Modele de evoluție biologică. Principalele legi ale evoluției. Divergență, convergență, paralelism. Găsirea unei soluții la o problemă

1. Numiți principalele modele de evoluție.

Evoluția este ireversibilă. Organismele care au apărut în cursul evoluției nu se pot întoarce la starea anterioară a strămoșilor lor.

În procesul evoluției, apare o complicație progresivă a formelor de viață.

Evoluția este procesul de dezvoltare neprogramată a naturii vii. În procesul de evoluție nu există o intenție. Mișcarea sa este complet dependentă de selecția naturală.

În evoluție se manifestă relativitatea adaptabilității speciilor la mediu.

2. Care este asemănarea dintre microevoluție și macroevoluție?

Asemănarea constă în absența diferențelor în cursul acestor procese, ceea ce ne permite să le considerăm două componente ale unei singure dezvoltări. lumea organică. Diferențe: microevoluția se desfășoară la nivelul populațiilor și duce la formarea de noi specii, iar macroevoluția duce la formarea de unități sistematice mai mari (peste specie).

3. De ce se numește o populație o formă de existență a unei specii?

Deoarece formarea unei noi specii are loc la nivel de populație.

4. Ce rol joacă lupta pentru existență în procesul evolutiv?

Lupta pentru existență se desfășoară atât între indivizi din specii diferite (luptă interspecifică pentru existență), cât și între indivizi din aceeași specie (luptă intraspecifică pentru existență). O altă manifestare a luptei pentru existență este lupta cu natura neînsuflețită.Ca urmare a luptei pentru existență, unele variații ale trăsăturilor la un individ îi conferă acestuia un avantaj de supraviețuire față de alți indivizi din aceeași specie cu alte variații de trăsături moștenite. Unii indivizi cu variații nefavorabile mor. Trăsăturile moștenite care cresc probabilitatea de supraviețuire și reproducere a unui anumit organism, transmise de la părinți la urmași, vor apărea din ce în ce mai des în generațiile următoare. Ca urmare, într-o anumită perioadă de timp, există mulți astfel de indivizi cu caractere noi și se dovedesc a fi atât de diferiți de organismele speciei originale, încât reprezintă deja indivizi ai unei noi specii.

5. Descrieţi principalele direcţii de evoluţie.

Principalele direcții în evoluție sunt progresul biologic și regresia biologică. Progresul este o creștere a adaptabilității organismelor la mediu, însoțită de o creștere a numărului și o distribuție mai largă a speciilor. O scădere a adaptabilității organismelor la condițiile de mediu, însoțită de o scădere a numărului și îngustarea ariei de distribuție, se numește regresie biologică. Regresia biologică este experimentată de grupuri care nu au fost capabile să se adapteze la schimbările condițiilor de mediu și nu au fost capabile să reziste concurenței cu alte grupuri.

6. Extindeți sensul speciației în viața naturii.

Ca urmare a speciației în natură, apar noi organisme care se adaptează la noile condiții de mediu și pot popula habitate noi, anterior nelocuite.

7. În fiecare linie, trei termeni sunt interconectați într-un anumit fel. Numiți-le. Marcați al patrulea termen care nu are legătură cu ele:

Evoluție, adaptare, populație, speciație; (un termen suplimentar „adaptare”, restul termenilor din linie sunt interconectați: populația este principala unitate de evoluție, ceea ce duce la formarea de noi specii (speciație).

Microevoluție, populație, fitness, macroevoluție; (un termen suplimentar „populație”, deoarece micro- și macroevoluția sunt procese de creștere a aptitudinii organismelor în condiții de mediu, ducând fie la formarea unei noi specii, fie la formarea unei structuri deasupra speciei).

Idioadaptare, aromorfoză, degenerare, progres biologic; (un termen suplimentar „degenerare” deoarece este o manifestare a regresiei biologice. Toți ceilalți termeni se referă la progresul biologic).

