Przykłady głównych praw ewolucji. Wzorce i reguły ewolucji

Chikina Natalia Aleksandrowna

Gimnazjum MBOU nr 1 miasta Lipieck

Biologia

Temat lekcji: Podstawowe prawa ewolucji. Makroewolucja.

Cele:

Edukacyjny. Utrwalenie wiedzy o podstawowych prawach ewolucji. Przećwicz podstawowe pojęcia z tematu.

Edukacyjny. Kontynuuj kształtowanie umiejętności analizowania informacji i rozpoznawania aromorfoz, idioadaptacji i degeneracji oraz wyciągania wniosków z wykonanej pracy.
Edukacyjny: zaszczepić umiejętności zainteresowanego uczenia się.

Rodzaj lekcji: lekcja rozwijania wiedzy

Sprzęt: zielnik, tablice, rysunki, teksty, testy.

Podczas zajęć

Aktualizacja wiedzy.

Opracowanie sformułowania podstawowych pojęć:

(praca na karcie pracy, załącznik 1, slajdy prezentacji 2-10)

Makroewolucja.

postęp biologiczny

regres biologiczny

aromorfoza

Idioadaptacja

Zwyrodnienie

Rozbieżność

Konwergencja

Równoległość

Organy homologiczne

Podobne ciała

Praca na lekcji

1. Czołowa praca uczniów z tekstem.

Główną cechą grupy okrytonasiennych jest obecność kwiatów i owoców. Zalążek roślin kwitnących jest chroniony przed niekorzystnymi skutkami przez jajnik. Tworzenie owoców zapewniało pomyślne kiełkowanie nasion w niesprzyjających warunkach. Struktura narządów u roślin kwitnących osiąga największą złożoność, a tkanki charakteryzują się wysokim stopniem specjalizacji.

Koniczyna ma małe kwiaty zebrane z większości kwiatostanu - główki. Charakterystyczną cechą kaktusa jest mięsista łodyga i kolczaste liście.

Ptaki mają czterokomorowe serce, okrywę z piór, są stałocieplne. W jajach ptaków zwiększyła się podaż składników odżywczych.

Duży pstrokaty dzięcioł to bardzo pstrokaty ptak. Jego dominujący kolor składa się z połączenia odcieni czerni i bieli. Ogon dzięcioła dużego jest średniej długości, spiczasty i bardzo twardy, ponieważ służy głównie jako podpora, gdy ptak wspina się po pniu drzewa. Sokoły to ptaki drapieżne. Dorosłe ptaki wyróżniają się haczykowatym dziobem i wąskimi skrzydłami w kształcie klina, dzięki czemu potrafią zręcznie manewrować i rozwijać niezwykle dużą prędkość w locie nurkowym.

2. Praca z tablicą.

1. Wymień główne aromorfozy roślin (wykorzystując okazy zielnikowe, slajdy 11-12)

2. Wymień główne aromorfozy kręgowców (slajdy 13-14).

3. Praca czołowa z testami. Opracowanie zadań z części A.

1. Redukcja liczebności i zasięgu tygrysa Ussuri w epoce nowożytnej – przykład
A) postęp biologiczny B) regres biologiczny
C) idioadaptacja D) aromorfoza

2. Wygląd czterokomorowego serca, stałocieplność i rozwinięta kora mózgowa u starożytnych ssaków – przykład
A) idioadaptacja B) aromorfoza
C) postęp biologiczny D) regres biologiczny

3. Która cecha NIE jest uważana za aromorfozę u ssaków
A) linia włosów B) czterokomorowe serce
C) membrana D) skrócony ogon

4. Podaj przykład aromorfozy
A) spłaszczenie ciała u ryb dennych
B) pojawienie się ochronnego ubarwienia u szczupaka
C) redukcja jelit u tasiemca wieprzowego
D) pojawienie się wielokomórkowości

5. Przyrost liczebności wron szarych w osadach – przykład
A) aromorfoza B) degeneracja
C) regres biologiczny D) postęp biologiczny

7. Pojawienie się u płazów w procesie ewolucji trójkomorowego serca, dwóch kręgów krążenia – przykład rozwoju świata organicznego po drodze
A) aromorfoza B) idioadaptacja
C) degeneracja D) postęp biologiczny

