Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
21. Симиальная теория Ч. Дарвина
Биологическую теорию происхождения человека разработал Ч. Дарвин. В книгах «Происхождение человека и половой отбор», «О выражении эмоций у человека и животных» (1871-1872) он приходит к выводу, что человек - неотъемлемая часть живой природы и что его возникновение не исключение из общих закономерностей развития органического мира. Распространив на человека основные положения эволюционной теории, Ч. Дарвин проблему происхождения человека ввел в русло естественнонаучных исследований. Прежде всего он доказал происхождение человека "от нижестоящей животной формы". Тем самым человек был включен в общую цепь эволюционных изменений живой природы, протекавших на Земле в течение сотен миллионов лет. На основании сравнительно-анатомических, эмбриологических данных, указывающих на огромное сходство человека и человекообразных обезьян, он обосновал идею их родства, а следовательно, и общности их происхождения от древнего исходного предка. Так родилась симиальная (обезьянья) теория антропогенеза.
Соглано этой теории, человек и современные антропоиды произошли от общего предка, жившего в эпоху неогена и представлявшего собой, по мнению Ч. Дарвина, ископаемое обезьяноподобное существо. Немецкий ученый Эрнст Геккель назвал недостающую переходную форму питекантропом (обезьяночеловеком). В 1891 г. голландский антрополог Эжен Дюбуа открыл на острове Ява части скелета человекоподобного существа, которое он назвал питекантропом прямоходящим. В ХХ в. были сделаны открытия, в результате которых обнаружены многочисленные костные остатки ископаемых существ - промежуточных между обезьяньим предком и современным человеком. Таким образом, справедливость симиальной теории антропогенеза Ч. Дарвина подтвердилась прямыми (палеонтологическими) доказательствами.
22. Биологический вид. Классификация видов по площади видового ареала
Вид – это воспроизводимое множество живых организмов, обладающих комплексом эволюционно устойчивых диагностических признаков.
Классификация видов по площади видового ареала
а. Виды-космополиты, встречающиеся практически во всех биогеографических областях Земли. Чаще всего это синантропные виды (подорожник большой, пастушья сумка, комнатная муха, серая крыса).
б. Широкоареальные виды, населяющие территории целых биогеографических царств, областей, провинций. Например, циркумбореальнымареалом характеризуются волки, лисы, медведи.
в. Узкоареальные виды-эндемики, ограниченные в своем распространении небольшой географической областью.
Различают палеоэндемики и неоэндемики. Палеоэндемики, или реликты – это виды с ограниченным современным распространением, но населявшие в прошлом обширные территории (например, гинкго и метасеквойя в Западном и Центральном Китае, секвойя в Калифорнии, латимерия в р-не Коморских островов, утконос в Австралии и Тасмании). Неоэндемики – это молодые прогрессивные формы, возникающие на недавно изолированных территориях – островах, горных районах, водоемах. Например, в биоте оз. Байкал около 75% видов-эндемиков: байкальская нерпа, байкальский омуль, 2 вида голомянок, ~ 50 видов бычков, ~ 250 видов бокоплавов, ~ 80 видов планарий, множество эндемичных полихет, моллюсков и др. Отметим, что видовое разнообразие выше у малоподвижных форм.
23. Изменчивость. Генетическая классификация изменчивости
Изменчивость – процесс возникновения новых особенностей, приводящий к развитию различий между особями. Дарвин указывает, что форма и характер изменений определяется внешними факторами и природой самого организма. Воздействие среды может изменять наследственную природу половых клеток развивающегося зародыша, взрослого организма скрещиванием различных форм, изменениям, обусловленным коррелятивной зависимостью частей организма.
В настоящее время считается, что в основе изменчивости лежат:
Изменение самого генотипа в результате мутаций гснов, хромосом, всего генома.
Взаимодействие аллельных генов.
Взаимодействие неаллельных генов.
