Основные направления эволюции

.

Задачи урока

• Закрепить знания о макроэволюционных процессах как надвидовой эволюции;
• сформировать четкое представление о современной системе живой природы как результате макроэволюции;
• формировать понятие о биологическом прогрессе и биологическом регрессе;
• охарактеризовать три основных направления эволюции, позволяющие организмам достичь биологического прогресса;
• рассмотреть характерные черты каждого из путей достижения биологического прогресса на конкретных примерах из растительного и животного мира;
• раскрыть взаимосвязь эволюционных преобразований в историческом развитии организмов.

План урока

• 1 . Макроэволюция – надвидовая эволюция. (Проверка знаний.)
• 2. Изучение нового материала.
• Характеристика двух главных направлений эволюции органического мира. (Беседа.)
• Ароморфоз. (Лекция-беседа с демонстрацией.)
• Идиоадаптация. (Лекция-беседа с демонстрацией.)
• Общая дегенерация. (Лекция-беседа с демонстрацией.)
• Соотношение направлений эволюции и путей их осуществления. (Беседа с демонстрацией.)
• 3. Закрепление знаний.
• Тест «Пути достижения биологического прогресса»
• 4. Задание на дом.
•  

1. Проверка знаний

Задание 1. Заполните таблицу.

Сравнительная характеристика этапов эволюционного процесса

Этап

В каких группах организмов осуществляется

Микроэволюция

Что является материалом для эволюционного процесса

Макроэволюция

Главный эволюционный фактор

Результаты

Эволюция – процесс исторического развития живой природы на основе изменчивости, наследственности и естественного отбора.

• Эволюция – процесс исторического развития живой природы на основе изменчивости, наследственности и естественного отбора.
• Эволюция – процесс исторического развития живой природы на основе изменчивости, наследственности и естественного отбора.
• Эволюция – процесс исторического развития живой природы на основе изменчивости, наследственности и естественного отбора.
• Эволюция – процесс исторического развития живой природы на основе изменчивости, наследственности и естественного отбора.

Северцов

Алексей Николаевич

(1866 – 1936)

Шмальгаузен

Иван Иванович

(1884 – 1963)

Идея о направленном характере эволюции, идущей по пути прогресса, то есть по пути совершенствования организмов от простого к сложному, от низших форм жизни к высшим, общепринята. Однако не следует думать, что прогресс является единственным эволюционных изменений, в действительности это лишь одно из возможных направлений.

Современные представления о направлениях эволюции основываются на работах И.И. Шмальгаузена и А.Н. Северцева.

• Идея о направленном характере эволюции, идущей по пути прогресса, то есть по пути совершенствования организмов от простого к сложному, от низших форм жизни к высшим, общепринята. Однако не следует думать, что прогресс является единственным эволюционных изменений, в действительности это лишь одно из возможных направлений. Современные представления о направлениях эволюции основываются на работах И.И. Шмальгаузена и А.Н. Северцева.

А.Н. Северцев

И.И. Шмальгаузен

А.Н. Северцев (1866-1936) выделил понятия биологического регресса и прогресса в 1925 г.

Биологический прогресс ( от лат. progressus - движение вперед ) –характеризуется повышением численности особей данного таксона, расширением ареала и распадением на подчиненные систематические группы.

Биологический регресс (от лат. regressus - возвращение, движение назад) – эволюционный упадок данной группы организмов, которая не смогла приспособиться к изменениям условий внешней среды или не выдержала конкуренции с другими группами; характеризуется уменьшением численности особей в данном таксоне, сужением его ареала и уменьшением числа подчиненных систематических групп, может привести к вымиранию данной группы.

Представления И.И. Шмальгаузена (1884-1963) о направлениях эволюции.

Биологический прогресс – процветание, определяемое относительно высокими темпами эволюции, при которых приспособленности организма возрастает. Объективными показателями биологического прогресса являются увеличение численности, ведущее к расселению и расширению ареала

Биологический регресс – снижение приспособленности организма. Организм отстает в темпах эволюции и распространения экологически близких форм . Численность вида уменьшается. Вид или группа видов идет навстречу вымиранию.

Биологическая стабилизация определяется согласованностью темпов эволюции и изменениями среды, при которых приспособленность организма к изменяющейся среде поддерживается на известном уровне. Объективным показателем стабильности является сохранение ареалов с возможными миграциями, но без значительного расселения.

