Что лежало в основе эволюции растений
ОСНОВЫ УЧЕНИЯ ОБ ЭВОЛЮЦИИ.(9класс, ГИА)
ВАРИАНТ №1.
ЧАСТЬ 1.
А1. Ч. Дарвин жил и работал в:
1. 19 век, Англия. 3.17 век, Швеция.
2.18век, Франция. 4.18век, Германия.
А2. По наследству от родителей потомству передаются:
1. Только полезные признаки.
2. Полезные и вредные признаки.
3. Только признаки, приобретенные родителями в течении их жизни.
4. все признаки родителей.
А3. Ч. Дарвин считал, что в основе разнообразия видов лежит:
1. наследственная изменчивость и естественный отбор.
2. борьба за существование.
3. способность к неограниченному размножению.
4. единовременный акт творения.
А4. Выберите утверждение, которое точнее отражает взгляды Ч. Дарвина на эволюционные процессы.
1. любая изменчивость может служить материалом для эволюции.
2. материалом для эволюции служит наследственная изменчивость.
3. причиной возникновения приспособлений является прямая адаптация организмов к условиям среды.
4. борьба за существование – это основной результат эволюции.
А5. Значение теории Дарвина заключается в том, что она впервые:
1. объясняла механизм возникновения жизни на Земле.
2. доказала, что виды изменяются в ходе исторического развития.
3. выявила факторы, определяющие причины приспособленности видов.
4. опровергла идеи самозарождения жизни.
А6. Причиной образования новых видов, по Дарвину, является:
1. борьба за существование
2. постепенное расхождение в признаках у особей одного вида.
3. неограниченное размножение
4. непосредственное влияние условий среды.
А7. Причина приспособленности организмов и их биологического разнообразия заключается в:
1. сохранение естественным отбором полезных наследственных изменений.
2. их внутренним стремлением приспособиться к среде.
3. упражнении полезных органов и передаче их по наследству потомкам.
4. единовременном творении всех форм жизни.
А8. Заяц-беляк периодически линяет, изменяя окраску шерсти. Это приспособление:
1. заложено Творцом.
2. сформировалось исторически.
3. не обусловлено генетически.
4. унаследовано от древних млекопитающих.
А9. Устойчивость к ядам у тараканов – это следствие:
1. движущего отбора.
2. стабилизирующего отбора.
3. направленной наследственной изменчивости.
4. несовершенства ядов.
А10. В процессе макроэволюции:
1. появляются новые популяции. 3. появляются новые виды.
2. изменяются популяции. 4. появляются новые классы.
А11. Синонимом термина « морфофизиологический прогресс» является термин:
1. идиоадаптация. 3. конвергенция
2. ароморфоз 4. адаптация
А12. Примером ароморфоза можно считать:
1. перья птиц 3.крепкий клюв у дятла.
2. красивый хвост у павлина. 4. длинные ноги у цапли.
А13. Примером идиоадаптации можно считать:
1. шерсть у млекопитающих.
2. вторую сигнальную систему у человека.
3. длинные ноги у гепарда.
4. челюсти у рыб.
А14. Примером дегенерации можно считать отсутствие:
1. конечностей у змей.
2. зубов у птиц.
3. хвоста у взрослых лягушек.
4. пищеварительной системы у цепня.
А15. Корень, возникший у наземных растений, можно рассматривать как:
1. ароморфоз 3. дегенерацию
2. идиоадаптацию 4. дивергенцию.
А16. Отсутствие кишечника у бычьего цепня можно рассматривать как:
1. ароморфоз 3. дегенерацию
2. идиоадаптацию 4. дивергенцию.
А17. Длинный липкий язык, которым хамелеон ловит насекомых можно рассматривать как:
1. ароморфоз 3. дегенерацию
2. идиоадаптацию 4. дивергенцию.
А18. Рецессивные мутации не могут накапливаться в популяциях:
1. зебры 3. майского жука.
2. ландыша лекарственного 4. бактерии кишечной палочки.
А19. Мутационный процесс:
1. закрепляет изменения генофонда популяции.
2. направляет эволюцию.
3. вызывает появление новых аллелей в популяции.
4. обеспечивает выбор наиболее жизнеспособных генотипов.
А20. Ребенок получил от каждого из родителей две разные мутации, содержащиеся в негомологичных хромосомах. Его будущие дети:
1. получат только одну мутацию.
2. получат обе мутации.