8. Uwzględniono wynik idioadaptacji u ptaków
A) pojawienie się okrywy z piór
B) pojawienie się czterokomorowego serca
C) różnorodne kształty dziobów
D) tworzenie wysoko rozwiniętego układu nerwowego

10. Wskaźnik postępu biologicznego gatunku
A) symbioza B) wzajemna pomoc
C) konkurencja D) wysokie liczby

11. Wskaż NIEPRAWIDŁOWE stwierdzenie: „„Aromorfoza prowadzi do””
A) ogólny rozwój organizacji
B) zwiększyć intensywność życia
C) tworzenie urządzeń o szerokim znaczeniu
D) tworzenie urządzeń prywatnych

12. Degeneracja jest
A) zmiany ewolucyjne prowadzące do uproszczenia organizacji
B) przypadki manifestacji oznak przodków u poszczególnych osób
C) główne zmiany ewolucyjne prowadzące do ogólnego wzrostu organizacji
D) małe zmiany ewolucyjne, które zapewniają zdolność adaptacji do środowiska

13. Który z poniższych wskaźników nie charakteryzuje postępu biologicznego?
A) różnorodność ekologiczna B) opieka nad potomstwem
C) szeroki zasięg D) duża obfitość

15. Jaka systematyczna grupa zwierząt powstaje w wyniku dużych aromorfoz?
A) gatunek B) klasa C) rodzina D) rodzaj

Opracowanie pytań z części B.

P 1. Które z poniższych przykładów są klasyfikowane jako aromorfozy?

1) tworzenie się gryzącego aparatu gębowego w chrabąszczu

2) pojawienie się tchawicy u stawonogów

3) pojawienie się trzeciego listka zarodkowego u robaków

4) fałdowanie kory mózgowej ssaków

5) rozwój kłów u ssaków mięsożernych

6) redukcja do dwóch palców u strusi

B 3. Określ objawy ogólnych zwyrodnień u zwierząt..

1) ogólny rozwój organizacji

2) spadek intensywności czynności życiowych

3) obniżenie poziomu organizacji

5) urządzeń o charakterze prywatnym

6) uproszczenie układu nerwowego z powodu siedzącego trybu życia

B 4. Połącz kierunek ewolucji i jej charakterystykę z kierunkiem postępu biologicznego i przykładem

Kierunek

A. obecność drążących kończyn u kreta

1. Aromorfoza

2. Idioadaptacja

B. uformowanie się trąby słonia

3. Degeneracja

D. utrata narządów trawiennych u tasiemców

D. redukcja narządów czuciowych u tasiemca bydlęcego

E. żywienie młodych mlekiem u ssaków

B 5. Dopasuj kierunek ewolucji i jej charakterystykę.

Charakterystyka

Kierunek ewolucji

A. zwiększenie różnorodności biologicznej

1. postęp biologiczny

B. zawężenie zasięgu gatunków

2. regres biologiczny

B. zmniejszenie liczebności osobników gatunku

D. poprawa kondycji

D. wymieranie gatunków

B 6. Ustal kolejność pojawiania się zwierząt w procesie rozwoju historycznego.

A) płazińce

B) zwierzęta jednokomórkowe

B) koelenteraty
D) pierścienice

D) kolonialne organizmy jednokomórkowe

E) stawonogi

W 7.Ustal kolejność pojawiania się grup akordów w procesie ewolucji.

ryby płetwiaste B) gady

stegocefalianie

D) akordy inne niż czaszkowe

D) ptaki i ssaki

O 8. Ustal kolejność aromorfoz w ewolucji roślin, która doprowadziła do powstania bardziej zorganizowanych form.

A) różnicowanie komórek i wygląd tkanek

B) pojawienie się nasienia

B) powstanie kwiatu i owocu

D) pojawienie się fotosyntezy

D) tworzenie systemu korzeniowego i liści

Opracowanie pytań z części C.

C1. Jakie aromorfozy umożliwiły ptakom szerokie rozprzestrzenienie się w środowisku gruntowo-powietrznym? Podaj co najmniej trzy przykłady.

