Еволюція людини – антропогенез.

Сучасний етап еволюції людини.

Мета:ознайомити учнів з різноманіттям родини Hominidae; систематичним положенням, різноманіттям приматів з родини гомінід, їхніми головними особливостями ; проаналізувати значення біологічних та соціальних факторів у антропогенезі еволюції.

Видатний біолог Карл Лінней сказав фразу, яка стала знаменитою: «О, як схожа на нас мерзенна тварина мавпа». Як ви вважаєте, про яку схожість говорив Лінней?Які гіпотези походження людини вам відомі?

https://www.youtube.com/watch?time_continue=1&v=iMGwxdSH79o

Місце людини в системі живої природи

Вивчення будови, функціональних та інших особливостей організму людини дозволяє відвести її до певного царства, типу, класу, ряду, роду, виду й визначення, таким чином, місця людині в системі живої природи. Отже, місце людини в системі тваринного світу визначається в такий спосіб:

Домен: Ядерні

Царство: Тварини

Підцарство: Справжні багатоклітинні

Тип: Хордові

Підтип: Хребетні

Клас: Ссавці

Підклас:Плацентарні

Ряд: Примати

Інфаряд: Людиноподібні

Родина: Вузьконосі мавпи

Надродина: Гомініди, або Людиноподібні мавпи

Рід: Ното (Людина)Люди

Вид: Ното sapiens (Людина розумна)

Ø Вид - це сукупність особин, подібних між собою за будовою, процесами життєдіяльності, вимогами до умов існування, які вільно схрещуються між собою в природі, дають плідних нащадків і населяють певну територію.

Ø Антропогенез - це процес виникнення і формування людини в процесі еволюції, пов'язаний з розвитком її трудової діяльності, свідомості, членороздільної мови, а також розвитком первісних форм суспільства.

Походження людини. Етапи антропогенезу

Человек — это разумная обезьяна»
А. Шопенгауэр

Проблема походження людини є досить складною. Наука вважає, що людина є результатом тривалої біологічної еволюції живої матерії, а релігія стверджує, що вона була створена Богом «за своїм образом і подобою». Наукове пізнання передбачає використання таких методів, як спостереження, експеримент, аналіз отриманих даних та їхній синтез, повторюваність результатів експериментів і їхню статистичну обробку. Релігійне пізнання світу у всьому цьому не має потреби й здійснюється лише за допомогою віри. І сфера віри, і сфера науки допомагають людині розуміти навколишній світ й успішно жити в ньому, але ці сфери користуються різними способами пізнання світу.

Наукові погляди на походження людини дуже різноманітні.

Думка про приналежність людини до тваринного світу з’явилась в Середньовіччі. Так, засновник першої класифікації тваринного світу Карл Лінней хоча і наполягав на незмінності видів та поділяв панівну на той час думку про надприродне створення людини, проте помістив її у ряд Примати, який виділив у клас Ссавці. До цього ж ряду К. Лінней відніс також мавп і напівмавп. Саме К. Лінней запропонував родову і видову назву Ното sapiens- Людина розумна.

Автор першої теорії еволюції французький природодослідник Ж.- Б. Ламарк був водночас і автором першої в історії біології гіпотези походження людини. Він вважав, що предками людини були деревні мавпи, які перейшли до двоногого ходіння.

Англійський природодослідник Чарльз Дарвін на підставі порівняльно-анатомічних й ембріологічних даних підтвердив ідею подібності людини та людиноподібних мавп. Він навів багато фактів, які, на його думку, доводять походження людини від тварин. Усупереч поширеній думці, Дарвін ніколи не стверджував, що людина походить від мавпи, і лише припускав, що вони мали спільного предка.

Познавательный сайт (рус.)

За сучасними матеріалістичними поглядами, людина — природний продукт тривалого розвитку живої природи від простого до складного, тобто виникла в результаті еволюції (антропогенезу).

Антропогенез начинается с общего предка человека и современных обезьян — парапитека.

Жорж Луи Бюффон (1707–1788) — французский натуралист, первым высказавший предположение, что человек произошел от обезьяны

Книга Жоржа Луи Бюффона «Естественная история», вышедшая в XVIII веке, в которой он предположил, что люди, скорее всего, потомки обезьян, вызвала бурное негодование в обществе и была объявлена крамольной. Ее приговорили к публичному сожжению палачом

Познавательный сайт

Антропогенез (від грец. антропос - людина і генез - походження) - процес виникнення і формування людини в процесі еволюції, пов'язаний з розвитком її трудової діяльності, свідомості, членороздільної мови, а також із розвитком первісних форм суспільства.

За однією з найпоширеніших гіпотез, людина і сучасні людиноподібні мавпи походять від спільного предка.

«Людська» лінія, або родина гомінід, характеризується важливою спільною ознакою - прямоходінням. Зрозуміло, що перехід до прямоходіння був пов'язаний зі зміною способу життя. Це сприяло вивільненню передніх кінцівок і розвиткові руки як органа праці.

Ø В еволюції людини можна виділити декілька основних етапів:

1. найдавніші люди,

2. давні люди

3. перші сучасні люди.

Ці стадії не змінювали одна одну з повним зникненням попередньої, а деякий час співіснували та конкурували між собою.

І етап - найдавніші люди, або архантропи. Є багато різноманітних знахідок скелетів найдавніших людей. Зокрема, в Африці знайдено рештки олдувайського пітекантропа, в Азії - яванського пітекантропа і синантропа, в Європі - гейдельберзької людини. Жили вони в різний час: найбільш давні - понад 1 мільйон років тому, "молодші" - 400000 років тому. Всі ці знахідки об'єднані в одну групу за трьома ознаками: об'єм головного мозку в межах 1000 см³ і лише у синантропів дещо більший - 1100 см³; відсутність членороздільної мови, про що свідчить відсутність валка на підборідді; наявність примітивних кам'яних знарядь - скребків, накінечників, сокир.

Тільки найбільш прогресивні з них - синантропи - користувалися вогнем, на що вказують багатометрові шари попелу, знайдені в місцях стоянок.

Синантроп (лат. Sinanthropus pekinensis — «пекінська людина», в сучасній класифікації — Homo erectus pekinensis) — форма (вид або підвид) роду Homo, близька до пітекантропа, однак більш пізня й розвинена. Був виявлений в Китаї, звідси й назва. Жив близько 600–400 тис. років тому, в льодовиковий період.

Впродовж тривалого часу архаїчні Ното sapiens були сучасниками Homoerectus, які вимерли чверть мільйона років тому.

II етап - давні люди, або палеоантропи.

Широко розповсюджені на території Європи, Азії і Африки. На цих континентах з'явилися місцеві різновиди Н. sapiens. Найбільш ранні з них датуються більше 200000 років тому, останні зникли близько 40000 років тому. Давні люди мали зріст 150-160 см, об'єм головного мозку - близько 1300-1600 см³ (приблизно об'єм мозку сучасної людини). Проте череп давніх людей характеризувався масивним розвитком зубів, надбрівних дуг, значно розвиненою нижньою щелепою, виступаючою потиличною ділянкою. Рештки цих людей були знайдені в долині Неандерталь поблизу Дюссельдорфа в Німеччині, звідки походить їхня назва - неандертальці (Н. sapiensneanderthalensis).

На цій стадії розвитку давні люди постійно користувалися вогнем, причому вже вміли добувати його, використовуючи каміння. Ретельно оброблялося кам'яне знаряддя; крім кам'яного, застосовувалося знаряддя, зроблене з кісток. Знахідки костяних голок свідчать про наявність одягу із шкір тварин. їх досить розвинута культура виготовлення знарядь отримала назву мустьєрської, оскільки вперше такі знаряддя були знайдені в печері Ле-Мустьє на південному заході Франції. Характерно, що на цій стадії у давніх людей відбувалося поховання померлих, яке, ймовірно, супроводжувалося певними ритуалами. Близько 120 000 років назад під час міжльодовикового періоду неандертальці освоїли Близький Схід і Середню Азію.

Фізична своєрідність цих людей зумовлена їх пристосуванням до суворого клімату льодовикового періоду. Вимерли неандертальці близько 3035 тис. років тому.

III етап еволюції людини - перші сучасні люди, або неоантропи. Архаїчні Н. sapiens з Африки. Їх, більшість антропологів вважає предками нашого виду Н. sapiens. Спочатку (близько 100 тисяч років тому) вони мешкали тільки в Африці і Середній Азії, а потім розселилися на інші території. Один з вагомих доказів африканського походження сучасної за анатомією людини отримано під час порівняльного виявлення мітохондріальної ДНК (мтДНК) представників різних рас. Доведено, що всі виявлені типи мтДНК людини походять від однієї предкової молекули, а звідси - і однієї праматері, яка жила до розділення людства на основні раси. Об'єм головного мозку в них був таким же, як і в наших сучасників - 1500-1800 см³, зріст - 170-180 см. Знахідки неоантропів були зроблені в різних місцях земної кулі. Найбільш відомі з них - ті, які зроблені у Франції поблизу містечка Кро-Маньйон (кроманьйонці).

