Создание эволюционной теории Ч. Дарвина и А. Уоллеса
Основы современной теории эволюции были созданы выдающимся английским ученым-энциклопедистом Чарлзом Дарвином (1809-1882). Независимо от него в это же время работал и пришел к очень близким выводам соотечественник Ч. Дарвина — зоолог Альфред Уоллес (1823-1913).
Научные интересы Ч. Дарвина как натуралиста были чрезвычайно разнообразны: он занимался ботаникой, зоологией, геологией, палеонтологией, теологией, интересовался вопросами селекции и т. п. Большую роль в жизни Ч. Дарвина и формировании его научных идей сыграло кругосветное путешествие в составе экспедиции на корабле «Бигл» в 1831-1836 гг. Там он смог досконально изучить специфику фауны Галапагосских островов, Южной Америки и ряда других районов мира. Уже в этот период у Ч. Дарвина начинают формироваться основные эволюционные идеи и он приближается к открытию принципа дивергенции — расхождения признаков у потомков общего предка как механизма формо- и видообразования. Большую роль в формировании эволюционистских идей Ч. Дарвина сыграло его участие в палеонтологических раскопках в Уругвае, где он познакомился с некоторыми вымершими формами гигантских ленивцев, броненосцев и ряда беспозвоночных. Вернувшись из экспедиции, Ч. Дарвин пишет ряд монографий и выступает с докладами, принесшими ему признание научной общественности и широкую известность.
Анализируя темпы размножения и реальную численность популяций в природе, Ч. Дарвин задался вопросом о причинах вымирания одних форм и выживания других. Для решения этой проблемы он привлекает идеи Томаса Мальтуса (1766-1834) о борьбе за существование в человеческом обществе, изложенные последним в труде «Опыт в законе народонаселения».
Так у Ч. Дарвина родились собственные идеи о роли борьбы за существование в процессах выживания видов в природе и значении естественного отбора как важнейшего фактора, определяющего направление эволюции. Основными механизмами борьбы за существование Ч. Дарвин считал внутри- и межвидовую конкуренцию, а избирательная гибель рассматривалась им как основа естественного отбора. Эти процессы могут ускоряться при пространственной изоляции популяций. Ч. Дарвин совершенно правильно отмечал, что эволюционируют не отдельные особи, а виды и внутривидовые популяции, то есть эволюционный процесс происходит на надорганизменном уровне.
Особую роль в эволюции Ч. Дарвин отводил наследственной изменчивости организмов в популяциях и половому воспроизводству организмов как одному из главных факторов естественного отбора.
Процесс видообразования Ч. Дарвин считал постепенным, он проводил определенные параллели меду естественным и искусственным отбором, приводящим к формированию подвидов, видов и пород или сортов животных и растений
Он подчеркивал также важное значение других наук (палеонтологии, биогеографии, эмбриологии) в доказательствах эволюции. Эти труды были оценены высшей наградой Королевского научного общества
Квинтэссенцией этих сочинений стал труд «Происхождение видов путем естественного отбора или сохранение благоприятствуемых рас (форм, пород) в борьбе за жизнь», изданный Ч. Дарвином в 1859 г. и не потерявший своего значения и в наше время.
Очень похожие взгляды на эволюцию живого мира и ее механизмы представил и А. Уоллес. Даже многие термины в трудах обоих ученых совпали.
А. Уоллес обратился к Ч. Дарвину, как известному эволюционисту, с просьбой просмотреть и прокомментировать его труд. Доклады обоих ученых на эту тему были опубликованы в одном томе Трудов Линнеевского общества, и сам А. Уоллес, и научная общественность единодушно признали приоретет Ч. Дарвина в этих вопросах. Само эволюционное учение долгое время носило имя его основателя — дарвинизм.
Важнейшей заслугой Ч. Дарвина и А. Уоллеса стало то, что они определили главный фактор эволюции — естественный отбор — и тем самым обнаружили причины протекания эволюции живого мира.