Изменение функционирования генотипа под влиянием внешней среды.
В соответствии с этими причинами изменчивость делят на генотипическую и модификационную. Генотипическую изменчивость можно определить как изменчивость, возникающую вследствие изменения генотипа. Ее подразделяют на мутационную и комбинативную. Мутационная изменчивость — это изменчивость, возникающая вследствие мутаций. В мутационной изменчивости выделяют изменчивость, возникающую вследствие мутаций генов, изменчивость, возникающую вследствие мутаций хромосом, и изменчивость. возникающую вследствие изменения числа хромосом.
Комбинативная изменчивость – возникает при половом размножении, в результате у потомков проявляются новые признаки и свойства (Мендель и горох). При скрещивании могут появляться признаки, отсутствующие у родителей. Комбинативная изменчивость имеет следующие значение:
1. стимулирует возникновение новых наследственных изменений
2. повышает генотипическое и фенотическое многообразие потомства
24. Австралопитек (находки, особенности физического типа) Австралопитеки — высокоразвитые двуногие приматы, использовавшие предметы естественного происхождения в качестве орудий (следовательно, австралопитеков еще нельзя считать людьми). Костные остатки австралопитеков впервые обнаружены в 1924 г. в Южной Африке. Они были ростом с шимпанзе и массой около 50 кг, объем мозга достигал 750 см3 — по этому признаку австралопитек стоит ближе к человеку, чем любая из ископаемых и современных обезьян.
Строение тазовых костей и положение головы было сходно с таковыми человека, что свидетельствует о выпрямленном положении тела. Они жили около 9 млн. лет тому назад в открытых степях и питались растительной и животной пищей. Орудиями их труда были камни, кости, палки, челюсти без следов искусственной обработки.
Человек умелый
Не обладая узкой специализацией общего строения, австралопитеки дали начало более прогрессивной форме, получившей название Homo habilis — человек умелый. Костные остатки его были обнаружены в 1959 г. в Танзании. Возраст их определен примерно в 2 млн. лет. Рост этого существа достигал 150 см. объем головного мозга был на 100 см3 больше, чем у австралопитеков, зубы человеческого типа, фаланги пальцев как у человека, сплющены.
Хотя в нем сочетались признаки, как обезьян, так и человека, переход этого существа к изготовлению галечных орудий (хорошо выделанных каменных) свидетельствует о появлении у него трудовой деятельности. Они могли ловить животных, бросать камни и совершать другие действия. Кучи костей, находящиеся вместе с ископаемыми остатками человека умелого, свидетельству ют о том, что мясо стало постоянной частью их диеты. Эти гоминиды пользовались грубыми каменными орудиями труда.
Человек прямоходящий
Homo erectus — человек прямоходящий. вид, от которого, как полагают, произошел современный человек. Его возраст 1,5 млн. лет. Его челюсти, зубы и надбровные дуги все еще оставались массивными, но объем головного мозга у некоторых индивидуумов был таким же, как у современного человека.
Некоторые кости Homo erectus найдены в пещерах, что позволяет предполагать о его постоянном жилище. Кроме костей животных и довольно хорошо выделанных каменных орудий, в некоторых пещерах обнаружены кучи древесного угля и обгоревшие кости, так что, по-видимому, в это время австралопитеки уже научились добывать огонь.
Эта стадия эволюции гоминид совпадает с заселением выходцами из Африки других более холодных областей. Выдержать холодные зимы, не выработав сложных видов поведения или технических навыков, было бы невозможно. Ученые предполагают, что дочеловеческий мозг Homo erectus был способен находить социальные и технические решения (огонь, одежда, запас нищи и совместное проживание в пещерах) проблем, связанных с необходимостью выжить в зимнюю стужу.
25. Высшие формы естественного отбора (половой, частотно-зависимый отбор)
Половой отбор – форма естественного отбора, основанная на соперничестве особей одного пола за спаривание с особями противоположного пола. При этом приспособленность генотипа (фенотипа) оценивается не по его выживаемости, а по его участию в размножении.
