Наследственная изменчивость
Случайное (ненаправленное) сохранение признаков
Популяционные волны - периодические колебания численности популяции. Например: численность зайцев непостоянна, каждые 4 года их становится очень много, затем следует спад численности. Значение: во время спада происходит дрейф генов.
Дрейф генов: если популяция очень маленькая (из-за катастрофы, болезни, спада поп-волны), то признаки сохраняются или исчезают независимо от их полезности, случайно.
Борьба за существование
Причина: организмов рождается гораздо больше, чем может выжить, поэтому для них всех не хватает пищи и территории.
Определение: совокупность взаимоотношений организма с другими организмами и с окружающей средой.
Формы:
- внутривидовая (между особями одного вида),
- межвидовая (между особями разных видов),
- с условиями окружающей среды.
Следствие: естественный отбор
Естественный отбор
Это главный, ведущий, направляющий фактор эволюции, приводит к приспособленности, к возникновению новых видов.
Изоляция
Постепенное накопление различий между изолированными друг от друга популяциями может привести к тому, что они не смогут скрещиваться - возникнет биологическая изоляция , появятся два разных вида.
Виды изоляции/видообразования:
- Географическая - если между популяциями имеется непреодолимая преграда - гора, река или очень большое расстояние (возникает при быстром расширении ареала). Например, лиственница сибирская (в Сибири) и лиственница даурская (на Дальнем Востоке).
- Экологическая - если две популяции живут на одной территории (внутри одного ареала), но не могут скрещиваться. Например, разные популяции форелей живут в озере Севан, но нереститься уходят в разные реки, впадающие в это озеро.
Вставьте в текст «Колебания численности особей» пропущенные термины из предложенного перечня, используя для этого цифровые обозначения.
Численность особей в популяциях непостоянна. Её периодические колебания называются (А). Их значение для эволюции состоит в том, что при росте численности популяции число мутантных особей увеличивается во столько же раз, во сколько возросло число особей. Если численность особей в популяции сокращается, то её (Б) становится менее разнообразным. В этом случае в результате (В) из него могут исчезнуть особи с определёнными (Г).
1) популяционная волна
2) борьба за существование
3) изменчивость
4) генофонд
5) естественный отбор
6) генотип
7) фенотип
8) наследственность
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Комбинативную изменчивость относят к
1) движущим силам эволюции
2) направлениям эволюции
3) результатам эволюции
4) этапам эволюции
Ответ
1. Установите последовательность формирования приспособлений в популяции растений в процессе эволюции. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) закрепление нового признака стабилизирующим отбором
2) действие движущей формы отбора на особей популяции
3) изменение генотипов особей популяции в новых условиях
4) изменение условий среды обитания популяции
Ответ
2. Установите последовательность формирования приспособленности растений в процессе эволюции. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) размножение особей с полезными изменениями
2) возникновение различных мутаций в популяции
3) борьба за существование
4) сохранение особей с наследственными изменениями, полезными для данных условий среды
Ответ
3. Установите последовательность процессов микроэволюции. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) действие движущего отбора
2) появление полезных мутаций
3) репродуктивная изоляция популяций
4) борьба за существование
5) формирование подвида
Ответ
4. Установите последовательность действия движущих сил эволюции. Запишите цифры, под которыми они указаны.
1) борьба за существование
2) размножение особей с полезными изменениями
3) появление в популяции разнообразных наследственных изменений
4) сохранение преимущественно особей с полезными в данных условиях среды наследственными изменениями
5) формирование приспособленности к среде обитания
Ответ
5. Установите последовательность формирования популяции тёмноокрашенной бабочки берёзовой пяденицы в загрязнённых промышленных районах.