Цей етап характеризується трьома основними особливостями: припиненням біологічної і початком соціальної еволюції; формуванням основних рас; високим рівнем розвитку культури, який характеризується обробкою не лише кам'яних знарядь праці, а й прикрас, кам'яних фігур, малюнків. Все це свідчить про появу на цій стадії абстрактного мислення.

ХТО ТАКИЙ КРОМАНЬЙОНЕЦЬ?

Джерело: http://dovidka.biz.ua/hto-takiy-kromanyonets/ Довідник цікавих фактів та корисних знань © dovidka.biz.ua

Нові люди – кроманьйонці. Виникнення людей сучасного фізичного типу відбулося відносно недавно, близько 40 тис. років тому. Залишки цих людей виявлено в Європі, Азії, Африці, Австралії. За місцем першої знахідки викопних людей сучасного типу назвали кроманьйонцями. Це були високі, могутньої статури люди. За своєю фізичною будовою вони майже не відрізнялися від сучасних людей. Об’єм мозку 1600 см, як і в сучасної людини. Суцільний надбрівний валик відсутній. Є підборідний виступ, що свідчить про розвиток мови. Жили в печерах, володіли наскельним живописом, носили одяг.

В еволюції людини було багато бічних гілок, які закінчувалися повним вимиранням. В один і той же час могли жити різні групи архантропів, причому більш сильні і розвинені форми могли знищувати відсталих у своєму розвитку.

Велику роль в еволюції предків людини відіграло живлення м'ясом, оскільки полювання на дичину стимулювало добір, а висока калорійність м'яса давала можливість рідше їсти. З розвитком соціальних відносин почала розвиватися турбота про старих людей як носіїв соціально корисної інформації. У неоантропів уже почали проявлятися альтруїстичні схильності, які визначали переваги їхнього володаря в умовах життя в суспільстві. Значним досягненням людини розумної було приручення (одомашнення) тварин і початок культивування рослин. Це був найважливіший крок на шляху звільнення людини від впливу навколишнього середовища.

У результаті розвитку мислення людина досягає високого розуміння природи, починає впливати на неї. Саме людина розумна може бути визначена як "матерія, яка пізнає саму себе".

Докази вірності еволюційного вчення

Протягом кількох останіх десятиліть було знайдено досить багато викопних родичів людини і процес її еволюції став набагато більш зрозумілим.

Наразі до родини Hominidae (Гомініди) відносять сім родів і не менше 23 видів приматів. Але, крім людини, усі вони вимерли.

Ранні гомініди

Еволюційні лінії, що ведуть до людини та її найближчого родича шимпанзе, розділилися приблизно 5,5–6,5 млн років тому (або, можливо, трохи раніше до 8 млн років). Такі дані були отримані з допомогою молекулярно-генетичних маркерів. За останні роки в А фриці було знайдено цілий ряд давніх гомінід, які жили приблизно в той час. Вони описані як представники трьох нових родів — Sahelanthropus, Orrorin та Ardipithecus. Усі ці найдавніші гомініди вже ходили на двох ногах, проте скоріше за все жили не в савані, а в лісі. Це ставить під сумнів стару теорію про те, що перехід до двоногості був пов’язаний з виходом наших предків із лісу до савани.

Предками австралопітека були людиноподібні мавпи - проконсули, які жили на території сучасної Африки приблизно 36 мільйонів років тому. В цей час на планеті Земля стали відбуватися землетруси, викликані рухом літосферних плит.

В результаті землетрусів в земній корі утворилися розломи і на поверхню вийшли радіоактивні метали. Під дією радіації проконсул змінився. Відбулася перебудова його організму і способу життя. Так з'явився дріопітек.

Дріопітеки - це мавпи, які жили на Землі 20 мільйонів років тому. Вони практично не злазили з дерев, листя і плоди яких служили для них їжею. Але клімат на Землі став змінюватися. Африка з півночі була схильна до впливу холодних вітрів. Похолодання клімату призвело до того, що тропічні африканські ліси стали зникати. Дріопітеки були змушені спуститися з дерев і шукати собі їжу на землі. Сталося це приблизно 4-3 мільйони років тому.

Спустився на землю дріопітек - породив нових мавп - рамапітеків.

Рамапітеки також зазнали впливу радіаційного випромінювання і стали змінюватися. Зміни відбулися в двох напрямках: з одного боку, рамапітек породив вищих мавп, з іншого боку, австралопітеків. Останні і стали тваринами- предками сучасної людини.

Австралопітек – тваринний предок сучасної людини. Основною формою громадської організації у австралопітеків було стадо. Стадо полювало на дрібних тварин, займалося збиранням. Багато харчувалися мертвичиною (сволотою). Австралопітеки використовували природні предмети як знаряддя праці. Такими знаряддями були камені, палиці. Австралопітеки ще не були здатні ці знаряддя праці обробляти. Австралопітек мав наочно-образним мисленням (як у вищих мавп).

Австралопітеки й парантропи

Усі знайдені австралопітеки жили в Африці приблизно 4,5–2 млн років тому. Вони були прямоходячими і всеїдними мешканцями саван. Зараз багато вчених вважають, що австралопітеки не вміли полювати й живилися падлом. Саме австралопітеки вважаються безпосередніми предками роду Homo. Наразі знайдено рештки не менш ніж п’яти видів австралопітеків. Найбільш відомими з них є Australopithecus afarensis і Australopithecus africanus. Крім того, у новий рід Paranthropus виділено три види так званих «масивних» австралопітеків, які відрізнялися від інших австралопітеків більшими розмірами та значно масивнішою статурою. Їх залишки були знайдені також на території Африки, де вони жили від 2,7 до 1,5 млн років тому.

Деякі викопні представники родини Hominidae:

У 2001 році в пустелі Дьюраб (північний Чад) було знайдено череп, який чудово зберігся. Його вік дорівнював 6–7 млн років. Лицьова частина черепа має як примітивні, так і відносно прогресивні риси (наприклад, досить слабкі ікла). Розмір головного мозку досить невеликий (≈ 350 см3).

Orrorin tugenensis

Залишки особин цього виду було знайдено у 2000 р. в Кенії неподалік від Great Rift Valley у породах, вік яких перевищує 6 млн років. За своїми розмірами цей вид схожий на сучасного шимпанзе. Можна припустити, що він був здатний як

вільно лазити по деревах, так і непогано пересуватися на двох ногах по землі. Будова зубів свідчить про переважну рослиноїдність, проте спостерігається зменшення різців і збільшення молярів, що є типовим для людської лінії еволюції

Australopithecus afarensis

Жив у Східній Африці 4–3 млн років тому. Цей вид існував довго і, можливо, дав початок кільком еволюційним лініям. Знайдено рештки більш ніж 300 особин цього виду (у тому числі відома «Люсі»). Він мав багато «мавпячих» ознак: витягнуте обличчя, паралельні ряди корінних зубів, маленький мозок (430 см3). Проте, було й багато відмінностей від мавп, головна з яких — ходіння на двох ногах

Australopithecus africanus

Жив у Південній Африці 3,5–2,5 млн років тому. Мав ряд прогресивних рис порівняно з afarensis: більш округлий череп, більший мозок і менш примітивні зуби. Проте будова його кінцівок була дещо примітивнішою. Аналіз зубної емалі показав, що дієта цього виду була дуже різноманітною. Він отримував їжу переважно з харчових ланцюгів савани й легко пристосовувався до будь-яких змін кормових ресурсів.

Основні етапи еволюції людини.

Рушійні сили антропогенезу

Рушійні сили
Біологічні	Соціальні
Боротьба за існування, природний добір на основі спадкової мінливості	Суспільний спосіб життя, мислення, мова, трудова діяльність
Результат дії чинників
Перетворення головного мозку, виникнення прямоходіння, удосконалення кисті руки, розвиток мислення, свідомості, мовлення, органів чуттів

Характерними особливостями виду Ното sаріепs є:

v Прямоходіння;

v Унікальна будова передніх кінцівок, яка дозволяє здійснювати з їхньою допомогою найрізноманітніші операції;

v Відсутність на більшій частині поверхні тіла волосяного покрива;

v Великий розмір головного мозку;

v Надзвичайно сильно розтягнутий у часі дитячий період онтогенезу;

v Складна соціальна поведінка;

v Розвиток мови й абстрактного мислення;

v Значна роль другої сигнальної системи в передачі інформації наступним поколінням.

Особливості еволюції людини

Раса — це група індивідів, що історично сформувалася в певних геологічних умовах і має спільні спадково зумовлені морфологічні та фізіологічні ознаки.

