Основные типы эволюционных изменений. Основные пути биологической эволюции. Общие закономерности биологической эволюции Главные направления и закономерности эволюции

Учащиеся по выбору выполняют задания. Только задания «А» - на максимальную оценку «4», задания «А» и «В» - на максимальную оценку «5». III. ИЗУЧЕНИЕ НОВОЙ ТЕМЫ. Вступление. Объявление плана, целей и задач урока. 1. Формы эволюции групп живых организмов: дивергенция, конвергенция, параллелизм. (рассказ учителя) Несмотря на многообразие частных особенностей строения и приспособлений организмов к внешней среде можно выделить некоторые общие закономерности эволюционного процесса. Данные систематики, палеонтологии, сравнительной анатомии и других биологических дисциплин дают возможность с большой точностью восстановить ход эволюционного процесса на надвидовом уровне. Среди форм эволюции групп живых организмов можно выделить: дивергенцию, конвергенцию и параллелизм . 2. Форма группового отбора – дивергенция, особенности и условия ее проявления; единая основа дивергенции – генофонд родственных форм. Гомология, примеры ее проявления. Дивергенцией называется расхождение признаков у родственных организмов в процессе их эволюции, ведущее к возникновению новых систематических категорий. Этот термин и понятие дивергенции введены Ч. Дарвином. Появление новых форм всегда связано с приспособлением к местным географическим и экологическим условиям существования. Так, класс млекопитающих состоит из многочисленных отрядов, представители которых отличаются родом пищи, особенностями мест обитания, т.е. условиями существования (насекомоядные, рукокрылые, парнокопытные, китообразные и др.). Каждый из этих отрядов включает подотряды и семейства, которые в свою очередь характеризуются не только специфическими морфологическими признаками, но и экологическими особенностями (формы плавающие, лазающие, бегающие, роющие и др. Внутри любого семейства виды и роды различаются образом жизни, объектами питания и т.п. Как указывал Дарвин, в основе всего эволюционного процесса лежит дивергенция. Дивергировать могут не только виды, но и роды, семейства, отряды. Дивергенция любого масштаба есть результат действия естественного отбора в форме группового отбора (сохраняются или устраняются виды, роды, семейства и т.д.). Групповой отбор также основан на индивидуальном отборе внутри популяции. Вымирание вида происходит за счет гибели отдельных особей. Своеобразие морфологических особенностей организмов, приобретаемых в процессе дивергенции, имеет некоторую единую основу в виде генофонда родственных форм. Конечности всех млекопитающих хотя и отличаются друг от друга, но имеют единый план строения и представляют собой пятипалую конечность. Поэтому органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение независимо от выполняемой ими функции, называют гомологичными . Примерами гомологичных органов у растений являются усики у гороха, иглы барбариса, колючки кактуса – все это видоизмененные листья. Корневище ландыша, клубни картофеля, донце репчатого лука (подземные побеги) тоже гомологичны. 3. Конвергенция как проявление сходства признаков в строении органов, непосредственно связанных со сходными условиями среды обитания. (рассказ учителя с элементами беседы, демонстрация таблиц, запись учащимися в рабочую тетрадь новых терминов, определений) В одинаковых условиях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное строение. Появление в результате естественного отбора сходных анатомо –морфологических, физиологических и (или) поведенческих черт у относительно далеких по происхождению групп организмов называют конвергенцией . Примерами конвергенции являются плавники и обтекаемая форма тела у дельфинов (млекопитающие), акулы (рыбы) и ихтиозавра (ископаемое морское пресмыкающееся); крылья птицы, летучей мыши и бабочки. Органы, выполняющие сходные функции, но имеющие принципиально различное строение и происхождение, называют аналогичными . Аналогичны жабры рака и рыбы, роющие конечности крота и медведки. 4. Параллелизм – форма конвергентного развития генетически близких групп организмов . (рассказ учителя, демонстрация таблиц) Параллелизм представляет собой форму конвергентного развития, свойственного для генетически близких групп организмов. Например, среди млекопитающих китообразные и ластоногие независимо друг от друга перешли к обитанию в водной среде и приобрели сходные приспособления для передвижения в этой среде. 5. Правило необратимости эволюции, его проявление. (рассказ учителя) К общим правилам эволюции групп организмов относится правило ее необратимости.Так, если на каком – то этапе эволюции от примитивных амфибий возникли рептилии, то рептилии не могут дать вновь начало амфибиям. 6. Правило чередования направлений эволюции и их взаимосвязь. (рассказ учителя) В филогенезе – историческом развитии практически всех групп происходило регулярное чередование главных направлений эволюции: арогенеза и аллогенеза. Таким образом, эволюция представляет собой непрерывный процесс возникновения и развития новых адаптаций, протекающий в течение длительного времени – сотен и тысяч поколений. Одни из вновь возникающих адаптаций оказываются очень частными, и их значение не выходит за пределы узких условий. Другие дают возможность выхода группы в новую адаптивную зону и непременно ведут к быстрому эволюционному развитию групп в новом направлении, к более высокому уровню организации. IV. Закрепление изученного материала. (устные ответы на вопросы учителя) 1. Что мы сегодня изучали на уроке? - закономерности эволюционного процесса и правила эволюции. 2. С какими новыми терминами мы познакомились на уроке? - дивергенция, конвергенция, параллелизм, гомологичные и аналогичные органы. 3. Какие органы называют гомологичными, а какие аналогичными? - гомологичные органы имеют похожее строение и одинаковое происхождение, независимо от выполняемой функции, а аналогичные – выполняют сходную функцию, но имеют разное строение и происхождение. V. Запись домашнего задания, разъяснение. Читать стр. 423-428 учебника, устно ответить на вопросы на стр. 429.выполнить задания рубрики «Терминология» на стр.430-431 VI. Итог урока. Акцентирование внимания учащихся на достижении целей и задач урока. VII. Объявление оценок.