1) появление в потомстве разноокрашенных бабочек
2) увеличение численности бабочек с более тёмной окраской
3) сохранение в результате естественного отбора бабочек с тёмной окраской и гибель со светлой
4) возникновение популяции тёмноокрашенных бабочек
Ответ
6н. Установите последовательность процессов при видообразовании. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) распространение в изолированных популяциях полезных признаков
2) естественный отбор особей с полезными признаками в изолированных популяциях
3) разрыв ареала вида вследствие изменения рельефа
4) появление новых признаков в изолированных популяциях
5) образование новых подвидов
Ответ
1. Укажите последовательность процессов географического видообразования. Запишите соответствующую последовательность цифр
1) распространение признака в популяции
2) появление мутаций в новых условиях жизни
3) пространственная изоляция популяций
4) отбор особей с полезными изменениями
5) образование нового вида
Ответ
2. Определите последовательность процессов, характерных для географического видообразования
1) формирование популяции с новым генофондом
2) появление географической преграды между популяциями
3) естественный отбор особей с приспособительными к данным условиям признаками
4) появление особей с новыми признаками в изолированной популяции
Ответ
3. Укажите последовательность процессов при географическом видообразовании
1) накопление мутаций в новых условиях
2) территориальная изоляция популяции
3) репродуктивная изоляция
4) образование нового вида
Ответ
4. Укажите последовательность этапов географического видообразования
1) дивергенция признаков в изолированных популяциях
2) репродуктивная изоляция популяций
3) возникновение физических преград в ареале исходного вида
4) возникновение новых видов
5) образование изолированных популяций
Ответ
5. Установите последовательность этапов географического видообразования. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) появление в популяциях новых случайных мутаций
2) территориальная изоляция одной популяции вида
3) изменение генофонда популяции
4) сохранение естественным отбором особей с новыми признаками
5) репродуктивная изоляция популяций и образование нового вида
Ответ
Установите последовательность этапов экологического видообразования. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) экологическая изоляция между популяциями
2) биологическая (репродуктивная) изоляция
3) естественный отбор в новых условиях среды
4) возникновение экологических рас (экотипов)
5) возникновение новых видов
6) освоение новых экологических ниш
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. При экологическом видообразовании, в отличие от географического, новый вид возникает
1) в результате распадения исходного ареала
2) внутри старого ареала
3) в результате расширения исходного ареала
4) за счет дрейфа генов
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Фактором эволюции, способствующим накоплению разнообразных мутаций в популяции, является
1) внутривидовая борьба
2) межвидовая борьба
3) географическая изоляция
4) ограничивающий фактор
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Наследственная изменчивость в процессе эволюции
1) закрепляет созданный признак
2) является результатом естественного отбора
3) поставляет материал для естественного отбора
4) отбирает приспособленные организмы
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Пример экологического видообразования
1) сибирская и даурская лиственница
2) заяц-беляк и заяц-русак
3) европейская и алтайская белка
4) популяции севанской форели
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Укажите признаки, характеризующие естественный отбор как движущую силу эволюции
1) Источник эволюционного материала
2) Обеспечивает резерв наследственной изменчивости
3) Объектом является фенотип особи
4) Обеспечивает селекцию генотипов
5) Фактор направленного действия
6) Фактор случайного действия
Ответ
1. Установите соответствие между процессом, происходящим в природе, и формой борьбы за существование: 1) внутривидовая, 2) межвидовая
А) состязание между особями популяции за территорию
Б) использование одного вида другим
В) соперничество между особями за самку
Г) вытеснение чёрной крысы серой крысой
Д) хищничество
Ответ
2. Установите соответствие между примером борьбы за существование и формой, к которой эта борьба относится: 1) внутривидовая, 2) межвидовая. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) определение гнездовых участков в лесу клестами
Б) использование бычьим цепнем крупного рогатого скота как места обитания
В) соперничество между самцами за доминирование
Г) вытеснение черной крысы серой крысой
Д) охота лисицы на мышей-полевок
Ответ
3. Установите соответствие между примерами и видами борьбы за существование: 1) внутривидовая, 2) межвидовая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) вытеснение черной крысы серой крысой
Б) поведение самцов лосей в брачный период
В) охота лисицы на мышей
Г) рост одновозрастных проростков свеклы на одной грядке
Д) поведение кукушонка в гнезде другой птицы
Е) соперничество львов в одном прайде
Ответ
4. Установите соответствие между процессами, происходящими в природе, и формами борьбы за существование: 1) межвидовая, 2) внутривидовая. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) мечение территории самцом полевой мыши
Б) токование самцов глухарей в лесу
В) угнетение всходов культурных растений сорняками
Г) конкуренция за свет между елями в лесу
Д) хищничество
Е) вытеснение черного таракана рыжим
Ответ
1. Установите соответствие между причиной видообразования и его способом: 1) географическое, 2) экологическое. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) расширение ареала исходного вида
Б) стабильность ареала исходного вида
В) разделение ареала вида различными преградами
Г) многообразие изменчивости особей внутри ареала
Д) многообразие местообитаний в пределах стабильного ареала
Ответ
2. Установите соответствие между особенностями видообразования и их способами: 1) географическое, 2) экологическое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) изоляция популяций из-за водной преграды
Б) изоляция популяций из-за разных сроков размножения
В) изоляция популяций из-за возникновения гор
Г) изоляция популяций из-за больших расстояний
Д) изоляция популяций в пределах ареала
Ответ
3. Установите соответствие между механизмами (примерам) и способами видообразования: 1) географическое, 2) экологическое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) расширение ареала исходного вида
Б) сохранение единого исходного ареала вида
В) появление двух видов чайки в Северном и Балтийском морях
Г) образование новых мест обитания в пределах исходного ареала
Д) наличие популяций севанской форели, различающихся сроками нереста
Ответ
4. Установите соответствие между характеристиками и способами видообразования: 1) географическое, 2) экологическое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) длительное постоянство существования ареала исходного вида
Б) разделение ареала исходного вида непреодолимой преградой
В) различная пищевая специализация внутри исходного ареала
Г) разделение ареала на несколько изолированных частей
Д) освоение различных сред обитания в пределах исходного ареала
Е) изоляция популяций из-за разных сроков размножения
Ответ
5. Установите соответствие между характеристиками и способами видообразования: 1) географический, 2) экологический. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) стабильность ареала
Б) возникновение физических преград
В) возникновение популяций с разными сроками размножения
Г) изоляция популяций в лесу автодорогой
Д) расширение ареала
Ответ
1. Выберите из текста три предложения, которые описывают экологический способ видообразования в эволюции органического мира. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Репродуктивная изоляция служит причиной микроэволюции. (2) Свободное скрещивание обеспечивает обмен генами между популяциями. (3) Репродуктивная изоляция популяций может происходить в пределах одного и того же ареала по разным причинам. (4) Изолированные популяции с разными мутациями адаптируются к условиям разных экологических ниш в пределах прежнего ареала. (5) Примером такого видообразования служит образование видов лютика, которые приспособились к жизни в поле, на лугу, в лесу. (6) Вид служит наименьшей генетически устойчивой надорганизменной системой в живой природе.