Обычно направление полового отбора не зависит от выживаемости. Но совершенно случайно (!) фенотипы и генотипы с наибольшей приспособленностью могут пользоваться наибольшим успехом при размножении, и наоборот, гено/фенотипы с наименьшей выживаемостью могут оставлять больше потомства (напр., носители сверхстимула). В первом случае при наличии дизруптивного отбора возможен распад исходной популяции на две и более субпопуляции. Во втором случае общая приспособленность популяции может снизиться настолько, что это приведет к ее гибели.
В результате полового отбора или при его участии у многих видов животных в процессе эволюции возникли и развились вторичные половые признаки. При наличии различий между мужскими и женскими особями раздельнополых видов возникает половой диморфизм. Половой диморфизм служит для опознавания половой принадлежности особей в пределах вида, а при совместном сосуществовании множества близких видов способствует опознаванию особей своего вида, что повышает степень межвидовой изоляции.
Концепция полового отбора, объясняет происхождение многих признаков, которые, на первый взгляд, являются бесполезными или даже вредными и для особи, и для вида. К таким признакам относятся: сильная разветвлённость рогов у оленей, ослабляющая их значение как органов защиты или нападения, длинный тяжёлый хвост у самцов некоторых птиц во время брачного периода.
Половой отбор является прогрессивной формой отбора, поскольку «борьба» между самцами не ставит вопрос о выживаемости, о борьбе за условия, необходимые для жизни (пища, жизненное пространство и т. д.). Следовательно, половой отбор не требует гибели «побежденных»: «побеждённые», как правило, выживают и могут быть даже более долговечными, чем победители, а в последующий сезон спаривания могут оказаться «победителями».
Половой отбор сыграл значительную роль в эволюции человека.
Основы концепции полового отбора разработаны Ч.Дарвином (Происхождение человека и половой отбор, 1871).
Частотно-зависимый отбор – форма отбора, обусловленная зависимостью приспособленности гено/фенотипа от его частоты в популяции. Например, генотип АААа обладает приспособленностью (выживаемостью) W=0,7 в «экологическом вакууме», но при увеличении количества особей с генотипом АААа между ними возникает внутривидовая конкуренция, и величина W снижается.
26. Классификация видов по экологической валентности
а. Эврибионтные виды с широким экологическим спектром, населяющие различные местообитания (сосна). Характеризуются сплошным ареалом и более или менее равномерным распределением плотности популяций.
б. Стенобионтные виды с узким экологическим спектром, населяющие строго определенные местообитания; это узкоспециализированные виды, симбионты и паразиты.
27. Архей (климат, представители)
Архей. Палеонтологические данные древнейших осадочных пластов свидетельствуют, что доорганизменный этап эволюции продолжался 1,5—1,6 млрд. лет после образования Земли как планеты. Катархей был «спектаклем без зрителей». Жизнь возникла на грани катархея и архея. Об этом свидетельствуют находки остатков микроорганизмов в ранних архейских породах возрастом 3,5—3,8 млрд. лет. О жизни в архее известно немного. Горные породы архея содержат большое количество графита. Считается, что графит происходит из остатков органических соединений, входивших в состав живых организмов. Это были клеточные прокариоты — бактерии и сине-зеленые. Продуктами жизнедеятельности этих примитивных микроорганизмов являются и древнейшие осадочные породы (строматолиты) — известковые образования в виде столбов, обнаруженные в Канаде, Австралии, Африке, на Урале и в Сибири. Бактериальную основу имеют осадочные породы железа, никеля, марганца. До 90% мировых запасов серы возникли в результате жизнедеятельности серобактерий. Многие микроорганизмы — активные участники формирования колоссальных, пока еще мало разведанных ресурсов полезных ископаемых на дне Мирового океана. Там обнаружены залежи железа, марганца, меди, никеля, кобальта. Велика роль микроорганизмов и в образовании горючих сланцев, нефти и газа.