Selecție naturală, selecție artificială, fitness, divergență. (Un termen suplimentar este „selecție artificială”, deoarece acesta este un proces de selecție intenționată de către o persoană a organismelor cu calitățile organismelor de care are nevoie și reproducerea lor ulterioară).

188. Completați tabelul „Tipuri de modificări evolutive”

Tipuri de schimbare evolutivăCaracteristicăExemple
Paralelism Rezultatul este apariția unor caracteristici similare în organismele înrudite. cetaceele și pinipedele, independent unul de celălalt, s-au mutat să trăiască în mediu acvaticși a cumpărat aripioare. Asemănări în structura porcilor africani și americani
Convergenţă Două sau mai multe specii neînrudite devin din ce în ce mai asemănătoare între ele. Acesta este rezultatul adaptării la condiții similare de mediu. Delfinul, rechinul și pinguinul seamănă; zburător marsupial și veveriță zburătoare. Prezența aripilor la fluturi și păsări
Divergenţă Reprezintă un arbore evolutiv cu ramuri divergente. Strămoșul comun a dat naștere la două sau mai multe forme, care, la rândul lor, au devenit strămoșii multor specii și genuri. Divergența – evoluția divergentă – reflectă aproape întotdeauna extinderea adaptării la noile condiții de viață Clasa de mamifere s-a împărțit în ordine, ai căror reprezentanți diferă ca structură, caracteristici ecologice, prin natura adaptărilor fiziologice și comportamentale (insectivore, prădători, cetacee)

189. Privește imaginea din manualul tău care ilustrează un exemplu de evoluție convergentă. Sugerați motivele pentru care acordurile aparținând unor clase diferite au o structură morfologică similară

Speciile neînrudite (în figură) au devenit din ce în ce mai asemănătoare între ele în cursul evoluției. Acesta este rezultatul adaptărilor la condiții de mediu similare - animalele acvatice mari s-au adaptat la înotul rapid

190. Completați tabelul „Directii de evoluție”

191. Modificările evolutive în structura și activitatea vitală a organismelor sunt enumerate mai jos:

a) procesul de fotosinteză

B) apariţia acordurilor

C) apariţia multicelularităţii

D) aspectul unei flori

E) apariția unui subpelaj gros la mamifere iarna

E) schimbarea culorii hainei la un iepure de câmp iarna

H) pierderea sistemului digestiv de către tenia

I) pierderea culorii la unele specii de creveți

K) modificarea frunzelor unui cactus

Scrieți literele care indică modificările enumerate, în conformitate cu apartenența lor la principalele direcții de evoluție

Aromorfoze: A, B, C, D

Idioadaptari: D, E, K

Degenerări: F, G, I

Din această lecție, veți afla cum diferă macroevoluția de microevoluție, vă veți familiariza cu fenomenul paralelismului, veți afla ce sunt divergența și convergența, ce organe sunt numite similare și care sunt omoloage. Ce au în comun mâna unui bărbat, aripa unui liliac, aripile unei morse și copita unui cal? Cum diferă ochii moluștelor și insectelor de ochii noștri? Ce este filogeneza și cum este legată de dezvoltarea noastră individuală - otnogeneza? Este evoluția reversibilă? De ce sunt atât de asemănătoare formele corpului de rechin, ton, ihtiosaur, delfin și pinguin înot?

Cele mai mari regularități care sunt observate în cadrul macroevoluției au fost studiate și descrise în secolele XIX și XX.

Elemente de macroevoluție:

  1. convergența caracteristicilor
  2. Divergența caracteristicilor
  3. Paralelism

Divergenţă- aceasta este acumularea de diferențe în structura și funcțiile unui organ în procesul de evoluție. Ca urmare a divergenței de la un organ, se formează mai multe organe diferite, conectate printr-o origine comună.

De exemplu, membrele superioare ale vertebratelor au evoluat în labele și aripile reptilelor, aripile liliecilor și păsărilor, aripioarele delfinilor, picioarele ungulatelor și brațele primatelor.

