Основы учения об эволюции 1
История эволюционных взглядов 2
Додарвиновский период развития биологии
Направления философских взглядов на мироздание: Трансформизм ( «изменяемость» ) Креационизм ( «creatio» – создание, единый акт мироздания)
Античная Греция: идея развития от простого к сложному Фалес (около 625 – около 547 до н. э. ) Аристотель (384 -322 гг до н. э. ) Эмпедокл (ок. 490 до н. э. ок. 430 до н. э. ) Эпикур (341 270 до н. э. ) Анаксимандр (около 610 после 547 до н. э. )
Трансформизм – учение об изменчивости организмов под влияние условий окружающей среды Трансформистские представления об историческом развитии организмов – филогенезе – основаны на аналогиях с индивидуальным развитием – онтогенезом. Трансформизм предполагает прямое приспособление организмов к окружающим их условиям и наследование приобретенных признаков (изменения в онтогенезе становятся закрепленными в филогенезе). 6
Креационизм – учение о творении (от лат. creatio – создание) Стихийный креационизм обнаруживается уже в самых примитивных мировоззренческих системах: в сказках и мифах. С момента возникновения на Земле разума люди пытались ответить на вопрос: как возник окружающий их мир? Интуитивно подразумевалось, что когда-то нашего мира не было, кто-то каким-то образом создал его из ничего. Однако, как известно, «из ничего не происходит ничего» . Поэтому даже в креационистских построениях акт творения начинается не с нуля. 7
Фрагмент одной из чукотских сказок (в изложении Т. З. Семушкина) «Когда-то было совсем темно. На полуденной стороне сидел Творец и думал, как бы сделать свет. Создал он ворона, послал его продолбить зарю на востоке. Не справился с задачей ворон. Тогда сделал Творец маленькую птичку и послал ее долбить дыру на востоке. Весь нос избила птичка, тело ее иссохло, перья облезли. Однако продолбила она зарю, и стало светло. Тогда Творец набросал на землю тюленьих костей и сказал: «Будьте люди!» . Люди размножились, стали народом. Творец сделал из тальника оленей, моржей и тюленей: «Вот вам еда. Убивая их, живите» . 8
Современный креационизм претерпел существенные изменения. В частности, в роли Творца рассматривается не обязательно Бог. Функции Творца может выполнять любая сверхъестественная Сила, недоступная нашему пониманию: идеальный Всемирный Разум, различные фантастические структуры, инопланетные цивилизации. 9
В средние века взгляды были еще далеки от научных «Самозарождение» мышей из зерна и тряпья Превращение плодов в рыб и птиц (из книги Дюре 1605 года) Догма о божественном творении органического мира заменялась представлением о самозарождении высших организмов из неживой материи (лягушки – из тины болотной, мыши – из грязных тряпок и заплесневелого зерна, мокрицы – из влажных гниющих остатков). Подобные взгляды разделяли Рене Декарт, Эразм Дарвин (дед Ч. Дарвина) и другие известные естествоиспытатели. 10
Шло накопление знаний Итальянский врач и естествоиспытатель Франческо Реди (1668) точными опытами доказал, что личинки мух не зарождаются в гниющем мясе (дохлые змеи, рыбы, угри, телятина), а выводятся из отложенных на него яиц. Однако, представления о самозарождении высших форм жизни были широко распространены вплоть до работ Ладзаро Спалланцани с кипячением мясных и растительных отваров (1765) и Луи Пастера (1860). 11
Вклад в биологию Карла Линнея Шведский натуралист, врач (1707 – 1778)
Вклад К. Линнея в развитие биологии ü Написал труды: «Система природы» , «Философия ботаники» . ü Описал более 8 000 видов растений и около 4 500 видов животных ü Установил основные особенности вида: а) сходство между ними морфологическое и физиологическое; б) способность к совместному размножению и воспроизведению потомства, сохранению сходства с родительскими формами. К. Линей не только установил реальность существования видов в природе, но и выделил главный признак – нескрещиваемость особей разных видов (репродуктивная изоляция). ü Произвел реформу биологических названий: ввёл бинарную (двойную) систему биологических названий на латинском языке. ü Усовершенствовал ботанический язык, установив около 1 000 новых терминов. ü Создал первую систему живых организмов : деление растений и животных на соподчинённые группы (принцип иерархичности систематических категорий – таксонов). Приняв за единицу классификации вид, объединил сходные виды в роды, роды – в семейства, семейства – в отряды, отряды – в классы.
