Вид. Критерии вида
Понятие «вид» По К. Линнею: Вид - совокупность сходных по строению особей, дающих плодовитое потомство. Виды реально существуют, но не развиваются. По Ж. -Б. Ламарку: Вид, род - категории, придуманные человеком для облегчения классификации. Виды в природе реально не существуют, но развиваются. По Ч. Дарвину: Виды реально существуют, относительно постоянны и являются результатом исторического развития.
Понятие «вид» Современное представление: Вид - это жизненные формы, которые свободно обмениваются генетической информацией. Вид - это совокупность особей, сходных по строению (морфологическому, генетическому, биохимическому), которые скрещиваются и дают плодовитое потомство, которое приспособлено к определенным экологическим условиям и живут в определенном ареале.
Критерии вида Морфологический Генетический Физиологический Биохимический Географический Экологический
Морфологический критерий Заключается в сходстве внешнего и внутреннего строения организмов, относящихся к одному виду.
Физиологический критерий Особи одного вида сходны по всем физиологическим процессам – питанию, дыханию, выделению, размножению.
Биохимический критерий Определяется сходством или различием строения белков, химического состава клеток и тканей. По сходству в строении ДНК и белков можно с достаточной вероятностью показать, насколько близкими родственниками являются те или иные виды.
Генетический критерий Каждый вид имеет определенный набор хромосом – кариотип, который отличается количеством хромосом, их формой, размерами, строением. 48 хромосом
Экологический критерий Характеризуется определенными формами взаимоотношений организмов данного вида с представителями других видов и факторами неживой природы.
Географический критерий Определяет область распространения, т. е ареал вида.
По одному из критериев нельзя точно различать виды между собой. Определить принадлежность особи к конкретному виду можно только на основании совокупности всех или большинства критериев.
Структура вида ВИД ПОДВИД ПОПУЛЯЦИЯ
Структура вида Виды не смешиваются, т. к. имеют разные ареалы обитания различаются половым поведением и сроками размножения используют разную сигнализацию (способы) имеют закрытый генофонд. Популяция - это совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которая длительно существует на одной территории и относительно обособленно от других таких же совокупностей. Примеры популяций: Окунь обыкновенный, живущий в прибрежных зонах и питающийся мелкими животными и окунь, живущий в глубоководной зоне, питается рыбой и икрой.
Структура вида Подвид - географическое или экологическое обособление части вида (группа популяций) с устойчивой какой-либо особенностью.
Вывод Популяция - элементарная структурная единица вида, форма его существования. Популяция - это единица эволюции.
ПОПУЛЯЦИЯ – структурная единица вида
Процессы видообразования
Видообразование - процесс возникновения новых видов. Видообразование - это качественный этап эволюционного процесса.
Эрнст Вальтер Майр американский ученный эволюционист, который в 1964 году в книге “Популяция, виды, эволюция” выделил основные пути видообразования.
ПЕРВЫЙ ПУТЬ ВИДООБРАЗОВАНИЯ Это процесс превращения одного вида в другой, трансформация вида-предка в вид-потомок в течение больших отрезков времени без формирования дочерних видов.
ВТОРОЙ ПУТЬ ВИДООБРАЗОВАНИЯ дивергентное видообразование Аллопатрическое географическое Симпатрическое биологическое
МИКРОЭВОЛЮЦИЯ – эволюционные процессы, протекающие в популяциях на основе Наследственной изменчивости Естественного отбора Итог – образование новых видов
Географическое (аллопатрическое) видообразование. От латинских слов allo - разный и patria - родина.
I. ПРОСТРАНСТВЕННО-ТЕРРИТОРИАЛЬНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ Исходная популяция Начало видообразование: формирование барьера Возникновение репродуктивной изоляции Завершение видообразования
Разнообразие дарвиновских вьюрков на Галапагосских островах
II. РАССЕЛЕНИЕ ВИДА НА БОЛЬШУЮ ТЕРРИТОРИЮ Одуванчик лекарственный Одуванчик кок-сагыз
Биологичекое (симпатрическое) видообразование.
I. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РАСЫ Долгоносик большой сосновый Долгоносик дубовый
II. БЫСТРОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ГЕНОТИПА Гибридизации с последующей полиплоидией. Путем гибридизации терна и алычи с последующей полиплоидией - возникла культурная слива. + = Плоды алычи Плоды терна Плоды сливы
ВИДООБРАЗОВАНИЕ-РЕЗУЛЬТАТ ВИДООБРАЗОВАНИЕ МИКРОЭВОЛЮЦИИ Вид- генетически закрытая Вид система Механизмы видообразования Аллопатрическое (медленные) Симпатрическое (быстрые) Изоляция популяций Географическая Экологическая
АЛЛОПАТРИЧЕСКОЕ (ГЕОГРАФИЧЕСКОЕ ИЛИ ПРОСТРАНСТВЕННОЕ) • Расширение ареала исходного вида или расчленением ареала на изолированные части физическими препятствиями (изменение климата, горы, реки) Генетические различия Естественный отбор Стабилизирующий Дезруптивный (сохранение признаков) Движущий Нет Дивергенция видообразования (расхождение)признаков
ДЕЗРУПТИВНОЕ РАСШИРЕНИЕ АРЕАЛА Сокращение широколиственных лесов Евразии в четвертичный период Заяц-русак Ландыш европейский Заяц-беляк Ландыш дальневосточный Уничтожение лесов во круг городов, привело к расселению зайца-русака
Популяции одного вида могут оказаться в разных условиях существования, (например по типу питания) хотя и остаются в пределах своего ареала ДИВЕРГЕНЦИЯ (ПО ФОРМЕ КЛЮВА) ГАЛАПАГОССКИХ ВЬЮРКОВ( ПО ДАРВИНУ)
Н. И. Вавилов Рожь впервые обратил внимание, на то, что рожь встречалась ранее , как сорняк пшеницы и расселялась вслед за ней на север. Оказалось, что рожь более Пшеница холодоустойчива, и выживая, она заняла новый ареал. РАСШИРЕНИЕ АРЕАЛА (ПО ПАРАЗИТИЧЕСКОМУ ПУТИ)
АФРИКА-МАТЕРИК Антилопа Носорог Зебра МАДАГАСКАР-ОСТРОВ • Нет типичных для Африки копытных, хищников и обезьян. Но много видов лемуров, образующих Леопард эндемичные семейства. Гиена РАЗЧЛЕНЕНИЕ АРЕАЛА (ОСТРОВА)
СИМПАТРИЧЕСКОЕ (ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ) Генетические различия • Гибридизация. • Новый вид в результате скрещивания между особями родственных видов, когда гибридные потомки, способны образовывать плодовитые поколения. Тёрн Слива Алыча 2 n=16 2 n=32 2 n=48 Гибридизация с последующим удвоением хромосом
В роде Хризантем Полипоиды все виды возникают имеют набор хромосом в естественных Кратный 9: 18, 27, 36… 90 условиях, жизнеустойчивые формы распространяются и дают В роде Картофеля начало новому исходный виду набор хромосом (преимущественно кратный 12: 24, 36. у растений) ПОЛИПЛОИДИЯКРАТНОЕ УВЕЛИЧЕНИЕ ЧИСЛА ХРОМОСОМ
ХРОМОСОМНЫЕ МУТАЦИИ (РЕПРОДУКТИВНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ)
Микроэволюция — это совокупность эволюционных процессов , происходящих на уровне популяций. заканчивается образованием новых видов. Показатели популяции Численность (количество особей в ее составе) Плотность (среднее количество особей на единицу площади, объема) Биомасса (масса особей на единицу площади, объема) Рождаемость (количество особей, родившихся за единицу времени) Смертность (количество особей, гибнущих за единицу времени) Прирост (разность между рождаемостью и смертностью) Ареал (территория, которую занимает популяция)
Особенности структуры популяций Половая. Соотношение особей разных полов. Прирост Положительный -интенсивность рождаемости превышает смертность Отрицательный-смертность превышает рождаемость Возрастная. Соотношения особей разного возраста. Пространственная. Распределения особей по занимаемой ими территории. Популяции оседлых видов-не перемещаются. Популяции кочевых видов-на небольшие расстояния. Популяции мигрирующих видов-закономерно меняют места обитания, перемещаются на значительные расстояния