ВКО. г Семей. КГУ «Средняя общеобразовательная школа № 1 им. Н.Г. Чернышевского»

Коновалова С.Н. – учитель биологии высшей категории.

Тема: Общие закономерности биологической эволюции (9 класс)

Цель: Создать краткую характеристику эволюции и выявить общие закономерности биологической эволюции

Задачи (ожидаемые результаты):

На основе знаний об эволюционной зависимости макроэволюции (ароморфозов и идиоадаптаций) учащиеся углубят представление о результатах эволюции;

Учащиеся проанализируют явления дивергенции и конвергенции на макроэволюционном уровне;

Учащиеся сформулируют закономерности эволюционного процесса.

Фактические знания учащихся:

Биологическая эволюция;

Макроэволюция;

Микроэволюция.

Ход урока:

Побуждение – Мозговой штурм. 5 мин.

Давайте подумаем, какой смысл вы вкладываете и как понимаете такие термины, и к чему приводят процессы о которых пойдет речь, как: Эволюция, Прогресс, Регресс, Закономерность.

После обсуждения даем пояснение терминам:

1. Эволюция – (от лат. Evolution – развертывание)

2. Прогресс – (от лат. progressus – движение вперед)

3. Регресс – (от лат. Regressus – возвращение, движение назад)

4. Закономерность – правило

Как вы думаете, о чем сегодня пойдет речь на уроке? Как мы можем связать знания, полученные раннее, с новыми предложенными терминами?

Рассуждения учеников. Формулировка ими темы урока

Итак, тема нашего урока:

П. Актуализация. 3 мин.

Мы с вами выяснили, что биологический прогресс приводит и представляет собой результат успеха в борьбе за существование . Отсутствие какого-либо необходимого уровня приспособленности приводит к биологическому регрессу (упрощению).

-А давайте попробуем провести мини–исследование и выяснить:

Существуют ли какие-либо закономерности эволюционного процесса?