Odpowiedź:

1) cechy budowy i funkcje związane z lotem: puste kości, przekształcenie kończyn przednich w skrzydła, szybkie trawienie pokarmu itp .;

2) cechy zapewniające wysoki poziom metabolizmu i stałocieplności: 4-komorowe serce, specjalna budowa narządów oddechowych, spożywanie dużej ilości pokarmu itp.;

3) rozwój ośrodkowego układu nerwowego, złożone zachowanie (loty, opieka nad potomstwem itp.).

C2. Co charakteryzuje postęp biologiczny u roślin kwitnących? Wymień co najmniej 3 cechy.

Odpowiedź:

1) duża różnorodność populacji i gatunków; 2) szerokie osadnictwo na kuli ziemskiej; 3) przystosowanie do życia w różnych warunkach środowiskowych.

C3. Jakie aromorfozy zapewniały stałocieplność u ssaków? Podaj co najmniej 3 cechy aromatyczne.

Odpowiedź: 1)4-komorowe serce; 2) płuca pęcherzykowe; 3) Linia włosów.

C4. Dlaczego wysoka płodność osobników może prowadzić do biologicznego postępu gatunku? Podaj co najmniej trzy powody.

Odpowiedź: 1) zwiększa liczebność gatunku; 2) sprzyja rozprzestrzenianiu się gatunku na dużych obszarach; 3) prowadzi do powstawania zróżnicowanych populacji.

Sprawdzenie wiedzy. próba kontrolna

Część A. Wybierz jedną poprawną odpowiedź. Zapisz wybraną liczbę na karcie odpowiedzi

A1. Rozwój skrzydeł u ptaków, który zapewnił im możliwość latania, charakteryzuje się:

1) konwergencja 3) idioadaptacja

2) aromorfoza 4) degeneracja

1) pojawienie się zarodników 3) powstawanie płodu

2) tworzenie nasion 4) modyfikacja liści

1) aromorfoza 3) regresja biologiczna

2) idioadaptacja 4) postęp biologiczny

A4. Które z organizmów znajdują się w stanie regresji biologicznej:

1) białe żurawie 3) bakterie gronkowca

2) przywry wątrobowe 4) muchy domowe

1) utrata sierści przez słonie

2) pojawienie się jaj u gadów i ich późniejszy rozwój na lądzie

3) wydłużenie kończyn konia

4) pojawienie się pawiego ogona

A6 Przykład idioadaptacji:

A7. Przykład ogólnej degeneracji:

1) zamienianie liści kaktusa w ciernie

2) utrata narządów krążenia u płazińców

3) występowanie stałocieplności

4) wygląd szczęk u ryb

A8 Przykładem jest spadek liczebności i zasięgu występowania tygrysa Ussuri:

1) regres biologiczny

2) degeneracja

3) postęp biologiczny

4) aromorfoza

A9. Która z wymienionych aromorfoz powstała w procesie ewolucji świata organicznego później niż pozostałe:

1) kręgosłup 3) 2 kręgi krążenia krwi

2) stałocieplność 4) proces rozmnażania płciowego

A10 Płaski kształt ciała flądry jest przykładem:

1) aromorfoza 3) ogólna degeneracja

2) idioadaptacja 4) postęp biologiczny

O11 Przykładem degeneracji jest brak:

1) drżące korzenie 3) kończyny węża

2) zęby u ptaków 4) skrzela u dorosłych żab

Część B.

W zadaniach B1-B3 wybierz trzy poprawne odpowiedzi z sześciu. Wpisz wybrane cyfry na arkuszu odpowiedzi bez spacji i innych symboli.

B1 Aromorfozy obejmują:

1) powstawanie bulw w ziemniakach

3) pojawienie się u delfina opływowego kształtu ciała

4) wygląd tkanek i narządów u roślin

5) pojawienie się kwiatu u roślin okrytonasiennych

6) powstawanie przyczep u płodu serii

O 2. Które z poniższych przykładów to idioadaptacje?