3. не получат ни одной мутации.
4. возможны все три варианта.
ЧАСТЬ 2.
В1. Выбери три правильных ответа из шести.
Укажите положения дарвиновской теории эволюции.
А) Организмам присуще внутреннее стремление к прогрессу.
Б) Приобретённые полезные признаки наследуются.
В) Организмы размножаются в геометрической прогрессии.
Г) Мельчайшее различие между организмами может иметь значение для их выживаемости.
Д) В природе выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные особи.
Е) Эволюционный процесс подразделяется на микро — и макроэволюцию.
В2. Установите соответствие. Соотнесите формы изоляции с примерами изоляции.
ПРИМЕРЫ ИЗОЛЯЦИИ ФОРМЫ ИЗОЛЯЦИИ
1.мухи пестрокрылки, откладывающие А) географическая
яйца на яблоне и боярышнике изоляция
2. растущие в Калифорнии сосны, Б) экологическая
у которых пыльца осыпается в феврале и в апреле. Изоляция
3. Бурые медведи Канады и Финляндии.
4.Дымчатые леопарды, живущие в Индокитае и на острове Тайвань.
5. Полевки обыкновенные, живущие в лесу вдали от воды и по берегам озер.
6. Дриада восьмилепестковая (растение тундры) из Норвегии и Альп.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
В3. Укажите правильную последовательность возникновения приспособлений организмов к изменившимся условиям окружающей среды. В ответе запишите соответствующую последовательность букв.
А) внешнее проявление нового признака.
Б) возникновение наследственного изменения.
В) распространение изменения в популяции.
Г) закрепление признака под действием естественного отбора.
Д) расширение ареала.
В4. Вставьте в текст « ПОПУЛЯЦИИ» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения. Запишите в текст цифры выбранных ответов, а затем получившуюся последовательность цифр впишите в таблицу.
ПОПУЛЯЦИИ.
В популяциях происходит_____,который обеспечивает выживание наиболее приспособленных к условиям среды особей. Генетической основой этого процесса является________. Конкуренция между особами в популяциях за ресурсы среды приводит к_____,которая особенно обостряется в популяциях с ______.
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕРМИНОВ.
наследственность особей естественный отбор. наследственная изменчивость особей. стабильность численности особей. избыточная численность особей. борьба за существование.
ЧАСТЬ 3.
С1. Почему гомологичные органы считаются одним из доказательств эволюции?
А можно ли считать доказательством эволюции возникновение аналогичных органов?
С2-С3. Прочитайте текст. Выполните задание.
ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПРИСПОСОБЛЕНИЙ У ЖИВОТНЫХ.
Биологи Ж-Б. Ламарк и Ч. Дарвин по-разному объясняли причины возникновения новых видов. Первый полагал, что новые признаки у животных и растений появляются в результате их внутреннего стремления к образованию новых приспособлений. Оно заставляет организмы упражняться в достижении своих целей и, таким образом, приобретать новые свойства. Так, по мнению Ламарка, у жирафа, добывающего пищу на высоких деревьях, появилась длинная шея, у уток и гусей – плавательные перепонки на ногах, а у олений, вынужденных бодаться, появились рога.
Кроме того, ученый считал, что приобретенные организмом в результате упражнений признаки всегда полезны и они обязательно наследуются.
Ч. Дарвин, пытаясь выяснить механизмы эволюции, предположил, что причинами появления отличий между особями одного вида являются наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор. В результате изменчивости появляются новые признаки. Некоторые из них наследуются. В природе между особями происходит борьба за пищу, воду, свет, территорию, полового партнера.
ли новые признаки оказываются полезными для особи в определенных условиях среды и помогают выжить и оставить потомство, то они сохраняются естественным отбором и закрепляются в поколениях в процессе размножения. Особи с вредными признаками отсеиваются. Свои предположения ученый подтвердил, наблюдая за работой селекционеров. Он обнаружил, что в процессе искусственного отбора человек скрещивает особей с определенными, нужными селекционеру, признаками и получает разнообразные породы и сорта. Ч. Дарвин предположил, что в природе происходит нечто подобное. В результате естественного отбора возникают особи, обладающие новыми приспособлениями к условиям окружающей среды.
С2. Прочитайте текст. Заполните в таблице « Сравнительная характеристика взглядов Ж-Б. Ламарка и Ч. Дарвина на причины возникновения приспособлений у животных» графы, обозначенные цифрами 1,2,3. При выполнении задания перерисовывать таблицу не обязательно. Достаточно записать № графы и содержание пропущенного элемента.