На ваш взгляд, какова же цель нашего урока и ожидаемые результаты:

Рассуждения учеников. Формулировка ими ожидаемых результатов и цели урока

Выявить общие закономерности биологической эволюции

Ш. Реализация. 10мин. (Работа в малых группах)

Для этого мы с вами в течение последних уроков составляли опорную схему биологической эволюции , с которой работали. Давайте, сравним их и по необходимости дополним и заполним полностью. Для этого, пользуясь учебником и дополнительной литературой, работая в малых группах, заполним сначала таблицу, а потом и пустые ячейки в схеме и обсудим все вместе.

Закономерность

Их характеристика

Примеры

1.Дивергенция – расхождение признаков в связи с приспособлениями к разным условиям.

При дивергенции одни и те же органы родственных организмов изменяются по-разному, но их происхождение остается общим. Такие органы называют гомологичными.

Внешнее строение конечностей тигра, суслика, крота, кита, лошади, летучей мыши, обезьяны значительно отличается, но внутреннее строение остается общим в связи с единым происхождением.

2. Конвергенция – независимоеразвитие сходных признакову разных организмов при их переходе к одинаковым условиям среды обитания.

Результатом конвергенции может являться сходство, как в строении целого тела, так и отдельных органов. Такие органы называют аналогичными.

Аналогичные органы: крылья бабочек и летучих мышей, роющие конечности крота и медведки (насекомое), плавники и обтекаемая форма тела у рыб и водных млекопитающих-китов, дельфинов.

Рефлексия 1 этапа работы – заполнение таблицы и проверка усвоения знаний. 10 мин.

– Давайте проверим правильность заполнения таблицы на доске. Вставим в предложенное определение ключевое, определяющее слово. Если правильно - затем разберем характеристику данного определения и посмотрим иллюстрации.

(Для слабых учеников возможно решение в парах, малых группах, для более сильных - самостоятельно)

Рефлексия 2 этапа работы – заполнение опорной схемы и проверка усвоения знаний. 3-5 мин.

Давайте вернемся к опорной схеме и заполним пустые ячейки в ней. Но для этого мы должны выяснить с вами, насколько правильно мы уяснили новые понятия. Для этого выполним тест:

(Для слабых учеников возможно решение в парах, малых группах, для более сильных - самостоятельно)

Это будут: Дивергенция → гомологичные органы

Разобрать примеры

Конвергенция → аналогичные органы.

(Для слабых учеников возможно решение в парах, малых группах, для более сильных - самостоятельно)

Итак,мы завершаем заполнение своей опорной схемы.

(Для слабых учеников возможно решение в парах, малых группах, для более сильных - самостоятельно)

Тесты.

Для лучшего усвоения и проверки того, насколько мы усвоили новый материал, проведем небольшое тестирование (Приложение 1).

(Сначала самостоятельное решение, затем обсуждение в парах, малых группах и обсуждение с классом)

Заполняют лист само и взаимооценивания. 1 балл – 1 правильный ответ (Приложение 2).

№ вопроса

Самостоятельно

ИТОГО:

Дифференцированный подход:

(При наличии времени, можно обменяться вариантами. Для более сильных учеников, возможно решение двух вариантов)

Вариант 1.

а) корень и корневище;

б) лист и чашелистики;

в) корень и стебель;

Конвергенцией называется:

а) аналогией;

б) гомологией;

в) регрессом;

Общие закономерности биологической эволюции.

Вариант 2.

Гомологичными органами являются:

а) глаз человека и глаз паука;

б) крыло бабочки и крыло летучей мыши;

в) чешуя рептилии и перья птиц;

Разнообразие приспособлений объясняется:

а) только влиянием условий среды на организм;

б) взаимодействием генотипа и условий среды;

только особенностями генотипа;

Конвергенцией называется:

а) расхождение признаков в процессе эволюции;

б) схождение признаков в процессе эволюции;

в) образование изолированной группы внутри популяции;

Аналогичными органами у растений являются:

а) корень и корневище;

б) лист и чашелистики;

в) корень и стебель;

Сходство признаков, возникающих в результате конвергенции, называется:

а) аналогией;

б) гомологией;

в) регрессом;

IV . Рефлексия 10-15 мин.

А теперь, давайте, все-таки вернемся к моему вопросу:

- Существуют ли какие – либо закономерности (правила) биологической эволюции?