Ошибки К. Линнея ü К. Линней разделял метафизические взгляды о божественном творении видов. Считал, что видов столько, сколько их создал Бог. ü К. Линней разделял метафизические взгляды, при объединении видов в роды он искал сходство, а не родство. ü Каждый вид К. Линней считал результатом отдельного творческого акта, происходящим от одной пары особей. ü Классифицировал организмы по 1 – 2 признакам сходства. Стоило поменять признак, как вся классификация разрушалась (поэтому его классификацию называют искусственной). При классификации по 1 -2 признакам неродственные организмы оказались в одной группе, а родственные – в разных. Например: морковь и смородину он отнес к классу пятитычинковые, а манжетку и повилику – к классу четырехтычинковые. Класс амфибий включал пресмыкающихся и земноводных, а класс черви – одноклеточных, губок, кищечнополостных, червей, моллюсков, иглокожих. Курица и страус попали в один отряд, хотя они относятся даже к разным подклассам.
Бернар де Жюссьё Французский ботаник. Основатель первой естественной системы растений, которую письменно не изложил. По этой системе в 1759 году были расположены живые растения в Трианонском парке в Версале, где ему поручено было Людовиком XIV устроить ботанический сад и куда съезжались отовсюду прослушать его устные рассказы. Жюссьё группировал растения (начиная от водорослей и заканчивая высшими растениями) по природным свойствам. Этот порядок был описан позднее его племянником Антуаном Лораном де Жюссьё. Линней тоже посетил Жюссьё и отзывался о нём и его системе с восторгом. (1699 -1777)
Жорж Луи Леклерк Бюффон Французский естествоиспытатель. Считал, что видов, классов, семейств в природе не существует, реальны только особи. Создал гипотезу развития Земли, разделив её на периоды. Причинами, которые ведут к изменению организмов, считал климат, пищу и одомашнивание. (1707 – 1788)
Жорж Кювье Французский естествоиспытатель, натуралист. Считается основателем сравнительной анатомии и палеонтологии, основ геохронологии. Установил принцип «корреляции органов» (соотносительности), на основе которого реконструировал строение многих вымерших животных. Считал виды постоянными и неизменными. Выдвинул теорию катастроф, согласно которой на Земле периодически происходят катастрофы, которые уничтожают все виды. За каждой катастрофой следует новый акт творения. (1769 – 1832)
Этьен-Жоффруа Сент-Илер Французский зоолог. Развивал представление о едином плане строения всех животных, который меняется под воздействием факторов внешней среды. Пропагандировал единство животного мира на основе общности происхождения всех известных видов. (1772 – 1844)
Эволюционная теория Жана Батиста Ламарк Жан Батист Пьер Антуан де Моне (1744 -1829).
Вклад Ж. Б. Ламарка в развитие биологии: ü Свои идеи изложил в труде «Философия зоологии» (основные принципы эволюционного учения). ü Ввёл термин «биология» ü Автор первого эволюционного учения, в котором сформулировал положения о движущих силах и направлениях эволюции (развил идею эволюции органического мира и пытался её доказать). ü Пытался определить основные причины (факторы) эволюционного процесса и приспособленности (действие среды), ответить на вопрос: почему мир многообразен? ü 1 -я естественная классификация, основанная на родстве. Разделил всех животных на позвоночных и беспозвоночных. ü Первым применил термины «родство» , «родственные связи» для обозначения единства происхождения. ü Высказал идею о развитии и происхождении человека от обезьяноподобных предков.