Сравнительная характеристика взглядов Ж-Б. Ламарка и Ч. Дарвина на причины возникновения приспособлений у животных»
|
Признаки для сравнения |
По Ламарку |
По Дарвину |
|
Причины появления длинной шеи у жирафа |
1 |
Наследственность, изменчивость, борьба за существование, естественный отбор. |
|
Характер изменений, лежащих в основе возникновения приспособлений. |
2 |
Изменения могут быть вредными и полезными. Наследственные изменения либо сохраняются, либо отсеиваются. |
|
Будут ли через несколько поколений рождаться бесхвостые щенки, если их родителям купируют хвосты? |
Хвост у щенят постепенно исчезнет. |
3. |
С3. Объясните, каким образом могло возникнуть приспособление к распространению плодов-крылаток у клена? (Используя текст).
ОТВЕТЫ: 1.1.
2.2
3.1.
4.2
5.3.
6.2
7.1.
8.2
9.1
10.4
11.2
12.1
13.3.
14.3
15.1
16.3
17.2
18.4.
19.3
20.4.
В. 1) ВГД.
2)ББААБА
3) ДБВАГ.
4) 2365.
С1. Гомологичные органы у представителей родственных групп имеют общее происхождение, но разную степень развития — кожа рептилий и шерсть млекопитающих, рука человека и рука гориллы, губы человека и слона. Их существование доказывает факт эволюции. Аналогичные органы — похожие по функциям, но различные по происхождению также можно считать доказательством эволюции, ибо они свидетельствуют о сходных приспособлениях, выработанных у разных групп организмов в близких условиях среды. Форма тела акулы и дельфина как раз такой пример.
С2. 1) Внутреннее стремление к совершенству через упражнения.
2) Все новые признаки полезны и сохраняются в потомстве.
3) Щенята всех поколений будут рождаться хвостатые.
С3. 1) В результате наследственной изменчивости у плодов могли появиться зачатки лопастей, выростов.
2) Эти выросты позволили плодам перемещаться с помощью ветра на более дальние расстояния, чем остальным, не имеющим выростов.
3) В течение времени естественный отбор сохранял те плоды, у которых новый признак проявляется сильнее.
Источник: pandia.ru
Рубрики
Источник: kaz-ekzams.ru
От особи до класса
Биологическая эволюция представляет собой историческое развитие организмов, основанное на уникальных процессах функционирования генетической информации в определенных условиях окружающей среды.
Начальный этап всех преобразований, в итоге приводящий к появлению нового вида, — это микроэволюция. Такие изменения с течением времени накапливаются и заканчиваются формированием нового более высокого уровня организации живых существ: рода, семейства, класса. Образование надвидовых структур принято называть макроэволюцией.
Аналогичные процессы
Оба уровня в основе своей протекают одинаково. Движущими силами и микро-, и макроизменений являются естественный отбор, изоляция, наследственность, изменчивость. Существенное различие двух процессов в том, что между разными видами практически исключено скрещивание. В результате в основе макроэволюции лежит межвидовой отбор. Огромный вклад в микроэволюцию вносит свободный обмен генетической информацией между особями одного вида.
Схождение и расхождение признаков
Главные направления эволюции могут протекать в нескольких формах. Мощный источник разнообразия жизни — это дивергенция признаков. Она действует как внутри конкретного вида, так и на более высоких уровнях организации. Условия среды и естественный отбор приводят к разделению одной группы на две и более, отличающиеся определенными признаками. На уровне вида дивергенция может быть обратима. В этом случае образовавшиеся популяции вновь сливаются в одну. На более высоких же уровнях процесс необратим.
Еще одна форма — филетическая эволюция, предполагающая преобразование вида без выделения внутри него отдельных популяций. Каждая новая группа является потомком предыдущей и предком для последующей.
Значительный вклад в разнообразие жизни вносит и конвергенция или «схождение» признаков. В процессе развития неродственных групп организмов, находящихся под влиянием одинаковых условий среды, у особей формируются аналогичные органы. Они имеют сходное строение, но разное происхождение и выполняют практически одинаковые функции.
К конвергенции очень близок параллелизм — форма эволюции, когда первоначально дивергирующие группы развиваются похожим образом под влиянием одинаковых условий. Конвергенцию и параллелизм разделяет довольно тонкая грань, и зачастую бывает непросто отнести эволюцию конкретной группы организмов к той или иной форме.