Для этого необходимо ответить на вопросы:

(Параллельно по стратегии Fichbone («Скелет рыбы») из технологии Критического мышления через чтение и письмо (РКМЧП). На верхней «косточке» записывается формулировка проблемы, а на нижней – факты). Голова - записывается проблема, т.е. цель урока – закономерности биологической эволюции, хвост – решение проблемы-выводы. Желательно все делать на цветной бумаге.

Может ли вид, или другая любая систематическая группа вернуться к прежнему состоянию? ( Необратимость эволюции)

Например, пресмыкающиеся, возникшие от примитивных земноводных, как бы ни шла их эволюция, не могут дать начало земноводным.

(Рассуждения учеников)

Может ли группа, каких-либо организмов, вставшая на путь приспособления к каким-либо условиям существования начать развиваться по другому пути? (Прогрессирующая специализация )

Например, если какая-то группа животных приобрела приспособления к полету, то на последующих этапах ее развития эти приспособления будут усиливаться. Например, крылья у бабочек и летучих мышей.

(Рассуждения учеников)

Что, и как происходит при повышении организации (ароморфоз), и в связи с этим, появление различных приспособлений (идиоадаптаций)?

(Чередование главных направлений эволюции).

Например, ароморфозы, позволившие позвоночным выйти из воды на сушу, открыли возможности для освоения наземно-воздушной среды обитания, развития различных частных приспособлений – идиоадаптаций. Последующие ароморфозы привели к появлению пресмыкающихся и развитию у них различных приспособлений к новым местообитаниям.

(Рассуждения учеников)

Итак, давайте запишем в тетрадях –

Общие закономерности биологической эволюции:

1. Необратимость эволюции.

2. Прогрессирующая специализация.

3. Чередование главных направлений эволюции.

В глобальных катаклизмах прошлого погибло огромное количество видов, родов, семейств организмов. Но тогда климат был не стабилен, протекали активнее и спонтаннее геологические процессы.

Что же мы наблюдаем на современном этапе в процессе эволюции?

Как вы думаете, какое влияние своей деятельностью оказывает человек на процесс эволюции и протекание закономерностей биологической эволюции?

(Рассуждения учеников)

Люди не осознают до конца, что они разоряют мир, в котором они обитают. Мы превращаем мир в бесплодную пустыню с помощью пил, ядов, сложной техники и огнестрельного оружия.

Моя планета – человечий дом.

И как ей жить под дымным колпаком,

Где сточная канава – океан,

Где вся природа поймана в капкан,

Где места нет ни аисту, ни льву,

Где стонут травы: «Больше не могу…»

Целые массивы в Европе и Северной Америке уничтожены кислотными дождями. Это результат промышленного загрязнения. В жарких странах исчезают замечательные леса – джунгли. Эти леса – одно из чудес природы. Здесь обитают 2/3 всех видов растений, животных, грибов, которые есть на Земле.

Ученые подсчитали, что каждый год во всем мире в водоемы попадает столько вредных веществ, что ими можно было бы заполнить 10 тыс. товарных поездов.

За последние 20 лет человек вырубил столько леса, сколько было уничтожено за все его предшествующее существование.

Исчезли с лица Земли такие животные, как зебра – квана, в Африке.

Бизоны в Америке, странствующий голубь, примерно 250 лет назад была обнаружена

морская корова, а через 27 лет она исчезла с лица Земли.

Каждому 5 виду зверей, каждому 4 виду рептилий и амфибий, каждому 5 виду птиц сегодня угрожает опасность. 25 000 видов высших растений планеты на грани полного исчезновения. За последние 50-60 лет исчезло на планете 77 видов зверей и несколько сот видов растений, 26 видов птиц.

-Ежегодно с лица Земли исчезает 1 животное, а еженедельно – одно растение.

Мы рубим лес, устраиваем свалки,

Но кто же под защиту все возьмет?

Пусты ручьи, в лесу одни лишь палки.

Пора бы человечеству понять,

Богатство у Природы, отбирая,

Что Землю нужно тоже охранять:

Она, как мы, такая же – живая!