1) rozwój tkanek edukacyjnych roślin

2) obecność urządzeń pułapkowych u roślin owadożernych

4) pojawienie się endospermy triploidalnej u roślin okrytonasiennych

5) drobny, suchy pyłek roślin wiatropylnych

6) gruczołowe włosy na pachnących liściach geranium

Pytanie 3. Który z poniższych przykładów ilustruje ogólną degenerację:

1) brak płuc u ryb

2) brak wzroku u zwierząt żyjących pod ziemią

4) brak ogona u żaby

5) przekształcenie korzeni rośliny płowej w odrosty

6) utrata jelita przez tasiemce

Macierz odpowiedzi.

aromorfozy

Idioadaptacja

Zwyrodnienie

Postęp i regres w ewolucji

Praca domowa.

Powtórz temat z podręcznika i notatki w zeszycie.

Odpowiedz na pytanie.

Dlaczego nie tylko aromorfoza, ale idioadaptacja i degeneracja mogą prowadzić do postępu biologicznego? Podaj co najmniej trzy dowody.

Podstawowe prawa ewolucji

Ewolucja przebiega nierównomiernie, tj. z różnymi prędkościami w różnych okresach historii Ziemi, ale ma tendencję do przyspieszania.

Np. pierwsze żywe istoty pojawiły się ok. 3,8 mld lat temu, wielokomórkowce – 1,3 mld lat temu, ssaki i ptaki – 200 mln lat temu, naczelne – 60 – 65 mln lat temu, rodzaj Człowiek – ok. 4 mln lat temu, Homo sapiens - około 80 tysięcy lat temu.

Ewolucja różnych grup przebiega w różnym tempie. Zwyczajowo szacuje się tempo specjacji w liczbie pokoleń. Tak więc szybkie tworzenie się nowych gatunków, związane z dużymi rearanżacjami chromosomów, trwa do kilkudziesięciu tysięcy pokoleń. Powolna akumulacja adaptacji daje nowy gatunek po kilkuset tysiącach pokoleń.

Ewolucja nie zawsze przechodzi od prostych do złożonych, jest też kierunek, któremu towarzyszy uproszczenie konstrukcji. Przykładem takiej ścieżki jest ogólna degeneracja.

Niska mobilność i bierny sposób żerowania małży doprowadziły do ​​zaniku głowy.

Ewolucja to proces nieodwracalny(zasada nieodwracalności ewolucji), dlatego organizmy nie mogą powrócić do poprzedniego stanu.

Ichtiozaury, które powróciły do ​​wody, nie stały się rybami, ale zachowały cechy strukturalne gadów.

U niektórych organizmów, w tym człowieka, w ontogenezie, w wyniku zaburzenia rozwojowego, możliwe jest pojawienie się pewnych cech, które istniały u przodków, ale zostały utracone w procesie ewolucji. Te znaki to tzw atawizmy .

Atawizm(łac. atawus- odległy przodek) - pojawienie się w organizmach znaków, które były nieobecne u ich bezpośrednich przodków, ale istniały u bardzo odległych przodków. Przykładem atawizmu jest rozwój wyrostka ogonowego u ludzi; pojawienie się u konia dwóch dodatkowych palców po bokach rozwiniętego trzeciego palca.

W procesie rozwoju osobnika cechy organizacji przodków powtarzają się w pewnym stopniu, ale zakłócenia w prawidłowym rozwoju mogą prowadzić do tego, że w organizmie dorosłym pojawiają się oznaki przodków, które pojawiają się w zarodku i zwykle zanikają w toku dalszego rozwoju, pozostają na całe życie.

Przykładem takiego atawizmu jest pojawienie się u człowieka przetoki szyjnej, przypominającej szczelinę skrzelową przodków ssaków – ryb i płazów. Obejmuje to również polimastię u ludzi (powstawanie większej niż normalnie liczby par gruczołów sutkowych), konie trójpalczaste itp.

Atawizmy obejmują również pojawienie się śladów odległych przodków podczas regeneracji narządów. W tym przypadku te ostatnie są odtwarzane z cechami charakterystycznymi dla form bardziej antycznych. Na przykład podczas regeneracji ogona u jaszczurek słoje jego łusek tworzą się czasem w bardziej prymitywnej formie.

Reguła progresywnej specjalizacji- jest to zjawisko, w wyniku którego jakakolwiek grupa organizmów żywych, ewoluując na ścieżce przystosowania się do określonych warunków, będzie nadal podążać drogą pogłębiania się specjalizacji.