Ответ
2. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых указаны процессы экологического видообразования. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) При видообразовании происходит разделение ареала вида на фрагменты. (2) В озере Севан существует несколько популяций, различающихся сроками нереста. (3) Видообразование может быть связано с изменением экологической ниши вида. (4) Если полиплоидные формы более жизнеспособны, чем диплоидные, они могут дать начало новому виду. (5) В Москве и Московской области обитает несколько видов синиц, различающихся способами добычи пищи.
Ответ
3. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания экологического видообразования. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Вид в природе существует в виде отдельных популяций. (2) За счёт накопления мутаций может сформироваться популяция в изменившихся условиях в исходном ареале. (3) Иногда микроэволюция связана с постепенным расширением ареала. (4) Естественный отбор закрепляет стойкие различия между растениями разных популяций одного вида, занимающими один ареал, но произрастающими на суходольном лугу или в пойме реки. (5) Например, таким образом сформировались виды лютиков, произрастающих в лесу, на лугу, по берегам рек. (6) Фактором видообразования может служить пространственная изоляция, вызванная горообразованием.
Ответ
4. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания экологического видообразования. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Видообразование может происходить в пределах одного непрерывного ареала, если организмы обитают в разных экологических нишах. (2) Причинами видообразования служат несовпадение сроков размножения у организмов, переход на новые корма без изменения места обитания. (3) Примером видообразования служит формирование двух подвидов погремка большого, произрастающих на одном лугу. (4) Пространственная изоляция групп организмов может происходить при расширении ареала и попадании популяции в новые условия. (5) В результате адаптаций образовались южноазиатский и евроазиатский подвиды большой синицы. (6) В результате изоляции сформировались эндемичные островные виды животных.
Ответ
5. Прочитайте текст. Выберите три предложения, которые соответствуют описанию экологического видообразования. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Результатом действия движущих сил эволюции является распространение вида в новые ареалы. (2) Видообразование может быть связано с расширением ареала исходного вида. (3) Иногда оно возникает в результате разрыва исходного ареала вида физическими преградами (горами, реками и др.) (4) Новые виды могут осваивать специфические условия жизни. (5) В результате пищевой специализации образовалось несколько видов синиц. (6) Например, большая синица питается крупными насекомыми, а хохлатая синица - семенами хвойных деревьев.
Ответ
1. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания особенностей географического видообразования. Запишите цифры, под которыми указаны выбранные утверждения. (1) Связано с пространственной изоляцией за счет расширения или расчленения ареала, а также деятельности человека. (2) Происходит в случае быстрого увеличения хромосомного набора особей под действием мутагенных фокторов или при ошибках в процессе деления клеток. (3) Встречается чаще у растений, чем у животных. (4) Происходит путем расселения особей на новые территории. (5) В разных условиях обитания образуются экологические расы, которые становятся родоначальниками новых видов. (6) Полиплоидные жизнеспособные формы могут дать начало новому виду и полностью вытеснить из ареала диплоидный вид.
Ответ
2. Выберите из текста три предложения, которые характеризуют географический способ видообразования в эволюции органического мира. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Обмен генами между популяциями при размножении особей сохраняет целостность вида. (2) В случае возникновения репродуктивной изоляции скрещивание становится невозможным и популяция встает на путь микроэволюции. (3) Репродуктивная изоляция популяций происходит при возникновении физических преград. (4) Изолированные популяции расширяют свой ареал путем сохранения адаптаций к новым условиям жизни. (5) Примером такого видообразования служит образование трех подвидов синицы большой, которые освоили территории восточной, южной и западной Азии. (6) Вид служит наименьшей генетически устойчивой надорганизменной системой в живой природе.
Ответ
3. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания географического видообразования. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Видообразование является результатом естественного отбора. (2) Одной из причин видообразования служит несовпадение сроков размножения организмов и возникновение репродуктивной изоляции. (3) Примером видообразования служит формирование двух подвидов большого погремка, произрастающих на одном лугу. (4) Пространственная изоляция групп организмов может сопровождаться расширением ареала, при котором популяции попадают в новые условия. (5) В результате адаптаций образовались южноазиатский и евроазиатский подвиды большой синицы. (6) В результате изоляции сформировались эндемичные островные виды животных.
Ответ
4. Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания географического видообразования. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Вид в природе занимает определённый ареал и существует в виде отдельных популяций. (2) За счёт накопления мутаций может формироваться популяция с новым генофондом в пределах исходного ареала. (3) Расширение ареала вида приводит к возникновению на его границах изолированных новых популяций. (4) В новых границах ареала естественный отбор закрепляет стойкие различия между пространственно разобщёнными популяциями. (5) Между особями одного вида нарушается свободное скрещивание в результате возникновения горных преград. (6) Видообразование имеет постепенный характер.