Toate aceste organe îndeplinesc funcții diferite, dar au aceeași origine.

Orez. 1. Organe omologice ale vertebratelor

Organele formate ca urmare a divergenței se numesc omolog(Fig. 1). Ele sunt formate din primordii embrionare similare.

Divergenta asigura diversitatea morfologica a fiintelor vii.

Convergenţă este un proces invers față de divergență. Aceasta este formarea de organe care sunt similare ca funcție și structură, dar diferă ca origine.

Orez. 2. Organe asemănătoare: aripi de pasăre și fluture

Dar, de fapt, s-au dezvoltat destul de independent de diverse forme ancestrale. Cerința mediului și influența selecției naturale au determinat asemănarea lor externă.

Se numesc organe care îndeplinesc aceleași funcții, dar au origini diferite asemănătoare(Fig. 3).

Un exemplu tipic de organe similare sunt ochii cefalopodelor și vertebratelor. Aceste organe s-au format independent de-a lungul sutelor de milioane de ani și, în cele din urmă, s-au dovedit a fi aproape aceleași, diferă doar în detalii.

Orez. 3. Organe similare: ochii unei moluște (caracatiță sau calmar) și oameni

Al treilea element în procesul de transformare este o încrucișare între divergență și convergență, paralelism- un astfel de proces când un organ, ca urmare a divergenței, se transformă în multe organe omoloage. Dar apoi, în cursul evoluției, aceste organe omoloage încep din nou să îndeplinească o funcție comună.

De exemplu, corpul și centura scapulară la vertebrate au dat naștere la multe variante omoloage. Ungulatele, păsările, peștii, reptilele s-au format din aceleași elemente ale scheletului, dar apoi, în procesul de evoluție, unele dintre ele au dobândit din nou aceleași trăsături (Fig. 4).

Orez. 4. Un exemplu de paralelism în evoluția formei corpului la pești cartilaginoși (rechin), reptile (ihtiosaur) și un mamifer (delfin)

De exemplu, corpurile unui ihtiosaur, ale unui rechin și ale unui delfin (și chiar ale unui pinguin care înoată în apă) sunt foarte asemănătoare și sunt formate din aceleași elemente scheletice, dar în moduri evolutive complet diferite.

Strămoșii ihtiosaurilor au fost șopârle, strămoșii delfinilor au fost mamifere terestre erbivore, pinguinii au fost păsări, iar strămoșii rechinilor au fost pești cartilaginoși antici.

Evoluția urmează trei căi principale: prin divergenţă, prin convergenţă şi prin paralelism.

Proces dezvoltare istorica specie se numește filogeneza.

Un pas important în înțelegerea evoluției a fost formularea „ legea filogenetică de bază» Ernest Haeckel.

„Ontogeneza este o repetare accelerată a filogenezei” E.G. Haeckel.

Haeckel a demonstrat clar că organismele aflate în procesul de dezvoltare embrionară repetă toate etapele prin care a trecut specia în procesul de dezvoltare evolutivă (vezi videoclipul). Este important de înțeles că vorbim despre repetarea etapelor germinative ale formelor ancestrale.

În embrionul uman în diferite stadii de dezvoltare ale ontogenezei, se pot vedea branhii, un tub cardiac și alte semne ale embrionilor strămoșilor noștri îndepărtați.

O altă lege importantă a filogeniei este „legea ireversibilității evoluției”.În ciuda prezenței convergenței, asemănările diferitelor specii nu sunt niciodată complete.

Procesul evolutiv, din cauza complexității extreme a organismelor vii, nu poate crea o copie exactă nici a unei specii existente, nici a uneia dispărute. Fiecare tip de organism viu este unic.

Așadar, am aflat că, ca urmare a evoluției, organele omoloage se pot forma prin divergență, iar organele similare pot fi formate prin convergență. A aflat că ontogeneză repetă etapele filogenezei și că fiecare specie de organisme vii este unică.