Народність — це група людей, що історично сформувалась і харак- теризується спільною територією, мовою та культурою.

Нація — спільнота людей, що історично сформувалася на основі спільної економіки, території, мови, особливостей поведінки, культури й традицій.

Блог рекомендує: Етапи еволюції людини

Віртуальна екскурсія

«Історичний розвиток життя на Землі»

Мета: ознайомити учнів з основними етапами еволюції органічного світу, з періодизацією еволюційних явищ; поглибити знання учнів про розвиток органічного світу на Землі.

Земля — це гігантська кам’яна куля, що рухається по своїй орбіті у космічному просторі зі швидкістю майже 3000 м/с. Важить вона 6 мільярдів трильйонів тонн. Майже дві третини кам’яної поверхні Землі вкриті водою — це моря та океани. Вільну від води частину займає суша. Землю оточує газова оболонка (повітря), що називається атмосферою. Вона сягає від поверхні Землі на висоту близько 700 кілометрів — далі починається безповітряний простір. Наша планета жива. Її населяють безліч живих організмів. Вона постійно змінюється.

Історія життя на Землі почалася з моменту появи перших живих організмів — приблизно 3,7 мільярда років тому — і триває донині. Подібність між усіма організмами вказує на наявність спільного предка, з якого в процесі еволюції розійшлися всі відомі види.

І сторичний розвиток життя на Землі

Домінуючою формою життя на початку архейського еону були ціанобактеріальні мати і археї. Вони стали величезним еволюційним кроком того часу.

Кисневий фотосинтез, що з'явився тоді, близько 3500 мільйонів років тому, в кінцевому результаті призвів до оксигенації атмосфери, починаючи приблизно з 2400 млн років тому. Найперші свідчення еукаріот датуються 1850 млн років тому, хоча, можливо, вони з'явилися раніше. Їхня диверсифікація прискорилася, коли вони почали використовувати в метаболізмі кисень. Пізніше, близько 1700 мільйонів років тому, стали з'являтися багатоклітинні організми з диференційованими клітинами, що спеціалізовані для виконання певних функцій.

Приблизно 1200 млн років тому з'являються перші водорості, а вже приблизно 450 млн років тому — перші вищі рослини. Безхребетні тварини з'явилися в едіакарскому періоді, а хребетні виникли близько 525 мільйонів років тому, невдовзі після кембрійського вибуху.

Опрацювати підручник с. 250-252 (архейська, протерозойська ери)

ВІРТУАЛЬНИЙ ТУР

МУЗЕЙ НАТУРАЛЬНОЇ ІСТОРІЇ (ЛОНДОН) АНГЛ.

Дарвиновский музей (Россия, Москва).
Експозиция "Развитие органического мира"
Госсударственный Дарвиновский музей. Виртуальный тур
https://artsandculture.google.com/project/natural-history
Завдання: ЗАПОВНИТИ ТАБЛИЦЮ 08.05
Розвиток органічного світу

№

з/п

Назва геологічної

ери

Особливості умов середовища існування

Флора

Фауна

1

Архейська

2

Протерозойська

3

Палеозойська

4

Мезозойська

5

Кайнозойська

І група - Архейська ера.

Життя зародилось в архейську еру. Оскільки перші живі організми ще не мали жодних скелетних утворів, від них майже нічого не залишилось у викопних рештках. Проте наявність серед архейських відкладів порід органічного походження — вапняків, мармуру, графіту та інших — підтверджує існування в цю еру примітивних живих організмів. Такими були одноклітинні доядерні організми (прокаріоти): бактерії та синьо-зелені водорості.

Життя у воді було можливим завдяки тому, що вода захищала організми від згубної дії ультрафіолетового випромінювання. Саме тому море стало колискою життя.

В архейську еру в еволюції органічного світу відбулися чотири великі ароморфози: з’явились еукаріоти, виникли фотосинтез, статевий процес і багатоклітинні організми. Поява еукаріотів пов’язана з утворенням клітин, які містять справжнє ядро (з хромосомами) та мітохондрії. Тільки такі клітини здатні ділитися мітотично, що забезпечує їх стабільність і передачу генетичної інформації. Це стало передумовою виникнення статевого процесу.

ІІ група - Протерозойська ера

У протерозойську еру життя існувало також переважно в морі. Однак панували вже не прокаріоти, а зелені водорості (еукаріоти). У них з’являється розчленування тіла, що забезпечувало більшу поверхню всмоктування. Рештки фауни цієї пори нечисленні, але відомо, що вже тоді існували всі типи безхребетних. Важливим ароморфозом розвитку тіла тварин була поява двобічної симетрії. З нею пов’язані диференціювання тіла на передню і задню частини, слинний і черевний боки. На передній частині зосереджуються органи чуття, нервові вузли, а в тварин, що мають вищу організацію, — головний мозок. У цю еру в результаті ідіоадаптивних змін від найдавніших багатоклітинних організмів, що вели повзаючий спосіб життя і тому мали двобічну симетрію, виникли плоскі та круглі черви. Унаслідок нових ароморфозів та ідіоадаптацій від нащадків найдавніших тварин, що мали двобічну симетрію, виникли молюски та кільчасті черви. Споріднені з кільчастими червами членистоногі. Від найдавніших тварин із двобічною симетрією виникли також голкошкірі та хордові, що мають низку подібних ознак, які виявляються в характері розвитку та утворення скелета, будові шкіри, та відрізняються за цими ознаками від інших типів тварин. У протерозої з’явились і найдавніші хордові — безчерепні. Представником цих організмів у сучасній фауні є ланцетник.

На суходолі у вологих місцях могли існувати бактерії, синьо-зелені водорості, одноклітинні тварини. Вони були першими ґрунтоутворювачами.

ІІІ група – Палеозойська ера

На початку ери в кембрійський період вода ще була єдиним середовищем життя. Значно поширились великі багатоклітинні бурі та зелені водорості. У силурійський, а можливо, ще в ордовицький або кембрійський період у деяких популяціях зелених водоростей, які мешкали у водоймах, що періодично пересихали, в результаті ароморфозу сформувались тканини, які вперше виникли у наземних рослин — псилофітів. Псилофіти — збірна назва. Ці рослини мали невеликі розміри (не більше півметра), стеблоподібну наземну частину і кореневище, від якого відходили ризоїди. Деякі з них були ще дуже схожими на водорості, а інші вже мали ознаки, які зближували їх з мохоподібними і папоротеподібними рослинами. Рослини могли існувати на суходолі, оскільки бактерії, синьо-зелені водорості, одноклітинні тварини вже сформували тонкий шар ґрунту. В цей час з’явились і гриби, життєдіяльність яких сприяла ґрунтоутворенню.

У морях кембрійського, ордовицького, силурійського періодів жили найпростіші, губки, кишковопорожнинні, членистоногі, молюски, голкошкірі, нижчі хордові. У силурійський період з’явилися найпримітивніші хребетні — круглороті. У них ще не було щелеп, але внаслідок ароморфозу виникли череп і хребці. У девонський період досягли розквіту щиткові, що належали до надкласу безщелепні, поряд із круглоротими. У риб унаслідок ароморфозу утворився щелепний апарат, що дав їм змогу активно полювати, захоплювати здобич. Це сприяло підвищенню рівня організації нервової системи, органів чуття, вдосконаленню інстинктів.

Серед сучасної фауни найближчими до цих найдавніших риб є акули і скати. З’явились і кистепері риби. Нечисленних представників цих риб виявлено в Індійському океані біля берегів Африки. Кистепері риби, які населяли прісні водойми в девонський період, зробили важливий крок в еволюції тварин — вийшли на суходіл. Першими наземними хребетними були найдавніші земноводні стегоцефали — потомки кистеперих риб. Скелет плавців кистеперих гомологічний скелету п’ятипалої кінцівки стегоцефалів, яйця і личинки могли розвиватися лише у воді, як і в сучасних земноводних, тому ці тварини змушені були жити поблизу водойм.

У девонський період важливий ароморфоз відбувся і в рослин: розвинувся спеціальний апарат для всмоктування мінеральних розчинів (корінь), сформувались пагони як основний орган асиміляції вуглекислого газу. Таким чином відбулося диференціювання тіла рослини на пагін і корінь. Першими листостебловими рослинами були мохи. Спорідненість мохів із водоростями та псилофітами виявляється в тому, що їхня протонема подібна до зелених водоростей, замість коренів вони мають ризоїди, запліднення відбувається у водному середовищі. У девонський період від псилофітів виникли вищі спорові: плауни, хвощі, папороті. В них утворились добре сформовані корені, але для розмноження їм необхідна вода, в якій переміщуються статеві клітини.

Клімат наступного, кам’яновугільного періоду був теплим, вологим, атмосфера містила велику кількість вуглекислого газу. Це сприяло бурхливому розвитку папоротеподібних, це був період їхнього розквіту. Деякі хвощі досягали 30-метрової висоти.

