Конспект урока: Многообразие организмов как результат эволюции

Вступление

Результатом эволюции является многообразие видов на Земле. Поразительное видовое разнообразие проявилось благодаря дивергенции по морфологическим, генетическим, физиологическим признакам. Всего насчитывается свыше 2 млн видов живых существ. Среди них: 1,5 млн видов животных, 400 тыс. видов растений, 100 тыс. видов грибов и растений. Число оставшихся без описания видов по разным оценкам составляет от 3 до 10 млн. Число вымерших видов в соответствии с имеющимися данными можно оценить в полмиллиарда. Каждый вид может быть представлен различными формами (половые, возрастные, сезонные и др.). Управиться со всем этим многообразием было бы совершенно невозможно, если бы оно не было упорядочено и классифицировано. Благодаря систематике существует чёткая картина многообразия живых существ и путей их развития.

Систематика занимает особое место среди биологических наук, изучая главным образом многообразие живых организмов.

Задачи систематики:

• определить путём сравнения специфические особенности каждого вида и каждого таксона;
• выяснить, какие свойства являются общими для тех или иных таксонов и каковы причины возникновения сходства и различия признаков;
• изучает изменчивость внутри таксонов.

Историческая справка

В древности люди стремились найти некий естественный порядок, который позволил бы объяснить непостижимое разнообразие явлений природы. Можно выделить основные моменты в становлении систематики как науки.

Рис. 1. Лестница существ Аристотеля

• Аристотель является первооткрывателем биологической классификации. Он описывал животных, считая, что нужно принимать во внимание все признаки. Аристотель назвал основные группы: Животные, Птицы, Рыбы, Киты и Насекомые. У последних он различал группы: Крылатых и Бескрылых. Помимо всего прочего, по существу именно Аристотель подал идею натуралистам: располагать животных по единой градиентной естественной шкале в соответствии со степенью их «совершенства» (рис. 1). Это было огромным прогрессом по сравнению с тем, что существовало ранее, и система Аристотеля господствовала в течение следующих 2 000 лет. И всё же философ не создал упорядоченной последовательности классификации живых существ.

• После Аристотеля было много попыток распределить живые организмы на группы. Знаменитые энциклопедии Геснера (1551–1558) и Альдрованди (1599) строились по алфавитному принципу.

Рис. 2. Карл Линней

• Карл Линней — отец систематики. Он впервые применил метод биноминальной номенклатуры. По ней у каждого вида было название из двух слов, одно из которых отражало название рода. Все названия были на латыни. Благодаря единого языку систематикой могли пользоваться в любой точке планеты. Линней классифицируя организмы ввёл стройную иерархию, в которой небольшие систематические группы подчинялись и объединялись в большие.

Самой крупной единицей среди таксонов был класс, самой меньшей — вид. Вид описывал как совокупность особей, сходных по строению и дающих плодовитое потомство. Человек был поставлен первым в классе четвероногих рядом с обезьянами на основе морфологического сходства.

Но сам Линней, понимая малый охват признаков и знаний, считал, что его систематика искусственная.

Основным признаком, по которому растения делились на группы, было строение цветка. А именно количество тычинок. Из-за этого в один класс попали рис и тюльпан, сирень и ива. 

Успехи и неудачи классификации Линнея

• XIX век. Обнаружив причину существования естественных групп, Дарвин изменил всю основу классификации. Теперь классифицировались не признаки, а организмы. Эрнст Генрих Геккель описал ряд зоологических таксонов, изучал историю развития человека. В 1860 Джон Хотт предложил выделить одноклеточных в отдельное царство. Туда попали одноклеточные водоросли, грибы и другие микроорганизмы.
• Генетика, молекулярная биология, биохимия, цитология, эмбриология, палеонтология. Все эти науки привносят знания в понимание иерархичности и родства живых организмов.

Современная классификация живой природы

Рис. 3. Филогенетическое древо животных

Современная классификация отражает эволюционные законы, рассказывает об историческом развитии живой природы. Все современные классификации построены по принципу иерархичности и отражают степень родства организмов. Взаимоотношения между таксономическими группами можно представить в виде родословного древа (рис. 3).  Внизу располагаются низшие, наиболее просто устроенные организмы, которые появились на планете первыми. Такая система носит название естественная.

 

Чтобы определить систематическое положение организма, используют следующие признаки:

1. Особенности строения организмов и их клеток.
2. История развития группы на основе ископаемых останков.
3. Эмбриональное развитие.
4. Нуклеотидный состав ДНК и РНК.
5. Аминокислотный состав белок.
6. Тип питания и т. д.

Рис. 4. Систематические единицы

Систематические единицы

 

Познакомимся с основными таксономическими единицами в современной систематике. Наивысший таксон — империя (рис. 4).

 

Империю Клеточные подразделяют на домены: Археи (Archaea), Бактерии (Bacteria), и Эукариоты (Eykaryota). Домен Эукариоты делится на три царства: Животные, Растения, Грибы. 

Рис. 5. Коромысло помесное

Далее название таксономических единиц будет индивидуально для каждого царства.

 

Опишем систематическое положение стрекозы Коромысло помесное (рис. 5) как представителя Царства Животные.

Рис. 6. Тысячелистник обыкновенный

Опишем систематическое положение тысячелистника обыкновенного как представителя Царства Растения (рис. 6).

Сегодня систематика развивается благодаря новым методам: сравнительный анализ, математическая статистика, расшифровка ДНК и РНК и т. д.