Ароморфоз

Пути достижения биологического прогресса

Идиоадаптация

Дегенерация

Его характеристики

Высокая интенсивность видообразования

Увеличение численности особей

Примеры:

• серые крысы - круглые черви
• насекомые - воробьиные птицы

Критерии биологического прогресса

Преобладает рождаемость

Увеличение численности особей данной систематической группы

Расширение ареала

Активное образование новых видов

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС — ЭВОЛЮЦИОННОЕ ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВЫХ СИСТЕМ, ВЫРАЖАЮЩЕЕСЯ В ПОВЫШЕНИИ ИХ ПРИСПОСОБЛЕННОСТИ, РАЗНООБРАЗИЯ.

Уменьшение интенсивности видообразования

Уменьшение численности особей

Сужение ареала

Примеры:

• вымирание древних папоротников и мхов;
• истребленные человеком странствующий голубь, дронт и др. ;
• ныне живущие серый и японский журавль

КРИТЕРИИ БИОЛОГИЧЕСКОГО РЕГРЕССА

Снижение численности

Преобладает смертность

Сужение ареала

Вымирание данной группы организмов

Причина регресса – отставание в темпах эволюции данной группы организмов от скорости изменения внешней среды.

Снижение приспособленности организмов

к условиям среды

Деятельность

человека

Факторы неживой

природы

• Вымирание видов из-за глобальных изменений климата
• Исчезновение видов по вине человека

Вымирание из-за глобальных изменений климата

Истребленные человеком

Странствующий

голубь

Дрон т

Страус моа

Исчезающие виды

Выхухоль

Степной орел

Колпи ца

Дрофа

Аполлон

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 персистентные формы – "живые ископаемые" (плеченогие, мечехвосты, гаттерия, латимерия, гинкго ).
• Приведите примеры «живых ископаемых».

«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

Общая дегенерация

(Катагенез )

Наблюдается при переходе организма в более неоднородную (усложненную) среду обитания

Наблюдается при переходе организма в новую среду обитания, равноценную исходной

Наблюдается при переходе организма в новую более однородную (упрощенную) среду

Общий уровень организации, как правило, понижается

Сопровождается принципиальным повышением общего уровня организации

Общий уровень организации не изменяется

Новые признаки являются частными приспособлениями к конкретным условиям среды обитания

Новые признаки, как правило, имеют широкое значение

Новые признаки имеют широкое (общее) приспособительное значение

Примеры:

• половой процесс
• многоклеточность
• цветок и плод

Примеры:

• роющие конечности крота
• покровительственная окраска у лягушки

Примеры:

• потеря пищеварительного канала у бычьего цепня
• редукция хорды у взрослой асцидии

Ароморфоз

Ароморфоз ( Арогенез) (от греч. а iro – поднимаю и morphosis – образец, форма) – морфофизиологический прогресс . Повышает общий уровень всех свойств организмов.

Ароморфозы дают большие преимущества в борьбе за существование и открывают новые возможности в использовании внешних условий среды.

Формирование ароморфоза – очень длительный процесс, происходящий на основе наследственной изменчивости и естественного отбора.

По мнению А. Н. Северцева, ароморфозы обеспечили возникновение новых классов, отделов и типов организмов.

На ранних этапах эволюции органического мира выделяются три крупных ароморфоза:

• Фотосинтез – сделал возможным использование солнечной энергии.
• Половой процесс – резко повысил наследственную изменчивость.
• Многоклеточность – открыла широкие возможности усложнения строения и физиологии.

Эукариоты

Прокариоты

Половой процесс

Одноклеточная микроскопическая водоросль хлорелла размножается только бесполым путем.

У хламидомонады два способа размножения – бесполый и половой.

Бесполое размножение осуществляется в благоприятных условиях летом. Половое – при наступлении неблагоприятных условий: похолодание, пересыхание водоемов.

Редукция полового размножения

Кукушкин лен

Папоротник

Ветка сосны

Ветка липы

Две семяпочки на чешуйке

Заросток

Пылинка с двумя пузырями

Семяпочка с двумя клетками

Плод

Коробочка со спорами

Многоклеточность

Кукушкин лен

Хлорелла

Крупные ароморфозы у животных

Гидра

Двусторонняя симметрия

Трехслойное тело: эктодерма, энтодерма, мезодерма

Лучевая симметрия

Двухслойное тело

В процессе дальнейшей эволюции животных из третьего зародышевого листка – мезодермы развились:

• стенки кишечника
• кровеносная система
• мышцы
• скелет
• соединительная ткань
• органы размножения

Эволюция

Дыхательной системы

Пищеварительной системы

Эволюция кровеносной системы

Идиоадаптация

Идиоадаптация (Аллогенез) (от греч. Idios – своеобразный и лат. adaptatio – приспособление, прилаживание) – частное приспособление организмов к определенному образу жизни в конкретных условиях внешней среды.