Розвиток наземної рослинності сприяв формуванню ґрунту, з решток рослин того періоду утворилося кам’яне вугілля. В ньому ніби законсервувалась значна частина вуглекислого газу атмосфери. В результаті інтенсивного фотосинтезу, який відбувався в зелених рослинах, атмосфера збагачувалась на кисень. Унаслідок зміни хімічного складу атмосфери з’явилась можливість заселення суходолу тваринами.

У рослинному світі відбувся ще один ароморфоз — з’явились насінні папороті. У насінні нагромаджувались поживні речовини, воно мало оболонку, яка захищала його від несприятливих умов. Насінним рослинам для запліднення насінини вода не потрібна, що дало їм змогу завоювати суходіл.

Клімат кам’яновугільного періоду сприяв також розквіту земноводних (стегоцефалів). На суходолі ворогів у них ще не було, а численні черви і членистоногі, особливо павукоподібні та комахи, були для земноводних відмінним кормом. Унаслідок дивергенції та ідіоадаптацій з’явилось багато видів стегоцефалів, деякі з них досягали гігантських розмірів (до 47 м завдовжки).

Наприкінці кам’яновугільного й особливо в пермський період клімат змінився, став сухим. Це призвело до масового вимирання папоротеподібних і земноводних. Ті особини, які вижили у більш вологих місцях, дали початок земноводним і папоротеподібним невеликих розмірів. Від стегоцефалів виникли не лише земноводні, а й плазуни.

Походження плазунів пов’язане з ароморфозами, що забезпечували розмноження на суходолі: внутрішнє запліднення, запас поживних речовин у яйці, вкритому щільною оболонкою, яка захищала його від висихання. Під час розвитку зародка всередині яйця нагромаджувалась рідина, в якій зародок перебував як в акваріумі. Це дало змогу плазунам завоювати суходіл, повітря і повторно оселитися у воді. Прогресу плазунів сприяв розвиток рогового покриву, який захищав від висихання, розвиток легень, кровоносної системи, кінцівок, головного мозку. Усе це дає підстави визнати плазунів першими справжніми наземними хребетними.

У пермський період від насінних папоротей виникли голонасінні рослини, які значно поширились на суходолі, оскільки з’явився новий спосіб запліднення, не пов’язаний з водою, а формування насінини давало змогу зародкам рослин тривалий час витримувати несприятливі умови. Унаслідок цього насінні рослини змогли оселятись не лише на вологих узбережжях, а й проникати в глибину материків.

ІV група – Мезозойська ера

Початок мезозойської ери — тріасовий і юрський періоди — був часом розквіту і панування плазунів. Деякі з них досягали гігантських розмірів і мали масу тіла до 20 т. Були серед них як рослиноїдні, так і м’ясоїдні. Однак ще в пермський період з’явились звірозубі плазуни — предки ссавців. Перші ссавці (однопрохідні та сумчасті) відомі з тріасового періоду. Тоді ж виникли справжні кісткові риби і псевдозухії — плазуни, які пересувалися лише на задніх кінцівках. Псевдозухій вважають предками птахів. Першоптах — археоптерикс — з’явився в юрський період і існував ще й у крейдяний період.

Прогресивний розвиток дихальної і кровоносної систем птахів і ссавців забезпечив теплокровність цих тварин, послабив їх залежність від температури навколишнього середовища, що сприяло розселенню їх по всіх географічних широтах.

Справжні птахи та вищі ссавці з’явилися у крейдяний період. Вони швидко посіли панівне становище серед хордових. Цьому сприяли також розвиток нервової системи, виникнення умовних рефлексів, виховання потомства, а у ссавців — живородіння і вигодовування малят молоком. Прогресивною була і диференціація зубів у ссавців, що стало передумовою вживання різноманітної їжі.

Завдяки дивергенції та ідіоадаптаціям з’явились численні ряди, роди і види ссавців і птахів.

Наприкінці мезозою в крейдяний період від голонасінних виникли покритонасінні, що пов’язано з новим ароморфозом — появою квітки. Вона добре захищає насінину, яка розвивається у зав’язі, від несприятливих факторів.

У результаті дивергенції у відділі Покритонасінні сформувались два класи рослин: однодольні та дводольні, а внаслідок ідіоадаптацій у цих класах сформувались різноманітні пристосування до запилення.

Наприкінці мезозою з’явились перші плацентарні ссавці (комахоїдні). У зв’язку із посушливістю клімату розпочалося масове вимирання голонасінних, а оскільки вони були кормом для багатьох плазунів, то це призвело до вимирання плазунів.

V група –Кайнозойська ера

В кайнозойську еру сформувались сучасні материки. Покритонасінні значно поширились по суходолу в усіх кліматичних зонах, завоювали водне середовище і нині посідають панівні місця. Проте голонасінні і спорові рослини не зникли, а продовжували дивергентно розвиватися. Численні види цих рослин існують і нині.

Серед безхребетних панівне місце посідають комахи, яких відомо близько 1 млн. видів. Еволюція комах пов’язана з ароморфозами: появою трахейної системи дихання, яка забезпечувала інтенсивний обмін речовин; виникненням членистості кінцівок і посмугованої мускулатури, яка забезпечувала високу рухливість; розвитком хітинового покриву, який захищав тіло від несприятливих умов і був зовнішнім скелетом; розвитком нервової системи та органів чуття. Все це забезпечило поширення комах у всіх середовищах існування, життя в яких спричинило різноманітні ідіоадаптивні зміни комах (в будові ротових органів, кінцівок тощо).

Серед хребетних панівне місце посідають птахи та ссавці. Стала температура їхнього тіла дала змогу розселитися практично в усіх широтах. При цьому птахи займають переважно повітряний простір, а ссавці ведуть наземний спосіб життя. Еволюція хребетних була пов’язана з поступовим, від класу до класу, вдосконаленням усіх систем: видільної, кровоносної, нервової. Найбільшого розвитку ці системи досягли в класах птахів і ссавців. Внаслідок ідіоадаптацій вони пристосувались до життя в різних середовищах існування.

_ГЕОЛОГІЧНА ІСТОРІЯ ЗЕМЛІ

Геологічна історія Землі, як вважають, почалася 4,56 мільярдів років тому, коли планети Сонячної системи сформувалися з газопилової туманності навколо Сонця.

Історію існування нашої планети учені поділяють на п’ять ер. В свою чергу кожна ера поділяється на періоди, а періоди – на епохи.

Схематичне зображення головних епох в історії нашої планети.

Тривалість кожної ери, періодів та епох різна, але дуже значна і обчислюється мільйонами років. Вік і тривалість окремих ер, періодів та епох вчені визначають за допомогою розщеплення радіоактивних елементів (зокрема урану), а події, що відбувалися в кожному з історичних періодів – на основі викопних решток живих організмів.

Назви геологічних епох звичайно запозичені з тих місць, де були вперше віднайдені осадові породи цього періоду. Наприклад, осадові породи утворені в девонському періоді описані в англійському графстві Девон, а породи юрського періоду – в масиві Юра, що знаходиться на кордоні між Францією і Швейцарією.
Поділ геологічної історії Землі на ери та періоди відображений у геохронологічній таблиці, або шкалі, яка є своєрідним календарем із проміжками часу від десятків мільйонів до мільярдів років.

Геохронологічна таблиця

ВІДЕОТЕКА (YOUTUBE)

Развитие жизни на Земле (The Evolution of Life) - Архей (4 - 2,5 млрд.л.н.)

Развитие жизни на Земле (The Evolution of Life) - Протерозой (2500 - 540 млн.л.н.)

Палеозойская эра Жизнь до динозавров

Мезозойская эра

Кайнозойська ера

Эволюция от обезьяны к человеку

Розвиток Землі у ранні геологічні ери

ДЖЕРЕЛО: http://kuznetsova.ho.ua/index.php?id=15

Архейська ера (з грец. – давній) тривала від 4 млрд до 2 млрд років тому і становить половину всієї геологічної історії планети. Життя у ті часи не існувало. Хлюпотіло море. Вулканізм був глобальним. Первинні материки мали вигляд велетенських застиглих потоків лави.

Протерозойська ера (з грец. – раннє життя) охопила відрізок часу від 2 млрд до 570 млн років тому і становить ще 40 % геологічного часу. На думку вчених, земна кора залишалася неспокійною. Літосфера розтріскалася на велетенські плити, які почали дрейфувати. Процеси вулканізму й активного горотворення локалізувалися на краях літосферних плит. На кінець протерозою припала байкальська епоха горотворення. Нині на місці її прояву розташовані сильно зруйновані брилові гори. Близько 3 млрд років тому в Океані на мілководді виникли перші мікроорганізми. Наприкінці протерозойської ери в океанах переважали водорості та прості м’якотілі тварини, які майже не лишили після себе слідів існування.