Биологический прогресс
Главные направления эволюции впервые были изложены в трудах А.Н. Северцова. Он предложил выделить понятие биологического прогресса. В работах ученого изложены способы его достижения, а также основные пути и направления эволюции. Идеи Северцова развивал И.И. Шмальгаузен.
Главные направления эволюции органического мира, выделенные учеными, — это биологический прогресс, регресс и стабилизация. По названиям легко понять, чем эти процессы отличаются друг от друга. Прогресс приводит к формированию новых признаков, повышающих степень адаптации организма к среде. Регресс выражается в сокращении численности группы и ее разнообразия, приводя в итоге к вымиранию. Стабилизация влечет закрепление приобретенных признаков и передачи их от поколения к поколению в относительно неизменных условиях.
В более узком смысле, обозначая главные направления органической эволюции, подразумевают именно биологический прогресс и его формы.
Выделяют три основных способа достижения биологического прогресса:
- арогенез;
- аллогенез;
- катагенез.
Арогенез
Данный процесс делает возможным повышение общего уровня организации в результате формирования ароморфоза. Предлагаем выяснить, что понимается под этим понятием. Так, ароморфоз — направление эволюции, приводящее к качественному изменению живых организмов, сопровождающемуся их усложнением и повышением адаптивных свойств. В результате изменения строения становится более интенсивным функционирование особей, они получают возможность использовать новые, ранее незадействованные ресурсы. Как следствие организмы становятся в некотором смысле свободными от условий среды. На более высоком уровне организации их приспособления носят в значительной степени универсальный характер, дающий способность развиваться независимо от окружающих условий.
Хорошим примером ароморфоза является преобразование кровеносной системы позвоночных: появление четырех камер в сердце и разделение двух кругов кровообращения — большого и малого. Эволюция растений характеризуется значительным скачком вперед в результате формирования пыльцевой трубки и семени. Ароморфозы приводят к появлению новых таксономических единиц: классов, отделов, типов и царств.
Ароморфоз, по Северцову, представляет собой относительно редкое эволюционное явление. Он знаменует собой морфофизиологический прогресс, который, в свою очередь, инициирует прогресс общебиологический, сопровождающийся значительным расширением адаптивной зоны.
Социальный ароморфоз
Рассматривая направления эволюции человеческого рода, некоторые ученые вводят понятие «социальный ароморфоз». Им обозначаются универсальные изменения в развитии социальных организмов и их систем, приводящие к усложнению, большей приспособленности и увеличению взаимовлияния обществ. В число подобных ароморфозов входит, например, появление государства, книгопечатания и компьютерных технологий.
Аллогенез
В ходе биологического прогресса формируются и изменения менее глобального характера. Они составляют суть аллогенеза. У этого направления эволюции (таблица приведена ниже) есть существенное отличие от ароморфоза. Оно не приводит к повышению уровня организации. Главное следствие аллогенеза — это идиоадаптация. По сути, она представляет собой частные изменения, благодаря которым организм получают возможность приспособиться к определенным условиям. Это направление эволюции органического мира позволяет близким видам жить в очень разных географических зонах.
Выразительный пример подобного процесса — семейство волчьих. Его виды встречаются в самых разных климатических зонах. Каждый обладает определенным набором приспособлений к своей среде обитания, при этом не превосходя существенно любой другой вид по уровню организации.
Ученые выделяют несколько типов идиоадаптаций:
- по форме (например, обтекаемое тело водоплавающих);
- по окраске (сюда относится мимикрия, предупредительная и покровительственная окраска);
- по размножению;
- по передвижению (перепонки водоплавающих, воздушный мешок птиц);
- приспособление к условиям среды.
Различия ароморфоза и идиоадаптации
Некоторые ученые не соглашаются с Северцовым и не видят достаточных причин для различения идиоадаптаций и ароморфозов. Они считают, что степень прогресса может быть оценена только спустя значительное время после появления изменения. По факту сложно осознать, к каким эволюционным процессам приведет новое качество или развитая способность.
Последователи Северцова склоняются к мысли, что под идиоадаптацией следует понимать преобразование формы тела, избыточное развитие или редукцию органов. Ароморфозы же представляют собой существенные изменения в эмбриональном развитии и образование новых структур.