Причины (движущие силы) эволюции (Почему появляются новые виды? ) ↓ Предначертанное творцом Прямое влияние условий среды, движение организмов к прогрессу вызывающие появление (врожденное стремление у организмов полезных организмов к совершенству) признаков Причины приспособленности: 1) влияние среды; 2) упражнение органов; 3) наследование благоприобретённых признаков. Направления эволюции ↓ Градация Отклонения от градации в результате адекватных изменений, которые возникают под влиянием внешних условий.
Принцип градации Градации – это последовательные ступени VI усложнения организации живых организмов 14. Млекопит. в процессе эволюции. 13. Птицы Отражением процесса развития от низших V 12. Рептилии форм к высшим стала 11. Рыбы «лестница существ» IV 10. Моллюски 9. Усоногие III 8. Кольчецы 7. Ракообразные 6. Паукообразные II 5. Насекомые 4. Черви I 3. Лучистые 2. Полипы 1. Инфузории
Примеры Ламарка - на растения среда действует непосредственно - на животных опосредованно, путем упражнения или неупражнения Глаза крота Листья водяного лютика – в воде рассеченные, на поверхности - цельные Шея жирафа Конечности у змеи 23
Недостатки и ошибочность суждений: ü ü ü Единицей эволюции считал особь. Живая природа представлялась как ряды постоянно изменяющихся особей, которых человек только в воображении объединяет в вид. Понятие «биологический вид» - это чистая условность: видов не существует – есть только непрерывный процесс исторического развития. Идея внутреннего стремления к самосовершенствованию. Процесс исторических изменений осуществлялся последовательно от простого к сложному в соответствии с принципом «градации» . Основная причина градации – предустановленное Богом стремление к самосовершенствованию, присущее всем живым организмам. Закон наследования приобретённых признаков. Новые признаки возникают в результате «упражнения» под влиянием внешней среды, они всегда приспособительные и полезны и могут передаваться по наследству.
Идея о единстве плана строения организмов и о существовании прототипа Иоганн Вольфганг фон Гёте — немецкий поэт, государственный деятель, мыслитель и естествоиспытатель. Гёте положил начало применению методов анализа и синтеза, опыта и теории в морфологии растений и животных. В живой природе, согласно Гёте, нет ничего, что не находилось бы в связи со всем целым. Идею Гёте о единстве плана строения организмов и о существовании прототипа растений (прарастение) и животных (праживотное) развил Этьен Жоффруа Сент- Иллер (30 -е годы 19 в. ) 1749 -1832
Сравнительная эмбриология Карл Эрнст фон Бэр или, как его называли в России, Карл Максимович Бэр, один из основоположников эмбриологии и сравнительной анатомии. К. Бэр в своих трудах по эмбриологии сформулировал закономерности, которые позднее были названы «Законами Бэра» : 1) наиболее общие признаки любой крупной группы животных появляются у зародыша раньше, чем менее общие признаки; 2) после формирования самых общих признаков появляются менее общие и так до появления особых признаков, свойственных данной группе; 3) зародыш любого вида животных по мере развития становится все менее похожим на зародышей других видов и не проходит через поздние стадии их развития; К. Э. фон Бэр (1792 -1876) 4) зародыш высокоорганизованного вида может обладать сходством с зародышем более примитивного вида, но никогда не бывает похож на взрослую форму этого вида.