Сине-зеленые, бактерии быстро распространяются в архее и становятся хозяевами планеты. Эти организмы не имели обособленного ядра, но обладали развитой системой обмена веществ, способностью к размножению. Сине-зеленые, кроме того, обладали аппаратом фотосинтеза. Появление последнего было крупнейшим ароморфозом в эволюции живой природы и открыло один из путей (вероятно, специфически земной) образования свободного кислорода.
К концу архея (2,8—3 млрд лет назад) появляются первые колониальные водоросли, окаменевшие остатки которых найдены в Австралии, Африке, Советском Союзе.
Палеонтологические исследования будут постепенно дополнять картину жизни на ранних этапах ее эволюции. Пока же хронология того далекого времени очерчена лишь схематично. Каменная летопись уже началась, но следы «письменности» еще очень редки.
28. Классификация видов по подвижности особей. Понятие вида у унипарентальных организмов
а. Малоподвижные или сидячие формы с ограниченной способностью к расселению (например, при отсутствии личинки, обеспечивающей расселение – паренхимулы, планулы, трохофоры). Популяции подобных видов называются «вязкими».
б. Организмы, подвижные во взрослом состоянии или имеющие личиночные стадии, способные к расселению. Популяции подобных видов называются «текучими».
Понятие вида у унипарентальных организмов
Унипарентальные организмы – это формы, у которых отсутствует регулярное половое размножение с перекрестным оплодотворением, т.е. для воспроизведения которых не требует наличия двух родителей. К унипарентальным организмам относятся агамные формы (размножающиеся вегетативным путем или споровым путем), облигатно-партеногенетические и самооплодотворяющиеся формы. У таких форм вид определяется как система близких биотипов, населяющих определенное пространство, занимающих сходные экологические ниши и связанные общностью эволюционных судеб. Такие виды (agamospecies) характерны для всех прокариот, многих низших эукариот (эвглена, хлорелла...), лишайников, дейтеромицетов, растений–апомиктов (манжетки, ястребинки...) и даже позвоночных (некоторые рыбы и амфибии).
29. Коррелятивная изменчивость
Коррелятивная изменчивость – выражается в наличие у организмов определённых соотношений (корреляций) между различными структурами, при изменении одной из которых закономерно изменяется и другая ( глухота белых котов, имеющих голубые глаза, ядовитость некоторых растений для белых овец и свиней, но безвредных для чёрных, длина шеи и ног у болотных птиц). Причиной коррелятивной изменчивости органа является реакция на внешнее воздействие: первичное изменение в одном органе приводит к изменению в другом ( недоразвитость зубов у гладкошёрстных собак). Ч. Дарвин указывает, что среди всех форм изменчивости для эволюционного процесса очень важна наследственная изменчивость, которая является первичным материалом для образования новых сортов и пород.
30. Дриопитек (находки, особенности физического типа)
Дриопитек – крупная европейская лесная форма (9-12 млн лет назад).
Они считаются общими предками как человека, так и современных человекообразных обезьян – шимпанзе и горилл.
В 1902 году на территории Австралии были найдены три коренных зуба дриопитека, наглядно демонстрирующие родство этого древнего антропоида с человеком. Дриопитеки обитали на территории Восточной Африки приблизительно 24–22 миллиона лет назад. Внешне дриопитеки, вероятно, очень походили на шимпанзе и имели достаточно крупный головной мозг и длинные руки, хорошо приспособленные для лазанья по деревьям и раскачивания на ветках. По земле они передвигались на четырех конечностях. При этом руки у них были несколько короче, чем у современных шимпанзе. Ученые полагают, что дриопитеки сформировались в Африке, а оттуда расселились по Европе и Южной Азии.
