Тема 36. Основные направления эволюционного процесса

Вопросы для самоконтроля

Задание № 1

Тема 35. Доказательства эволюции

Вопросы самоконтроля

Экологическое видообразование

Другим способом видообразования является симпатрическое видообразование (syn – вместе). К нему относят случаи, когда формирующийся новый вид находится в переделах ареала с материнским видом. Симпатрическое видообразование. Таким образом, не связано с территориальным разобщением популяций в период создания генетической изоляции. Примером симпатрического видообразования может служить образование сезонных рас погремка большого. На нескашиваемых лугах в природе цветет все лето. Но когда регулярно начали косить траву в середине лета, погремки. Цветущие в это время, не смогли давать семена. Естественным отбором, связанным с деятельностью человека, сохранились и оставляли семена только те растения, которые либо цветут до, либо после скашивания. И те, и другие растения, обитая на одной территории, не имеют, тем не менее, возможности скрещивания. Так возникли подвиды большого погремка, изолированные по срокам цветения. (Такой способ видообразования часто называют экологическим).

Внезапное видообразование возникает входе хромосомных или геномных мутаций. В результате возникает новый вид на основе полиплоидии и отдаленной гибридизации. Так, разные виды картофеля имеют хромосомные наборы 12, 24, 48, 72; хризантемы – 9, 18, 27, 36, 45…90.Это дает основание считать, что эти виды образовались из исходного вида путем кратного увеличения хромосом. Такие процессы хорошо моделируются в лабораторных условиях путем задержки расхождения хромосом в митозе (в результате воздействия колхицином). Полиплоиды, как правило, более жизне- и конкурентоспособны и могут вытеснять родительский вид. Кроме растений, полиплоидия как способ симпатрического видообразования известна и у некоторых животных (иглокожие, членистоногие, кольчатые черви и др.). В природе может возникать также отдаленная гибридизация между видами с последующим удвоением хромосом в геноме. По берегам реки Алдан, например, растет небольшая популяция растения рябино-кизильника, берущего начало от межвидового гибрида между рябиной и кизильником. Считается, что более 1/3 всех видов цветковых растений имеют гибридогенное происхождение. Экспериментально доказано, что гибридогенное происхождение имеют виды сливы, пшеницы, табака, капусты, хлопчатника, мятлика, малины, брюквы, полыни, ирисов и других видов.

Эволюционные процессы протекающие внутри вида называются - микроэволюцией. Она доступна непосредственному наблюдению и изучению, так как может происходить в исторически короткое время.

1.Что такое видообразование?

2.Какие механизмы лежат в основе видообразования?

3.Какие формы видообразования различают?

4.Приведите примеры географического видообразования?

5.Приведите примеры экологического видообразования?

6.Что такое внезапное видообразование?

 

 

1.Прочитайте ниже изложенный учебный материал.

2.Проанализируйте таблицы из приложения

3.Ответьте на вопросы самоконтроля.

Доказательства эволюции органического мира

Сравнительно-анатомическиезаключаются в установлении общего в строении современных организмов различных систематических групп сравнением их между собой.

Общий план строения позвоночных. Наличие у всех позвоночных двусторонне симметрии, полости тела, позвоночника, черепа, головного и спинного мозга, а также двух пар конечностей и др. свидетельствует о едином плане их строения, что является одним из доказательств единства происхождения всех позвоночных.

Сравнение отдельных органов у позвоночных разных классов дает убедительные доказательства эволюции. Передние конечности позвоночных, несмотря на различные функции и внешний вид, имеют единый план строения, развиваются у зародышей из сходных зачатков и одинаково расположены на теле животного. Скелет передних конечностей состоит из плеча, предплечья, образованного локтевой и лучевой костями, костей запястья, пясти и фаланги пальцев. В скелете задних конечностей также находим единый план строения.

Полное соответствие в костях конечностей, несмотря на некоторые отличия в их форме, размерах, количестве, может быть объяснено единством их происхождения.

Органы, соответствующие друг другу по строению и происхождению независимо от выполняемых функций, называют гомологичными.

Гомологи есть и в конечностях различных насекомых.

Гомологичные органы наблюдаются и у растений. Усики посевного гороха, иглы барбариса, колючки кактусов – видоизмененные листья. Корневище папоротника, ландыша, клубни картофеля, являющиеся подземными побегами, гомологичны.

Аналогия. Крылья птицы, бабочки и летучей мыши нужны для полета. Но крылья бабочки – особое образование на спинной стороне груди, а крылья птицы и летучей мыши – измененные передние конечности.

Органы, выполняющие однородные функции, но не имеющие сходного плана строения и общего происхождения, называют аналогичными. Для установления родства между организмами они не имеют существенного значения. Аналогичными жабры рыбы и речного рака, роющее конечности крота и медведки.

Примером аналогичных органов у растений служат колючки и шипы, которые выполняют сходную функцию (защита от поедания животными), а образуются различно. Колючки кактусов и иглы барбариса – видоизмененные листья, у боярышника они являются видоизмененными укороченными побегами на стеблях, а шипы розы, шиповника, малины – выросты кожицы.

Эмбриологические доказательства. Эмбриология – наука, изучающая зародышевое развитие организмов. Она имеет большое значение для доказательства эволюции, для выяснения степени родства между организмами.