Клеточная теория Матиас Якоб Шлейден (ботаник) 1. Изучал клетки растений; 2. Рассмотрел роль ядра в жизни и развитии растений; 3. Предложил теорию создания новых клеток из старых. Теодор Шванн (патолог, цитолог) 1. Изучал клетки животных. 2. Сопоставив данные М. Шлейдена со своими, пришел к выводу, что растения и животные состоят из клеток. 3. Сформулировал основные положения клеточной теории. Теодор Шванн и Матиас Шлейден считаются создателями клеточной теории (1838 -1839 гг) Матиас Шлейден (1804 -1881) Теодор Шванн (1810 -1882)
Гипотеза эволюции космических тел Иммануил Кант — немецкий философ, родоначальник немецкой классической философии: ü разработал космогоническую гипотезу происхождения Солнечной системы из гигантской первоначальной газовой туманности ( «Всеобщая естественная история и теория неба» , 1755 г. ); ü наметил идею генеалогической классификации животного мира, т. е. распределения различных классов животных по порядку их возможного происхождения; ü выдвинул идею естественного происхождения человеческих рас; ü изучал роль приливов и отливов на нашей планете. 1724 -1804
Идея о единстве всей природы 1. 2. Йёнс Якоб Берцелиус- шведский химик. Берцелиус развивал теоретические представления об изомерии и полимерии (1830– 1835), представления об аллотропии (1841), ввёл термины «органическая химия» , «аллотропия» , «изомерия» Деятельность Берцелиуса включала также исследования по аналитической и неорганической химии. Фридрих Вёлер - немецкий химик, по образованию врач. Вёлер впервые синтезировал из неорганического вещества органическое соединение и тем самым нанёс удар распространённому учению о так называемой «жизненной силе» . Однако его опыт (синтез мочевины) долгое время оставался единичным фактом и не мог поколебать веру в жизненную силу. Берцелиус (1779 -1848) Ф. Велер (1800 -1882)
Эрнст Генрих Филипп Август Геккель Немецкий естествоиспытатель и философ. Автор терминов «питекантроп» и «экология» . Геккель разработал теорию происхождения многоклеточных (1866), сформулировал биогенетический закон, согласно которому в индивидуальном развитии организма как бы воспроизводятся основные этапы его эволюции, построил первое генеалогическое древо животного царства. Геккель опубликовал работу «Антропогения» , или «История развития человека» , в которой обсуждались проблемы эволюции человека. Ему принадлежит мысль о существовании в историческом прошлом формы, промежуточной между обезьяной и человеком. (1834 – 1919)
Биогеография и экология Фридрих Вильгельм Генрих Алекса ндр Фрайгерр фон Гу мбольдт - немецкий учёныйэнциклопедист, физик, метеоролог, географ, ботаник, зоолог и путешественник: зависимость географического распределения организмов от условий существования. К. Ф. Рулье (1814 -1858): исторические изменения цикла Земли и его влияние на изменения растений и животных. Рулье активно работал в области геологии и палеонтологии создав основу для развития эволюционной палеонтологии. Он ввёл сравнительно-исторический метод исследования органического мира. Заложил так называемое экологическое направление в зоогеографии. Северцов Николай Алексеевич – русский зоолог, путешественник: идея о взаимосвязи организмов с окружающей средой; образование новых видов – адаптивный процесс. А. Гумбольдт (1769 -1859) К. Ф. Рулье (1814 -1858) Н. Северцов (1827 -1885)
Теория естественного отбора Альфред Рассел Уоллес - британский натуралист, путешественник, географ, биолог и антрополог, основоположник зоогеографии. Подхватив малярию, Уоллес на больничной койке стал размышлять о возможности применения к миру живой природы идеи о выживании наиболее способных. На этой почве он разработал учение о естественном отборе, наспех изложив его в статье, которую тотчас направил в Англию знаменитому естествоиспытателю Чарльзу Дарвину. После получения статьи Дарвин, в то время работавший над своим революционным трудом «Происхождение видов» , написал Чарльзу Лайелю, что никогда не встречал более поразительного совпадения идей двух людей и пообещал, что использованные Уоллесом термины станут главами его книги. 1 июля 1858 г. выдержки из трудов Дарвина и Уоллеса относительно естественного отбора были впервые представлены широкой публике на чтениях в Линнеевском обществе. (1823 -1913)