Podstawa genetyczna tej reguły polega na tym, że w procesie doboru naturalnego w warunkach danej strefy adaptacyjnej te geny, które jej nie odpowiadają, są eliminowane z populacji.

Przykładem jest adaptacja gibonów do nadrzewnego trybu życia. Brakuje im chwytającego ogona, który można znaleźć u innych małp drzewiastych, więc poruszają się, skacząc z gałęzi na gałąź za pomocą wydłużonych przednich kończyn. Ich kciuk jest znacznie zmniejszony, a ręka praktycznie nie jest w stanie manipulować małymi przedmiotami. Podczas poruszania się po ziemi ręce gibonów nie są już zaangażowane w poruszanie się.

Przykładem postępującej specjalizacji jest przemiana morfologiczna kończyn w gałęzi ewolucyjnej koni.

W przejściu do życia na otwartych przestrzeniach z gęstą glebą liczba palców u przodków konia stopniowo malała, aż pozostał tylko jeden. Ta cecha budowy nie pozwala współczesnym koniom na zasiedlanie innych biotopów.

Zasada integracji- połączenie poszczególnych struktur w całościowy organizm. Integracja to celowe powiązanie i koordynacja działań różnych części integralnego żywego systemu. Przejawia się w łączeniu narządów w funkcjonalnie zunifikowane układy, które zapewniają jeden z aspektów życia organizmu.

Czterokomorowe serce ssaków jest przykładem zintegrowanej struktury: każdy z jego działów pełni określoną funkcję, która nie ma sensu w oderwaniu od funkcji innych działów.

Zasada różniczkowania to podział jednorodnej struktury na odrębne części, które nabierają określonej struktury. Tym samym komplikacja konstrukcji zawsze wiąże się z komplikacją funkcji i specjalizacją poszczególnych części.

Przykładem zróżnicowania filogenetycznego jest ewolucja układu krążenia w typie strunowym.

Zasady(łac. rudyment- zarodek, podstawowa zasada), lub narządy szczątkowe- stosunkowo uproszczone, słabo rozwinięte struktury, które w procesie filogenezy utraciły swoje główne znaczenie w organizmie.Podstawy są kładzione podczas rozwoju embrionalnego, ale nie rozwijają się w pełni.

Przykładami podstaw są: kość strzałkowa ptaków, oczy niektórych zwierząt jaskiniowych i ryjących, pozostałości włosów i kości miednicy wielu waleni.

U ludzi podstawy obejmują kręgi ogonowe, linię włosów na ciele, mięśnie ucha i wyrostek robaczkowy. W przeciwieństwie do atawizmów, podstawy występują u wszystkich osobników tego gatunku.

Zatem, ewolucja biologiczna (łac. ewolucja- „wdrożenie”) to proces ciągłych i kierowanych przez dobór naturalny zmian form organizmów na Ziemi, zapewniających ich przystosowanie do warunków środowiskowych. Taka adaptacyjność jest osiągana poprzez wybieranie spośród wielu losowych zmian tych, które ułatwiają organizmom przetrwanie w określonych warunkach środowiskowych.

Wzorce ewolucji

Nazwy wzorów	Semantyczne znaczenie wzorców	Przyczyny i wyjaśnienia wzorców
nieodwracalny charakter (L Dollo 1893)	Powrót do oryginału warunek jest niemożliwy	Populacja ewoluuje, selekcjonowane są całe kompleksy genów
Postępujące wyrafinowanie form życia	Ogólny kierunek ewolucji	Dywergencja i wymieranie wielu gałęzi przy zachowaniu jednej, dając początek nowej grupie
Ewolucja to niezaprogramowany proces	Brak skupienia	Kierunek, prędkość i skok podany jest rozwój przyrody i przeprowadzane przez dobór naturalny.
Nierówna ewolucja	Różne tempo ewolucji różnych grup organizmów	Zachowuje wybór stabilizujący „żywe skamieniałości”, jadąc – tworzy nowe adaptacje w populacjach i gatunkach
Przyspieszenie tempa ewolucji	Każda następna epoka w rozwoju Ziemi jest krótsza od poprzedniej.	Od prokariontów do pierwszych wielokomórkowców - 2,5 miliarda lat. Pierwsze organizmy lądowe - 400 milionów lat. Rozwój ssaków i ptaków - od 100 milionów lat. Rozwój Homo sapiens - 60 tysięcy lat.