ПОПУЛЯЦИЯ ВИД • совокупность особей, • сходных между собой по строению, • функциям, месту в биогеоценозе (экологическая ниша), заселяющих определенную часть биосферы • (ареал), свободно скрещивающихся между собой в природе, дающих • плодовитых потомков и не скрещивающихся с другими видами. • Вид — основная структурная • и таксономическая единица. В природе виды существуют в форме популяций. • • • совокупность особей одного вида, относительно изолированная от подобных совокупностей того же вида, продолжительное время занимающая определенное пространство и воссоздающая себя на протяжении большого числа поколений. Популяция — форма существования вида, единица эволюции. Популяция способна продолжительное время поддерживать свою численность благодаря размножению, обмениваться генетической информацией и эволюционировать. Популяция является основной естественной единицей существования, приспособления, воспроизведения и эволюции вида.
Формы приспособленности организмов к условиям среды Особенности размножения Многочисленное потомство Половое бесполое Скорость смены поколений Особенности поведения Угроза защита Морфо логические Защита Угрожающая окраска Забота о потомках мимикрия Добывание пищи Маскирующая форма тела Физио логические К разным средам К разным факторам Приспособленность видов всегда относительна и полезна в тех условиях среды, где происходил естественный отбор. Относительна , потому что среда изменяется, поэтому адаптации, выработанные в одних условиях существования, теряют свое значение в других.
Макроэволюция • это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т. д.
Способы осуществления макроэволюции • Основной способ —дивергенция • Еще один способ —параллелизм
• В эволюции может наблюдаться также конвергенция (конвергентное развитие) — процесс эволюционного развития двух или более неродственных групп в сходном направлении.
• При конвергентном развитии сходство между неродственными организмами бывает всегда только внешним (эволюционным изменениям в одном направлении подвергаются внешние признаки как результат приспособления к одинаковым условиям среды).
Микроэволюция явления и процессы, происходящие в пределах вида, в его элементарных эволюционных единицах — популяциях и приводящие к видообразованию.
НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ
Основные направления Биологический регресс Биологический прогресс
Направления эволюции • Биологический прогресс. - - Возрастание приспособленности организмов к окружающей среде. Увеличение численности вида. Расширение ареала. регресс. - Снижение уровня - приспособленности к условиям обитания. Уменьшение численности вида. Сокращение ареала.
БИОЛОГИЧЕСКИЙ РЕГРЕСС - снижение уровня приспособленности. Признаки: Уменьшение численности особей; Уменьшение площади ареала; Постепенное исчезновение вида.
ВИДЫ, ВЫМЕРШИЕ ИЗ-ЗА КЛИМАТИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЙ Шерстистый носорог Саблезубый тигр Мамонт
ВИДЫ, ИСТРЕБЛЕННЫЕ ЧЕЛОВЕКОМ Странствую щий голубь Дронт
БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС - - повышение уровня приспособленности. Признаки: Возрастание численности особей; Расширение ареала; Образование новых популяций, подвидов и видов.
Пути достижения биологического прогресса Ароморфоз Общая дегенерация Идиоадаптация
Пути биологического прогресса
Ароморфоз (по А. Н. Северцову) Возникновение в ходе эволюции признаков, которые существенно повышают уровень организации живых организмов.
АРОМОРФОЗ – крупное преобразование организмов, повышающее общий уровень организации. Примеры: Образование клетки; Появление многоклеточности; Возникновение цветка; Появление фотосинтеза; Появление легких; Появление теплокровности и др.