Последние заданные вопросы в категории Биология
Биология 17.10.2023 06:04 19 Белов Андрей
Напишите пожалуйста что такое природа
Ответов: 2
Биология 17.10.2023 05:16 22 Піскун Настя
Назовите 1 дикорастущее и 2 культурных растения и их значение
Ответов: 2
Биология 17.10.2023 04:31 10 Котик Влад
Обмен веществ это……?
Ответов: 3
Биология 17.10.2023 03:50 6 Скоморохова Алина
Помогите! Надо написать историю одного животного!
Ответов: 2
Биология 17.10.2023 01:08 21 Куржумова Милана
Объясните, почему факторы, нарушающие здоровье, называют факторами риска. Биология, 8 класс
Ответов: 2
Биология 17.10.2023 00:51 29 Соколов Кирилл
Очень срочно!!! нужен доклад на тему дикий шиповник 7 класс
Ответов: 2
Биология 16.10.2023 21:44 4 Нуриева Алина
Причина расцвета древних пресмыкающихся состоит
Ответов: 2
Биология 16.10.2023 20:31 11 Штегенов Сырым
Докажите, что биология – фундаментальная наука.
Ответов: 3
Биология 16.10.2023 20:26 9 Князь Влад
Плиииз Срочно!!!! Заранее спасибо! В чем выражается коммуникативная роль мембраны и какую роль она и
Ответов: 2
Биология 16.10.2023 20:16 19 Плисецкая Майя
Сравнить человека умелого и человека разумного в таблице
Ответов: 2
Основные типы эволюционного процесса
Дивергенция
Дивергенцией Ч. Дарвин называл расхождение признаков в процессе эволюции, приводящее к появлению новых форм или таксонов организмов, происходящих от общего предка. Дивергенция приводит также к преобразованию одних органов тела в другие в связи с выполнением новых функций. Например, после выхода позвоночных животных на сушу их передние конечности претерпели значительные изменения в зависимости от освоения тех или иных типов местообитаний и образа жизни (бегательные у ящериц, волков, кошек, оленей или других, роющие у кротов, крылья у птиц, крылообразные у летучих мышей, хватательные у обезьян, рука у человека, ласты при вторичном освоении водной среды ихтиозаврами, моржами или китообразными и т. д.). Такие органы, имеющие общее происхождение, но выполняющие разные функции, получили название гомологичных. Гомологичными органами являются листья растений, усики гороха, колючки кактусов, шипы барбариса и др.
Конвергенция
Конвергенцией называется независимое возникновение сходных признаков у организмов, имеющих различное происхождение (не родственных друг другу), или у органов, имеющих различное происхождение, но выполняющих сходные функции. Чаще всего конвергенция возникает при заселении сходных типов местообитаний. Например, конвергентное сходство отмечается у крыльев бабочек и рукокрылых, роющих конечностей кротов и медведок, жабр рыб и ракообразных, толчковых ног зайцеобразных и саранчовых и т. п. Но иногда конвергентное сходство возникает под влиянием сходства выполняемых функций, например, удивительная похожесть строения глаз млекопитающих и головоногих моллюсков. Но в любом случае эти органы формируются из разных частей эмбрионов этих животных.
Параллелизм
Параллелизм — это тип эволюции, при котором конвергентное сходство возникает на основе гомологичных органов. Гомологичные органы или морфологические формы, имевшие когда-то общее происхождение, но потом изменившиеся и переставшие быть похожими друг на друга, в новых условиях снова приобретают черты большого сходства. Это вторичное сходство бывших родственных форм. Например, рыбообразная обтекаемая форма вторично возникает при переходе животных от наземного образа жизни к водному. Вспомните похожесть строения акул (первичноводные животные) и ихтиозавров и китообразных (вторично-водные). У кошачьих саблезубость возникала в разное время у разных видов. Причина параллелизма — одинаковое направление естественного отбора и определенная генетическая близость между такими группами организмов.
Филетическая эволюция
Филетическая эволюция, или филогенез, — это такой тип эволюционного процесса, при котором происходит постепенное преобразование одних таксонов в другие без образования боковых ветвей. При этом образуется непрерывный ряд популяций (таксонов), в котором каждый таксон является потомком предыдущего и предком последующего, не имея сестринских таксонов. Этот тип был описан американским исследователем Дж. Симпсоном в 1944 г.