Катагенез
Биологическая эволюция может протекать и с упрощением структуры организмов. Катагенез — общая дегенерация, процесс, приводящий к снижению организации живых существ. Главный результат этого направления эволюции (таблица, сравнивающая три пути, приведена ниже) заключается в появлении так называемых катаморфозов или примитивных признаков, которые приходят на смену утраченным прогрессивным. Примером организмов, прошедших этап общей дегенерации, может быть любой паразит. В большинстве своем они утрачивают способность к самостоятельному передвижению, у них сильно упрощаются нервная и кровеносная системы. Зато появляются различные приспособления для лучшего внедрения в тело хозяина и закрепления на подходящих органах.
| Арогенез | Аллогенез | Катагенез | |
| Основное изменение | ароморфоз | идиоадаптация | катаморфоз |
| Суть направления |
|
|
|
| Примеры |
|
|
|
Соотношение
Главные направления эволюции взаимосвязаны и в ходе исторического развития постоянно сменяют друг друга. После кардинальных преобразований в виде ароморфоза или дегенерации наступает период, когда новая группа организмов начинает расслаиваться в результате освоения отдельными ее частями разных географических зон. Начинается эволюция путем идиоадаптаций. Спустя время накопившиеся изменения приводят к новому качественному скачку.
Направление эволюции растений
Современная флора появилась не сразу. Как и все организмы, она прошла длительный путь становления. Эволюция растений включала приобретение нескольких важных ароморфозов. Первым из них было появление фотосинтеза, позволившего примитивным организмам использовать энергию солнечного света. Постепенно в результате преобразований морфологии и фотосинтетических свойств возникли водоросли.
Следующим этапом было освоение суши. Для успешного прохождения «миссии» понадобился еще один ароморфоз — дифференциация тканей. Появились мхи, споровые растения. Дальнейшее усложнение организации связано с преобразованием процесса и способов размножения. Такие ароморфозы, как семязачаток, пыльцевые зерна и, наконец, семя, характеризуют голосеменные растения, эволюционно более развитые, чем споровые.
Далее пути и направления эволюции растений двигались в сторону еще большей адаптации их к условиям среды, повышению устойчивости к неблагоприятным факторам. В результате появления пестика и зародышевого листка сформировались цветковые или покрытосеменные растения, находящиеся сегодня в состоянии биологического прогресса.
Царство животных
Эволюция эукариотов (эукариотическая клетка содержит оформленное ядро) с гетеротрофным типом питания (гетеротрофы не способны создавать органику с помощью хемо- или фотосинтеза) также на первых этапах сопровождалась дифференциацией тканей. Кишечнополостные обладают одним из первых значительных ароморфозов в эволюции животных: у зародышей формируются два слоя, экто- и эндодерма. У круглых и плоских червей структура уже усложняется. Для них характерен третий зародышевый листок, мезодерма. Этот ароморфоз делает возможным дальнейшую дифференциацию тканей и появление органов.
Следующий этап — формирование вторичной полости тела и дальнейшее разделение его на отделы. Кольчатые черви уже имеют параподии (примитивный тип конечностей), а также кровеносную и дыхательную системы. Преобразование параподий в членистые конечности и некоторые другие изменения стало причиной появления типа Членистоногих. Уже после их выхода на сушу стали активно развиваться насекомые за счет появления зародышевых оболочек. Они сегодня более всего приспособлены к жизни на земле.
Такие крупные ароморфозы, как формирование хорды, нервной трубки, брюшной аорты и сердца, сделали возможным появление типа Хордовых. Благодаря ряду прогрессивных изменений разнообразие живых организмов пополнилось рыбами, амниотами и рептилиями. Последние из-за наличия зародышевых оболочек перестали зависеть от воды и вышли на сушу.
Далее эволюция идет по пути преобразования кровеносной системы. Возникают теплокровные животные. Адаптации к полету сделали возможным появление птиц. Такие ароморфозы, как четырехкамерное сердце и исчезновение правой дуги аорты, увеличение полушарий переднего мозга и развитие коры, формирование шерстяного покрова и молочных желез и еще ряд изменений привели к появлению млекопитающих. Среди них в процессе эволюции выделились плацентарные животные, и сегодня пребывающие в состоянии биологического прогресса.