Bibliografie

  1. A.A. Kamensky, E.A. Kriksunov, V.V. Apicultor. Biologie generală, clasele 10-11. - M.: Bustard, 2005. Descarcă manualul de pe link: ( )
  2. D.K. Belyaev. Biologie clasa 10-11. Biologie generală. Un nivel de bază de. - ediția a XI-a, stereotip. - M.: Educație, 2012. - 304 p. ()
  3. V.B. Zaharov, S.G. Mamontov, N.I. Sonin, E.T. Zaharov. Biologie clasa a 11-a. Biologie generală. Nivel de profil. - Ediția a 5-a, stereotip. - M.: Butarda, 2010. - 388 p. ()
  4. IN SI. Sivoglazov, I.B. Agafonova, E.T. Zaharov. Biologie clasa 10-11. Biologie generală. Un nivel de bază de. - Ediția a 6-a, actualizată. - M.: Butarda, 2010. - 384 p. ()

Teme pentru acasă

  1. Ce este evoluția? Cum este macroevoluția diferită de microevoluție?
  2. Ce consecințe ale macroevoluției cunoașteți?
  3. Ce organe se numesc omologi? Dă exemple.
  4. Ce organe se numesc asemănătoare? Dă exemple.
  5. Ce este paralelismul?
  6. Folosind exemplul corpului uman, discutați cu prietenii și familia despre fenomenele de omologie, analogie și paralelism.
  1. Dicționar biologic ().
  2. Toată biologia ().
  3. Portalul de internet Bio.fizteh.ru ().
  4. Biologie ().
  5. Portalul de internet Sochineniya-referati.ru ().

Obiectivele lecției:

  • Pentru a forma cunoștințe elevilor despre tipurile de schimbări evolutive.
  • Luați în considerare căile de evoluție ale lumii organice și relația dintre ele folosind exemple specifice.
  • Să se familiarizeze cu principalele direcții ale evoluției lumii organice - progresul biologic și regresia biologică.
  • Arătați rolul oamenilor de știință ruși în dezvoltarea doctrinei evoluționiste.
  • Pentru a forma abilitățile de determinare a aromorfozei și idioadaptarii în lumea vegetală și animală.

Echipament: manual de biologie „Organe omoloage și similare ale plantelor și animalelor”, prezentare pentru lecție.

ÎN CURILE CURĂRILOR

I. Actualizarea cunoștințelor de bază

Ce este evoluția biologică? (B. evoluția este dezvoltarea ireversibilă a lumii organice).
Ce proces evolutiv se numește microevoluție? (Procesul de formare a noilor specii).
Ce este macroevoluția? (Procesul de formare a unităților sistematice mai mari - genuri, familii etc.).

II. material nou

1. Tipuri de schimbări evolutive (prelecție, conversație).

(În cursul vizionării diapozitivelor, elevii scriu definițiile într-un caiet).

Principalele tipuri de schimbare evolutivă includ paralelismul, convergența și divergența ( Atasamentul 1 , slide 2).

Paralelismul este dobândirea independentă a trăsăturilor similare de către organismele înrudite care trăiesc în aceleași condiții și duc un stil de viață similar.
De exemplu, structura corpului mamiferelor care locuiesc în pădurile tropicale din Africa și America de Sud are o asemănare generală ( Atasamentul 1 , slide 3).

Convergenţă - apariția unor trăsături structurale similare la organismele neînrudite care trăiesc în aceleași condiții și duc un stil de viață similar.
De exemplu, patru grupuri de animale au dat naștere unor mari prădători acvatici: moluște, reptile, păsări și mamifere.
Ce caracteristici structurale comune pot fi distinse la aceste animale aparținând diferitelor grupuri sistematice ( Atasamentul 1 , slide 4)? (Apioare, formă raționalizată a corpului).
Evoluția convergentă afectează doar structura externă a organismelor, care este asociată cu condițiile de mediu. Aripa unei păsări și a unui fluture sunt adaptări pentru zbor, dar originea și structura acestor organe sunt diferite. Organele de origine diferită, dar care îndeplinesc funcții similare se numesc similare ( Atasamentul 1 , slide 5)

Divergenţă - divergența semnelor în interiorul coridoarelor unei populații, specii, apărute sub influența selecției naturale, conducând la apariția de noi specii, ordine, clase etc.