Около 9–12 миллионов лет назад в Западной Европе обитали дарвиновские дриопитеки (dryopithecus darvini). Они были очень небольших размеров, не выше двухлетнего ребенка, и весили не более 17 килограммов. Строение их зубов свидетельствует о том, что они употребляли растительную пищу, скорее всего, плоды. Жили они исключительно на деревьях, семейными группами. Образ жизни их напоминал тот, что ведут современные шимпанзе.
Таким образом, в конце третичного периода древние человекообразные обезьяны разделились на несколько ветвей. Одна из них стала приспосабливаться к жизни на деревьях и дала начало современным шимпанзе и другим обезьянам. Вторая ветвь пошла по пути увеличения массы тела и физической силы. И третья ветвь прочно встала на путь очеловечения. Потомками этой ветви являются австралопитеки.
31. Видообразование. Дивергенция
Видообразование – это качественный этап эволюционного процесса. Это означает, что образованием видов завершается микроэволюция и начинается макроэволюция.
Микроэволюцию можно рассматривать как эволюцию популяций – открытых генетических систем, способных обмениваться генетическим материалом, а макроэволюцию – как эволюцию совершенных таксонов – закрытых генетических систем, которые не способны обмениваться генами в естественных условиях. Вид занимает промежуточное положение между открытыми и закрытыми генетическими системами, поэтому биологический вид можно рассматривать как устойчивую генетическую систему, эволюционирующую относительно независимо от других подобных систем.
В то же время биологический вид представляет собой основную единицу сообщества, поскольку именно виду соответствует собственная экологическая ниша.
Таким образом, для понимания сущности видообразования необходимо рассмотреть его популяционно-генетические и экологические аспекты.
Видообразование – это сложный, не изученный до конца процесс. Известно множество механизмов образования новых видов. Но в любом случае новый вид должен отличаться от материнского или сестринского вида хотя бы некоторыми наследуемыми признаками и, следовательно, хоты бы некоторыми аллелями. Таким образом, в ходе видообразования исходный набор аллелей должен быть замещен новым набором аллелей.
Согласно общепринятой точке зрения, в основе видообразования лежит принцип дивергенции. В результате дивергенции увеличивается число видов.
Дивергенция (от лат. divergo – отклоняюсь, отхожу) – это расхождение признаков организмов в ходе эволюции разных групп (филетических линий), возникших от одного предка. Дивергенцией называют также разделение в процессе эволюции единого таксона на два или несколько. Термин «дивергенция признаков» введён Ч. Дарвином (1859).
В больших стационарных популяциях (мегапопуляциях) видообразование затруднено. Например, в средней полосе европейской части России многие роды высших растений и крупных животных представлены или одним видом (ель, сосна, дуб, лещина; липа, медведь, волк, лиса, белка…), или немногими видами (березы пушистая и бородавчатая; заяц-беляк и заяц-русак…). Это связано с тем, что при большой и постоянной численности популяций элементарные эволюционные факторы практически не действуют.
Таким образом, для начала видообразования исходная большая популяция (мегапопуляция) должна быть разделена на множество малочисленных изолированных популяций (дробление крупных популяций на множество мелких, или островных популяций называетсяинсуляризацией). Такая изоляция является первичной и носит случайный характер.
Существует несколько типов первичной изоляции, которым соответствуют разные формы видообразования:
1. Пространственная, или географическая – формируются изолирующие барьеры в виде горных цепей, водных преград, перешейков, ледников, пустынь и т.д. Этот тип изоляции является универсальным для всех видов. Пространственная изоляция приводит к географическому, или аллопатрическому видообразованию (алло – разный, патриа – родина).
2. Экологическая – формируются изолирующие барьеры в виде разрывов между экологическими нишами. Этот тип изоляции характерен для паразитических, узкоспециализированных и малоподвижных видов. Экологическая изоляция приводит к экологическому, илисимпатрическому видообразованию (сим – вместе, патриа – родина).
