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
ЭВОЛЮЦИЯ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА
Возникновение и развитие жизни на Земле.
Гипотезы о происхождении живого вещества.
|
гипотеза абиогенеза |
гипотеза биогенеза |
|
(до 17 века) живое происходит от неживого: - растения – из земли, - рыбы – из ила, - моль – из пыли, - бабочки – из огня и т. д. (Ван Гельмонт, Лейбниц, Парацельс и др.) |
живое происходит только от живого 1668 год – Ф. Реди: опыты с мясом в открытом горшке под кисеей 70-ые годы 19 века – Луи Пастер: опыты с колбой с S – образным горлышком |
Возникновение жизни на Земле.
жизнь возникла в мелководье океанов (на стыке 3 стихий: воды, воздуха и суши)
1. химическая эволюция (началась ≈ 7 млрд. лет назад):
– абиогенный синтез простых органических веществ из неорганических: атмосфера Земли тогда состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, под действием мощных разрядов молний из них могли возникнуть простейшие органические соединения (в 1955 году С.Миллер пропускал электрические разряды высокого напряжения через смесь аммиака, метана, углекислого газа и паров воды при t = 80°С и получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоту, аминокислоты аланин и глицин и др.),
- возникновение полимеров – сложных органических соединений,
- концентрирование органических веществ и образование обособленных коацерватов (коацерватных капель) - стадии преджизни,
- возникновение молекул, способных к самоудвоению (сначала РНК и только небольшие кусочки)
2. биологическая эволюция началась ≈ 4 млрд. лет назад):
образование мембран → появление простейших клеток
История развития жизни на Земле.
Архей (древнейшая жизнь)
Вода: появление
- клеток: прокариоты – бактерии и цианобактерии (сине-зеленые водоросли)
- фотосинтеза у цианобактерий → обогащение атмосферного воздуха кислородом → возникновение озонового экрана (из кислорода под действием УФЛ и электрических разрядов молний во время грозы)
- клеточного ядра: эукариоты
Протерозой (первичная жизнь)
Вода: появление многоклеточности
- зеленые, бурые, красные водоросли,
- кишечноплостные – двуслойные с кишечной полостью - Расцвет!
- черви - трехслойные животные: у плоских и круглых червей – 4 системы органов: пищеварительная, выделительная, нервная и половая, у кольчатых червей – 5 систем органов (= кровеносная)
Палеозой (древняя жизнь)
Вода: возникновение скелета
- наружного (предки членистоногих)
- внутреннего – из хряща (хрящевые рыбы, кистеперые рыбы – латимерия)
Выход растений и животных на сушу:
водоросли → псилофиты, риниофиты – первые наземные растения (появление проводящей ткани – сосудов)
↓
мхи (появление стебля и листьев)
↓
папоротникообразные (появление корня) – Расцвет! (в Карбоне – гигантские леса → каменный уголь)
↓
голосеменные растения (появление семян)
- предки членистоногих → пауки и насекомые (трахейное дыхание)
- рыбы →земноводные: стегоцефалы, ихтиостегиды – вымершие земноводные (конечности, легкие, сердце из 3 камер, 2 круга кровообращения)
↓
пресмыкающиеся (ороговевшая кожа, легкие ячеистого строения, сложные почки, внутренне оплодотворение)
Итак, в Палеозое были все растения, кроме цветковых и все животные, кроме теплокровных (птиц и млекопитающих)
Мезозой (средняя жизнь)
- расцвет голосеменных растений,
- появление цветковых (покрытосеменных) растений (появление цветков и плодов)
современная переходная форма между голо – и покрыто- семенными – хакея (австралийское деревце) с длинными иглами (как у сосны) и небольшими цветочками в виде завитков
- появление в морях и расцвет головоногих моллюсков (аммонитов)
- расцвет динозавров – гигантских пресмыкающихся (вода, воздух, суша!) и вымирание в конце эры (до наших дней из пресмыкающихся Мезозоя дошли только гаттерии и черепахи),
- появление птиц (археоптерикс – вымершая переходная форма между пресмыкающимися и птицами, современная переходная форма – птица гоацин, у птенцов которой на крыльях есть когти),
- появление первых млекопитающих (вскармливание детенышей молоком): триконодон – первое млекопитающее – яйцекладущее, похоже на крысу,
современные переходные формы
от пресмыкающихся к млекопитающим – ехидна и утконос
- появление сумчатых млекопитающих (живорождение)
Кайнозой (новая жизнь)
- Третичный период: сформировался современный облик Земли (континенты – моря), расцвет цветковых растений, насекомых, птиц и млекопитающих
- Четвертичный период (начался с великого оледенения): появление человека разумного
Эволюционное учение.
Развитие эволюционных представлений в додарвиновский период.
|
идеалисты |
материалисты |
|
первично сознание: Земля и все на Земле создано Творцом (Платон и др.) |
первична материя: сначала возникла природа, живые организмы, а на высшем этапе их развития – разум (Аристотель и др.) |
- постоянство и неизменность Земли,
- изначальная целесообразность видов
Королем метафизиков был шведский ботаник Карл Линней.