Разом архейську та протерозойську ери називають докембрієм (за назвою першого періоду наступної палеозойської ери), який охоплює 90 % усього геологічного часу. Проте поки що накопичено мало знань про ті віддалені часи, тому дві перші ери не поділяють на геологічні періоди.

Розвиток Землі у палеозойську еру

Палеозойська ера (з грец. – давнє життя) розпочалася 570 млн років, а закінчилися 240 млн років тому і становить 6 % від усього геологічного часу. Про цей відрізок історії Землі нагромаджено багато знань, тому палеозойську еру поділяють на 6 геологічних періодів. Перші три – ранній палеозой, три наступні – пізній палеозой.

У ранньому палеозої материки й океани зовсім не були подібні до сучасних. У південній півкулі існував давній материк Гондвана, а у північній – кілька окремих материків: Лаврентія, Сибір (Ангарида), Європа та інші. На краях тодішніх літосферних плит відбувалося каледонське горотворення. У ранньому палеозої життя вирувало лише в Океані. Переважали водорості, а з тварин – медузи, губки, молюски, давні ракоподібні істоти трилобіти. У силурійський період перші рослини вийшли з Океану й наситили повітря киснем.

У пізньому палеозої внаслідок пересування літосферних плит давні материки поступово зблизилися й наприкінці пермського періоду утворився надматерик Пангея (з грец. – уся земля), який оточив океан Панталасса (з грец. – усе море). При цьому в місцях зіткнення давніх материків відбувалося герцинське горотворення. В Україні в той час сформувалися гори на місці Донецького кряжа та рівнинної частини Криму. В Океані панівною групою тварин стають риби.

На суходолі серед деревоподібних папоротей літали велетенські комахи. З води вийшли на суходіл велетенські земноводні – родичі сучасних жаб.

Розвиток Землі у мезозойську еру

Мезозойська ера (з грец. – середнє життя) тривала від 240 млн до 67 млн років тому й становить близько 3 % від усієї історії розвитку земної кори. Вона складається з 3 гео логічних періодів: тріасового, юрського та крейдового. Клімат материка Пангея стає сухим і спекотним. Це призводить до вимирання вологолюбної флори і фауни пізнього палеозою. Папороті змінюють посухо стійкі голонасінні рослини, а земноводних тварин – плазуни (рептилії), яких назвали динозаврами. Останні опанували суходіл, по- вітря, воду.

Наприкінці тріасового періоду Пангея починає розколюватися на два материки: південний – Гондвану, північний – Лавразію. Між ними виникає океан Тетіс. До кінця мезозою материки продовжують розколюватися на сучасні континенти. Унаслідок розсування материків виникають улоговини сучасних океанів. У місцях зіткнення літосферних плит відбувається мезозойське горотворення.

У середині мезозою з’явилися квіткові рослини й перші птахи і ссавці. Спочатку ці тварини були нечисленними і невеликими за розмірами й не становили серйозної конкуренції динозаврам. Однак вони мали значну перевагу порівняно з рептиліями – теплокровність, що дало змогу вижити в епохи істотного похолодання.

Розвиток Землі у кайнозойську еру

Кайнозойська ера (з грец. – нове життя) розпочалася 67 млн років тому і триває донині. Вона становить менше 1 % геологічної історії. Її поділяють на 3 геологічні періоди: палеогеновий, неогеновий та четвертинний (або антропогеновий).

Материки й океани поступово набувають сучасних обрисів. У місцях зіткнення літосферних плит проявляється альпійська епоха горотворення, в результаті якої утворюються величезні пояси гір. Серед них – Карпати і Кримські гори. Динозаври вимерли ще наприкінці мезозою. Клімат палеогену та неогену був теплим і вологим, тому на суходолі у той час жили теплолюбні рослини і тварини. У четвертинному періоді відбувається різке похолодання, що спричиняє 4 епохи зледеніння у північній півкулі Землі. Максимальна з них, Дніпровська, дісталася території України. Це суттєво вплинуло на склад гірських порід, змінило рельєф, а також видовий склад рослин і тварин. Антропоген – час появи і розвитку людини.

Геохронологічна таблиця для території України

джерело: https://de.khnu.km.ua/dn/k_default.aspx?M=k2011&T=06_2&lng=1&st=0

_____Історія — це свідок часів, світло істини, пам’ять минулого, вчителька життя, вісник старовини…

Цицерон

Світоглядні та наукові погляди на походження та історичний розвиток життя на Землі.

Проблема походження життя та пізнання його суті здавна хвилювала не лише вчених, а й широкі верстви населення. З розвитком поглядів на навколишній світ, набуття багатьох наукових результатів досліджень та спостережень теорії виникнення життя на Землі поширилися, але їх залишається декілька й на сьогодні. Яка з теорій є достовірної, а чи має вона бути єдиною?

За даними космології усі планети і Земля в тому числі, були колись розпеченими тілами. Очевидно, у цей період на Землі не було і не могло бути життя, тому що однією умовою її існування є температура навколишнього середовища – не вище + 50…+ 70 ^оС. Яким же чином на мертвій, абсолютно стерильній Землі виникло життя, з’явилися організми, здатні до розмноження і розвитку?

Виникнення життя на Землі — подія чи процес, що відбувся між 4,4 та 3,6 мільярди років тому та призвів до появи живих істот на планеті Земля та початку біологічної еволюції^.Механізми виникнення життя вивчаються на стику наук фізичної хімії, молекулярної біології ін..

Наукові гіпотези походження життя мають два напрями:

абіогенез (живі істоти виникли з неживої матерії шляхом перетворень хімічних речовин, які існували на той час на Землі);
біогенез (живе — тільки від живого).

Абіогенез

Прихильники ідей абіогенного походження життя на нашій планеті:
1 - Арістотель; 2 - Парацельс (справжнє ім 'я Філіпп Ауреол Теофраст Бомбаст фон Гогенгейм); 3 - Френсіс Бекон; 4-Ян Баптиста ван Гельмонт

Теорія самозародження життя (спонтанного зародження). Ця теорія була поширена в Стародавньому Китаї, Вавилоні та Єгипті як альтернатива креаціонізму, з яким вона співіснувала.

Арістотель (384—322 до н. е.), якого часто називають засновником біології, дотримувався теорії спонтанного зародження, згідно з якою певні «частинки» речовини містять «активний початок», який за відповідних умов може створювати живий організм (життя виникло з неживої речовини). Арістотель мав рацію, вважаючи, що цей зародок міститься в заплідненому яйці, але помилково вважав, що він є в сонячному світлі, твані і гнилому м'ясі.

З поширенням християнства теорія самозародження була не в пошані; її визнавали ті, хто вірив в чаклунство тощо Але ця ідея продовжувала існувати десь на задньому плані протягом ще багатьох віків. Ван Гельмонт (1577 1644), вельми знаменитий і вдалий вчений, описав експеримент, в якому він нібито створив за два тижні мишей. Для цього потрібні були брудна сорочка, темна шафа і жменя пшениці. Активним зародком він вважав людський піт.

Теорія самозародження була знехтувана дослідами Луї Пастера, який довів, що живе походить тільки від живого.

Луї Пастер (1822-1895) -видатний французький мікробіолог. Відкрив мікробіологічну суть процесів бродіння і збудників багатьох хвороб людини, став одним з основоположників таких наук, як мікробіологія та імунологія. Створив вакцину проти сибірки і розробив методику щеплення проти сказу. Його ім’я широко відоме завдяки створеній ним і названій пізніше на його честь технології пастеризації. Став першим директором Інституту мікробіології, заснованого в Парижі 1888 р. (згодом названий на його честь Інститутом Пастера).

Біогенні гіпотези грунтуються на поглядах про життя як унікальну особливу форму життя матерії, яке існує стільки же часу, як й Всесвіт. Дані гіпотези не містять в собі ніяких ідей стосовно пояснення виникнення життя на Землі, а говорят тільки про неземне його походження.

Теорія творіння» — її прихильники стверджують, що всі види живих організмів були створені на зорі часу Богом і з тих пір зберігаються в незмінному вигляді. Це тлумачення походження життя прийнято християнською церквою, хоча у кожної релігії є своя точка зору на те, як і коли саме Бог створив життя.

"Теорія вічності". Згідно з цією гіпотезою, життя у всесвіті існує вічно і не має ні початку, ні кінця, але в кожний даний момент вона існує тільки на «планетах — притулках життя» (в даний час однією з таких планет-притулків є наша Земля).

Проте дослідження астрономів, фізиків, біологів в XX ст. ясно показали, що в космічному просторі, пронизаному ультрафіолетовим промінням і різними формами іонізуючої радіації, перенесення і тривале існування найпростіших живих істот неможливе.