Д/З - № 31, 32. повторить – № 24-30. Подготовка к К\Р

Написать эссе: «Мир без эволюции»

Итоги урока

Приложение 1

Общие закономерности биологической эволюции.

Вариант 1.

Аналогичными органами у растений являются:

а) корень и корневище;

б) лист и чашелистики;

в) корень и стебель;

Конвергенцией называется:

а) расхождение признаков в процессе эволюции;

б) схождение признаков в процессе эволюции;

в) образование изолированной группы внутри популяции;

Сходство признаков, возникающих в результате конвергенции, называется:

а) аналогией;

б) гомологией;

в) регрессом;

Гомологичными органами являются:

а) глаз человека и глаз паука;

б) крыло бабочки и крыло летучей мыши;

в) чешуя рептилии и перья птиц;

Разнообразие приспособлений объясняется:

а) только влиянием условий среды на организм;

б) взаимодействием генотипа и условий среды;

только особенностями генотипа;

Общие закономерности биологической эволюции.

Вариант 2.

Гомологичными органами являются:

а) глаз человека и глаз паука;

б) крыло бабочки и крыло летучей мыши;

в) чешуя рептилии и перья птиц;

Разнообразие приспособлений объясняется:

а) только влиянием условий среды на организм;

б) взаимодействием генотипа и условий среды;

только особенностями генотипа;

Конвергенцией называется:

а) расхождение признаков в процессе эволюции;

б) схождение признаков в процессе эволюции;

в) образование изолированной группы внутри популяции;

Аналогичными органами у растений являются:

а) корень и корневище;

б) лист и чашелистики;

в) корень и стебель;

Сходство признаков, возникающих в результате конвергенции, называется:

а) аналогией;

б) гомологией;

в) регрессом;

(Приложение 2).

Лист само и взаимооценивания. 1 балл – 1 правильный ответ

№ вопроса

Самостоятельно

1. Дайте определение дивергенции и охарактеризуйте ее эволюционный результат. Приведите по два примера из курсов ботаники и зоологии.

Дивергенция - это процесс расхождения признаков организмов, возникающих от общего предка, в ходе их приспособления к разным условиям обитания.

Эволюционный результат дивергенции - появление новых форм: отрядов, семейств, родов и видов.

Примеры: в ботанике - видоизменения листьев в колючки, усы, иглы; видоизменения побегов в корневища, клубни и луковицы. В зоологии - разделение класса млекопитающие на семейства (приматы, грызуны и др.), а семейств - на различные отряды (парно- и непарнокопытные и др).

2. Сформулируйте определение конвергенции и охарактеризуйте ее эволюционный результат. Приведите примеры из курсов ботаники и зоологии.

Конвергенция - сходство строения животных при сходстве функций в одинаковых условиях существования, ограничивающееся только теми органами, непосредственно связанными с одними и теми же условиями среды.

Эволюционный результат конвергенции : физиологическое совершенствование неродственных организмов в сходных условиях обитания сходным путем.

Примеры : в ботанике - похожие приспособления в одинаковых условиях (например, при высокой влажности, затененности - тонкие темные листья). В зоологии - крылья бабочки и насекомого, похожий внешний вид у прыгающих животных и др.

3. Ответьте, можно ли на основании сходства в строении летательного аппарата бабочек и птиц утверждать, что в ходе эволюции они возникли путем дивергенции. Ответ аргументируйте.

Ответ (да, нет) - нет .

Доказательства: данные приспособления к полету - это признак конвергенции. Крылья бабочек - это выросты на передней стенке тела, а крылья птиц - видоизмененные передние конечности. То есть крылья бабочек и птиц - это аналогичные органы, что характерно для конвергенции.

4. Раскройте смысл следующего образного выражения: «Организмы, имеющие конвергентное сходство, суть разные книги в одинаковом переплете».

Конвергентные признаки возникают у организмов, отдаленных друг от друга эволюционно. Это могут быть совсем разные виды, роды, семейства и даже типы. Похожие признаки и строение образуются у них в сходных условиях обитания.