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. К процессам, приводящим к образованию новых видов в природе, относят
1) митотическое деление клеток
2) скачкообразный мутационный процесс
4) географическую изоляцию
5) бесполое размножение особей
6) естественный отбор
Ответ
Установите соответствие между примером и способом видообразования, который этот пример иллюстрирует: 1) географическое, 2) экологическое. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) обитание двух популяций обыкновенного окуня в прибрежной зоне и на большой глубине озера
Б) обитание разных популяций чёрного дрозда в глухих лесах и вблизи жилья человека
В) распад ареала ландыша майского на изолированные участки в связи с оледенением
Г) образование разных видов синиц на основе пищевой специализации
Д) формирование лиственницы даурской в результате расширения ареала лиственницы сибирской на восток
Ответ
Выберите три варианта. Под влиянием каких факторов эволюции происходит процесс экологического видообразования?
1) модификационной изменчивости
2) приспособленности
3) естественного отбора
4) мутационной изменчивости
5) борьбы за существование
6) конвергенции
Ответ
Выберите три варианта. Какие факторы являются движущими силами эволюции?
1) модификационная изменчивость
2) мутационный процесс
3) естественный отбор
4) приспособленность организмов к среде обитания
5) популяционные волны
6) абиотические факторы среды
Ответ
1) кроссинговер
2) мутационный процесс
3) модификационную изменчивость
4) изоляцию
5) многообразие видов
6) естественный отбор
Ответ
Выберите три варианта. К движущим силам эволюции относят
1) изоляцию особей
2) приспособленность организмов к среде
3) многообразие видов
4) мутационную изменчивость
5) естественный отбор
6) биологический прогресс
Ответ
Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых указаны движущие силы эволюции. Запишите цифры, под которыми они указаны. (1) Синтетическая теория эволюции утверждает, что виды живут популяциями, в которых и начинаются эволюционные процессы. (2) Именно в популяциях наблюдается наиболее острая борьба за существование. (3) В результате мутационной изменчивости постепенно возникают новые признаки. В том числе и приспособления к условиям окружающей среды – идиоадаптации. (4) Этот процесс постепенного появления и сохранения новых признаков под действием естественного отбора, ведущий к образованию новых видов, называется дивергенцией. (5) Образование новых крупных таксонов происходит путем ароморфозов и дегенерации. Последняя также приводит к биологическому прогрессу организмов. (6) Таким образом, популяция является исходной единицей, в которой происходят основные эволюционные процессы – изменение генофонда, появление новых признаков, возникновение приспособлений.
Ответ
Установите соответствие между факторами видообразования и его способом: 1) географический, 2) экологический, 3) гибридогенный. Запишите цифры 1-3 в правильном порядке.
А) полиплоидизация гибридов от близкородственного скрещивания
Б) различия в местах обитания
В) разделение ареала на фрагменты
Г) обитание разных видов ландыша в Европе и на Дальнем Востоке
Д) пищевая специализация
Ответ
Проанализируйте таблицу «Борьба за существование». Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин из предложенного списка. Запишите выбранные цифры, в порядке, соответствующем буквам.
1) борьба с условиями окружающей среды
2) ограниченность природных ресурсов
3) борьба с неблагоприятными условиями
4) различные экологические критерии вида
5) чайки в колониях
6) самцы в брачный период
7) береза и трутовик
8) необходимость выбора полового партнера
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Разделение популяций одного вида по срокам размножения может привести к
1) популяционным волнам
2) конвергенции признаков
3) усилению межвидовой борьбы
4) экологическому видообразованию
Ответ
Выберите два предложения, в которых указаны процессы, НЕ относящиеся к внутривидовой борьбе за существование. Запишите цифры, под которыми они указаны.
1) Состязание между волками одной популяции за добычу
2) Борьба за пищу между серой и черной крысами
3) Уничтожение молодняка при избыточной численности популяции
4) Борьба за главенство в стае волков
5) Редукция листьев у некоторых растений пустыни
Ответ
© Д.В.Поздняков, 2009-2019
В природе постоянно происходит масса событий, которые влияют на генофонд любой популяции организмов. И все они относятся к движущим силам эволюции. В их качестве Чарльз Дарвин выделил естественный отбор и борьбу за существование.
Современные ученые-биологи к движущим силам эволюции относят дрейф генов, и частоту мутаций. Уточнения и дополнения к теории эволюции стали возможными после развития молекулярной биологии и расшифровки геномов. Какие факторы относят к движущим силам эволюции, согласно современной синтетической теории, рассмотрим в этой статье.
Наследственность: ядерная и цитоплазматическая
Свойство всех живых организмов передавать признаки из поколения в поколение (наследственность) не зря относят к движущим силам эволюции. Именно наследственность обеспечивает преемственность и закрепление ценных адаптаций для выживания, размножения и дискретности (индивидуальности и многообразия) видов. Материалом эволюции выступает при этом вся совокупность хромосом (генотип) в ядре клетки организма. Кроме того, некоторые органеллы клетки имеют собственные кольцеобразные ДНК, которые наследуются независимо от матери к потомкам (пластиды у растений и митохондрии у всех живых организмом).