Серед безлічі ненаукових уявлень про виникнення життя на Землі основні такі:

1. життя було створене надприродною істотою в певний час (креаціонізм)

2. життя існувало завжди (теорія стаціонарного стану)

3. життя занесене на нашу планету ззовні (панспермія)

4. життя виникло з неживої природи в результаті біохімічних процесів (теорія хімічної еволюції)

Детальніше:

1. Основним положенням будь-якої креаціоністської теорії є поява життя внаслідок надзвичайної божественної події.

Креаціонізм вважає, що життя виникло внаслідок акту творіння, здійсненого вищою силою. Однак уяви про час цього акту творіння, а також про можливість і характер біологічної еволюції для різних напрямків креаціонізму є суттєво відмінними. Одні напрямки визнають біологічну еволюцію, інші вважають її можливою тільки у вузьких межах або повністю заперечують; одні визнають дані сучасної науки про вік Землі, небесних тіл і живих істот, інші наполягають на буквальному тлумаченні біблійної хронології або дотримуються компромісних поглядів.

2. Згідно з теорією стаціонарного стану, Всесвіт існував вічно. Земля існувала завжди, і також завжди на ній існувало життя. Ця теорія припускає вимирання видів, але вважає, що нові види не утворюються. А відсутність решток існуючих видів у осадових породах давніх епох пояснюється незначною чисельністю цих видів у ті епохи.

3. Теорія панспермії стверджує, що життя могло виникнути один або декілька разів (як варіант — існувало вічно) в різний час в різних частинах Галактики або Всесвіту, чи з'явилося на Землі внаслідок переносу з інших частин Всесвіту. Але на Землі воно не виникало, а було занесене з допомогою метеоритів інших космічних об’єктів чи штучно інопланетянами.

Прихильники біогенних гіпотез походження життя на Землі:
1 - Лев Семенович Берг (1876-1950); 2 - Френсіс Крік (1916-2004)

Для обґрунтування цієї теорії використовуються багаторазові появи НЛО, наскельні зображення предметів, схожих на ракети і «космонавтів», а також повідомлення про нібито зустрічі з інопланетянами. Радянські і американські дослідження в космосі дозволяють вважати, що імовірність виявлення життя в межах Сонячної системи нікчемна, однак вони не подають ніяких відомостей про можливе життя поза цією системою. При вивченні матеріалів метеоритів і комет в них були виявлено різноманітні «попередники живого» — такі речовини, як ціаногени, синильна кислота і органічні сполуки, що можливо зіграли роль «насіння», що падало на голу Землю. З'явився ряд повідомлень про знаходження в метеоритах об'єктів, що нагадують примітивні форми життя, однак докази на користь їх біологічної природи поки не здаються вченим переконливими. Також деякі прихильники теорії панспермії вважають, що життя занесене інопланетянами заради експерименту. І що зараз іноземні істоти спостерігають за життям і розвитком людства.

Більшість спеціалістів у галузі схиляється до абіогенезу на Землі, проте панспермія має своїх прихильників (зокрема таких відомих як Френсіс Крік, Фред Хойл Володимир Вернадський

Вернадський Володимир Іванович (1863-1945): видатний український учений, створив вчення про біосферу та ноосферу, засновник нової науки - біогеохімії, яка вивчає діяльність різних груп організмів з перетворення оболонок нашої планети. Один із засновників Української академії наук (нині - Національна академія наук України) та перший її президент. Засновник Національної бібліотеки України (яка носить його ім’я

4. Найбільш обґрунтованими в наш час є теорії, які пояснюють виникнення життя шляхом хімічної еволюції з неорганічних речовин. Існує кілька варіантів цих гіпотез:

Одна з найсучасніших гіпотез абіогенезу, що користується найбільшою популярністю, це гіпотеза російського академіка А. І. Опаріна (1924) і американського ученого Дж. Холдейна (1929).

Олександр Іванович Опарін — радянський біолог та біохімік, який створив теорію виникнення життя на Землі з абіотичних компонентів; академік АН СРСР.

Холдейн Джон Скотт

Згідно з теорією О. І. Опаріна і Д. Холдейна, процес виникнення життя на Землі пройшов кілька етапів.

Етапи виникнення життя на Землі

Етап	Процеси, які відбувалися
Перший	Формування вуглеводних сполук та їхніх похідних: атоми Карбону з’єднувалися між собою й утворювали ланцюги різної довжини. Це початкові ланки в еволюційній низці більш складних органічних сполук, до якої входять жири, прості вуглеводні й амінокислоти. Найпростіший представник вуглеводнів — метан. Первинна літосфера, гідросфера й атмосфера були буквально насичені вуглеводнями. Умови, які існували на Землі в той час: сильні теплові й радіоактивні процеси, ультрафіолетові випромінювання та інші,— спричиняли їхні ускладнення. Основні процеси першого етапу — синтез із неорганічних попередників і накопичення органічних речовин
Другий	Первинну атмосферу, яка складалася, головним чином, з амоніаку, метану, водню, вуглекислого газу та водяної пари (у ній не було кисню), пронизували велетенські блискавки. Під дією цих сильних електричних розрядів із суміші газів стали утворюватись амінокислоти. Разом зі зливними потоками амінокислоти потрапляли на Землю до первородного океану, яким була покрита майже вся молода планета. Після цього амінокислоти взаємодіяли між собою й утворювали білки. Аналогічно утворювалися й інші біополімери
Третій	Виникнення передклітинних структур із поліпептидів і полінуклеотидів. Важливу роль у цьому процесі відігравали коагуляти (згустки в колоїдних розчинах), або, як їх іще називають, коацервати. Вони здатні поглинати з навколишнього середовища й накопичувати хімічні сполуки. Усередині них може здійснюватися синтез нових сполук. Від механічних пошкоджень або після накопичення певної маси вони роздроблюються. Усе це могло слугувати «прообразом» процесів обміну речовин, росту, розмноження, наслідком чого було формування перших живих організмів

Гіпотетичні умови для створення життя на Землі
II. Дослід Опаріна-Холдейна: 1 - електроди; 2 - суміш газів (СН4, NH3, Н2, H2O); З - конденсор; 4 - підігрів води; 5 - дрібні органічні молекули

1953 р. американський хімік С. Міллер провів експеримент, котрий, як вважалося тоді, вирішував питання про те, яким чином виникло життя на Землі. У герметичному скляному приладі вчений відтворив умови, які були характерні для первісної планети. Через газову суміш, яка вміщувала метан, амоніак і водень, Міллер пропускав електричні розряди, а воду на дні приладу нагрівав, імітуючи стародавній океан. Через кілька днів дослідник виявив у колбі наявність амінокислот. Експерименти Міллера довели можливість абіогенного (небіологічного) синтезу важливих для життя молекул.

Передбачається, що перші живі організми Землі могли бути гетеротрофами, тому що їм були доступні готові органічні молекули, які утворюються шляхом хімічного синтезу в первинному середовищі їхнього існування. З появою хемо- й фотосинтезу в атмосфері Землі з’явився і став накопичуватися кисень, після чого почав формуватись «озоновий екран».

Яка молекула була першою — білок чи нуклеїнова кислота? Суперечка біохіміків, еволюціоністів та інших учених навколо цієї проблеми нагадує знайому дискусію: «Що було раніше — курка чи яйце?» Як відомо, білок не може бути синтезований у живій клітині з амінокислот без контролю з боку нуклеїнових кислот, які несуть інформацію про структуру всіх білків певного виду. Разом з тим, нуклеїнові кислоти можуть реплікуватися («розмножуватися») лише за наявності білків-ферментів (полімераз, лігаз).

1989 р. американські біохіміки Т. Чек і С. Альтман знайшли певний клас РНК, здатних до самокаталізу своєї реплікації (аутосплайсинг). Таким чином, певні види РНК можуть виконувати подвійну функцію — генну (точніше, його копії) та каталізатора подвоєння цього гена, тобто бути і «яйцем» і «куркою» одночасно. Згідно з цими фактами виникли гіпотези, наприклад У. Гілберта (СІЛА), що перші земні організми складались із простих молекул РНК, які самовідтворювались. Поступово такі організми набули здатності синтезувати білки (поява яких забезпечила швидкий та ефективний рух реплікації), і ліпіди (жири), що формують разом із білками мембрану, допомогли виникнути клітинним структурам.

Сідні Олтмен (Альтман; 1939 р.н. Монреаль, Канада) - американський молекулярний біолог канадскього походження, лауреат Нобелівської премії з хімії 1989 року, яку він розділив з Томасом Чеком. Професор Єльського університету. Сідні Олтмен отримав ступінь бакалавра з фізики в Массачусетському технологічному інституті в 1960 році, в 1967 році захистив дисертацію в Університеті Колорадо. У 1984 році отримав громадянство США.