Эволюционная теория Дарвина - Уоллеса Чарлз Роберт Дарвин 33
Основные принципы теории Дарвина-Уоллеса: 1. В пределах каждого вида живых организмов существует индивидуальная наследственная изменчивость. 2. Все живые организмы размножаются в геометрической прогрессии. 3. Жизненные ресурсы для любого вида живых организмов ограничены, и поэтому возникает борьба за существование. 4. В условиях борьбы за существование выживают и дают потомство наиболее приспособленные особи. Выживание и преимущественное размножение приспособленных особей Дарвин назвал естественным отбором. 5. Естественный отбор постепенно ведет к дивергенции (расхождению) и, в конечном счете, к видообразованию. 34
Рисунок из книги Дарвина 35
Борьба за существование - все внутривидовые и межвидовые отношения, а так же взаимоотношения организмов с факторами среды Формы борьбы Определение Причины Значение Внутривидовая Состязание Избыточная между особями численность. одного вида Ограниченность природных Между особями ресурсов Служит сохранению популяции и вида Межвидовая разных видов Борьба с неблагоприятны ми условиями среды Между организмами и средой Способствует использованию одного вида другим Неблагоприятные Обостряет условия среды внутривидовую борьбу 36
Борьба за существование Естественный отбор – выживание и оставление потомства наиболее приспособленными особями и гибель наименее приспособленных. В ходе естественного отбора возникают адаптации. Формы естественного отбора: Движущий способствует изменениям организмов (происходит при изменении условий среды в пользу особей, имеющих отклонения от средней нормы. Например: устойчивость насекомых к ядохимикатам, пяденицы). Стабилизирующий направлен на поддержание уже существующих фенотипов (происходит в постоянных условиях среды против особей с отклонениями от средней нормы признака. Например: гибель птиц с большим и малым размером крыльев). Дизруптивный приводит к возникновению в пределах популяций групп особей, различающихся по каким-либо признакам (происходит при изменении условий среды в пользу особей, имеющих крайние отклонения от средней нормы. Происходит разрыв популяции по определенному признаку (полиморфизм). 37
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ БИОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГРЕСС БИОЛОГИЧЕСКАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС АРОМОРФОЗ ИДИОАДАПТАЦИЯ ДЕГЕНЕРАЦИЯ
Биологический регресс ü Уменьшение численности особей в популяциях; ü Сужение ареала; ü Уменьшение интенсивности видообразования; ü Снижение приспособленности организмов к условиям среды.
Снижение приспособленности организмов к условиям среды Деятельность человека Факторы неживой природы üВымирание видов из-за глобальных изменений климата; üИсчезновение видов по вине человека. • Исчезновение видов по вине человека
Вымирание из-за глобальных изменений климата
Истребленные человеком Странствующий голубь Страус моа Дронт
Исчезающие виды Выхухоль Степной орел Колпица Аполлонн Дрофа
Биологическая стабилизация «Стабилизация не означает прекращения эволюции, наоборот, она означает максимальную согласованность организма с изменениями среды. Стабильное состояние не бывает длительным» . И. И. Шмальгаузен Мощный стабилизирующий отбор способствует сохранению таксонов. Известны многочисленные "живые ископаемые" (мечехвосты, гаттерия, латимерия, гинкго).
«Живые ископаемые» Это окаменелые останки гомеозавра – похожего на гаттерию животного, обитавшего 140 млн. лет назад в той части нашей планеты, которая сегодня стала Европой
Латимерия Современные мечехвосты Юрский мечехвост
«Живые ископаемые» Живые (слева) и окаменевшие (справа) листья дерева гинкго
Биологический прогресс Основные показатели: ü Увеличение численности особей в популяциях; ü Расширение ареала; ü Высокая интенсивность видообразования; ü Возрастание приспособленности организмов к окружающей среде.
Ароморфоз - это широкие анатомо-морфологические адаптации, существенно повышающие общий уровень организации рассматриваемой группы. По представлениям А. Н. Северцова, ароморфозы – это приспособительные изменения, при которых повышается общая энергия жизнедеятельности. По представлениям И. И. Шмальгаузена, ароморфозы дают возможность использования новых ресурсов среды.