Ароморфозы Архейской эры
Крупные Ароморфозы
Ароморфозы в растительном мире
Основные ароморфозы в эволюции растений В конце силура возникают Высшие (наземные) растения. Они произошли от организмов, близких к современным Харовым водорослям, благодаря возникновению крупнейшего ароморфоза – дифференцированных тканей.
Основные ароморфозы в эволюции растений Наиболее примитивные наземные растения представлены Мхами у которых ткани слабо дифференцированы, побеги имеют примитивное строение, корень отсутствует. В дальнейшем появляются все остальные типы тканей, происходит дифференцировка тела растений на корень и побег.
Основные ароморфозы в эволюции растений В течение девона формируются современные группы Сосудистых споровых растений (Плауны, Хвощи, Папоротники). Однако у споровых растений отсутствует семя. Для оплодотворения необходима капельножидкая вода, что ограничивает распространение споровых растений.
В начале мезозоя появляются первые Голосеменные растения, которые характеризуются рядом ароморфозов: • Появление семязачатков ; в семязачатке развивается женский гаметофит • Появление пыльцевых зерен; пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку, образуя мужской гаметофит. В результате для оплодотворения капельножидкая вода не нужна.
Первые Покрытосеменные (Цветковые) растения появляются в юрском периоде.
Покрытосеменные характеризуются следующими ароморфозами: 1. Всегда имеется пестик – замкнутый плодолистик с семязачатками. 2. В большинстве случаев имеются «приманки» для насекомых – нектар и околоцветник. Это сделало возможным переход к энтомофилии (опылению насекомыми). . 3. Имеется зародышевый мешок, структура которого обеспечивает двойное оплодотворение. В настоящее время Покрытосеменные находятся в состоянии биологического прогресса.
Основные ароморфозы в эволюции животного мира
Масштабы ароморфозов Крупнейшие ароморфозы (появление новых таксонов высшего ранга). Примеры: появление зародышевых листков у животных и дифференцированных тканей у растений. Крупные и частные ароморфозы приводят к образованию таксонов на уровне типов, отделов, классов. Примеры крупных ароморфозов: появление осевого скелета – хорды, появление конечностей членистоногих и пятипалой конечности у позвоночных. Примеры частных ароморфозов: полное разделение кругов кровообращения у птиц и млекопитающих.
Признаки становятся ароморфозными только в определенном сочетании с другими признаками (например, четырехкамерное сердце у крокодилов не является ароморфозом, поскольку при наличии двух дуг аорты артериальная и венозная кровь смешивается в спинной артерии).
правая дуга аорты левая дуга аорты У птиц и млекопитающих четырехкамерное сердце – это ароморфоз: благодаря сохранению лишь одной из дуг аорты происходит полное разделение кругов кровообращения
Позвоночные Членистоногие Семенные растения Высшие эукариоты Низшие эукариоты Вторичнополостные беспозвоночные Споровые наземные растения Бесполостные и первичнополостные беспозвоночные Многоклеточные водоросли Высшие грибы Низшие многоклеточные животные Одноклеточные водоросли Низшие грибы Одноклеточные животные Низшие эукариоты Прокариоты
Ароморфозы у животных 1) появление многоклеточных животных от одноклеточных, 2) дифференциация клеток и образование тканей; 3)формирование двусторонней симметрии тела 4)появление легочного дыхания 5) формирование скелета плавников с мышцами, позволивших животным не только плавать, но и ползать по дну, передвигаться по суше;
Ароморфозы у животных 6) усложнение кровеносной системы от двухкамерного сердца, одного круга кровообращения у рыб до четырехкамерного сердца, двух кругов кровообращения у птиц и млекопитающих. 7) Развитие нервной системы: больших полушарий и коры головного мозга у птиц, человека и других млекопитающих.