Сідні Олтмен народився в Монреалі, другим сином в сім'ї єврейських іммігрантів зі Східної Європи. Його батько, колгоспник з українського селища Чорний Острів Віктор Альтман, після еміграції з Радянського Союзу в 1934 працював на фермі, а після одруження відкрив овочеву лавку в Монреалі. Мати, Рей Арлін, перебралася до Канади у віці вісімнадцяти років з Білостока в 1935 році і працювала на ткацькій фабриці.

Деякі вчені (А. Ребек, Л. Оргел та ін.) дотримуються думки, що первинно існували гібридні молекули, які виявляли властивості і білків, і нуклеїнових кислот. Такі молекули теж були одержані в біохімічних лабораторіях.

Оригінальну точку зору висловив німецький дослідник Г. Вехтершойзер. На його думку, спочатку життя з’явилось як певна послідовність перетворень органічних сполук, що адсорбовані на кристалах піриту FeS₂. Принципово новим у цій гіпотезі є те, що утворення та перетворення біомолекул здійснюється на межі твердої та рідкої фаз (гетерофазне середовище), а не в рідко-фазному «первинному бульйоні».

ЗАКОНОМІРНОСТІ ЕВОЛЮЦІЇ ЕКОСИСТЕМ І БІОСФЕРИ.

Екосистемна теорія еволюції — система уявлень і підходів до дослідження еволюції, які акцентують увагу на особливості і закономірності еволюції екосистем різного рівня — біоценозів, біомів і біосфери в цілому, а не таксонів (видів, родин, класів і так далі).

· БІОЦЕНОТИЧНІ КРИЗИ.

Біоценотичною кризою називається ланцюг подій, в результаті яких порушуються міжвидові зв'язки, біоценоз втрачає цілісність, види, складові угруповання, вимирають.

В палеонтологічному літописі свідченням біоценотичної кризи є різке прискорення зміни таксонів, різке зникнення звичайних до цього форм, вибухоподібна поява нових форм.

Далі...Причинами біоценотичної кризи можуть бути:

· Зміна зовнішнього чи внутрішнього середовища біогеоценозу ( швидка зміна параметрів клімату, солоності води, хімічного складу ґрунту тощо, або поява нового елемента в угрупованні в результаті міграції.

· Внутрішні події в угрупованні ( вимирання одного з елементів спільноти. До внутрішніх подій можна також віднести випадання однієї з ланок сукцесії).

· Імпактний вплив: разова подія катастрофічного характеру, типу падіння метеорита, виверження вулкана і т. д.

Біоценотічна криза може охоплювати різні рівні екосистем - біоценоз, біом, всю біосферу. Найбільшими біосферними кризами вважаються Киснева катастрофа, Кембрійський вибух, Масове пермське вимирання, Крейдяна біоценотична криза. В. В. Жеріхин вказує на деякі риси передкризової ситуації в умовах сучасного впливу людини на природу.

· СУЧАСНІ УЯВЛЕННЯ ПРО ФАКТОРИ ЕВОЛЮЦІЇ.

Фактори еволюції — це чинники, які призводять до адаптивних змін організмів, популяцій і видів.

Протягом тривалого часу серед учених було поширено дві системи поглядів на фактори еволюції:

· автогенез (еволюція є наслідком дії лише внутрішніх факторів)

· ектогенез (еволюція є наслідком дії лише зовнішніх факторів).

Проте, обидві точки зору не враховували багаторівневості організації живої матерії. Так, вплив гормонів на клітину організму є зовнішнім впливом для клітинного рівня організації і внутрішнім — для організменого.

Сучасна наука вважає, що на різних рівнях організації живої матерії діють специфічні фактори еволюції, у результаті спільної дії яких і відбувається адаптація організмів і популяцій до умов середовища:

· молекулярний рівень - важливим фактором є хімічні та фізико-хімічні властивості органічних молекул

· клітинний рівень — організація взаємодії між компартментами клітини

· організменний — дія екологічних факторів.

Усі екологічні фактори є водночас і факторами еволюції, за умови, якщо вони діють із постійною інтенсивністю або остання періодично змінюється. До таких факторів можна віднести клімат, солоність водойми, властивості ґрунту, наявність хижаків, наявність і властивості здобичі, конкурентних видів тощо.

· популяційний рівень організації - внутрішньовидові та міжвидові фактори еволюції (внутрішньовидові: міграції, хвилі життя, статевий добір, соціальні зв’язки (у низки видів), розподіл територій існування всередині ареалу; міжвидові фактори еволюції є результатом взаємодії між особинами й популяціями різних видів. До цих факторів відносять різні форми симбіозу — мутуалізм, коменсалізм, паразитизм, а також конкуренцію та трофічні зв’язки)

У різних умовах кожен із цих факторів має різну інтенсивність, яка зумовлена густотою популяцій видів, що взаємодіють. Ці взаємини відіграють важливу роль у підтриманні екологічної рівноваги в екосистемах. Так, збільшення популяцій жертв призводить до збільшення популяцій хижаків і паразитів. Це, у свою чергу, спричиняє зменшення чисельності популяції жертви, а потім, унаслідок цього, і хижаків з паразитами.

Дуже важливим міжвидовим фактором еволюції в наш час є антропогенний фактор. Хоча його зазвичай розглядають у негативному аспекті, але це справедливо не для всіх видів. Дійсно, види, занесені до Червоної книги, страждають від антропогенного впливу. А от домашні тварини й культурні рослини, навпаки, від дії цього фактора лише виграли. Виграли від цього й види, які пристосувалися до існування поряд з людиною — таргани, бур’яни, паразити і збудники хвороб людини, домашніх тварин і культурних рослин, їх ареал суттєво збільшився, а чисельність зросла.

___________
ДОКАЗИ ЕВОЛЮЦІЇ

https://youtu.be/oGKTzHFjo08

Вивчення теми передбачає написання наступних практичних робіт:
(виконати в робочих зошитах)

Практична робота № 14. Вивчення й опис зовнішнього вигляду скам’янілостей давніх організмів (див нижче).
Практична робота № 15. Вивчення гомологічних та аналогічних органів, рудиментів і атавізмів (див нижче).
Практична робота № 16. Порівняння природного і штучного добору (див нижче)..

МАТЕРІАЛ ДЛЯ НАПИСАННЯ ПРАКТИЧНИХ РОБІТ:

Біологічна еволюція — історичний процес розвитку органічного світу, що супроводжується змінами організмів, вимиранням одних і появою інших. Сучасна наука оперує багатьма фактами, які свідчать про еволюційні процеси.

ОЗНАЙОМТЕСЯ З МАТЕРІАЛОМ ДО ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ № 14 Вивчення й опис зовнішнього вигляду скам’янілостей давніх організмів.

Палеонтологічні докази

Палеонтологія вивчає викопні організми і дозволяє встановити історичний процес і причини зміни органічного світу. На основі палеонтологічних знахідок складена історія розвитку органічного світу.\\
Вивчаються викопні залишки вимерлих організмів і виявляються їхні подібність і відмінність із сучасними організмами. В одних випадках вдалося встановити перехідні форми, в інших – філогенетичні ряди, або палеонтологічні ряди (ряди видів, що послідовно замінюють один одного).

Викопні перехідні форми — форми організмів, які поєднують найдавніші і сучасні групи. Вони допомагають відновити філогенез окремих груп.

Представники:

археоптерикс — перехідна форма між рептиліями і птахами.Відбиток на камені археоптеріксу – перехідної форми між плазунами та птахами (150 млн років тому).Виявлено велику кількість плазунів, які виробили здатність літати, частина з них мала пір'я, тому їх розглядають як перехідні форми між плазунами і птахами. Найбільш відомим є археоптерикс. Він був розміром приблизно з сучасну ворону. Формою тіла, будовою кінцівок та наявністю оперення подібний до сучасних птахів, можливо, літав. Спільним з плазунами була особлива будова таза і ребер, наявність дзьоба з конічними зубами, по три вільні пальці на крилах, подвійноувігнуті хребці, довгий хвіст з 20—21 хребця, кістки були не пневматизовані, грудна кістка без кіля.

Лондонський екземпляр археоптерикса, першої знахідки перехідної форми між плазунами і птахами

Реконструкція Archaeopteryx lithographica

Найдавнішими представниками земноводних вважають іхтіостегів. Їх вважають перехідною ланкою між кистеперими рибами та земноводними. Незважаючи на те, що у іхтіостегів була п'ятипала кінцівка, адаптована до життя на суші, значну частину життя вони проводили як риби, мали хвостовий плавець, бічну лінію та деякі інші ознаки риб.

Реконструкція іхтіостеги

Батрахозаврів, що існували в кам'яновугільний і пермський періоди, розглядають як перехідну форму між земноводними і плазунами. Батрахозаври хоч і проводили життя у дорослій стадії на суходолі (подібно до плазунів), були тісно пов'язані з водоймами і зберегли низку ознак, притаманних земноводним, зокрема, відкладання ікри і розвиток личинок у воді, наявність зябер тощо.