5. Приведите в соответствия начала утверждений (А,Б) и их продолжения (1-4).

А. Данные органы возникли в эволюции путем дивергенции.

Б. Данные органы возникли в эволюции путем конвергенции.

1. Усики гороха, иглы барбариса.

2. Глаза человека, глаза осьминога.

3. Корневище ландыша, донце репчатого лука.

4. Конечности медведки, конечности крота.

6. Раскройте содержание принципа необратимости эволюции.

Необратимость эволюции означает, что возникнувшая новая более развитая форма жизни не может вернуться в начало своего развития. Например, рептилии не могут вновь стать амфибиями. Также, например, если живые организмы вернутся вновь в водную среду, они не станут рыбами (китообразные это млекопитающие, хоть и живут в воде).

7. Объясните, какое принципиальное ограничение имеется для «обратного хода» эволюционного процесса, если организмы вновь попадают в ту среду, в которой когда-то обитали их предки.

Предыдущая история развития группы организмов не проходит бесследно. Приспособление к среде, в которой когда-то обитали их предки, проходит на ином, более сложном генетическом уровне.

Среди исследователей существуют не которые расхождения в представлениях о конкретных молекулярных механизмах, лежащих в основе мутаций, имеющих значение для эволюции, о степени воздействия на эволюцию отдельных организмов таких факторов, как естественный отбор, изоляция, генетическая рекомбинация, гибридизация и величена размножающейся популяции. Однако по некоторым основным моментам удалось достигнуть согласия. Совершенно ясно, что первичным материалом для эволюции служат изменения в генах и хромосомах, что для зарождения нового вида необходима та или иная изоляция и что естественный отбор обеспечивает сохранение некоторых, но не всех возникающих мутаций. Кроме того, существует пять основных закономерностей эволюции, признаваемых почти всеми учеными:

Эволюция происходит с разной скоростью в разные периоды. В настоящее время она протекает быстро, что выражается в появлении многих новых форм и вымирании многих старых.

Эволюция организмов различных типов происходит с разной скоростью. На одном полюсе находятся плеченогие: некоторые виды их совершенно не изменились по крайней мере за последние 500 млн. Лет – раковины ископаемых плеченогих, найденные в древних породах, совершенно идентичны раковинам современных видов. Другой полюс занимает человек: за последние несколько сот тысяч лет появилось и вымерло несколько видов гоминид. Вообще эволюция протекает быстро при первом появлении нового вида, а затем, по мере стабилизации группы, постепенно замедляется.

Новые виды образуются не из самых высокоразвитых и специализированных форм, а, напротив, из относительно простых, неспециализированных форм. Так, например, млекопитающие произошли не от крупных специализированных динозавров, а от группы сравнительно мелких неспециализированных рептилий.

Эволюция затрагивает популяции, а не отдельные особи и происходит в результате процессов мутирования, дифференциального воспроизведения, естественного отбора и дрейфа генов.

Взаимодействие среды и объекта можно представить в следующем виде

Рисунок 1.

Здесь стрелка А показывает воздействие среды на изучаемый объект, а стрелка Б выражает действие объекта на внешнюю среду. Пользуясь удобной терминологией теории связи, назовем А каналом, по которому среда воздействует на изучаемую систему. Тогда по каналу Б реализуется воздействие системы (объекта) на среду.

А вот пример из биологии. Живой организм всегда функционирует в какой-то определенной среде. Ею могут быть лес, пустыня, вода, колба и т. д. По каналу А в организм поступают продукты питания и все внешние раздражители, а по каналу Б организм воздействует на среду, изменяет свое положение в этой среде и т. д.

Подобное представление не является досужим умствованием и имеет глубокий смысл. Оно устанавливает строгие взаимоотношения между предметами в мире и, по сути дела, выделяет и определяет интересующие нас существенные причины связи. Более того, так как всякой системе присущи индивидуальные свойства, которые и характеризуют связь между ее входом А и выходом Б, то, наблюдая А и Б, можно познать этот объект.