Syntetyczna teoria ewolucji. w rozwoju syntetyczna teoria ewolucji przyczyniło się wielu naukowców. Termin „ewolucja syntetyczna” pochodzi od tytułu książki angielskiego ewolucjonisty J. Huxleya „Evolution: A Modern Synthesis”, opublikowanej w 1942 roku.

Główne postanowienia syntetycznej teorii ewolucji

• Materiałem do ewolucji są zmiany dziedziczne - mutacje (z reguły geny) i ich kombinacje.
• Głównym motorem ewolucji jest dobór naturalny.
• Jednostką ewolucji jest populacja.
• Ewolucja ma w większości przypadków charakter rozbieżny, tzn. jeden takson może stać się przodkiem kilku taksonów potomnych.
• Ewolucja jest stopniowa i długotrwała. Specjacja jako etap procesu ewolucyjnego to sukcesywna zmiana jednej tymczasowej populacji przez sukcesję kolejnych tymczasowych populacji.
• Gatunek składa się z podgatunków i populacji.
• Gatunek istnieje jako holistyczna jednostka.
• Makroewolucja podąża ścieżką mikroewolucji. Ewolucja grup gatunków organizmów żywych charakteryzuje się tymi samymi przesłankami i siłami napędowymi, co mikroewolucja.
• Każdy takson jest zwykle pochodzenia monofiletycznego.
• Ewolucja ma charakter nieukierunkowany, to znaczy nie zmierza w kierunku żadnego ostatecznego celu.

Ewolucja jest historycznym procesem rozwoju przyrody żywej, który zależy od interakcji wielu czynników zewnętrznych i wewnętrznych z wiodącą rolą selekcji.

188. Wypełnij tabelę "Rodzaje zmian ewolucyjnych"

Rodzaje zmian ewolucyjnych	Charakterystyka	Przykłady
Równoległość	Rezultatem jest pojawienie się podobnych cech u pokrewnych organizmów.	walenie i płetwonogie niezależnie od siebie przeniosły się do życia w środowisku wodnym i nabyły płetwy. Podobieństwa w budowie jeżozwierzy afrykańskich i amerykańskich
Konwergencja	Dwa lub więcej niespokrewnionych gatunków staje się coraz bardziej do siebie podobnych. Jest to wynikiem przystosowania się do podobnych warunków środowiskowych.	Delfin, rekin i pingwin wyglądają podobnie; torbacz ulotka i latająca wiewiórka. Obecność skrzydeł u motyli i ptaków
Rozbieżność	Reprezentuje drzewo ewolucyjne z rozbieżnymi gałęziami. Wspólny przodek dał początek dwóm lub więcej formom, które z kolei stały się przodkami wielu gatunków i rodzajów. Dywergencja - rozbieżna ewolucja - prawie zawsze odzwierciedla ekspansję adaptacji do nowych warunków życia	Klasa ssaków podzieliła się na rzędy, których przedstawiciele różnią się budową, cechami ekologicznymi, charakterem adaptacji fizjologicznych i behawioralnych (owadożercy, drapieżniki, walenie)

189. Spójrz na ilustrację w podręczniku, która ilustruje przykład ewolucji zbieżnej. Zaproponuj powody, dla których akordy należące do różnych klas mają podobną budowę morfologiczną

Niespokrewnione gatunki (na rysunku) stawały się coraz bardziej do siebie podobne w toku ewolucji. Jest to wynikiem adaptacji do podobnych warunków środowiskowych – duże zwierzęta wodne przystosowały się do szybkiego pływania

190. Wypełnij tabelę "Kierunki ewolucji"

191. Poniżej wymieniono ewolucyjne zmiany w budowie i życiu organizmów:

A) proces fotosyntezy

B) pojawienie się akordów

C) pojawienie się wielokomórkowości

D) pojawienie się kwiatu

E) pojawienie się grubego podszerstka u ssaków zimą

E) zmiana umaszczenia zająca w okresie zimowym

H) utrata przewodu pokarmowego przez tasiemce

I) utrata koloru u niektórych gatunków krewetek

K) modyfikacja liści kaktusa

Wpisz litery, które wskazują wymienione zmiany, zgodnie z ich przynależnością do głównych kierunków ewolucji

Aromorfozy: A, B, C, D

Idioadaptacje: D, E, K

Degeneracje: F, G, I

>> Podstawowe wzorce ewolucji

Podstawowe prawa ewolucji.