Направления эволюции человеческого рода
Вопрос о происхождении и эволюции предков современных людей изучен пока не досконально. Благодаря открытиям палеонтологии и сравнительной генетики изменились уже сложившиеся представления о нашей «родословной». Еще 15 лет назад главенствовала точка зрения, что эволюция гоминид шла по линейному типу, то есть состояла из последовательно сменявших друг друга все более развитых форм: австралопитек, человек умелый, архантроп, неандерталец (палеоантроп), неоантроп (современный человек). Основные направления эволюции человека, как и в случае с другими организмами, приводили к формированию новых адаптаций, повышению уровня организации.
Данные, полученные в последние 10-15 лет, однако, внесли серьезные коррективы в уже сложившуюся картину. Новые находки и уточненная датировка указывают на то, что эволюция имела более сложный характер. Подсемейство Гоминины (относится к семейству Гоминиды) оказалось состоящим из практически вдвое большего числа видов, нежели считалось ранее. Эволюция его не носила линейный характер, а содержала несколько одновременно развивавшихся линий или ветвей, прогрессивных и тупиковых. В разное время вместе сосуществовали три-четыре или больше видов. Сужение этого разнообразия произошло из-за вытеснения эволюционно более развитыми группами других, менее развитых. Например, сейчас уже общепризнанно, что неандертальцы и люди современного типа жили одновременно. Первые не были нашими предками, но представляли собой параллельную ветвь, которую вытеснили более развитые представители гомининов.
Прогрессивные изменения
Несомненными остаются основные ароморфозы, приведшие к процветанию подсемейства. Это прямохождение и увеличение головного мозга. О причинах формирования первого ученые расходятся во мнениях. Долгое время считалось, что это была вынужденная мера, необходимая для освоения открытых пространств. Однако последние данные позволяют утверждать, что предки людей ходили на двух ногах еще в период жизни на деревьях. Такая способность появилась у них сразу после отделения от линии шимпанзе. По одной из версий гоминины изначально передвигались подобно современным орангутанам, стоя двумя ногами на одной ветке и держась руками за другую.
Рост мозга проходил в несколько этапов. Впервые он начался у Homo habilis (человека умелого), который научился изготавливать простейшие орудия. Рост объема головного мозга совпал с увеличением доли мяса в рационе гомининов. Хабилисы, по-видимому, были падальщиками. Следующее увеличение мозга также сопровождалось возрастанием количества мясной пищи и расселением наших предков за пределы родного африканского континента. Ученые предполагают, что рост доли мяса в рационе связан с необходимостью восполнять затраты энергии, уходящей на поддержание работы увеличившегося головного мозга. Предположительно, следующий этап этого процесса совпал с освоением огня: приготовленная пища отличается не только качеством, но и калорийностью, кроме того, существенно уменьшается время, необходимое для пережевывания.
Главные направления эволюции органического мира, действуя на протяжении многих веков, сформировали современную флору и фауну. Движение процесса в сторону адаптации к меняющимся условиям среды привело к огромному разнообразию форм жизни. Главные направления эволюции действуют одинаково на всех уровнях организации, о чем свидетельствуют данные биологии, экологии и генетики.
Источник: FB.ru
| [Признак — любая черта строения или поведения организма.] [ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота. Биологическая молекула, состоящая из деталей, называемых нуклеотидами, соединенных вместе в длинные цепочки. Последовательность нуклеотидов в цепочке содержит запись наследственной информации, нужной клеткам для роста, деления и синтеза новых белков.] [Белок — крупная молекула, образованная цепочкой маленьких составляющих, называемых аминокислотами. Последовательность аминокислот в каждом белке и трехмерная структура его молекулы определяют функции этого белка в клетке или в организме.] [Мутация — изменение последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК. Такие изменения могут приводить к изменениям структуры белков или регуляции их синтеза.] [Популяция — группа организмов одного вида, живущих достаточно близко друг от друга, чтобы они могли друг с другом скрещиваться.] [Естественный отбор — избирательное выживание и воспроизводство организмов, обладающих разными наследуемыми признаками, в результате действия среды.] |
Изучение биологической эволюции в корне изменило наши представления о жизни на нашей планете. Эволюция дает научное объяснение причин огромного разнообразия жизни на Земле и исторического родства всех населяющих Землю живых существ. Она показывает, почему некоторые организмы, внешне довольно разные, являются родственниками, а другие, сходные между собой, состоят лишь в отдаленном родстве. Она объясняет причины появления на Земле человека и раскрывает биологические связи нашего вида с другими живыми существами. Она позволяет узнать в подробностях, каким родством связаны друг с другом разные группы людей и как возникли свойственные человеческому виду признаки. Она позволяет разрабатывать новые эффективные способы защиты человека от непрерывно эволюционирующих болезнетворных бактерий и вирусов.
