Изолирующие механизмы

Изолирующие механизмы.

Различия между популяциями одного вида проявляется в форме адаптаций к различным условиям жизни. Организмы по-разному приспосабливаются к условиям среды обитания, например: животные отличаются разной окраской тела, особенностями поведения и особенностями строения тела; растения имеют различные приспособления к опылению и распространению семян, отличаются особенностями внешнего строения. Иногда такие изменения (адаптации) приводит к репродуктивной изоляции популяций, то есть к ограничению генного обмена. Это происходит в результате срабатывания изолирующих механизмов различных типов.

1. Географическая изоляция (образование новых частей суши, возникновение географических барьеров приводит к накоплению наследственных изменений организмов).

2. Пространственная изоляция (наблюдается у мелких видов, на относительно небольшой площади).

Этот вид изоляции происходит в результате различной экологической специализации.

Экологическая специализация может быть:

1) по месту обитания

2) по месту питания

3) по месту размножения

Поведенческая изоляция (световые сигналы у светлячков, несовпадение в сроках размножения и пр.)

Репродуктивная (физиологическая) изоляция (отличия в анатомической строении, приводящие к невозможности скрещивания).

Видообразование.

Возникновение новых видов происходит различными путями. Важнейшую роль в этом процессе играют изолирующие механизмы. Совокупность эволюционных процессов, протекающих внутри вида, изменяющих генетический состав популяций и приводящих к образованию новых видов, называется микроэволюцией.

Микроэволюция – процессы. Происходящие в популяции в ходе естественного отбора и ведущие к видообразованию.

Видообразование – это процесс возникновения новых видов на базе наследственной изменчивости под действием естественного отбора.

Различают два основных способа видообразования – географическое и экологическое, в зависимости от того, какой способ изоляции послужит исходным для расхождения популяций.

ВИДООБРАЗОВАНИЕ

(смена последовательности событий при видообразовании)

Изменение среды обитания или положения вида (популяции) в ней

Обострение борьбы за существование между особями вида

Изменение направлений естественного отбора соответственно новым условиям борьбы за существование

Отбор особей. Наследственные изменения которых позволяют им осваивать новые территории или местообитания

ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ВИДООБРАЗОВАНИЕ

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ВИДООБРАЗОВАНИЕ

Расселение на новых территориях

Освоение новых экологических ниш в пределах старого ареала

Географическая изоляция между популяциями

Отбор в новых условиях среды

Биологическая изоляция

Возникновение подвидов

ВОЗНИКНОВЕНИЕ НОВЫХ ВИДОВ

Географическое видообразование возникает в результате пространственно – территориальной изоляции одной популяции или группы популяций вида. Отдельные популяции в ареале могут быть разъединены горами, реками, пустынями, автострадами и другими ландшафтными барьерами, затрудняющими частый обмен генами между популяциями. С течением времени различия между популяциями становятся все более значительными и они начинают существовать как самостоятельные виды.

Симпатрическое видообразование представляет собой способ видообразования, при котором возникновение видов происходит из популяций с перекрещивающимися или совпадающими ареалами. В качестве фактора эволюции выступает биологическая изоляция.

Развитие жизни на Земле в целом, включая ее происхождение, наз макроэволюцией.

Макроэволюция – процесс образования надвидовых таксонов (из видов новых рядов, их родов – новых семейств) в ходе эволюции на протяжении всей истории Земли.

СРАВНЕНИЕ МИКРОЭВОЛЮЦИИ И МАКРОЭВОЛЮЦИИ

Микроэволюция	Макроэволюция
1. действуют те же процессы – борьба за существование, естественный отбор и связанное с ним вымирание. 2. носят дивергентный характер
3. образование из популяций новых подвидов, из подвидов - видов	3. образование из видов родов, из родов - семейств
4. происходит в относительно короткое время (можно наблюдать при жизни человека)	4. происходит за длительное время (исторические эпохи)
5. происходит внутри вида	5. надвидовая эволюция

Результатом макроэволюционных процессов становится существенные изменения внешнего строения и физиологии организмов. Доказательством макроэволюционных процессов служат палеонтологические, эмбриологические и сравнительно – анатомические данные.

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ЭВОЛЮЦИИ

ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКИЕ Ископаемые останки животных и растений, в том числе промежуточных форм. Составление филогенетических рядов

ЭМБРИОЛОГИЧЕСКИЕ Сравнение зародышей организмов, нахождение черт сходства. Биогенетический закон: каждый организм в ходе своего индивидуального развития проходит все стадии эволюции своего вида

СРАВНИТЕЛЬНО – АНАТОМИЧЕСКИЕ Сравнение строения организмов, нахождение черт сходства

Филогенетические ряды – ряды видов, последовательно сменявших друг друга в процессе эволюции различных групп животных и растений.

Эволюция – необратимое и в известной мере направленное историческое развитие живой природы, сопровождающиеся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.

Учение выделяют три типа эволюционных изменений: параллелизм, конвергенция и дивергенцию.