Изучая закономерности эволюции растений, выдающийся российский (советский) генетик Н. И. Вавилов открыл интересные явления, названные им законом гомологических рядов. Этот закон непосредственно вытекает из анализа соотношений и взаимосвязей между разными типами эволюционного процесса и показывает большое сходство эволюционных изменений у родственных групп организмов. Причиной этого является сходство мутаций гомологичных генов в генофондах родственных видов. Поэтому, зная спектр изменчивости одного вида (или рода), можно с большой вероятностью предсказать многообразие форм другого вида (или рода). При этом целые семейства растений могут характеризоваться определенным циклом изменчивости, обнаруживаемой у всех его родов и видов. Так, зная формы изменчивости ячменя, Н. И. Вавилов очень точно предсказал и впоследствии обнаружил сходные формы у пшеницы.
Топ вопросов за вчера в категории Биология
Биология 20.06.2023 09:12 1104 Пыжик Глеб
Вопросы 1. Какое значение имеют измерения в научных исследованиях? 2. Какие единицы измерения вы зна
Ответов: 2
Биология 04.06.2023 19:21 180 Кособуцький Микола
Задание №1 Постройте логическую цепочку из следующих понятий, расположив их в порядке усложнения:
Ответов: 2
Биология 02.07.2023 06:03 709 Коряковцев Егор
Лабораторная работа по биологии 5 класс измерение объектов
Ответов: 2
Биология 03.10.2023 14:35 809 Володин Александр
Какие фенологические исследования вы можете провести самостоятельно о природе. Подготовьте рассказ
Ответов: 3
Биология 20.06.2023 15:32 903 Гончар Настя
Лабораторная работа № 2. Обнаружение воды и минеральных веществ в клетках растений. Цель: обнаружи
Ответов: 1
Биология 29.06.2023 03:18 178 Шакибаева Гульмира
Задание №2. Лекарственный препарат встраивается между комплементарными азотистыми основаниями ДНК. К
Ответов: 2
Биология 17.07.2023 09:43 633 Шеленко Илья
Последовательность 2 и 3 отличается от последовательности 1 по мутационным заменам нуклеотидов. Найд
Ответов: 2
Биология 02.07.2023 20:21 255 Тастан Амина
Используя дополнительные источники информации научно-популярную литературу справочники статьи в том
Ответов: 2
Биология 27.07.2023 20:25 1000 Маринина Алёна
Напишите вывод по теме ткани Срочноооо Небольшой вывод напишите пожалуйста
Ответов: 3
Биология 14.06.2023 23:32 473 Барабаш Виктория
Какую гипотезу собирался проверить Алёша в своем исследовании? Алёша решил провести такое исследов
Ответов: 1
Проверим знания
Ключевые вопросы
1. Что из перечисленного ниже не относится к критериям вида: 1) генетический; 2) биоценотический; 3) клеточный; 4) географический; 5) морфологический?*2. В приведенном перечне назовите представителей видов-эндемиков: утконос, заяц беляк, медведь бурый, коала, гинкго двулопастный, ландыш, кенгуру, лилия даурская.*3. Установлено, что крысой черной называют два вида-двойника: крыс с 38-ю и с 42-я хромосомами. Они не скрещиваются между собой. Различие по какому критерию вида этому препятствует?*4. Зубр и бизон — два вида, относящиеся к одному роду. Они очень схожи между собой внешне, но в природе не скрещиваются, так как обитают на разных материках: зубр — в Евразии, а бизон — в Северной Америке. По какому из критериев вида они различаются?