Биологическая эволюция представляет собой процесс изменения признаков организмов в ряду множества поколений. До появления в начале XX века науки о наследственности — генетики — биологи не имели представления о том, какие механизмы отвечают за передачу признаков от родителей к их потомству. Генетические исследования показали, что признаки организмов определяются молекулами ДНК, которые передаются из поколения в поколение. Эти молекулы включают участки, называемые генами, которые отвечают за синтез белков, необходимых для роста и работы живых клеток. Гены также руководят развитием оплодотворенной яйцеклетки в многоклеточный организм. Таким образом, ДНК отвечает за неразрывную связь строения и функций живых организмов в ряду поколений.
Однако потомство далеко не всегда во всем похоже на своих родителей. Большинству организмов любого вида, включая человека, свойственна наследственная изменчивость. У видов, размножающихся половым путем, каждый из двух родителей передает потомству лишь половину наследственной информации (полный набор потомок получает в результате слияния сперматозоида отца и яйцеклетки матери), и при этом ДНК обоих родителей достается детям в разных новых сочетаниях. Кроме того, ДНК может меняться. Такие изменения называют мутациями. Они передаются из поколения в поколение, как у организмов, размножающихся половым путем, так и у тех, кому свойственно бесполое размножение (например, у бактерий).
Возникновение мутации в ДНК организма может приводить к разным последствиям. Мутация может вызвать изменение того или иного признака, вредное для организма, снижая его шансы выжить или оставить потомство по сравнению с другими организмами из его популяции. Но мутация может и никак не сказаться на жизнеспособности или репродуктивности (способности к размножению) организма. Наконец, мутация может привести к формированию признака, который позволит организму успешнее пользоваться ресурсами среды, тем самым повышая его способность выжить и произвести потомство. Например, у рыбы может произойти мутация, немного видоизменяющая строение ее плавников, что позволит ей легче передвигаться на мелководье (как это произошло у предков тиктаалика), у насекомого может слегка измениться окраска, благодаря чему оно станет менее заметным для хищников, у мушки — узор на крыльях или характер поведения при ухаживании, что позволит ей успешнее привлекать партнеров.
Если мутация повышает жизнеспособность организма, то он с большой вероятностью оставит больше потомства, чем другие организмы его популяции. Если мутация передастся его потомству, то число организмов, обладающих признаком, который дает преимущество перед другими, будет из поколения в поколение увеличиваться. Таким образом этот признак и содержащийся в ДНК наследственный материал, отвечающий за него, будет распространяться в пределах данной популяции. Напротив, организмы, обладающие вредными мутациями, с меньшей вероятностью передадут свою ДНК будущим поколениям, и признак, определяемый этой мутацией, будет встречаться реже и может совсем исчезнуть из популяции. Эволюция состоит из изменений наследуемых признаков в популяциях организмов в ряду сменяющих друг друга поколений. Эволюционируют популяции, а не отдельные организмы.
Процесс, суть которого состоит в неравном репродуктивном успехе организмов, обладающих полезными и вредными признаками, получил название естественного отбора, потому что в ходе этого процесса естественным путем отбираются признаки, повышающие способность организмов выжить и оставить потомство. Естественный отбор может также, в свою очередь, сокращать встречаемость признаков, которые уменьшают способность выжить и оставить потомство. Искусственный отбор представляет собой похожий процесс, но при таком отборе люди, а не среда обитания отбирают желательные признаки, намеренно размножая тех животных или те растения, которые ими обладают. Искусственный отбор лежит в основе создания всех форм домашних животных (например, пород собак, кошек и лошадей) и культурных растений (роз, тюльпанов, зерновых).
Эволюция и медицина: борьба с новыми инфекциями
В конце 2002 года несколько сот человек в Китае слегли с тяжелой формой пневмонии (воспаления легких), вызванной неизвестным возбудителем. Эта болезнь получила название «атипичная пневмония». Вскоре она проникла во Вьетнам, Гонконг и Канаду и привела к гибели сотен людей. В марте 2003 года группа исследователей из Университета Калифорнии в Сан-Франциско получила образцы вирусов, выделенных из тканей больного атипичной пневмонией. Используя новейший метод ДНК-микрочипов, исследователи в течение 24 часов установили, что возбудитель этой болезни является ранее неизвестным представителем одного известного семейства вирусов. Незамедлительно были начаты анализы крови, с помощью которых можно было выявить носителей этого вируса, а также поиски средств лечения этой болезни и вакцины, чтобы предотвращать заражение.
