Профільний рівень 11 клас 2018-2019 н.р., Порівняльно-анатомічні і морфологічні докази еволюції

ОЗНАЙОМТЕСЯ З МАТЕРІАЛОМ ДО ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ 

№ 15. Вивчення гомологічних та аналогічних органів, рудиментів і атавізмів.

Порівняльно-анатомічні і морфологічні докази еволюції

Доказом єдності походження всього живого є клітинна будова організмів, єдиний план будови органів та їх еволюційні зміни.

Гомологічні органи мають подібний план будови, спільне походження, виконують як однакові, так і різні функції. Наявність гомологічних органів дає можливість довести історичну спорідненість різних видів. Первинна морфологічна подібність у різній мірі замінюється відмінностями, набутими у процесі дивергенції. Типовим прикладом гомологічних органів є кінцівки хребетних, які мають однаковий план будови незалежно від функцій, які вони виконують.

Кінцівки хребетних тварин – типовий приклад гомологічної ознаки. Передні кінцівки: а – амфібії; б – черепахи; в – фазана; г – морського лева.

Прикладом гомологічних органів рослин, які виконують різні функції й зовні зовсім не схожі, є численні випадки видозмін листкових пластинок: вусики гороху, стеблові лусочки хвоща, колючки барбарису, лусочки на кореневищі й брунькові луски, характерні для більшості квіткових рослин. 

Деякі органи рослин морфологічно розвиваються із зародкових листків і є видозміненими листками (вусики, колючки, тичинки).

Аналогічні органи — вторинна, не успадкована від спільних предків морфологічна подібність організмів різних систематичних груп. Аналогічні органи схожі за виконуваними функціями і розвиваються у процесі конвергенції. Вони свідчать про однотипність пристосувань, що виникають у процесі еволюції в однакових умовах середовища в результаті природного добору. Наприклад, аналогічні органи тварин — крила метелика і птаха. Це пристосування до польоту в метеликів розвинулося з хітинового покриву, а в птахів — із внутрішнього скелета передніх кінцівок і пір’яного покриву. Філогенетично ці органи формувалися по-різному, але виконують однакову функцію — слугують для польоту тварини. Іноді аналогічні органи набувають виняткової схожості, як, наприклад, очі головоногих молюсків і наземних хребетних.

Аналогічні органи: а – око кальмара; б – око корови.
 Вони мають однаковий загальний план будови, схожі структурні елементи, хоча розвиваються з різних зародкових листків в онтогенезі. Схожість пояснюється лише фізичною природою світла.

Прикладом аналогічних органів є колючки рослин, які захищають їх від поїдання тваринами. Колючки можуть розвиватися з листків (барбарис), прилистків (біла акація), пагонів (глід), кори (ожина). Вони схожі лише зовні та за функціями, які виконують.

Рудиментарні органи — порівняно спрощені або недорозвинені структури, що втратили своє первісне призначення. Вони закладаються в період ембріонального розвитку, але повністю не розвиваються. Іноді рудименти виконують інші функції порівняно з гомологічними органами інших організмів. Так, апендикс людини виконує функцію лімфоутворення, на відміну від гомологічного органа — сліпої кишки у травоїдних. Рудименти тазового пояса кита і кінцівок пітона підтверджують факт походження китів від наземних четвероногих, а пітонів — від предків із розвиненими кінцівками.

Атавізм — явище повернення до предкових форм, що спостерігається в окремих особин. Наприклад, зеброподібне забарвлення лошат, багатососковість у людини.

Переконливими доказами процесу еволюції є рудименти (від лат. рудіментум – зачаток) і атавізми (від лат. атавус – предок) – недорозвинені органи або структури тіла, які втратили своє функціональне значення. Відмінність рудиментів від атавізмів полягає в тому, що перші трапляються у всіх без винятку особин даного виду, тоді як другі – лише в окремих із них. Типовими прикладами рудиментарних органів тварин є редукція таза в китоподібних або крил у нелітаючого птаха ківі, що живе у Новій Зеландії.\

Новозеландський птах ківі, в якого крила є рудиментами.