Сложные вопросы
*1. Прочитайте описание вида Крапива двудомная. Выберите характеристики биохимического критерия. «Крапива двудомная — многолетнее травянистое растение с мощной корневой системой. Крапива защищена жгучими волосками от поедания травоядными животными. Каждый волосок представляет собой крупную клетку. В стенке волоска содержатся соли кремния, которые придают ему хрупкость. Содержание муравьиной кислоты в клеточном соке волосков не превышает 1,34 %. Молодые листья крапивы содержат много витаминов, поэтому используются в пищу». Почему биохимический критерий нельзя считать абсолютным?2. Какие критерии вида можно определить по названиям следующих групп видов: 1) мышь домовая, муха комнатная, клоп постельный; 2) медведь бурый, заяц беляк, крыса серая, медведь белый? Какое общее название можно дать видам первой группы? Почему они могут служить доказательством относительного характера одного из критериев вида?*3. Выберите характеристики генетического критерия вида: 1) существует ряд критериев, по которым один вид отличается от другого; 2) каждый вид имеет свой видовой набор хромосом; 3) важным признаком вида является ареал его обитания; 4) у особей одного вида хромосомы имеют сходное строение; 5) соматические клетки человека имеют 46 хромосом; 6) для большинства млекопитающих характерен половой диморфизм. Почему генетический критерий нельзя считать абсолютным?
*Индивидуальное домашнее задание. Сравните между собой несколько видов рода Капуста, используя их описание в литературных источниках или в интернете (например, капуста белокачанная, краснокачанная, савойская, кольраби, цветная, брюссельская, брокколи). Охарактеризуйте их различия по морфологическому критерию.
*Вид как таксономическая категория
При изучении многообразия растительного и животного мира в 7-м и 8-м классах вы познакомились с понятием вида как таксономической категорией.
Чтобы изучать многообразие жизни, человеку необходимо было разработать систему классификации организмов, позволяющую разделять их на группы — единицы систематики, или таксономические единицы. Основной таксономической единицей в систематике живых организмов был принят вид. Впервые понятие «вид» ввел английский ученый Дж. Рэй в XVII в. Шведский натуралист К. Линней в XVIII в. дал первое научное определение вида и заложил основы современной систематики. Предложенная им классификация основывалась не на родственных связях организмов, а на сходстве их внешних признаков, поэтому носила искусственный характер. Сходныевиды К. Линней объединял в одну группу, называемую родом. Каждому роду и виду он дал латинские названия. При этом для обозначения вида Линней ввел двойную (бинарную) номенклатуру — название вида включает два слова: существительное (название рода) и прилагательное (видовой эпитет). Например, вид Лютик едкий, вид Лютик ползучий, вид Лютик жестколистный, вид Лютик жгучий принадлежат к одному роду Лютик. Этот принцип номенклатуры видов сохранился до настоящего времени. И до сих пор биологи в качестве основной таксономической единицы рассматривают вид.
Вид — совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфофизиологических, биохимических, эколого-географических и генетических признаков, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.
Популяции
Вид состоит из популяций. Популяцией называется совокупность особей одного вида, обладающих общим генофондом, заселяющих определенную территорию (часть ареала вида) и размножающуюся путем свободного скрещивания. Популяции, в свою очередь, состоят из более мелких групп особей — семей, демов, парцелл и т. п., связанных друг с другом единством занимаемой территории и возможностью свободного скрещивания.
Связь родителей с потомством обеспечивает непрерывность популяции во времени (наличие нескольких поколений особей в популяции), а свободное половое размножение поддерживает генетическое единство популяции в пространстве.
Популяции являются структурной единицей вида и элементарной единицей эволюции.
Популяции — это динамичные группы, они могут объединяться друг с другом, распадаться на дочерние популяции, мигрировать, менять свою численность в зависимости от условий существования, приспосабливаться к определенным условиям жизни, погибать в неблагоприятных условиях.
В пределах ареала вида популяции распределены очень неравномерно. Их будет больше и они будут более многочисленны в благоприятных условиях существования. Напротив, в неблагоприятных условиях и на границах ареала они будут редки и малочисленны. Иногда популяции имеют островной или локальный характер распределения, например, березовые колки на Урале и в Сибири или пойменные рощи и леса в степной зоне.
Число особей, приходящихся на определенную единицу площади или объем среды, носит название плотности популяции. Плотность популяций очень сильно меняется в разные сезоны и годы. Наиболее резко она меняется у мелких организмов (например, у комаров, водорослей, вызывающих цветение водоемов, и т. п.). У крупных организмов численность и плотность популяций более стабильны (например, у древесных растений).