Ca urmare a evoluției divergente, clasa de mamifere s-a împărțit în numeroase ordine, reprezentanții cărora diferă ca structură, stil de viață și natura adaptărilor fiziologice și comportamentale ( Atasamentul 1 , slide 6).
- Care a fost motivul formării a numeroase grupuri de mamifere? (Adaptare la conditii diferite mediu inconjurator)
Membrele modificate ale unei balene, ale unei păsări, ale unui liliac, ale unei alunițe, ale unui șobolan sunt rezultatul evoluției divergente. Aceste organe au același plan structural general, dar îndeplinesc funcții diferite. Astfel de organe se numesc omologi ( Atasamentul 1 , slide 7).

2. Căi și direcții ale evoluției lumii organice

O contribuție semnificativă la dezvoltarea problemei evoluției a fost adusă de proeminenti oameni de știință ruși A.N. Severtsev și I.I. Schmalhausen. Ei au descoperit că principalele căi de evoluție sunt aromorfoza, idioadaptarea, degenerarea ( Atasamentul 1 , slide 8).

Contribuția oamenilor de știință ruși la dezvoltarea doctrinei evoluționiste(mesaje scurte de la elevi)

UN. Severtsev este un cunoscut zoolog și cel mai mare teoretician al doctrinei evoluției. Fondator al școlii naționale de morfologi evoluționari. A organizat și condus Laboratorul de morfologie evolutivă și ecologie a animalelor. Creatorul teoriei general acceptate despre originea membrului cu cinci degete și a aripioarelor pereche la animale. Autorul teoriei filembriogenezei, conform căreia pot apărea caractere noi în orice stadiu al ontogenezei, și al teoriei morfobiologice a căilor evolutive, în care a stabilit patru direcții principale ale progresului biologic: aromorfoza, idioadaptarea, cenogeneza și degenerarea generală.
I.I.Shmalgauzen a absolvit Universitatea din Kiev în 1907. Un student al lui A.N.Severtsev. La Universitatea din Moscova, a condus departamentul de darwinism organizat de el. Timp de doisprezece ani a condus Institutul de Morfologie Evolutivă al Academiei de Științe a URSS. Numeroasele sale lucrări sunt dedicate anatomiei și embriologiei comparate, morfologiei evolutive, originii vertebratelor terestre, căilor și modelelor de evoluție și biociberneticii. Studiile sale despre mecanismele procesului evolutiv și ale dezvoltării individuale ca sisteme de autoreglare au anticipat o serie de prevederi ale ciberneticii, din pozițiile cărora el în anii 1950-60. a prezentat teoria evoluționistă. Moștenirea sa științifică a avut și continuă să aibă o mare influență asupra dezvoltării științei biologice.
(BENP, Kirill și Melodiy, 2003)

Aromorfoza - modificari adaptative de importanta generala, cresterea nivelului de organizare si viabilitate a indivizilor, populatiilor, speciilor.
Primele vertebrate terestre au dat naștere unui grup de pești cu aripioare lobe, din cauza unei modificări a structurii scheletului înotătoarelor pereche. Ca urmare, s-au format membre cu cinci degete, capabile să susțină corpul deasupra solului ( Atasamentul 1 , slide 9).
Un exemplu de aromorfoză la plante este apariția unei flori (un lăstar modificat) la angiosperme.
Idioadaptare - modificări adaptative parțiale care sunt utile într-un mediu dat, care apar fără modificarea nivelului general de organizare.
Un exemplu de idioadaptare la animale este varietatea de ciocuri ale fetelor de flori hawaiene care se hrănesc cu nectarul diferitelor angiosperme.
Adaptarea la dispersia vântului este un exemplu al uneia dintre adaptările ideologice ale plantelor ( Atasamentul 1 , slide 10)

Corelarea căilor de evoluție

Șobolanul este o specie introdusă în America de Nord a cărei zonă de răspândire este în continuă expansiune. Ca urmare, începe să îndepărteze speciile native cu nevoi ecologice similare, cum ar fi șobolanul și șobolanul de apă.
regresie biologică ( Atasamentul 1 , slide 14) se caracterizează prin:

  • Scăderea numărului de indivizi.
  • Îngustarea intervalului.
  • Reducerea numărului de specii, populații.