Примеры ароморфозов Возникновение: • клетки • многоклеточности • цветка • хорды • фотосинтеза
Идиоадаптация - адаптации, обеспечивающие приспособление организмов к данным условиям существования. Примеры идиоадаптаций: • • Появление покровительственной окраски; Уплощение тела придонных животных; Формирование соцветий; Видоизменение побегов и т. д.
Дегенерация - это уменьшение уровня организации в процессе эволюции. Она выражается в утрате органов и прочих элементов строения организма в процессе видообразования. • Пользуясь знаниями по зоологи Примеры дегенерации: • Утрата пищеварительной системы; • Утрата крыльев; • Утрата глаз.
Соотношение направлений эволюции В природе все процессы эволюции идут непрерывно и одновременно, сочетаясь между собой и сменяя друга. Взаимоотношения трех основных направлений эволюции, их чередование А. Н. Северцов изобразил в виде схемы.
Классическая схема, изображающая основные формы эволюционного процесса по А. Н. Северцову: ароморфоз, идиоадаптацию и дегенерацию
Закономерности (типы) эволюционного процесса Дивергенция Конвергенция Параллелизм
Дивергенция – процесс расхождения признаков у генетически близких организмов в результате их приспособленности к различным условиям существования. Галапагосские вьюрки
Мутационный процесс, волны жизни, изоляция, борьба за существование, естественный отбор сохраняют признаки, все более заметно отличающиеся от родительских. Результат – формирование новых видов. Дивергенция копытных
Конвергенция – возникновение сходных приспособлений к одинаковым условиям существования у далеких групп организмов на базе различных по происхождению органов. Млекопитающие дождевых лесов Африки Млекопитающие дождевых лесов Южной Америки
Параллелизм – процесс эволюционного развития в сходном направлении двух или нескольких первоначально дивергировавших групп. Приобретение сходных приспособлений в сходных условиях существования Ласты китов ластоногих
Правила эволюции Правило необратимости эволюции (правило Л. Долло): эволюционный процесс необратим, возврат к прежнему эволюционному состоянию, ранее осуществленному в ряду поколений предков, невозможен. Правило происхождения от неспециализированных предков (правило Э. Копа): возникновение новых крупных групп, сопровождающихся повышением уровня организации, связано с примитивными неспециализированными формами. Правило прогрессирующей специализации (правило Ш. Депере): организмы единожды ставшие на путь узкой специализации, в дальнейшем будут развиваться по пути все более глубокой специализации. Правило адаптивной радиации (правило Г. Осборна): историческое развитие (филогенез) каждой группы организмов происходит путем разделения исходного ствола на несколько боковых ветвей, расходящихся в нескольких адаптивных направлениях. Правило чередования главных направлений эволюции (правило И. И. Шмальгаузена): в процессе эволюции происходит чередование ее основных направлений (ароморфозы сменяются идиоадаптациями). Биогенетический закон Геккеля–Мюллера: онтогенез представляет собой краткое повторение филогенеза. 60
Правила эволюции Правило необратимости эволюции Правило чередования главных направлений эволюций
Правило необратимости эволюции Луи Долло (1857 -1931) «Организм никогда не возвращается точно к прежнему состоянию, даже в том случае, если он оказывается в условиях существования, тождественных тем, через которые он прошел. Но вследствие неразрушимости прошлого он всегда сохраняет какой-нибудь след промежуточных этапов, которые были им пройдены» Бельгийский палеонтолог
Группа организмов не может вернуться к стадии, уже осуществленной в ряду ее предков
Доказательства необратимости эволюции рептилии не дают вновь начало амфибиям наземные позвоночные – ихтиозавры и киты, вернувшись в воду, не превратились в рыб
Правило чередования главных направлений эволюции В процессе эволюции происходит чередование ее основных направлений (ароморфозы сменяются идиоадаптациями)