Идиоадаптации не сопровождаются изменениями основных черт организации, а также общим подъемом уровня организации и интенсивности жизнедеятельности организмов.

Идиоадаптация обусловила специфичность признаков таких групп как вид, род, семейство.

Примером идиоадаптации на уровне семейства может служить разнообразие дарвиновских вьюрков, обнаруженных Ч. Дарвином на островах Галапагосского архипелага. Все вьюрки имели сходный уровень организации, но находясь в различных условиях отдельных островов, приобрели совершенно разные свойства в размещении своих укрытий, постройке гнезд и особенно в способах добывания пищи. Одни виды освоили питание плодами растений, другие – семенами, третьи стали насекомоядными, а один вид даже приспособился слизывать кровь у раненых животных. Все эти приспособления повлекли за собой изменения в облике вьюрков (в форме клюва, размера головы, хвоста и всего тела), поведении и общем образе жизни.

Распространение плодов и семян с помощью животных и саморазбрасыванием.

Распространение плодов и семян с помощью ветра.

Опыление растений птицами – колибри

Приспособления к опылению насекомыми.

• яркая окраска лепестков
• крупные одиночные цветки
• мелкие цветки собраны в соцветия
• наличие нектара и аромата
• крупная, липкая, шероховатая пыльца

Скат электрический

Камбала полярная

Приспособления придонных рыб – камбаловых, скатов к жизни на самой поверхности дна ( уплощение тела, окраска под цвет грунта ) представляют типичные примеры идиоадаптаций

Жаба зеленая

Тритон гребенчатый

Лягушка озерная

Современные амфибии – лягушки, жабы, тритоны – хорошо приспособлены к условиям существования в мелких водоемах и сильно увлажненных местах суши.

Общая дегенерация (Катагенез)

(от лат degenero – «вырождаюсь») – морфофизиологический регресс – упрощение организации в ходе эволюции данной группы, сопровождающееся утратой ряда функций и выполняющих их органов.

Упрощение строения при соответствующем образе жизни организмов часто обеспечивает процветание группы.

Благодаря общей дегенерации облегчается вхождение группы в новую адаптацию.

Повилика , паразитирующая на клевере, хмеле и других растениях, лишена главного органа листа, а вместо корней у нее образуются на стебле присоски, которыми она высасывает питательные вещества из растения хозяина.

У паразитических червей нет кишечника, слабо развита нервная система, почти отсутствует способность к самостоятельному передвижению.

Наряду с упрощением организации, эти животные обладают присосками, крючками, при помощи которых держатся на стенках кишечника своего хозяина.

Они имеют сильно развитые органы размножения и отличаются огромной плодовитостью, что обеспечивает сохранение вида и приводит его к биологическому прогрессу.

Соотношение различных направлений эволюции

Ароморфозы как бы приподнимают группу на качественно более высокий уровень развития и вызывают широкий спектр частных приспособлений организмов – идиоадаптаций, иногда и регресса.

Закрепление знаний

Вариант 2

Вариант 1

Пути достижения биологического прогресса

Пути достижения биологического прогресса

1. Возникновение хлорофилла

1. Образование позвоночника.

2. Возникновение ползучего стебля у земляники

2. Ускорение проведения по нервам возбуждения у позвоночных.

3. Появление плода у покрытосеменных.

3. Утрата четырех пальцев из пяти (у лошади).

4. Утрата органов кровообращения и пищеварения (у цепня).

4. Утрата листьев, развитой корневой и сосудистой систем и околоцветника у ряски

5. Возникновение теплокровности.

5. Утрата корней, хлорофилла и листьев у повилики.

6. Появление семян у голосеменных.

6. Образование цепкого хвоста (у обезьян).

Условные обозначения.

Ароморфоз – А , идиоадаптация – И , общая дегенерация - Д

ЗАДАНИЕ НА ДОМ

• Изучить § 2.1. учебника

• Выполнить задания на стр. 94-95 ТЕРМИНОЛОГИЯ

РИС.2.10 На стр. 92

Подготовить сообщения о влиянии человеческой деятельности на процессы эволюции видов. ( по желанию )

Список литературы

• И.Н. Пономарева, О.А. Корнилова, Н.М. Чернова. Основы общей биологии. Учебник. М. «Вентана-Граф». 2006 г.
• И.Н. Пономарева, О.А. Корнилова, Н.М. Чернова. Основы общей биологии. Методическое пособие. М. «Вентана-Граф». 2006 г.
• Энциклопедический словарь юного школьника. М. «Педагогика». 1986 г.
• От Большого взрыва к Человеку разумному. М. «Терра» 1997 г.