Изменчивость - залог многообразия видов
К движущим силам эволюции относят и свойство потомков приобретать признаки, которых не было у родительских форм. Но не всякая изменчивость приводит к закреплению новых особенностей в генотипе. Фенотипическая изменчивость, как фактор приспособляемости к среде обитания, не затрагивает генный аппарат, а является формой проявления генотипа в фенотипе и находится в пределах норм реакции признака. Ее не относят к движущим силам эволюции. В контексте нашей статьи интерес представляет изменчивость генотипическая (мутационная и комбинативная), с изменениями в генотипе.
Изменчивость комбинативная
Этот вид изменчивости напрямую связан с половым процессом и выражается в независимом расхождении хромосом и процессах кроссинговера (обмена участками между гомологичными хромосомами) в результате мейоза при образовании половых клеток (гамет). Именно различные комбинации генов и их аллелей в геноме гамет и появление в полового размножения ускорило эволюционные процессы на планете и стало значительным приобретением в облегчении приспособляемости к условиям окружающей среды для панмиктичных (размножающихся половым путем) организмов.
Мутации геномного уровня
Самый крупный вид который изменяет весь геном (набор генов), не затрагивая при этом структуру хромосом.
- Полиплоидность - увеличение, кратное гаплоидному (n) набору (3n, 4n, 5n, 6n, 7n и так далее) числа хромосом организма. Такой тип мутаций присущ многим растениям и простейшим животным.
- Анеуплоидность - появление лишних или потери хромосом в результате нарушений в прохождении мейоза. В результате у организма с полным набором хромосом (2n) появляется моносомия (2n-1), трисомия (2n+1) или нуллисомия (2n-2). Чаще всего такие особи нежизнеспособны либо являются носителями тяжелых генетических болезней (синдром Дауна у человека связан с наличием третьей хромосомы в 21 паре).
Хромосомы и их мутации
В данном случае в результате нарушений в прохождении гаметогенеза (образования гамет) происходят перестройки в структуре самих хромосом. Такие мутации меняют функционирование комбинаций генов, реже отдельных генов, но не затрагивают изменение количества хромосом. Видов мутаций этого уровня достаточно много. Назовем лишь дупликации (удвоения) и делеции (потери) участка хромосомы.
Мутации генного уровня
Это мутации самого маленького масштаба - точечное изменение одного гена. Именно такой тип мутаций чаще всего относят к движущим силам эволюции, так как они способствуют увеличению числа новых аллелей в генотипе и многообразию внутри вида. Изменения одного гена приводит к изменению одного или нескольких (при множественном воздействии) признаков, повышая вариабельность фенотипов. По мере накопления таких мутаций в популяции они становятся фактором эволюции.
Волны численности
Резкое повышение численности особей или ее катастрофическое сокращение имеет название волн жизни или популяционных волн. Изменения численности могут произойти в результате многих факторов (пожары, вулканы, эпидемии, исчезновение естественных врагов). Но все они носят случайный характер и приводят к изменениям генофонда всей популяции, когда аутсайдеры могут оказаться в авангарде и наоборот.
Изоляция как фактор и движущая сила биологической эволюции
Изоляция как свободного скрещивания между популяциями одного вида панмиктичных организмов - яркий примет действия этого фактора эволюции. Большинство видов на планете появилось благодаря возникновению популяций. Выделяют следующие их виды:
- Пространственная (географическая, антропогенная).
- Биологическая (экологическая, морфологическая, этологическая, генетическая).
В любом случае, когда между популяциями возникает барьер свободного скрещивания, можно говорить о начале процесса видообразования.
Борьба за существование как инструмент естественного отбора
Инструментом естественного отбора является борьба за существование, когда выживет и оставит плодовитое потомство только более приспособленный к данным условиям организм. Их борьба за существование бывает:
- Внутри - самая жестокая и непримиримая. Конкуренция представителей одного вида за пищевые ресурсы, территорию, лучшие условия обитания и возможность оставить потомство не оставляет шансов для слабых и неприспособленных особей.
- Между представителями разных видов, но занимающих одну экологическую нишу. Как пример - конкуренция за растительную пищу жирафа и зебры привели в процессе эволюции к физиологическим особенностям, сведя конкуренцию к минимуму.
Борьба организмов с неблагоприятными условиями. Пример: жировые горбы верблюда и мясистые листья суккулентов как приспособительные механизмы жизни в пустыне. Или светящиеся органы глубоководных рыб.
Ч. Дарвина сводится к линии логических, подтверждаемых экспериментами и иными исследованиями, положений. Так, ним было доказано, что всем видам живых организмов свойственна индивидуальная наследственная изменчивость по любым признакам; все они размножаются в геометрической прогрессии; внутри видов идёт борьба за существование в силу ограничения жизненных ресурсов; в этой борьбе выживают и далее размножаются только приспособленные особи.