Знания об эволюции возбудителей болезней сыграли ключевую роль в определении возбудителя атипичной пневмонии. Сходство генетического материала этого вируса с генетическим материалом других вирусов из того же семейства связано с тем, что они произошли от общего предка. Кроме того, сведения об эволюции вируса атипичной пневмонии послужили для ученых важным источником информации о самой болезни, в том числе о путях ее распространения. Представления об эволюционном происхождении возбудителей болезней человека будут неизбежно играть огромную роль в будущем, когда людям придется столкнуться с новыми, более опасными формами возбудителей, которые будут возникать в ходе эволюции из тех болезнетворных бактерий и вирусов, что существуют сегодня.
Источник: megaobuchalka.ru
Основные ароморфозы в эволюции растительного мира.
1. Ароморфозы — эволюционные изменения, способствуют общему подъему организации и повышению интенсивности жизнедеятельности организмов, освоению новых сред обитания, выживанию в борьбе за существование. Ароморфоз — основа повышения выживаемости организмов, увеличения численности популяций, расширения их ареала, образования новых популяций, видов.
2. Возникновение в клетках хлоропластов с хлорофиллом, фотосинтеза — важный ароморфоз в эволюции органического мира, обеспечивший все живое пищей и энергией, кислородом.
3. Появление от одноклеточных многоклеточных водорослей — ароморфоз, способствующий увеличению размеров организмов. Ароморфные изменения — причина появления от водорослей более сложных растений — псилофитов. Их тело состояло из различных тканей, ветвящегося стебля, ризоидов (выростов от нижней части стебля, укрепляющих растение в почве) .
4. Дальнейшее усложнение растений в процессе эволюции: появление корней, листьев, развитого стебля, тканей, позволивших им освоить сушу (папоротники, хвощи, плауны) .
5. Ароморфозы, способствующие усложнению растений в процессе эволюции: возникновение семени, цветка и плода (переход семенных растений от размножения спорами к размножению семенами) . Спора — одна специализированная клетка, семя — зачаток нового растения с запасом питательных веществ. Преимущества размножения растений семенами — уменьшение зависимости процесса размножения от окружающих условий и повышение выживаемости.
6. Причина ароморфозов — наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.
Основные ароморфозы в эволюции многоклеточных животных.
1. Ароморфоз — крупное эволюционное изменение. Оно обеспечивает повышение уровня организации организмов, преимущества в борьбе за существование, возможность освоения новых сред обитания.
2. Факторы, вызывающие ароморфозы, — наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор.
3. Основные ароморфозы в эволюции многоклеточных животных:
1) появление многоклеточных животных от одноклеточных, дифференциация клеток и образование тканей;
2) формирование у животных двусторонней симметрии, передней и задней частей тела, брюшной и спинной сторон тела в связи с разделением функций в организме (ориентация в пространстве — передняя часть, защитная — спинная сторона, передвижение — брюшная сторона) ;
3) возникновение бесчерепных, подобных современному ланцетнику, панцирных рыб с костными челюстями, позволяющими активно охотиться и справляться с добычей;
4) возникновение легких и появление легочного дыхания наряду с жаберным;
5) формирование скелета плавников с мышцами, подобных пятипалой конечности наземных позвоночных, позволивших животным не только плавать, но и ползать по дну, передвигаться по суше;
6) усложнение кровеносной системы от двухкамерного сердца, одного круга кровообращения у рыб до четырехкамерного сердца, двух кругов кровообращения у птиц и млекопитающих. Развитие нервной системы: паутинообразная у кишечнополостных, брюшная цепочка у кольчатых червей, трубчатая нервная система, значительное развитие больших полушарий и коры головного мозга у птиц, человека и других млекопитающих. Усложнение органов дыхания (жабры у рыб, легкие у наземных позвоночных, появление у человека и других млекопитающих в легких множества ячеек, оплетенных сетью капилляров) .
4. Роль ароморфозов в освоении животными всех сред обитания, в совершенствовании способов передвижения, в активном образе жизни.
Источник: otvet.mail.ru