Подавляющее большинство организмов развиваются из оплодотворенного яйца. Сравнив строение зародышей позвоночных животных разных классов: рыбы, ящерицы, кролика , человека их зародыши на ранних этапах развития очень сходны. Это сходство касается формы тела, наличия хвоста, зачатков конечностей, жаберных карманов по бокам глотки. Во многом сходна на этих стадиях и внутренняя организация зародышей. У всех сначала имеется хорда, а затем позвоночник из хрящевых позвонков, кровеносная система с одним кругом кровообращения, одинаково устроены почки и много других черт сходства. По мере развития сходство между зародышами ослабевает, и начинают все более четко проявляться черты тех классов, к которым они принадлежат. У ящерицы, кролика и человека зарастают жаберные карманы; у зародыша человека особенно сильно развивается головной отдел, включающий мозг, формируются пятипалые конечности, а у зародыша рыбы – плавники и т.п. По ходу эмбрионального развития последовательно происходит расхождение признаков зародышей, приобретающих черты, характеризующие класс, отряд, род и, наконец, вид, к которому они принадлежат. Это говорит о происхождении всех хордовых от одного ствола, который в ходе эволюции распался на множество ветвей.

Основываясь на этих фактах и многих других, во второй половине XIX в, немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель установили закон соотношения онтогенеза и филогенеза, который получил название биогенетического закона. Согласно этому закону каждая особь в индивидуальном развитии (онтогенезе) повторяет историю развития своего вида (филогенез), или короче, онтогенез есть краткое повторение филогенеза.

Например, у всех без исключения позвоночных животных в онтогенезе закладывается хорда – признак, который был свойственен их отдаленным предкам. У головастиков бесхвостых земноводных (лягушки, жабы) развивается хвост. Это – повторение признаков их хвостатых предков. Личинки многих насекомых имеют червеобразную форму (гусеницы бабочек, личинки мух и т.д.) В этом следует усматривать повторение черт строения их червеобразных предков.

Биогенетический закон приложим и к растениям. Из споры мха развивается сначала ветвящаяся нить, похожая на нитчатую водоросль. Это говорит о родстве наземных растений с водорослями.

Палеонтологические доказательства. Палеонтология изучает ископаемые остатки организмов и выявляет их сходство и различие с современными.

По ископаемым остаткам палеонтологи восстанавливают внешний вид и строение организмов такими, какими они были при жизни, и узнают о растительном и животном мире прошлого.

Сопоставление ископаемых остатков из земных платов разных геологических эпох убедительно свидетельствуют об изменении органического мира во времени. В самых древних пластах заключены остатки представителей лишь типов беспозвоночных, а в более поздних пластах – остатки представителей типа хордовых. Позже на Земле появились позвоночные. В более молодых геологических пластах содержатся остатки животных и растений, относящихся к видам, похожим на современные.

Данные палеонтологии дают большой материал о преемственных связях между различными систематическими группами. В одних случаях удалось установить переходные формы, в других- филогенетические ряды, т.е. ряды видов, последовательно сменяющих один другой.

На берегах Северной Двины была найдена группа зверозубых рептилий. У них есть сходство с млекопитающими в строении черепа, позвоночника и конечностей, а также в делении зубов на клыки, резцы и коренные. Зверозубые рептилии – переходная форма.

Большой интерес с эволюционной точки зрения представляет находка археоптерикса в сланцах юрского периода мезозойской эры. Это животное величиной с голубя имело признаки птицы, но сохранило еще черты пресмыкающихся.

Признаки птиц: сходство задних конечностей с цевкой, наличие перьев и общий вид.

Признаки пресмыкающихся: длинный ряд хвостовых позвонков, брюшные ребра и наличие зубов. Археоптерикс не мог быть хорошим летуном, так как у него слабо развиты грудная кость (без киля), мышцы крыльев и грудные. Позвоночник и ребра не являлись жесткой костной системой, устойчивой при полете, как у современных птиц.

Палеонтологам удалось восстановить филогенетические ряды некоторых копытных, хищных, моллюсков и др. Примером может служить эволюция лошади. Наиболее древний ее предок (начало палеогена) ростом с лисицу с четырехпалыми передними конечностями, трехпалыми задними и бугорчатыми зубами травоядного типа. Жил он в местностях с теплым и влажным климатом, среди высоких трав и кустарников, передвигался скачками.

К концу неогена растительность стала более сухой и грубой; в открытых степных пространствах спасение от врагов можно было найти в быстром беге, других средств защиты у этих животных не было.

Борьба за существование и естественный отбор проходили в направлении удлинения ног и сокращения поверхности опоры – уменьшения количества пальцев, достигающих почвы, упрочнения позвоночника, что способствовало быстрому бегу. Изменение характера пищи повлияло на образование складчатых зубов. В результате произошла мощная перестройка организма этих животных.

К палеонтологическим доказательствам также относят наличие рудиментов и атавизмов.

Рудименты – это органы утратившие в процессе эволюции свое биологическое значение. Например, копчик у человека, кости таза у змей, китов.

Атавизмы – это случаи возврата к признакам предков. Например, у человека повышенная волосатость, многососковость.

Цитогенетические доказательства. Открытие клеточного строения растений, животных и человека принесло одно из самых веских доказательств единства органического мира. Почти все организмы, даже принадлежащие к видам разным разных классов и типов, состоят из клеток. Универсальность генетического кода, то есть единство его для всех живых организмов.

Биогеографические доказательства эволюции – распространение по поверхности земли живых организмов.

1.Перечислете, что относят к основным доказательствам эволюции.

2.Что относят к палеонтологическим доказательствам эволюции.

3.Что такое рудименты?

4.К каким доказательствам эволюции относят биогенетический закон?

5.О чем гласит биогенетический закон?

6.Какике органы называют гомологичными, приведите примеры?

7.Какие вам известны цитогенетические доказательства эволюции?