Эпиморфоз Последним крупнейшим ароморфозом является увеличение объема головного мозга у непосредственных предков человека. Данный ароморфоз называется эпиморфозом. Эпиморфоз – это такой ароморфоз, который позволяет организмам не подчиняться требованием среды обитания, а овладеть средой обитания, преобразовать эту среду в соответствии со своими потребностями
Заключение Таким образом, ароморфозы приводят к возможности захвата новых местообитаний, уменьшают зависимость организмов от условий местообитания, повышают структурнофункциональную организацию и интенсивность жизнедеятельности организмов.
ИДИОАДАПТАЦИЯ – частные приспособления организмов к конкретным условиям среды. (Общий уровень организации не изменяется. )
Идиоадаптация Это приспособления живого мира к окружающей среде, открывающие перед организмами возможность прогрессивного развития без принципиальной перестройки их биологической организации.
Разнообразие форм идиоадаптации у насекомоядных
Дегенерация - резкое упрощение организации, связанное с исчезновением целых систем органов и функций Существуют некоторые общие причины, которые во всех группах животного царства способны вызывать дегенерацию. Такое действие оказывает, например, паразитический образ жизни.
ОБЩАЯ ДЕГЕНЕРАЦИЯ – упрощение организмов в строении и функционировании. (Общий уровень организации понижается. ) Примеры: 4 Утрата паразитическими червями пищеварительной системы; 4 Переход от кислородного дыхания к бескислородному; 4 Утрата растениями-паразитами корней и листьев и др.
Общая дегенерация Саккулина – корнеголовый рак (паразит краба). Имеет вид мешка, набитого половыми продуктами, и обладающая как бы корневой системой, пронизывающей тело хозяина. а) – саккулина, прикреплённая к нижней стороне краба; б) – её корневидные отростки внутри тела краба.
Пример дегенерации паразитов С особенною силою дегенерация наблюдается у паразитов внутренностных, живущих в глубине органов или тканей другого животного и устраненных от всякого непосредственного влияния внешней среды. В некоторых случаях дегенерация строения доходит до потери пищеварительного канала (ленточные глисты) Аскариды.
Дегенеративные изменения организмов Ракообразные-паразиты изоподы Антарктики Ракообразные паразиты рыб. Другое распространенное явление, влекущее за собой дегенеративные изменения организма, — это сидячий, прикреплённый образ жизни.
Примеры дегенерации Крот Протей европейский Нередко дегенерации подвергаются лишь отдельные органы. Жизнь в постоянной темноте сопровождается дегенерацией глаз у самых различных животных: подземные животные (крот), пещерные (протей), глубоководные.
Общая дегенерация Трубчатые черви. Волосатик – паразит насекомых Мшанка ползучая
Главные направления эволюции органического мира • Эволюция идет по двум направлениям: биологический регресс (ведет к вымиранию вида) и биологический прогресс. Биологический прогресс протекает тремя путями: • Ароморфоз - возникновение в ходе эволюции признаков, которые существенно повышают уровень организации живых организмов. Пример: Выход организмов из воды на сушу, живорождение, поддержание постоянства температуры тела у млекопитающих. • Идиоадаптация - это приспособления живого мира к окружающей среде. Пример: Покровительственная окраска у животных. • Дегенерация – это резкое упрощение организации, связанное с исчезновением целых систем органов и функций. Пример: подземные животные (крот), пещерные (протей), глубоководные организмы.
Воздействие человека на природу
Влияние антропогенного фактора
Глобальные экологические проблемы • Климатические изменения. • Нарушение озонового слоя. • Загрязнение атмосферы и гидросферы. • Уничтожение лесов. • Изменение состояния почв. • Опустынивание. • Потеря биоразнообразия и др.
Объясните термины • • • Биологический прогресс, Биологический регресс, Ароморфоз, Идиоадаптация, Дегенерация.
Найдите соотношения понятий и рисунков А) Д) В) Б) Г) Е)
Характеристика биологического прогресса и биологического регресса Признаки Численность вида Количество популяций Соотношение рождаемости и смертности в популяциях. Ареал вида. Состояние надвидовых таксонов. Биологический прогресс Биологический регресс