1. Czym jest ewolucja?
2. Jakie fakty potwierdzają doktrynę ewolucyjną?

Konstruując serie filogenetyczne, biolodzy ewolucyjni, oprócz danych paleontologicznych, szeroko wykorzystują metodę porównawczą, za pomocą której ustalają podobieństwa w budowie organizmów, ich reakcjach biochemicznych, cechach reprodukcyjnych lub innych właściwościach, które można wykorzystać do oceny ścieżek rozwojowych grupy od wspólnego przodka.

Treść lekcji Zarys lekcji i ramka pomocnicza Prezentacja lekcji Metody akceleracyjne i technologie interaktywne Ćwiczenia zamknięte (tylko do użytku nauczyciela) Ocena Ćwiczyć zadania i ćwiczenia, warsztaty samokontroli, laboratorium, przypadki stopień skomplikowania zadań: normalny, wysoki, olimpiada praca domowa Ilustracje ilustracje: wideoklipy, audio, zdjęcia, grafiki, tabele, komiksy, eseje multimedialne żetony do łóżeczek dociekliwych humor, przypowieści, dowcipy, powiedzonka, krzyżówki, cytaty Dodatki niezależne testy zewnętrzne (VNT) podręczniki główne i dodatkowe święta tematyczne, hasła artykuły słowniczek cech narodowych inne terminy Tylko dla nauczycieli

Morfofunkcjonalne cechy organizacji organizmów żywych determinowane są przez dwa czynniki: potrzeby fizjologiczne oraz specyficzne warunki środowiskowe. Przy całej różnorodności poszczególnych cech budowy i przystosowania organizmów do środowiska zewnętrznego można wyróżnić pewne ogólne wzorce procesu ewolucyjnego.

Dane taksonomii, paleontologii, anatomii porównawczej i innych dyscyplin biologicznych pozwalają z dużą dokładnością odtworzyć przebieg procesu ewolucyjnego na poziomie ponadgatunkowym. Wśród form ewolucji grup organizmów żywych można wyróżnić: dywergencję, konwergencję i równoległość.

Rozbieżność. Pojawianie się nowych form zawsze wiąże się z adaptacją do lokalnych warunków geograficznych i ekologicznych bytowania. Tak więc klasa ssaków składa się z wielu rzędów, których przedstawiciele różnią się między sobą rodzajem spożywanego pokarmu, cechami siedlisk, tj. warunki życia (owadożerne, nietoperze, mięsożerne, parzystokopytne, walenie itp.). Każdy z tych rzędów obejmuje podrzędy i rodziny, które z kolei charakteryzują się nie tylko specyficznymi cechami morfologicznymi, ale także ekologicznymi (formy: biegająca, galopująca, wspinająca się, ryjąca, pływająca). W obrębie każdej rodziny gatunki i rodzaje różnią się trybem życia, produktami żywnościowymi i tak dalej. Jak zauważył Darwin, cały proces ewolucyjny opiera się na dywergencji. Nie tylko gatunki mogą się różnić, ale także rodzaje, rodziny i rzędy. Rozbieżność dowolnej skali jest wynikiem doboru naturalnego w postaci doboru grupowego (gatunki, rodzaje, rodziny itp. zostają zachowane lub wyeliminowane). Selekcja grupowa opiera się również na selekcji indywidualnej w obrębie populacji. Wymieranie gatunku następuje w wyniku śmierci pojedynczych osobników.

Osobliwość cech morfologicznych organizmów nabytych w procesie dywergencji ma pewną wspólną podstawę w postaci puli genów pokrewnych form. Kończyny wszystkich ssaków, chociaż różnią się od siebie, mają jeden plan strukturalny i reprezentują pięciopalczastą kończynę. Dlatego narządy, które odpowiadają sobie strukturą i mają wspólne pochodzenie, niezależnie od pełnionej funkcji, nazywane są homologicznymi (ryc. 20.5). Przykładami organów homologicznych w roślinach są wąsy grochu, igły berberysu, kolce kaktusa - wszystkie z nich to zmodyfikowane liście. Kłącze konwalii, bulwy ziemniaka, cebula (pędy podziemne) są również homologiczne.