Дивергенция. Появление новых форм всегда связано с приспособлением к местным географическим и экологическим условиям существования. Так, класс млекопитающих состоит из многочисленных отрядов, представители которых отличаются родом пищи, особенностями мест обитания, то есть условиями существования. Каждый из этих отрядов включает подотряды и семейства, которые, в свою очередь характеризуются не только специфическими морфологическими признаками, но и экологическими особенностями. Внутри любого семейства виды и роды различаются образом жизни, объектами питания. Как указывал Дарвин, в основе всего эволюционного процесса лежит дивергенция. Дивергенция любого масштаба есть результат действия естественного отбора в форме группового отбора. Групповой отбор так же основан на индивидуальном отборе внутри популяции. Вымирание вида происходит за счёт гибели отдельных особей. Своеобразие морфологических особенностей организмов, приобретаемых в процессе дивергенции, имеет некоторую единую основу в виде генофонда родственных форм. Конечности всех млекопитающих сильно отличаются, но имеют единый план строения и представляют собой пятипалую конечность. Поэтому органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение, независимо от выполняемой функции, называют гомологичными. Примером гомологичных органов у растений являются усы гороха, колючки кактуса – всё это видоизменённые листья.

Конвергенция. В одинаковых условиях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное строение. Такое сходство строения возникает при сходстве функций и ограничивается лишь органами, непосредственно связанными с одними и теми же факторами среды. Внешне очень похожи хамелеоны и агамы, лазающие по ветвям деревьев, хотя относятся к разным подотрядам. У позвоночных животных конвергентное сходство обнаруживают конечности морских рептилий и млекопитающих: акула, ихтиозавр, дельфины. Схождение признаков затрагивает в основном лишь те органы, которые непосредственно связаны со сходными условиями среды. Конвергенция наблюдается и у групп животных, далеко отстоящих друг от друга в систематическом отношении. Организмы, обитающие в воздухе, имеют крылья. Но крылья птицы и летучей мыши – это изменённые конечности, а крылья бабочки – выросты стенки тела.

Органы, выполняющие сходные функции, но имеющие различное в принципе строение и происхождение, называют аналогичными.

Примеры возникновения конвергентного сходства строения органов в одинаковых условиях среды даёт приспособление неродственных групп животных – членистоногих и позвоночных к жизни на суше. При освоении суши у членистоногих и позвоночных развивается приспособление к сохранению воды в теле – плотные наружные покровы.

К общим правилам эволюции групп организмов относится правило необратимости. Так, если на каком-то этапе от примитивных амфибий возникли рептилии, то рептилии не могут дать вновь начало амфибиям. Вернувшиеся в воду наземные позвоночные (киты) не стали рыбами. Предыдущая история развития для любой группы организмов не проходит бесследно, и приспособление к среде, в которой когда-то обитали предки, осуществляется уже на иной генетической основе.

Контрольные вопросы

1. В каких направлениях условия жизни влияют на преобразование органов у животных и растений?

2. Раскройте содержание понятий «дивергенция» и «конвергенция».

3. Какие органы называются гомологичными. А какие аналогичными?

4. Приведите примеры сходства строения органов у неродственных групп животных, обитающих в одинаковых условиях.

5. В чём сущность правила необратимости эволюции?

Тема 5.5 Развитие органического мира

Развитие жизни на Земле

Историю Земли принято делить на промежутки времени, границами которых являются крупные геологические события: горообразовательные процессы, поднятия и опуская суши, изменения очертаний материков, уровня океана. Движения и разломы земной коры сопровождались усиленной вулканической деятельностью, выбросом в атмосферу громадного количества газов и пепла. Понижение прозрачности атмосферы уменьшало количество солнечной радиации, попадающей на Землю, и было одной из причин развития оледенения. Аналогичные последствия могут быть в результате массированных ядерных взрывов на поверхности Земли (ядерная зима). Не случайно горообразовательные процессы сопровождались оледенениями. Грандиозные ледниковые щиты, покрывавшие поверхность Земли, значительно изменяли климатические условия и тем самым оказывали глубокое влияние на растительный и животный мир. Одни группы организмов вымирали, другие сохранялись и в межледниковые эпохи достигали расцвета.

