Как поступить
в Онлайн-школу и получить аттестат?

Подробно расскажем о том, как перевестись на дистанционный формат обучения, как устроены онлайн-уроки и учебный процесс, как улучшить успеваемость и повысить мотивацию!

Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных

Конспект урока: Макроэволюция

Эволюция

Макроэволюция

План урока

  • Понятие макроэволюция
  • Сравнительно-морфологические доказательства
  • Сравнительно-эмбриологические доказательства
  • Палеонтологические и биогеографические доказательства
  • Молекулярно-биохимические, цитологические, генетические доказательства

Цели урока

  • Знать определения: макроэволюция, гомологичные и аналогичные органы
  • Знать доказательства макроэволюции
  • Уметь находить примеры существования макроэволюции
  • Уметь критически оценивать научные доказательства

Разминка

  • Какие науки могут помочь найти доказательства эволюционных процессов?

Понятие макроэволюция 

 

Историческое развитие живых существ не заканчивается на уровне видов. Изменения организмов могут быть настолько кардинальными, что дадут начало существованию принципиально новым существам. Развиваясь и приспосабливаясь к окружающей среде те в свою очередь приведут к увеличению разнообразия популяций. В этом случае говорят, что эволюционные процессы вышли из пределов вида. Так как новые организмы в силу качественных изменений приводят к образованию большой группы разных видов. в природе такие события происходят постепенно, на больших территориях и очень долгое время. Чтобы произошли крупные генетические преобразования необходима смена большого количества поколений.

 

Процесс эволюционных преобразований надвидового масштаба, происходящих на больших пространствах, на протяжении больших отрезков времени, который приводит высших систематических групп – родов, семейств, классов, называется макроэволюция.

 

Макроэволюция совершается на основе микроэволюционных процессов. Таким образом, в основе лежат те же самые факторы эволюции: наследственная изменчивость, естественный отбор, изоляция, борьба за существование. Только приводят они к большим изменениям, чем появлением нового вида.

 

Охарактеризуем макроэволюцию:

 

  1. Происходит формирование надвидовых таксонов;
  2. Осуществляется посредством микроэволюции, идет дальнейшее развитие с помощью движущих сил;
  3. Требует исторически больших промежутков времени.

Если микроэволюцию человек может отследить, экспериментально воссоздать, то макроэволюция недоступна непосредственному наблюдению. Благодаря таким наукам как генетика, цитология, биохимия, палеонтология, геология и ряд других, можно найти доказательства существования тех процессов о которых идет речь. Давайте познакомимся с доказательствами существования макроэволюции. 


Макроэволюция – процесс формирования крупных систематических единиц: из видов – новых родов, из родов – новых семейств и т.д.


Сравнительно-морфологические доказательства

 

  • Гомологичные органы

При сравнительном изучении анатомии групп животных или растений становится ясно, что по ряду структурных особенностей они сходны, а значит имеют общее происхождение. Такие органы, построенные по одному плану и развивающиеся из одних и тез же зачатков, называют гомологичными.

 

Различия в строении гомологичных органов доказывает возможность дивергентной эволюции, основанной на расхождении признаков при адаптации разных групп организмов к специфичным условиям обитания.


Пример 1

 

Видоизменения одного органа имеют общее происхождение и чаще всего разную функцию (не обязательно) и являются гомологичными органами.

 

Примеры гомологичных органов у растений

 

  • Клубень, луковица и корневище, усики винограда, колючки боярышника (Все видоизмененные побеги, но функция разная)
  • Видоизмененные корни: корнеплод, корнеклубни, клубеньки и т.д.
  • Колючки кактуса, барбариса и усики гороха (видоизмененные листья)
  • Колючки боярышника и усики винограда (Видоизмененные побеги: колючки – защита, усы - опора)
  • Тычинки и листья растений (Тычинки – это производные листьев)
  • Чашелистик, лепестки розы, плодолистики, прицветники и тычинки, листья, чешуя лука (Это все листья видоизмененные)
  • Корневище ландыша и розеточный побег примулы (Это побеги)
  • Шишки хвойных и стробилы хвощей (Побеги)

Рис. 1. Гомологичные органы у растений – видоизменения побегов. Рис. 1. Гомологичные органы у растений – видоизменения побегов.

 

Пример 2

Рис. 2. Гомологичные органы - конечности млекопитающих Рис. 2. Гомологичные органы - конечности млекопитающих

Примеры гомологичных органов у животных:

 

  • Пятипалые конечности у млекопитающих (рис. 2) построены по единому плану, расположены в одинаковом месте, развиваются сходным образом из одних и тех же эмбриональных лепестков.

Рис. 3. Гомологичные органы - конечности позвоночных Рис. 3. Гомологичные органы - конечности позвоночных

  • Конечности у позвоночных животных так же являются гомологичными органами (рис. 3).

 

Различие в строении гомологичных органов объясняется дивергенцией признаков при адаптации к среде разных групп организмов.


Гомологичные органы – органы в строении разных организмов близких систематических групп, развивающиеся в ходе эмбрионального развития из одних и тех же зародышевых лепестков.


  • Аналогичные органы

Другим доказательством существования эволюционных процессов служит следующий факт. У организмов, явно несвязанных близким филогенетическим родством, но адаптированных к одним и тем же условиям среды, наблюдаются сходные структуры в строении тела – аналогичные органы. Существование аналогичных структур позволяет говорить о возможности конвергентной эволюции.