Значение его трудов:
- отрицал эволюцию,
- усовершенствовал ботанический язык: ввел бинарную номенклатуру (принцип двойных названий): смородина черная,
- создал первую систему живой природы, хотя искусственную (она не отражала родства организмов): растения разделил на 24 класса по количеству тычинок в цветке, животных – на 6 классов. Впервые человека поставил рядом с обезьяной, отряд назвал Приматы (Князья), человека назвал – человека разумным, а обезьяну – человеком лесным.
- подверг критике метафизические взгляды,
- первым изложил идеи эволюции (книга «Философия зоологии» -1809 год): создал систему животных, расположив их на ступенях лестницы
Его ошибки:
- все изменения, появившиеся у организмов полезны и все они наследуются
- причина эволюции – врожденное внутреннее стремление к совершенству, которое есть у всех живых организмов
Учение Ч. Дарвина (английского естествоиспытателя)
а) общественно – экономические:
- развитие капитализма (Англия – передовая капиталистическая страна 19 века),
- развитие промышленности (создана паровая машина)
б) научные:
- астрономия: Кант и Лаплас описали происхождение Солнечной системы,
- физика: открыт закон сохранения энергии,
- эмбриология: описано сходство зародышей,
- цитология: М. Шлейден и Т. Шванн сформулировали основные положения клеточной теории,
- появление науки палеонтологии
в) личные: дворянское происхождение, образование, кругосветное путешествие на корабле «Бигль» (1831 – 1836)
а) движущие силы (=факторы, = причины) эволюции:
- наследственная изменчивость,
- борьба за существование,
- естественный отбор
б) результаты эволюции:
- приспособленность организмов к среде обитания,
- многообразие видов в природе
Доказательства эволюции органического мира
(палеонтология – это наука об ископаемых остатках организмов)
- ископаемые переходные формы – вымершие организмы, сочетающие в себе признаки более древних и более молодых систематических групп:
например:
а) ихтиостегида (стегоцефал): рыбы – земноводные
б) археоптерикс: пресмыкающиеся – птицы
в) зверозубый ящер: пресмыкающиеся – млекопитающие
- филогенетические ряды – ряды организмов, последовательно сменявших друг друга в истории развития жизни на Земле:
например, филогенетический ряд лошади:
пятипалая размером с лисицу → трехпалая размером с пони → однопалая современная лошадь
(эмбриология – наука о зародышах)
- развитие всех организмов начинается с одной клетки (оплодотворенной яйцеклетки)
- сходство зародышей на ранних стадиях развития:
Ф. Мюллер и Э. Геккель – биогенетический закон:
«Онтогенез (индивидуальное развитие организма) есть краткое повторение филогенеза (истории развития вида)»
(сравнительная анатомия – наука, сравнивающая строение организмов)
- все живые организмы состоят из клеток
- у всех живых организмов общий план строения
- гомологи – органы, соответствующие по строению, независимо от выполняемых функций:
рука человека – крыло птицы – ласт тюленя
луковица лука – клубень картофеля – корневище ландыша
- аналоги – органы, выполняющие одну функцию независимо от строения:
рука человека – клешня рака – хобот слона
усики гороха – усики огурца
- рудименты – органы, утратившие свое значение (нефункционирующие органы): у человека: копчик (хвостовые позвонки)
- атавизмы – случаи возврата к предковым формам: хвостатый мальчик
- современные переходные формы:
эвглена зеленая: растения – животные
утконос и ехидна: пресмыкающиеся - млекопитающие
Вид, его критерии и структура.
Вид – это совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических и физиологических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к одинаковым условиям среды обитания и занимающим в природе общую область (ареал).
Критерии (признаки) вида:
Структура вида:
Ареал (область распространения вида в природе\0 не бывает сплошным – он прерывистый.
Вид состоит из популяций.
Популяция – это совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, которые длительно существуют на определенной части ареала, относительно обособленно от других.
Популяция – единица эволюции.
Движущие силы эволюции.
Формы борьбы за существование
|
внутривидовая: - борьбы между соснами в сосновом бору за свет и воду, - каннибализм и др. |
межвидовая: - хищник – жертва, - паразит – хозяин, - симбиоз и др. |
борьбы с неблагоприятными условиями неживой природы: - засуха (кувшинка) и др. |
Формы естественного отбора
|
движущий |
стабилизирующий |
|
действует при изменении условий среды, сохраняет организмы с новыми, нужными в данных условиях среды приспособлениями (темноокрашенная форма бабочки березовой пяденица) |
действует в постоянных условиях среды, сохраняет организмы, у которых нет изменений (цветы у насекомоопыляемых растений) |
Основные направления эволюции.
|
биологический прогресс |
биологический регресс |
|
- увеличение числа особей, - расширение ареала, - возникновение новых видов (цветковые растения, насекомые, птицы, млекопитающие) |
- уменьшение числа особей, - сужение ареала, - вымирание видов (динозавры, древовидны папоротники) |
Пути достижения биологического прогресса
|
ароморфоз |
идиоадаптация |
дегенерация |
|
крупное эволюционное изменение, повышающее уровень организации живых существ (появление в процессе эволюции новых органов) |
мелкое эволюционное изменение, позволяющее организму приспособиться к среде обитания (видоизменения органов в связи с условиями среды обитания) |
упрощение организации организмов в связи с переходом к сидячему или паразитическому образу жизни (утрата пищеварительной системы у бычьего цепня, утрата листьев у повилики) |
Правили и закономерности эволюции.