Каждая популяция характеризуется определенной структурой, которая зависит от соотношения в ней особей разного пола (половая структура), возраста (возрастная структура), размеров, разных генотипов (генетическая структура) и т. п. Возрастная структура популяций может быть очень сложной. Наиболее четко это можно наблюдать у древесных растений, где отдельные особи могут существовать многие десятки и даже сотни лет, принимая активное участие в процессах перекрестного опыления. Таким образом, складываются популяции, состоящие из множества родственных друг другу поколений. В других популяциях возрастная структура может быть очень простой, например, у однолетних растений, которые представляют собой одновозрастные группы.
Популяции постоянно изменяются во времени и в пространстве, и именно эти изменения и представляют собой элементарные эволюционные процессы. Вот почему популяции называют элементарной эволюционирующей структурой.
Механизмы и закономерности изменчивости популяций в природе и их генетическую основу подробно изучали крупнейшие российские генетики и эволюционисты А. С. Серебровский (1892-1948) и С. С. Четвериков (1880-1959). Их трудами и работами их последователей созданы основы популяционной генетики.
ОБНОВЛЯЮЩИЙСЯ ВИД И ВИДООБРАЗОВАНИЕ
Механика возникновения вида за счет генетического обновления
Генетическое обновление как механизм генетической когезии объединяет организмы в популяции.
Естественные виды обычно представляют собой системы таких популяций, или подразделенные
суперпопуляции. Вид зачастую определяют как наиболее всеохватную популяцию, субпопуляции
которой связаны за счет механизмов когезии. Это позволяет дать объяснение вида на
основе определения популяции, которое мы дали выше.
Обновляющийся вид – это наиболее всеохватная группа особей, организмы которой объединены действием когезии
обновления, т.е. 1) воспроизводятся в определенной экологической нише и 2) генетически
сходны за счет недавнего происхождения их геномов (целых или по частям) от геномов
предковых особей. Определение обновляющегося вида описывает условия, в которых группа
особей образует “видоподобную” эволюционирующую группу – устойчивую во времени и идентифицируемую
группу генетически сходных особей. В применении к сингамным организмам концепция обновляющегося
вида сводится к биологической концепции, когда в роли среды (“экологической ниши”)
для атомарных нерекомбинирующих аллелей выступают локусы в генофонде вида.
Концепция обновляющегося вида включает “экологическое требование” и в этом сходна
с экологическими концепциями вида. Например, согласно концепции ecospecies Ван Валена,
“вид – это линия (или близкородственная группа линий), которая занимает адаптивную
зону, хоть немного отличающуюся от адаптивной зоны любой другой линии в пределах ее
ареала, и которая эволюционирует независимо от всех линий за пределами ее ареала”
(Van Valen, 1976, p. 233). Однако в рамках экологических концепций вида обычно предполагается,
что особи одного вида находятся под одинаковым действием отбора, который заставляет
их адаптироваться к одной и той же нише, из-за чего обеспечивается генетическая стабильность
вида и его организмы остаются похожими на протяжении многих поколений
В рамках концепции
обновляющегося вида важно только то, что границы заселенной ниши определяют границы
действия когезии обновления (т.е., в первую очередь – генетического дрейфа).
Насколько сильно могут отличаться экологические ниши разных популяций одного вида,
чтобы они еще оставались видом? Если особь, происходящая из одной популяции, может
стать предком всех особей в ареале другой популяции (т.е., между популяциями действует
когезия обновления), то популяции принадлежат к одному виду.
Видообразование может происходить благодаря возникновению изоляции обновления за счет
физических, экологических, а у сингамных – еще и репродуктивных барьеров между группами
особей.
Обновляющийся вид
и горизонтальный перенос генов (ГПГ)
Популяции агамных организмов с сугубо вертикальным наследованием (такие, как модельная
популяция агамных организмов, рассмотренная выше) – редкое, возможно даже исключительное
явление, поскольку в природе широко распространен ГПГ. Как же он влияет на когезию
обновления и на видообразование?