Согласно представлениям учёных история Земли делится на крупные промежутки – эры, их 5. Эры подразделяются на периоды. Эры и периоды имеют собственные названия. Их продолжительность исчисляется миллионами лет.

В таблице 2 приведена геохронологическая шкала с указанием групп животных и растений, существовавших в разные геологические эпохи.

Таблица 2

Геохпонологическая шала

Продолжение таблицы 2

Продолжение таблицы 2

Продолжение таблицы 2

В архейскую эру возникли первые живые организмы. Они были гетеротрофами и в качестве пищи использовали органические соединения «первичного бульона». Важнейший этап эволюции жизни на Земле связан с возникновением фотосинтеза, что обусловило разделение органического мира на растительный и животный. Первыми фотосинтезирующими организмами были прокариотические сине-зелёные водоросли – цианеи. Цианеи и появившиеся эукариотические зелёные водоросли выделяли в атмосферу из океана свободный кислород, что способствовало возникновению бактерий, способных жить в аэробной среде. Повидимому, в это же время – на границе архейской и протерозойской эр – произошло ещё два крупных эволюционных события: появились половой процесс и многоклеточность. Гаплоидные организмы (микробы, сине-зелёные водоросли) имеют один набор хромосом. Каждая новая мутация сразу же проявляется в фенотипе. Если мутация полезна, она сохраняется отбором, если вредна, устраняется отбором. Гаплоидные организмы непрерывно приспосабливаются к среде, но принципиально новых признаков и свойств у них не возникает. Половой процесс резко повышает возможность приспособления к условиям среды, вследствие создания бесчисленных комбинаций в хромосомах. Диплоидность возникла одновременно с оформленным ядром, она позволяет сохранить мутации в гетерозисном состоянии и использовать их как резерв наследственной изменчивости для дальнейших эволюционных преобразований. Кроме того, в гетерозисном состоянии многие мутации часто повышают жизнеспособность особей и, следовательно, увеличивают их шансы в борьбе за существование. Возникновение диплоидности и генетического разнообразия одноклеточных эукариот, с одной стороны, обусловило неоднородность строения клеток и их объединение в колонии, с другой – возможность «разделения труда» между клетками колонии, то есть образование многоклеточных организмов.

Разделение функций клеток у первых колониальных многоклеточных организмов привело к образованию первичных тканей – эктодермы и энтодермы, дифференцированных по структуре в зависимости от выполняемых функций. Дальнейшая дифференцировка тканей создала разнообразие, необходимое для расширения структурных и функциональных возможностей организма в целом, в результате чего создавались всё более сложные организмы. Совершенствование взаимодействия между клетками – сначала контактного, а затем опосредованного с помощью нервной эндокринной систем – обеспечило существование многоклеточного организма, как единого целого со сложным и тонким взаимодействием его частей и соответствующим реагированием на окружающую среду.

Пути эволюционных преобразований первых многоклеточных были различны. Некоторые перешли к сидячему образу жизни превратились в организмы типа губок. Другие стали ползать, перемещаться по субстрату с помощью ресничек. От них произошли плоские черви. Третьи сохранили плавающий образ жизни, приобрели рот и дали начало кишечнополостным.

В протерозойскую эру в морях уже обитало много разнообразных водорослей, в том числе прикреплённых ко дну форм. Суша была безжизненной, но по берегам водоёмов начались почвообразовательные процессы в результате деятельности бактерий и микроскопических водорослей. Начальные звенья эволюции животных не сохранились. В протерозойских отложениях находят представителей вполне сформировавшихся типов животных: губок, кишечнополостных, членистоногих.

Контрольные вопросы

1. По какому принципу историю Земли делят на эры и периоды?

2. Когда возникли первые живые организмы?

3. Какими живыми организмами был представлен живой мир в протерозойскую эру?

4. Когда появились первые наземные растения?

5. Какие эволюционные преимущества даёт переход растений к семенному размножению?

https://refdb.ru/look/2257615-p10.html