- правило необратимости эволюции: исчезнувший вид никогда не
появится вновь (никогда не возникнут тождественные условия среды)
- правило прогрессирующей специализации: группа, вступившая на путь специализации, пойдет в процессе по пути все большего приспособления (птицы)
- правило чередования основных направлений эволюции: ароморфозы в процессе эволюции происходят значительно реже идиоадаптаций
|
дивергенция |
конвергенция |
|
расхождение признаков (возникновение в процессе эволюции разных классов млекопитающих от общего предка) |
схождение признаков у организмов, обитающих в одинаковых условиях среды (форма тела у рыб и дельфинов) |
Результаты эволюции.
Приспособленность – это совокупность особенностей вида, обеспечивающих возможность специфического образа жизни в определенных условиях среды обитания.
Примеры приспособлений:
- покровительственная окраска – окраска, позволяющая организму стать менее заметным на фоне окружающей среды (заяц – беляк)
- маскировка – приспособление, при котором окраска и форма тела животного сливается с окружающими предметами (рыба игла)
- мимикрия – сходство по форме тела и окраске незащищенных форм с защищенными (муха пчеловидка)
- предупреждающая окраска – красно-черно-желтая окраска, характерная для ядовитых и жалящих форма (оса, огненная саламандра)
Возникновение приспособлений:
Изменение условий среды обитания →возникновение мутаций, их комбинирование при скрещивании (у организмов появляются отличия друг от друга) → внутривидовая борьба за существование и естественный отбор → выживают и оставляют потомство организмы с признаками, больше соответствующими данным условиям среды → из поколение в поколение мутации накапливаются, и черты приспособлений совершенствуются.
Относительность приспособленности:
Приспособленность эффективная только к данное время и данном месте, а не на все случаи жизни и на все времена, т.к. приспособления возникают к уже существующим, а не ко всем возможным условиям среды (кит быстро погибает на суше, кактус погибает в условиях переувлажнения).
Эволюционный процесс
|
макроэволюция |
микроэволюция |
|
происходит в систематических группа больше вида и приводит к возникновению новых типов, классов, семейств и т.д. (развитие жизни на Земле) |
происходит внутри вида и заканчивается видообразованием |
Видообразование
а) внезапное (мгновенное)
б) постепенное:
|
географическое (аллопатрическое) |
экологическое (симпатрическое) |
|
1. увеличение числа особей, обострение борьбы за существование |
|
|
2. географическая изоляция: виды занимают новые территории и происходит расчленение ареала из-за физических преград (гор, рек и т.д.) |
2.экологическая изоляция: виды остаются в пределах ареала, но переходят к несвойственной им пище, занимают разные местообитания и т.д. |
|
3. наследственные изменения, борьба за существование, естественный отбор в каждой популяции соответственно новым условиям среды обитания во многих поколениях |
|
|
4. возникновение биологической изоляции (утрата способности к скрещиванию, появления различий в генотипах) |
|
|
|
|
белый и бурый медведи (эпоха великого оледенения) |
разные виды синиц (пищевая специализация) - большая синица есть насекомых, ходатая синица – семена хвойных растений и др. |
Итак,
А) ненаправляющие эволюционный процесс:
- мутации,
- комбинативная изменчивость,
- популяционные волны (колебания численности популяции),
- дрейф генов (случайное ненаправленное изменение частот аллелей),
- изоляция (возникновение барьеров),
Б) направляющие эволюционный процесс:
- борьба за существование
- и ее следствие - естественный отбор
Антропогенез (происхождение человека).
Движущие силы антропогенеза
|
биологические |
социальные |
|
(по Ч.Дарвину) - наследственная изменчивость, - борьба за существование, - естественный отбор |
(по Ф.Энгельсу) - общественная жизнь, - труд, речь |
Палеонтологическая родословная человека:
Насекомоядные млекопитающие → Приматы
↓ ↓
узконосые обезьяны широконосые обезьяны
↓
дриопитеки → понгиды: шимпанзе, гориллы, орангутаны
↓
гоминиды
↓
австралопитек (южная обезьяна) – 9 млн. лет назад
↓
человек умелый - 3 млн. лет назад (масса мозга – 650 г)
↓
человек выпрямленный (прямоходящий) – древнейший человек –
500 тыс. лет назад (масс мозга – 1000 г):
↓
неандерталец
(древний человек) – в долине реки Неандер – Германия - 350 тыс. лет назад (масса мозга 1500 г, слабое развитие подбородочного выступа – примитивная речь!, разделение труда между мужчинами и женщинами, появление семьи)
↓
↓
человек разумный
↓
современный тип человека разумного
расы – популяции: европеоидная, монголоидная, негроидная