Ryż. 20,5. Narządy homologiczne: kończyny różnych grup kręgowców

W tych samych warunkach bytowania zwierzęta należące do różnych grup systematycznych mogą uzyskać podobną budowę. Takie podobieństwo budowy wynika z podobieństwa funkcji i ogranicza się tylko do narządów bezpośrednio związanych z tymi samymi czynnikami środowiskowymi. U kręgowców zbieżne podobieństwa występują w kończynach gadów i ssaków morskich. Ten sam tryb życia ssaków torbaczy i łożyskowców doprowadził je niezależnie od siebie do podobieństwa wielu cech strukturalnych. Kret europejski i kret torbacz, torbacz ulotka i latająca wiewiórka są podobne. Wilk torbacz przypomina prawdziwego drapieżnika. U kręgowców zbieżne podobieństwa występują w kończynach i kształcie ciała gadów i ssaków (ryc. 20.6). Jednak organizacja historyczna jako całość nigdy się nie zbiega. Zbieżność znaków dotyczy głównie tylko tych narządów, które są bezpośrednio związane z podobnymi warunkami środowiskowymi.

Ryż. 20.6. Konwergencja: podobieństwa kształtu ciała i kończyn u szybko pływających zwierząt: rekinów (A), ichtiozaur (B) i delfiny (V, D)

Konwergencję obserwuje się również w grupach zwierząt, które są systematycznie daleko od siebie. Organizmy przenoszone drogą powietrzną mają skrzydła i inne przystosowania do lotu. Ale skrzydła ptaka i nietoperza to zmodyfikowane kończyny, a skrzydła motyli to wyrostki ze ściany ciała (ryc. 20.7).

Nazywa się narządy, które pełnią podobne funkcje, ale mają zasadniczo inną budowę i pochodzenie podobny. Podobne są skrzela raka i ryb, ryjące kończyny kreta i niedźwiedzia.

Przykłady powstawania zbieżnych podobieństw w budowie narządów w tych samych warunkach środowiskowych podaje przystosowanie do życia na lądzie niespokrewnionych grup zwierząt – stawonogów i kręgowców. Podczas rozwoju lądu stawonogi i kręgowce rozwijają przystosowanie do zatrzymywania wody w organizmie - gęste pokrywy z wodoodporną warstwą zewnętrzną. Większość zwierząt wodnych charakteryzuje się wydalaniem produktów metabolizmu azotu w postaci amoniaku z dużą ilością wody. U zwierząt lądowych azot wydalany jest w postaci kwasu moczowego, co umożliwia maksymalne ograniczenie spożycia wody. Tak więc w procesie ewolucji fizjologiczne doskonalenie niespokrewnionych organizmów odbywa się w podobny sposób na podstawie struktur niehomologicznych.

Ryż. 20.7. Zbieżne podobieństwo: skrzydła nietoperza (L), ptaki (B) owad (W)

Równoległość. Równoległość jest formą zbieżnego rozwoju charakterystyczną dla bliskich genetycznie grup organizmów. Na przykład wśród ssaków walenie i płetwonogie niezależnie od siebie przeniosły się do życia w środowisku wodnym i nabyły podobne przystosowania do poruszania się w tym środowisku - płetwy. Niespokrewnione ssaki strefy tropikalnej, żyjące na różnych kontynentach w podobnych warunkach klimatycznych, mają znane ogólne podobieństwo (ryc. 20.8).

Ryż. 20.8. Zbieżne podobieństwo strukturalne u niespokrewnionych ssaków zamieszkujących lasy deszczowe Afryki (po lewej) i Ameryki Południowej (po prawej):

A - hipopotam karłowaty; B - jeleń afrykański; W - antylopa karłowata; G- szary dujker; D-łuskowiec; E- kapibara; I - Pakiet; 3 - agouti;

I - mazama; DO - gigantyczny pancernik