3. Генетическая – формируются изолирующие барьеры в виде хромосомных и геномных мутаций. Этот тип изоляции характерен для растений (при полиплоидизации) и некоторых животных (при хромосомных перестройках и анеуплоидизации). Генетическая изоляция приводит к генетическому, или парапатрическому видообразованию (пара – около, патриа – родина).
32. Фенокопии и морфозы
Фенокопия — ненаследуемое изменение фенотипа, которое возникает под влиянием внешних факторов и своим проявлением подобно мутации, как бы мутация. Фенокопии — это модификации, которые соответствуют известным мутациям. Добавление к корму личинок дрозо-филы солей нитрата серебра ведет к пожелтению тела и щетинок, как у мух с мутацией еллоу Под влиянием температурного шока, которому подвергались предкуколки и куколки дрозофилы, вылупились мухи с закрученными кверху крыльями, с вырезками на маленьких крыльях, растопыренными крыльями. Они напоминали мутантов нескольких линий. Есть куры с желтыми клювом, ногами, кожей, жиром. Они — гомозиготы по рецессивному гену (рр). Если в корме не хватает каротиноидов, то у таких кур жир становится белым, а клюв, ноги и кожа — светлыми, как у кур, имеющих доминантный ген (РР, Рр).
Морфозы – ненаследуемые изменения, возникающие в результате действия факторов среды, выходящие за нормы реакции и приводящие к патологически неадаптивным признакам. Морфозам свойственно следующее:
1. имеют резко выраженные уклонения в строении особи по сравнению с её родителями
2. не имеют приспособительного характера
3. характеризуются ненаследственной индивидуальной изменчивостью.
Морфозы бывают:
- хемоморфозы – изменения под действием химических агентов
- радиоморфозы – изменения под действием различных видов облучения.
34. Биологический прогресс. Неограниченный прогресс. Биологическая стабилизация
Проблему главных направлений эволюции сформулировал А.Н. Северцов в своей работе «Главные направления эволюционного процесса». Представления А.Н. Северцова об эволюции развил И.И. Шмальгаузен в работе «Пути и закономерности эволюционного процесса».
К главным направлениям эволюции относятся биологический прогресс, биологический регресс и биологическая стабилизация.
Биологический прогресс
Биологический прогресс является основным, магистральным направлениям эволюции. Биологический прогресс характеризует отдельные группы организмов на определенных этапах развития органического мира.
Критерии биологического прогресса:
1. Увеличение числа особей рассматриваемой группы.
2. Расширение ареала.
3. Интенсивное формо- и видообразование.
В итоге наблюдается выход в новую адаптивную зону с последующей адаптивной радиацией, то есть распространение в различных условиях обитания.
В настоящее время, в состоянии биологического прогресса, безусловно, находятся покрытосеменные растения, насекомые, птицы и млекопитающие.
Существует три основных способа достижения биологического прогресса: арогенез, аллогенез и катагенез, которые закономерно сменяют друг друга. Названные способы достижения биологического прогресса буду рассмотрены ниже.
Неограниченный прогресс. Наиболее общая форма биологического прогресса называется неограниченным прогрессом. Его содержание составляет осуществленное в условиях Земли развитие от простейших живых существ до человеческого общества как социальной формы движения материи. Выделяют следующие критерии неограниченного прогресса:
1. Увеличение относительной независимости от прежних условий существования.
2. Освоение более разнообразных условий обитания.
3. Повышение выживаемости особей.
4. Совершенствование информационных связей.
5. Автономизация онтогенеза.
Биологическая стабилизация
Фаза биологического прогресса сменяется фазой биологической стабилизации. «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). У мечехвостов внутрипопуляционный полиморфизм не меньше, чем у молодых видов членистоногих, однако любое отклонение от среднего значения признака (от адаптивной нормы) приводит к снижению приспособленности.