерии вида

9. К элементарным эволюционным факторам нельзя отнести

а) видообразование
б) естественный отбор
в) борьбу за существование
г) мутационную изменчивость

10. Эволюционным фактором, способствующим сохранению видового многообразия, является

а) естественный отбор
б) борьба за существование
в) репродуктивная изоляция
г) комбинативная изменчивость

11. К чему приводит эволюция организмов? Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны.

1) к естественному отбору
2) к разнообразию видов
3) к адаптации к условиям существования
4) к обязательному повышению организации
5) к возникновению мутаций
6) к взаимоприспособленности видов

12. Вашему вниманию предлагаются тестовые задания в виде суждений. Запишите номера верных суждений.

1) Многообразие видового разнообразия рыб барбусов в озере Тапа (Эфиопия) — результат географической изоляции.
2) В результате длительной географической изоляции различия между популяциями становятся настолько существенными, что может возникнуть репродуктивная изоляция.
3) По мнению многих учёных, процесс видообразования на Земле преобладает над процессом вымирания видов.
4) В зависимости от форм изоляции различают географический, экологический и генетический способы видообразования.
5) В процессе видообразования возникновение полной изоляции должно быть поддержано естественным отбором.

13.­ Установите соответствие между фактором эволюции и его характеристикой. Для этого к каждому элементу первого столбца подберите позицию из второго столбца.

Фактор

А) сложные взаимоотношения между организмами одного или разных видов, а также с неблагоприятными условиями неживой природы
Б) барьер между популяциями, препятствующий потоку генов из популяции в популяцию
В) способствует накоплению генетических различий между популяциями
Г) направляет эволюцию популяции в сторону приспособленности к условиям среды
Д) наследственные изменения генотипа, служащие материалом для естественного отбора

Характеристика

1) естественный отбор
2) изоляция
3) мутационная изменчивость
4) борьба за существование

Ответы на проверочную работу по биологии Эволюционное учение 9 класс
1-б
2-а
3-а
4-б
5-г
6-в
7-в
8-в
9-а
10-в
11. 236
12. 25
13. А4 Б2 В2 Г1 Д3

Источник: testschool.ru