3. Естественный отбор - отождествляет механизм выживания единиц с необходимыми наследственными изменениями и их дальнейшее размножение. Отбор является результатом борьбы за существование. Выделяют следующие его механизмы:
а) образование наследственных изменений;
б) выживание и сохранение особей с этими изменениями в соответствующей среде обитания;
в) размножение этих единиц, рост их численности и распространение полезных наследственных изменений.
Движущие силы эволюции, взаимодействуя друг с другом, позволяют объяснить образование иных видов в природе. Материалы, накопленные в разных разделах биологии, имеют логическое заключение только тогда, когда они соответствуют принципу эволюции.
Огромная заслуга Ч. Дарвина заключается в объяснении процесса развития и образования видов. Именно этот факт сделал эволюционное учение Дарвина общепринятой теорией.
Биологические факторы антропогенеза в эволюции человека. Человек - самый последний биологический вид, появившийся в эволюции органического мира. Такие факторы эволюции органического мира, как наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор, занимают значительное место в эволюции человека. Эти природные закономерности в эволюции человека Ч. Дарвин доказал на конкретных примерах. Благодаря влиянию факторов природы в организме древних человекообразных обезьян происходили важные анатомические и физиологические изменения. В результате у человекообразных обезьян постепенно выработалось прямохождение, разделились функции рук и ног, руки приспособились к изготовлению орудий труда. Естественный отбор создавал благоприятные условия отдельным группам людей для совершенствования орудий труда, коллективной охоты и заботы о престарелых людях. В результате такой деятельности одновременно с индивидуальным отбором шел групповой отбор. Однако для объяснения антропогенеза недостаточно одних биологических закономерностей. В своих трудах Ф. Энгельс (1820-1895) доказал огромное значение здесь и социальных факторов. Он особенно отметил труд, общественный образ жизни, сознание и речь.
Труд - важнейший фактор эволюции человека. Любой труд начинается с изготовления орудий труда, осуществляется с помощью рук. Ф. Энгельс высоко оценил роль труда в становлении человека. Он писал, что "труд - первое основное условие всей человеческой жизни, и притом в такой степени, что мы в известном смысле должны сказать: труд создал самого человека". Если так, то основной социальной движущей силой антропогенеза является труд. Некоторые человекообразные обезьяны могут использовать простые орудия, но не способны создать их. Животные воздействуют на природу через свою жизнедеятельность, человек же изменяет ее в процессе сознательного труда.
Влияние человека на природу значительно и многообразно. У наших обезьяноподобных предков в результате труда появились морфологические и физиологические изменения, называемые антропоморфозом. Труд - основной фактор в эволюции человека. Обезьяны жили в лесах, лазая по деревьям, затем постепенно спустились на землю. Это изменение в их образе жизни создало условия для хождения на двух ногах. Переход к прямохождению "стал решающим шагом на пути от обезьяны к человеку" (Ф. Энгельс). В результате прямохождения появился S -образный изгиб позвоночника человека, который придал упругость телу. Стопа (плюсневые кости) стала более изогнутой, пружинистой, тазовые кости расширились, упрочился крестец, челюсти стали более легкими. Такие наследственные изменения продолжались миллионы лет. Переход к прямохождению привел к определенным трудностям: ограничилась быстрота передвижения, срастание крестца с бедром затрудняло роды, тяжелый вес человека приводил к плоскостопию. Но благодаря прямохождению у человека освободились руки для изготовления орудий труда.
В начальный период формирования его рука была слаборазвитой и могла производить лишь самые простые действия. Благодаря наследственности такие признаки сохранялись и передавались последующему поколению. Ф. Энгельс объяснял, что рука - не только орган труда, но и продукт труда. С освобождением руки наши обезьяноподобные предки могли использовать простые орудия из камня и кости животных. Все это повлияло и на их уровень мышления, поведение и способствовало совершенствованию орудий труда. Развитие труда приводило к усилению роли социальных факторов в антропогенезе, но постепенно ослабляло действия биологических закономерностей (рис. 58).
Рис. 58 .
Общественный образ жизни как движущая сила эволюции человека. Любые жизненные действия животных осуществляются рефлекторно и инстинктивно. Переход к стадному образу жизни животных происходил благодаря естественному отбору. С самого начала труд был общественным, и первые обезьяноподобные предки человека жили стадами. Поэтому Ф. Энгельс подчеркивал, что неправильно было бы искать предков человека, самого общественного существа в природе, среди необщественных животных. Групповой труд способствовал развитию общественных взаимоотношений, сплочению членов общества, они коллективно охотились на зверей, защищались от хищников, воспитывали детей. Старшие члены общества передавали младшим жизненний опыт. Человек постепенно научился добывать и сохранить огонь.
Наши далекие предки постепенно переходили от растительной пищи к животной. Мясная пища обеспечивала организм человека необходимыми полезными аминокислотами, поэтому он стал совершенствовать орудия охоты и рыбной ловли. Переход к мясной пище привел к изменениям в организме человека, например укорочению кишечника, развитию жевательной мускулатуры. Применение огня также облегчило жизнь наших предков.