Cauza regresiei biologice poate fi o schimbare a condițiilor de mediu la care specia nu a reușit să se adapteze sau concurența din partea altor specii. Așa a fost și cu numeroasele grupe dominante de reptile de pe Pământ, care, datorită sângelui cald, au fost înlocuite cu păsări și mamifere.
În prezent, prin schimbarea mediului, mutarea nechibzuită a speciilor în noi condiții de existență, o persoană, vrând sau fără voie, devine cauza progresului sau regresiei biologice. Atasamentul 1 , slide 21)

V. Tema pentru acasă:§63, caiet.

A fost folosit:

1. Ediție electronică educațională „Ecologie”, Institutul de Stat de Electronică și Matematică din Moscova, 2004.
2. 1C: Scoala, Ecologie, clasele 10-11, editat de A.K. Aklebinina, V.I. Sivoglazova
3. Practica de laborator. Biologie 6-11 celule. Centrul multimedia republican, 2004.
4. BENP, clase de biologie 6-11, Ministerul Educației al Federației Ruse, GURTs EMTO „Cyril și Mifody”, 2003.
5. D.K. Belyaev, A.O. Ruvinsky, Biologie generală pentru clasele 10-11, Moscova, Iluminismul, 1991.
6. A.A. Kamensky, E.A. Kriksunov, V.V. Apicultor, Biologie generală, 10-11kl. DROFA, Moscova, 2005.
7. Lecții de biologie generală: un ghid al profesorului / V.M. Korsunskaya, G.N. Mironenko, Z.A. Mokeeva, N.M. Verzilin - M: Iluminismul, 1986.

Prezentarea oferă o idee despre principalele modele de evoluție: imprevizibilitatea, ireversibilitatea, complicarea progresivă a formelor de viață, adaptabilitatea organismelor și, ca urmare, formarea proprietăților co-adaptative ale speciei. Această prezentare poate fi folosită atunci când studiați subiectul „Modele de bază evolutie biologica' în clasa a IX-a.

Descarca:

Previzualizare:

https://accounts.google.com


Subtitrări slide-uri:

Previzualizare:

Pentru a utiliza previzualizarea prezentărilor, creați un cont Google (cont) și conectați-vă: https://accounts.google.com


Subtitrări slide-uri:

Legile de bază ale evoluției biologice. Mokina Irina Vladimirovna, profesor de biologie, MBOU - gimnaziul nr. 39. Ekaterinburg

Imprevizibilitate Evoluția este imprevizibilă, nu este îndreptată către un anumit scop. Orientarea realizează selecția naturală.

Ireversibilitatea Reflectă unicitatea reală a procesului de dezvoltare a vieții.

Complicarea progresivă a formelor de viață Dezvoltarea treptată neprogramată a naturii vii este dirijată de acțiunea selecției naturale. În complicarea progresivă a lumii organice se manifestă direcția generală a procesului evolutiv.

Adaptabilitatea organismelor Un proces complex de formare a fitnessului se realizează sub influența factorilor de proces evolutiv, direcționați selecție naturală, combinând cerințele mediului cu structura genotipului.

Formarea proprietăților co-adaptative ale unei specii Adaptarea reciprocă a diferitelor specii în procesul de evoluție comună. Coadaptarea este o adaptare funcțională reciprocă în cursul evoluției diferitelor organe ale unui individ sau ale diferitelor ființe vii ale aceleiași biocenoze.