В результате ароморфозов высшие по организации группы организмов занимают новую среду обитания
ХХ век – синтетическая теория эволюции • Дарвин не понимал механизмов наследственности. • Грегор Мендель жил в одно время с Дарвином, но о его работах мир узнал только в 1900 году. • Вот тогда и начался синтез генетики и дарвинизма, который дал синтетическую теорию эволюции (СТЭ). 67
Основные работы, которые легли в основу СТЭ 1900 г. – переоткрытие законов И. Г. Менделя. 1901 г. – создание мутационной теории Г. де Фриза. 1908 г. – формирование основных представлений о генетической структуре популяций. Учение В. Л. Иоганссена о невозможности отбора в чистых линиях. Закон Харди. Вайнберга. 1920 г. – закон гомологических рядов Н. И. Вавилова: формирование представлений о виде как системе. 1926 г. – работа С. С. Четверикова «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики» : доказана генетическая неоднородность природных популяций. 1927 г. – Ю. А. Филипченко вводит термин «микроэволюция» для обозначения эволюционных процессов внутри видов и популяций. 1942 г. – выходит книга Джулиана Гексли «Эволюция: Современный синтез» , в которой были систематизированы достижения эволюционной теории. В создании СТЭ принимали участие крупнейшие биологи: Н. П. Дубинин, А. С. Серебровский, Н. В. Тимофеев-Ресовский, И. И. Шмальгаузен, Ф. Добжанский, Э. Майр, Дж. Симпсон и другие. 68
Основные положения (постулаты) СТЭ 1. Направление эволюции определяется её движущими силами: борьбой за существование и естественным отбором. 2. Борьба за существование – это метафорическое выражение для обозначения всего многообразия отношений между организмами и средой их обитания. Этот термин отражает зависимость одного существа от другого, а также успех особи в оставлении после себя потомства. 3. Естественный отбор – это совокупность биологических процессов, в результате которых наблюдаются дифференциальная смертность и дифференциальный успех в размножении. 69
Основные положения (постулаты) СТЭ 4. Объектом действия естественного отбора является фенотип особи на всех стадиях онтогенеза. 5. Естественный отбор действует по фенотипам, однако фенотип особи в известной мере определяется её генотипом. Поэтому в результате отбора происходит дифференциальное воспроизведение генотипов. 6. Первичная изменчивость в популяциях появляется за счет действия элементарных эволюционных факторов, к которым относятся: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция и другие. 7. Элементарные эволюционные процессы включают движущие силы эволюции (борьбу за существование и естественный отбор) и элементарные эволюционные факторы. 70
Основные положения (постулаты) СТЭ 8. Элементарным эволюционным материалом являются мутации. 9. Элементарной единицей эволюции является популяция. В ходе эволюции повышается средняя приспособленность популяций. 10. Элементарное адаптационное явление – это появление генетически обусловленного признака, повышающего приспособленность популяции. 11. Элементарное эволюционное явление – это устойчивое изменение генетической структуры популяции (например, изменение частоты аллеля). 71
Основные положения (постулаты) СТЭ 12. Эволюция протекает в конкретных естественногеографических условиях; биогеоценоз – это арена первичных эволюционных преобразований. 13. Биологическая эволюция представляет собой необратимое и, в известной мере, направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованиями биогеоценозов и биосферы в целом. 72
Доказательства эволюции 73
ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ЭВОЛЮЦИИ: В ХIХ веке 1. Морфологические 2. Эмбриологические 3. Палеонтологические 4. Биохимические В ХХ веке добавились 6. Молекулярно-генетические доказательства 5. Биогеографические 74
1. Морфологические (сравнительноанатомические) доказательства эволюции 1. Общий • • 2. 3. 4. • • план строения позвоночных организмов: Двусторонняя симметрия Сходные полости тела Наличие скелета Сходное строение нервной системы Аналогичные и гомологичные органы Рудименты и атавизмы Живые переходные формы: Латимерия – рыбы и земноводные Утконос – пресмыкающиеся и млекопитающие 75