Конвергенция– появление в результате естественного отбора сходных анатомо – морфологический, физиологических и (или) поведенческих черт у относительно далеких по происхождению групп организмов.

Процесс эволюционного развития двух и более неродственных групп в сходном направлении можно проследить на примере аналогий.

Аналогия – независимая эволюция тех систем органов, которые выполняют сходные функции.

Аналогические органы – органы животных или растений, сходные в известной мере по внешнему виду и выполняющие одинаковую функцию, но различные по строению и происхождению. Например: крылья птиц – видоизмененные передние конечности, крылья насекомых – складки хитинового покрова. Органы дыхания: у рыб – жабры, это образования, связанные с внутренним скелетом; жабры ракообразных происходят из наружных покровов; легкие позвоночных – это выросты пищеварительной трубки. Колючки барбариса – видоизмененные листья, колючки боярышника развиваются из побегов. Сходство аналогичных органов – результат эволюционного приспособления разных организмов к одинаковым условиям среды.

Дивергенция– расхождение признаков у родственных организмов в процессе эволюции, ведущие к возникновению новых систематических групп.

ЗАДАНИЕ: ознакомьтесь с определением процесса дивергенции, данным Шмальгаузеном:

«Дивергенция означает независимые приобретения родственными организмами различных признаков. При дивергенции сходство объясняется родством, то есть общностью происхождения, а различия – приспособлением к разной среде».

Раскройте сущность этого процесса на определенном процессе; укажите движущие силы дивергенции.

Параллелизм– одинаковая направленность естественного отбора, независимое приобретение организмами в ходе эволюции сходных черт строения.

При дивергенции и параллельной эволюции сходство строения может быть результатом гомологии.

Гомология – происхождение от общего признака.

Гомологические органы – органы животных или растений, имеющие общий план строения. Развивающиеся из сходных зачатков и выполняющие одинаковые (например, луковица тюльпана и клубень картофеля – видоизмененные побеги) или неодинаковые (например, крыло птицы и рука человека) функции.

Изменения организмов в процессе эволюции могут иметь различный масштаб и характер.

Выделяют три главных направления эволюции:

- Ароморфоз 9морфофизиологический прогресс)

- Идиодаптация

- Общая дегенерация

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ

Направление эволюции	Чем характеризуется	Примеры
Ароморфоз	Крупное эволюционное изменение, ведущее к общему подъему организации живых организмов	Появление многоклеточности, теплокровности, фотосинтеза, цветка
Идиодаптация	Мелкие эволюционные изменения, которые способствуют приспособлению к определенным условиям обитания	Разные формы тела, конечностей, окраски у животных, различные формы листьев, стеблей, цветков у растений
Общая дегенерация	Эволюционные изменения, которые ведут к упрощению организации. Часто связаны с переходом к паразитическому образу жизни	Паразитические черви, пещерные рыбы, паразитические растения

Запомните!

Ароморфозы возникают в процессе эволюции сравнительно редко и всегда ведут к появлению новых, более высокоорганизованных форм, способных адаптироваться к другим средам обитания. Далее эволюционный процесс идет по пути идиодаптации. Которые позволяют организмам обживать новые экологические ниши. Дегенерации могут возникнуть на любом эволюционном уровне.

Запомните!

Основные закономерности биологической эволюции

Изучение хода развития разных групп организмов при различных условиях внешней среды позволяет выделить закономерности эволюции, характеризующие общую направленность развития живой природы. Основные особенности эволюции: необратимость, прогрессивное усложнение форм жизни, приспособительный характер эволюции.

1. Необратимость.

Организмы, возникшие в ходе эволюции, не могут вернуться к прежнему, исходному состоянию. Каждое эволюционное изменение представляет собой комбинацию многих независимо возникающих и подхваченных отбором перестроек в генотипе. Поэтому возвращение к первоначальному исходному типу невозможно. Эволюционируют не особи, а популяции, отбираются не отдельные признаки, а комплексы признаков, и контролируются отбором целые генные комплексы. Поэтому невозможно, чтобы еще раз мог повториться такой же состав генетических свойств, который был у организмов в исходном состоянии группы.

2. Прогрессивное усложнение форм жизни.

В прогрессивном усложнении органического мира проявляется общая направленность эволюционного процесса. Она определяется не внутренней потенцией природы, а многократной дивергенцией и вымиранием многих ветвей потомков при сохранении какой-то единственной ветви, дававшей начало новому семейству, его родам и видам, приспособившимся к жизни в пределах их среды обитания.

3. Приспособленность видов к среде обитания.

Адаптация, или приспособленность. – это совокупность морфологических, физиологических, поведенческих и других особенностей вида, обеспечивающих его жизнедеятельность в определенных условиях внешней среды. Различают общие адаптации и частичные адаптации.

Совокупность адаптаций придает строению и жизнедеятельности организмов черты целесообразности. Доступные адаптации обычно бывапют относительными, так как всегда к данной среде возможны и другие, более совершенные адаптации.