Пример 3

 

На рисунке 4 вы видите примеры аналогичных органов у животных и растений.

 

Крот (Класс Млекопитающие) и медведка (Класс Насекомые) родственно далеки, но их передние конечности выполняют одинаковую функцию, вследствие этого похожи внешне. Но строение их различно, как и происхождение.

Рис. 4. Аналогичные органы Рис. 4. Аналогичные органы


Аналогичные органы – сходные структуры в строении организмов, не связанных филогенетическим родством, но обладающих адаптациями для выполнения одних и тех же функций.


Рис. 5. Примеры атавизмов у человека Рис. 5. Примеры атавизмов у человека

  • Атавизмы

Атавизм представляет собой факт появления у конкретного организма тех или иных признаков, которые были свойственны их предкам, но утрачены в процессе эволюции. 

Рис. 6. Конечности змеи - атавизм Рис. 6. Конечности змеи - атавизм

Их появление связано с тем, что ДНК не теряет со временем те гены, которые ответственны за данные признаки, хотя в большинстве случаев их проявления блокируются генами–репрессорами. Важно отметить, что атавизмы проявляют себя у конкретной особи, остальные организмы популяции не будут иметь такого признака. 


Атавизм – проявление у организма признаков, которые были у его далеких предков, но отсутствуют у ближайших.


  • Рудименты

Рудименты – органы, утратившие своё основное значение в процессе эволюционного развития организма. Закладываются во время зародышевого развития, но полностью не развиваются. Такие признаки есть у всех организмов в популяции.

 

Рудиментарные органы помогают установить путь филогенеза. Ч. Дарвин считал, что наличие рудиментов доказывает происхождение человека от животных. 

Рис. 7. Рудименты человека Рис. 7. Рудименты человека

Рис. 8. Рудименты животных Рис. 8. Рудименты животных

  • Переходные формы

На планете существуют уникальные организмы, которых тяжело отнести к какой-либо систематической группе. Дело в том, что они в своем строении имеют признаки разных таксономических групп. Таких животных называют переходными формами.


Пример 4

Рис. 9. Утконос Рис. 9. Утконос

25 лет потребовалось, чтобы определить систематическое положение утконоса. Животное сочетает в себе особенности птиц, млекопитающих и амфибий. В 1824 г. немецкий биолог Меккель доказал, что у утконоса всё-таки есть молочные железы в виде пор, через которые самка кормит своих малышей. А через 60 лет выяснилось, что утконос способен откладывать яйца.


Рис. 10. Сходство эмбрионального развития позвоночных животных Рис. 10. Сходство эмбрионального развития позвоночных животных

Сравнительно-эмбриологические доказательства

 

Согласно закону рекапитуляции, согласно которому «онтогенез повторяет филогенез», стадии эмбрионального развития повторяют эволюционную историю родственной систематической группы. На примере развития зародыша позвоночного у него происходят изменения, в результате которых он приобретает признаки рыб, амфибии, рептилии, птицы и в конце млекопитающего (рис. 10). На начальных этапах развития эмбрионы имеют двухкамерное сердце и жаберные щели.

Палеонтологические и биогеографические доказательства

 

Палеонтология занимается изучением останков и следов вымерших животных. В самых древних породах, содержащих ископаемые останки, встречаются организмы лишь нескольких типов, и все они имеют простое строение. Более молодые породы содержат более разнообразные ископаемые останки со все более сложным строением. Так же палеонтология объясняет прерывистое распространение видов на планете дрейфом континентов. Останки одного и того же вида животного были найдены в разных уголках нашей планеты. Значит, происходила миграция и расселения организмов. Были найдены переходные формы.

 

Молекулярно-биохимические, цитологические и генетические доказательства

 

По мере разработки более точных методов биохимического анализа, эта область исследований стала источником новых данных в пользу эволюции. Было обнаружено:

  • Наличие одинаковых веществ в клетках у родственных организмов;
  • Схожее клеточное строение организмов;
  • Сходный элементарный химический состав всех молекул (98% молекул состоят из 4 элементов: C, N, O, H);
  • ДНК – код, в котором записаны гены, которые передали предыдущие поколения.


Контрольные вопросы:

 

  1. Какие органы называют гомологичными? Приведите примеры.
  2. В чем отличия рудиментов и атавизмов?
  3. В чем причина появления атавизмов?
  4. Почему у неродственных групп организмов появляются сходные органы?


 

Ответы

  1. Гомологичные органы – органы в строении разных организмов близких систематических групп, развивающиеся в ходе эмбрионального развития из одних и тех же зародышевых лепестков. Конечности позвоночных.
  2. Рудименты есть у всех особей одного вида, атавизмы индивидуальны.
  3. Ослабление гена-репрессора.
  4. Потому что они приспосабливаются к одинаковым условиям среды.

Предыдущий урок
Факторы эволюции, вызывающие изменения в генофонде
Эволюция
Следующий урок
Движущие силы антропогенеза
Эволюция
  • Н.А. Заболоцкий. Лирика

    Литература

  • Приспособления к действию экологических факторов: свет и влажность

    Биология

  • Устойчивость и динамика экосистем

    Биология

Зарегистрируйся, чтобы присоединиться к обсуждению урока

Добавьте свой отзыв об уроке, войдя на платфому или зарегистрировавшись.

Отзывы об уроке:
Пока никто не оставил отзыв об этом уроке