Порівняння будови і процесів життєдіяльності. 

  Порівняльна характеристика гомологічних і аналогічних органів

№	ОЗНАКИ	ГОМОЛОГІЧНІ ОРГАНИ	АНАЛОГІЧНІ ОРГАНИ
1	Будова	Можуть дещо відрізнятися за будовою	Можуть бути подібними за будовою
2	Будова	Мають подібний загальний план будови	Не мають спільного плану будови
3	Походження	Однакове (розвиваються з одного і того самого зародкового зачатка)	Різне (походять з різних вихідних зачатків)
4	Функції	Виконують однакові або різні функції	Виконують подібні функції
5	Виникнення зумовлене	Пристосуванням живих організмів до існування у різних умовах	Пристосуванням живих організмів до існування у подібних умовах
6	Приклади у тварин	Крило птаха і рука людини (різні функції), ласти морської черепахи і тюленя (однакові функції)	Крила птахів (розвиваються з особливих зачатків і мають скелет) і крила комах (розвиваються зі складки зовнішніх покривів)
7	Приклади у рослин	Цибулина тюльпану і бульба картоплі (однакові функції), маточки, тичинки, пелюстки квітки (різні функції)	Колючки глоду (видозмінені стебла) і колючки барбарису (видозмінені листки)

Завдяки дослідженням Т. Гекслі, К. Гегенбауера, О. О. Ковалевського та інших учених були розроблені еволюційні поняття про гомології, аналогії, рудименти, атавізми.

Практична робота №15

Тема. Виявлення гомологічних та аналогічних органів, рудиментів і атавізмів.

Мета: сформувати вміння виявляти гомологічні й аналогічні органи, рудименти й атавізми та пояснювати їх значення для доведення еволюційного процесу органічного світу.

Обладнання та матеріали: таблиці «Докази еволюції», «Гомологічні й аналогічні органи, рудименти й атавізми».                                                          

  ХІД РОБОТИ
http://biology-mylife.blogspot.com/p/11-httpsyoutu.html

1.   Які органи зображені на цьому малюнку: аналогічні чи гомологічні?

Приклади ________________ органів (І): 1 - передня кінцівка мавпи; 2 - коня; 3 - кита; 4 - крота; 5 - птаха; 6 - саламандри; 7 - кажана (завдання: укажіть функції цих кінцівок______________________________________________________________________________________________________

2.    Які органи зображені на цьому малюнку: аналогічні чи гомологічні (крила бабки (а), кажана (б), птаха (в) ?.

 ____________________________________________________

3.   Розгляньте малюнок. Визначте, які із зображених органів тварин є гомологічними, а які —аналогічними:

Гомологічні органи: ______________________________________

Аналогічні органи:_______________________________________

4.   Визначте за малюнками, які із зображених органів рослин є гомологічними або аналогічними. 

І. Видозмінені корені: 1-коренеплід буряка, 2-бульбокорені батату, 3-дихальні корені болотяного кипариса, 4-опорні корені кукурудзи.

ІІ. Видозмінені надземні органи: 5-колючки барбариса-видозмінені листки, 6-колючки білої акації-видозмінені прилистики, 7-колючки глоду-видозмінені пагони.

Гомологічні:_____________________________________

Аналогічні:_____________________________________

Поясніть походження цих органів та їхні функції. 

________________________________________________Яке значення мають гомологічні й аналогічні органи для вивчення процесу еволюції? ________________________________________
5. Визначте, які з ознак у зображених на малюнку людей і тварин належать до рудиментів, а які — до атавізмів : 
1-волохата людина;  2-хвіст у хлопчика; 3- багатососковість у людини;4- третє повіко; 5- м'яз, рухаючий вухо ; 6-апендикс;  7- ікла; 8 -зуби мудрості; 9-куприк  (копчик) на хребті.

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Рудименти:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Атавізми:______________________________________________________________________________________________________

Висновок. Чим можна пояснити гомологію або аналогію органів, з якими ви ознайомились?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Як могли виникнути зазначені рудименти й атавізми?

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Загальний висновок до роботи.