Рудименты – органы уменьшившиеся в ходе эволюции. Можно найти у всех особей вида. Слепые рыба и саламандра, страус с рудиментарными крыльями 76
Атавизмы – возврат к признакам предков, встречаются только у отдельных представителей вида. Примеры атавизмов – задние плавники у дельфина и хвост у человека. 77
Гомологичные органы имеют общее происхождение и план строения, но могут выполнять разные функции (возникают как результат дивергенции) 78
Аналогичные органы – имеют разное происхождение и план строения, при этом выполняют одни функции. (возникают в результате конвергенции) 79 Крыло птицы и бабочки
Кистеперая рыба латимерия– живая переходная форма 80
2. Эмбриологические доказательства – зародыши всех позвоночных животных на ранних стадиях очень похожи друг на друга 1. ü ü 2. ü Сходство зародышей позвоночных: Форма тела; Наличие хорды, хвоста; Жаберные карманы; Один круг кровообращения. Расхождение признаков зародышей: По мере развития черты сходства между зародышами разных видов ослабевают; ü Сначала появляются признаки рода, а затем вида. 81
Карл Бэр и закон зародышевого сходства В 1928 году Карл Бэр сформулировал закон зародышевого сходства: «чем более ранние стадии индивидуального развития исследуются, тем больше сходства обнаруживается между различными организмами» 82
83
Биогенетический закон Геккеля. Мюллера В процессе индивидуального развития (онтогенеза) эмбрионы последовательно повторяют черты строения предковых форм, иначе говоря, онтогенез есть краткое повторение филогенеза. 84
Эрнст Геккель (1834 – 1919) и Фриц Мюллер (1822 — 1897) — выдающиеся немецкие естествоиспытатели 85
Теория филэмбриогенезов Северцова Филэмбриогенез (от греч. phýlon – племя, род, вид и эмбриогенез) эволюционное изменение хода индивидуального развития организмов. Термин введён в 1910 А. Н. Северцовым. Основным положением теории филэмбриогенезов является представление о первичности онтогенетических изменений по отношению к филогенетическим (эволюционным) изменениям. Северцов Алексей Николаевич (11. 23. 09. 1866 – 19. 12. 1936) 86
Существует несколько модусов (способов) филэмбриогенеза важнейшими из них являются: анаболия (надставка конечных стадий развития), девиация (изменение на средних стадиях) и архаллаксис (изменение первичных зачатков). Добавилась новая стадия - анаболия Так было у предка Развитие отклонилось в средней части - девиация Развитие с самого начала пошло по по-другому - архаллаксис 87
3. Палеонтологические доказательства Ископаемые переходные формы Внешний вид археоптерикса 88
Археоптерикс Пресмыкающиеся • Наличие зубов • Брюшные ребра • Длинный хвост из позвонков • Пальцы с когтями • Отсутствие киля • Кости без воздухоносных полостей Птицы • Наличие перьев • Наличие крыльев • Сходство строения задних конечностей с цевкой • Внешнее сходство 89
4. Биохимические доказательства ü Все организмы имеют сходный химический состав; ü Универсальность генетического кода; ü Сходные процессы жизнедеятельности; ü Деление клеток путем митоза или мейоза. 90
5. Биогеографические доказательства Исследуется история расселения живых организмов по Земле Карта расположения материков 91
Дарвиновы (галапагосские) вьюрки 92
6. Молекулярно-генетические доказательства – в ХХ веке появилась возможность устанавливать родство и происхождение организмов на основе сравнения строения их ДНК и белков 93
В р е м я р а с х о ж д е н и я Число различий в аминокислотах Нейтральная теория молекулярной эволюции была разработана М. Кимурой в конце 1960 -х годов. Она утверждает, что подавляющее число мутаций на молекулярном уровне носит нейтральный по отношению к естественному отбору характер. По ним можно оценивать время расхождения (дивергенции) видов. 94
Скачать презентацию Основы учения об эволюции 1 История эволюционных
Эволюция.pptx