С генетической точки зрения ГПГ приводит к тому, что отдельные локусы в генофонде
вида имеют историю, отличную от истории остальных локусов. Если для простоты рассматривать
единичный случай ГПГ, то локусы линии, которая становится акцептором новых генов,
будут коалесцировать в одной популяции, а вновь полученные гены – в другой. В реальности
ГПГ происходит чаще, каждое такое событие может приводить к появлению в популяции
группы аллелей со своей историей. В результате отнесение группы организмов к надвидовым
таксонам сталкивается с концептуальными трудностями.
Зато ГПГ не мешает нам идентифицировать вид, потому что его эффект концептуально ничем
не отличается от обычной мутации. На идентичность вида можно смотреть с точки зрения
того, насколько привнесение новых генов влияет на адаптивную зону. Эффект ГПГ, как
и эффект мутаций, варьирует от полного отсутствия фенотипического проявления до значительных
изменений адаптивной зоны (например, приводит к появлению устойчивости к антибиотикам,
возможности вырабатывать определенную аминокислоту). При изменениях границы занимаемой
экологической ниши благодаря генам, приобретенным в процессе ГПГ, часть организмов
может приобрести новую видовую идентичность в концепции обновляющегося вида так же,
как и в результате мутаций.
Ответы на вопрос
Отвечает Райский Денис.
Особи в популяции различаются по полу (мужские, женские), возрасту (зачатки, новорожденные, молодые, взрослые и старые), по взаимодействию с окружающей средой.
Такое объединение взаимодействующих особей позволяет рассматривать популяцию как особую живую систему со свойствами надорганизменного характера.
Для совместной жизни большое значение имеет комплекс приспособлений, обеспечивающий контакт между ними или, наоборот, предотвращающий столкновения.
Особи, составляющие популяцию, непрерывно обмениваются информацией (наследственной, биохимической, деятельностной, сигнальной) – формирует целостность популяции как биосистемы в пространстве и во времени.
Популяция имеет определенную структуру. Пространственная структура — индивидуальные территории или участки – свойственны фактически всем видам. Плотность – густота размещения особей на занимаемой территории (слайд).
Вывод: (делают ученики)
У каждого вида популяции могут различаться между собой
по величине занятой территории в пределах видового ареала,по освоению ресурсовпо величине генетического сходства.
Разнообразие популяций у одного и того же вида позволяет подчеркнуть приспособительные возможности свойств данного вида, охарактеризовать его структуру, связи и отношения, его роль в природе.
Таким образом, популяции проявляют себя как форма существования вида в биосфере.
Как взаимодействуют популяции?
Любой вид состоит из более мелких популяций, т.к. однородно распределен в пространстве. В пределах занимаемой видом общей территории – ареала – встречаются места как более пригодные, так и мало подходящие для жизни. Поэтому возникает некоторая ограниченность одной популяции от другой. Соседние популяции сообщаются друг с другом в процессах расселения, переноса семян и зачатков, сезонных миграций. У некоторых видов такая связь соседних популяций постоянная, у других эпизодическая. (См. презентация связь популяций)
Каждая популяция оказывается приспособленной к своим условиям. Как и среди организмов, среди популяций невозможно найти полностью тождественные.
Отвечает Бутусова Ксения.
Популяция — это группа организмов одного вида, которые находятся в определенном месте и времени и способны к взаимодействию друг с другом. Популяция является фундаментальной единицей биологической организации и является формой существования вида.
Генетическая система популяции обеспечивает ее разнообразие и наследственную стабильность. Генетическая изменчивость является результатом мутаций, рекомбинации генов и случайных факторов, таких как генетический дрейф и миграция. Эти факторы формируют генетический состав популяции.
Популяция также является основной единицей эволюции. Изменения в генетическом составе популяции со временем приводят к изменению признаков вида и его адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды. Эволюционные изменения в популяции могут привести к образованию новых видов.
В целом, популяция является ключевой концепцией для понимания биологической разнообразности, эволюции и экологии.