При общественном образе жизни имелись большие возможности у предков человека к познанию природы, накоплению жизненного опыта. Совместная деятельность членов общества вызвала необходимость общения жестами, звуками. Первые слова были напрямую связаны с трудовой деятельностью. Постепенно гортань, органы ротовой полости в результате наследственной изменчивости и естественного отбора преобразовались в органы членораздельной речи.
Человек, как и животные, воспринимает сигналы из окружающего мира через раздражение органов чувств. Это первая сигнальная система. Вторая сигнальная система связана с высшей нервной деятельностью человека. Возникновение речи, взаимоотношения предков посредством слова содействовали развитию головного мозга, мышления - речь постепенно превратилась в средство воспитания. Речь усилила общение наших предков, способствовала развитию общественных отношений. Эволюция наших предков происходила под совместным действием биологических и социальных факторов. Естественный отбор постепенно утратил значение ведущего фактора в эволюции человеческого общества. Напротив, социальные факторы (труд, речь) стали основополагающими в эволюции человека. Если морфологические и физиологические особенности человека передаются по наследству, то способности к коллективной трудовой деятельности, мышлению и речи никогда не передавались по наследству и не передаются теперь. Эти специфические качества человека исторически возникли и совершенствовались под действием социальных факторов и развиваются у каждого человека в процессе его индивидуального развития только в обществе благодаря воспитанию и образованию. Известные случаи достаточно длительной изоляции ребенка с раннего возраста от человеческого общества (воспитание животными) показали, что при возвращении его в нормальные условия способность к речи, мышлению у него очень плохо или совсем не развивается. Это подтверждает то, что эти качества не наследуются. Каждое старшее поколение передает последующим жизненный опыт, знания, духовные ценности в процессе воспитания и образования. С развитием общества труд людей становился более многообразным. Появились различные отрасли хозяйства, развивалась промышленность, возникли наука, искусство, торговля, религия. Племена образовали нации, государства.
Таким образом, основными движущими силами антропогенеза являлись биологические (наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор) и социальные факторы (трудовая деятельность, общественный образ жизни, речь и мышление) (схема 2).
В социальной эволюции человека различают три основных этапа.
Первый - познание окружающей среды через произведения искусства. Например, наскальные рисунки.
Второй этап напрямую связан с приручением диких животных и развитием земледелия. Таким образом человек стал влиять на окружающую природную среду.
Третий этап - развитие научно-технического прогресса, начавшегося в XV в. в эпоху Возрождения. В настоящее время главным социальным фактором стал человеческий разум. Человечество, широко распространившись на земном шаре, осваивает космические просторы. Биосфера, населенная людьми, переходит в ноосферу, управляемую разумом человека.
Биологические факторы антропогенеза. Социальные факторы антропогенеза. Антропоморфоз. Кроманьонец. Ноосфера.
1. К биологическим факторам антропогенеза относятся наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор.
2. Труд - основной шаг в эволюции человека.
3. Прогрессивные изменения в эволюции человека - это изготовление орудий труда руками и переход к прямохождению.
4. Общественный образ жизни, речь, мышление, разум стали основными социальными движущими силами эволюции.
1. Какие факторы относятся к биологическим движущим силам антропогенеза?
2. Объясните значение социальных факторов в эволюции человека.
3. Какие признаки выработались в строении тела человека в результате прямо- хождения?
1. Какова роль труда в эволюции человека?
2. Какое место занимает речь в эволюции человека?
3. Что такое антропоморфоз!
1. Дайте характеристику социальным факторам.
2. Назовите три этапа социальной эволюции человека.
3. Каково влияние социальных факторов в настоящее время на эволюцию человека?
Объясните на примерах движущие силы эволюции но схеме 2, где указаны биологические и социальные движущие силы эволюции человека.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ЭВОЛЮЦИОННОГО УЧЕНИЯ ДАРВИНА.
Все виды живых существ никогда не были кем-то созданы.
Возникнув естественным путём, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались.
Эволюционный процесс определяется условиями существования и проявляется в образовании приспособленных к этим условиям видов.
Движущие силы эволюции: наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор.
Естественный отбор играет роль направляющего фактора эволюции.
Материал для естественного отбора поставляет изменчивость организмов.
Естественный отбор является следствием борьбы за существование, которая подразделяется на внутривидовую, межвидовую и борьбу с условиями окружающее среды.
Результатом естественного отбора являются:
― сохранение любых адаптаций, обеспечивающих выживание и воспроизведение потомства;
― дивергенция- процесс генетического и фенотипического расхождения групп особей и образование новых видов;
― прогрессивная эволюция органического мира.
ЗНАЧЕНИЕ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ ДЛЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ.
Теория эволюции вскрыла глубинные механизмы эволюционного процесса , накопила множество фактов и доказательств эволюции живых организмов, объединила данные многих биологических наук . Дарвин положил начало новой эпохе в развитии естествознания. Учение об изменяемости живых существ нанесло тяжкий удар по метафизике и идеализму дало материалистические объяснения эволюции.
ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ЭВОЛЮЦИИ: наследственность, борьба за существование, изменчивость, естественный отбор.
НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ – способность организмов сохранять в ряду поколений определённые признаки.
ИЗМЕНЧИВОСТЬ – способность организмов приобретать новые признаки и свойства в ряду поколений и утрачивать старые.
Дарвин выделил ТРИ ФОРМЫ ИЗМЕНЧИВОСТИ : определённая, неопределённая, коррелятивная.
● ОПРЕДЕЛЁННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ (групповая, модификационная, фенотипическая, ненаследственная) – возникает под влиянием какого-либо фактора среды, действующего одинаково на всех особей сорта, породы, вида.
Пример: увеличение массы тела при хорошем кормлении у всех особей породы. Изменение волосяного покрова под влиянием климата.
Эта изменчивость не наследственна. У потомков, помещённых в другие условия среды, эти признаки не проявляются.
● НЕОПРЕДЕЛЁННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ (индивидуальная, наследственная) – проявляется индивидуально у каждой особи.
Пример: у одного сорта растений появляются экземпляры с разной окраской цветков.
● КОРРЕЛЯТИВНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ – изменения в каком-либо одном органе вызывает изменения в других органах.
Пример: у голубей с длинным клювом обычно длинные ноги.
НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ являются предпосылками эволюции .
Движущими силами эволюции являются борьба за существование и естественный отбор.
БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ – любые взаимоотношения организма с факторами живой неживой природы (биотическими и абиотическими)
Результатом борьбы за существование является гибель менее приспособленных особей.
ВИДЫ БОРЬБЫ ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ :
Межвидовая 2. Внутривидовая 3. Борьба с абиотическими факторами.
● МЕЖВИДОВАЯ БОРЬБА.
- покровительственная окраска (грибы окрашены под цвет опавших листьев)
- мимикрия (сходство по форме и цвету с разными предметами и организмами). Богомолы похожи на листья, а неядовитые змеи – на ядовитых.
- специальные органы защиты : колючки у кактуса, иглы у ежа.
- угрожающая окраска (мухоморы, осы).
● ВНУТРИВИДОВАЯ БОРЬБА.
Это конкуренция между особями одного и того же вида за пищу свет, воздух, жизненное пространство, возможность размножения .
● БОРЬБА С АБИОТИЧЕСКИМИ ФАКТОРАМИ.
Это взаимоотношения организма с окружающей средой . Выживают при этом только те формы, которые лучше приспособлены к условиям.
Пример : Арктические животные имеют густой мех и толстый жировой слой.
ВЕДУЩАЯ РОЛЬ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА В ЭВОЛЮЦИИ.
Эволюция – процесс направленный . Существует лишь один направленный эволюционный фактор – естественный отбор. Он является движущей силой эволюции .
Мутации и половой процесс создают генетическую неоднородность внутри вида (например, разная окраска гусениц). Их действие ненаправлено. Эти индивидуальные отклонения могут быть полезными, нейтральными или вредными для организма.
ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР сохраняет наиболее приспособленные к данной среде организмы .
Факторами отбора служит комплекс абиотических и биотических условий среды . В зависимости от этих условий отбор действует в разных направлениях и приводит к неодинаковым эволюционным результатам.
Выделяют три формы естественного отбора : движущий, стабилизирующий, дизруптивный – разрывающий (и половой).
ПОЛОВОЙ ОТБОР представляет собой конкуренцию самцов за возможность размножения. Потомство оставляют активные, здоровые и сильные самцы, остальные отстраняются от размножения и их генотипы исчезают их генофонда вида.
СИНТЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ.
Синтетическая теория эволюции - современный дарви низм - возникла в начале 40-х годов XX в. Она представляет со бой учение об эволюции органического мира, разработанное на основе данных современной генетики, экологии и классического дарвинизма . В разработку синтетической теории эволюции внесли вклад Четвериков, Тимофеев-Рессовский, Вавилов, Шмальгаузен, Гаузе, Хаксли, Холдейна, и др.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СИНТЕТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ
1. Материалом для эволюции служат наследственные измене ния - мутации (как правило, генные) и их комбинации.
2. Основным движущим фактором эволюции является естествен ный отбор , возникающий на основе борьбы за существование.
3. Наименьшей единицей эволюции является популяция .
4. Эволюция носит в большинстве случаев дивергентный характер , т. е. один таксон может стать предком нескольких дочер них таксонов.
5. Эволюция носит постепенный и длительный характер . Видо образование как этап эволюционного процесса представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.
6. Вид состоит из множества соподчиненных , морфологически, физиологически, экологически, биохимически и генетически отличных, но репродуктивно не изолированных единиц - подвидов и популяций.
7. Вид существует как целостное и замкнутое образование . Це лостность вида поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, при которых наблюдается обмен аллеля ми («поток генов»).
8. Макроэволюция на более высоком уровне, чем вид (род, се мейство, отряд, класс и др.), идёт путём микроэволюции . Иными словами, для макроэволюции характерны те же предпосылки и движущие силы, что и для микроэволюции.
9. Любой реальный (а не сборный) таксон имеет монофилети ческое происхождение .
10. Эволюция имеет ненаправленный характер , т. е. не идет в на правлении какой-либо конечной цели.