У викопному стані добре зберігають форми, що мають твердий скелет. На фото — скелет ліценопса — проміжної форми між плазунами і ссавцями .

У викопному стані добре зберігають форми, що мають твердий скелет. На фото — скелет ліценопса — проміжної форми між плазунами і ссавцями

іностранцевія — перехідна форма між рептиліями і ссавцями.

ПРИКЛАДИ СЕРЕД РОСЛИН

псилофіти (РИНІОФІТИ)— перехідна форма між водоростями і наземними рослинами, перші наземні рослини.

Риніофіт.

Насінні папороті (Pteridospermatophyta) — повністю вимерла збірна група зелених рослин, що з'явилася на початку кам'яновугільного періоду, об'єднує насіннєві рослини з папороттєподібним листям. Поєднують в собі ознаки папоротей і голонасінних. Вони утворювали не тільки спори (як папороті), а й насіння(як насінні рослини). Провідна тканина їхніх стебел за будовою нагадує деревину голонасінних (саговників).
Інший попередник насінних рослин був ідентифікований з відкладів середнього девону. Рункарія (Runcaria heinzelinii) існувала близько 20 млн років тому. Це була невелика рослина з радіальною симетрією; мала спорангій, оточений інтегументом та плюскою. Рункарія демонструє шлях еволюції рослин від спорових до насінних.

Палеонтологічні ряди (філогенетичні ряди) складаються з викопних форм і відображають хід філогенезу (історичного розвитку) виду, ряди викопних форм, пов'язані між собою в процесі еволюції і відбивають поступові зміни їх історичного розвитку.Такі ряди існують для коней, слонів, носорогів.

Перший палеонтологічний ряд коней був складений В. О. Ковалевським (1842-1883).

Були досліджені російським вченим В. О. Ковалевським та англійським Дж. Сімпсоном. Вони показали, що сучасні однопалі копитні походять від стародавніх дрібних всеїдних тварин. Аналіз викопних решток коней допоміг встановити поступовість процесу еволюції в межах цієї групи тварин, зокрема, як змінюючись у часі, викопні форми набували все більшої подібності із сучасними конями. Порівнюючи еоценового еогіпуса із сучасним конем, важко довести їх філогенетичну спорідненість. Проте наявність ряду перехідних форм, які послідовно змінювали одна одну на великих просторах Євразії і Північної Америки, дала змогу відновити філогенетичний ряд коней та встановити напрям їх еволюційних змін. Він складається з ряду наступних форм (у спрощеному вигляді): Phenacodus — Eohippus — Miohippus — Parahippus — Pliohippus — Equus.

Релікти — рідкісні види рослин або тварин, які залишилися існувати на даній території і збереглися з минулих геологічних часів. Для них характерні ознаки вимерлих груп минулих епох.“

Живі викопні” – релікти серед тварин: а – мечохвіст; б – латимерія; в – гаттерія; г – качконіс.

Вивчення реліктових форм дозволяє відновити вигляд зниклих організмів, відтворити умови їх проживання і спосіб життя.

Гатерія — представник древніх примітивних плазунів. Такі плазуни жили в юрському і крейдяному періоді.

Кистепера риба латимерія відома з раннього девону. Ці тварини дали початок наземним хребетним.
Гінкго є найбільш примітивною формою голонасінних. Листя велике, віялоподібне, рослини листопадові.

На території України серед рослин-реліктів збереглися азалія жовта, сосна крейдяна, тис ягідний. Серед тварин реліктами є хохуля звичайна, перев’язка та інші тварини.

Порівняння сучасних примітивних і прогресивних форм організмів дає можливість відновити деякі ознаки передбачуваних предків прогресивної форми, проаналізувати перебіг еволюційного процесу.

Практична робота № 14 (виконати в робочих зошитах)

Тема. Вивчення й опис зовнішнього вигляду скам’янілостей давніх організмів.

Мета: з’ясувати значення викопних форм для науки; формувати вміння робити висновки про докази еволюції на основі самостійно отриманих знань.

Обладнання та матеріали: лупа, фото, таблиці та малюнки із зображеннями палеонтологічних знахідок, відео

ХІД РОБОТИ

1. Розгляньте фото (малюнки) з викопними рештками.

2. У яких гірських породах вчені виявляють скам’янілості?_____________________________________________________________________

3. Чим можна пояснити ступінь подібності ТА відмінності між об’єктами, представленими у вигляді скам’янілостей і сучасними організмами?
_____________________________________________________________________

4. До яких систематичних груп можуть належати організми, представлені на скам’янілостях?(запропоновані вчителем)

Н-Д: 1. ПТАХИ 2_____________ 3________________ 4____________ 5___________.....

6. Про що свідчать знахідки скам’янілостей?

Висновок. Сформулюйте висновок щодо ролі палеонтологічних матеріалів у справі доказу еволюційних перетворень живих організмів.

Продовжуємо вивчення ембріологічних й порівняльно-анатомічних доказів еволюції.

Ембріологічні докази еволюції

У першій половині XIX ст. починає розвиватися теорія «зародкової подібності». Російський учений Карл Бер (1792-1876) встановив, що на ранніх стадіях розвитку ембріонів зародки різних видів у межах типу в значній мірі подібні один до одного.

Роботи Ф. Мюллера і Е. Геккеля дали можливість їм сформулювати біогенетичний закон: «онтогенез — це коротке та швидке повторення філогенезу». Пізніше трактування біогенетичного закону було розвинуто й уточнено О. М. Сєвєрцовим: «в онтогенезі повторюються ембріональні стадії предків». Найбільшу схожість мають зародки на ранніх етапах розвитку. Загальні ознаки типу формуються у процесі ембріогенезу раніше, ніж спеціальні. Так, усі ембріони хребетних на І стадії мають зяброві щілини і двокамерне серце. На середніх етапах з’являються ознаки, характерні для кожного класу, і лише на більш пізніх формуються особливості виду.

Переконливим доказом еволюції тваринного світу є дані про індивідуальний розвиток тварин. Зародки, або ембріони, тварин не просто ростуть, збільшуючи свою масу, а дедалі ускладнюються і вдосконалюються. І найцікавіше те, що на перших порах свого розвитку вони схожі не стільки на дорослих тварин цього виду, скільки на їхніх далеких предків. Зародки всіх хребетних на ранніх стадіях дуже подібні між собою. Усі вони мають зяброві щілини, які потім у наземних тварин — плазунів, птахів і ссавців — зникають. Згадайте, як розвивається жаба: її пуголовок дуже нагадує рибу (видовжене тіло, хвостовий плавець, зябра, двокамерне серце, одне коло кровообігу). Таким чином, зародок у своєму розвитку мовби повторює ті основні зміни, яких протягом мільйонів років зазнали його предки.

Стадії розвитку зародка — це етапи еволюції тваринного світу. Наприклад, спочатку зародок ссавців схожий на зародок риб, має навіть зяброві щілини. З цього можна зробити висновок, що в історичному ряду предків ссавців колись, сотні мільйонів років тому, були риби. Трохи згодом цей самий зародок стає схожим на ембріони земноводних. Це свідчить про те, що в ряді предків ссавців після риб були земноводні.

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. Вивчення гомологічних та аналогічних органів, рудиментів і атавізмів (виконати в робочих зошитах)

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

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.

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.

далі...

наступна тема з блоку "Еволюційне вчення":

Форми добору

Природний добір (відбір)

https://www.youtube.com/watch?v=TOHPJlR5qgc

Природний добір - це процес, спрямований на збереження і розмноження в ряді поколінь організмів, що мають корисні для їх життя і розвитку адаптивні ознаки, і знищення менш пристосованих. Більш пристосовані особини мають можливість залишити потомство.

Матеріал до написання практичної роботи № 16. Порівняння природного і штучного добору.

Природний відбір діє на фенотип, або зовнішні характеристики організму, так що індивідууми із сприятливими фенотипами вірогідніше виживуть і розмножаться, ніж індивідууми з менш сприятливими фенотипами. Якщо цей фенотип має генетичну основу, тоді генотип, пов'язаний із сприятливим фенотипом, стане поширенішим в наступному поколінні. Через якийсь час, цей процес може привести до адаптації організмів до певної екологічної ніші і, кінець кінцем, може привести до виникнення нових видів.

Матеріалом для добору служать індивідуальні спадкові зміни. Шкідливі зміни знижують плодючість і життєздатність особин, корисні — накопичуються в популяції.

Добір має спрямований характер: він зберігає ті зміни, які найбільше відповідають умовам навколишнього середовища, підвищують плодючість особин.

Добір може бути індивідуальним, спрямованим на збереження окремих особин з ознаками, що забезпечують їх перевагу в боротьбі за існування в межах популяції. Він може бути і груповим, що закріплює ознаки, корисні для певної групи.

І.І. Шмальгаузен визначив форми природного добору:

1. Стабілізуючий — спрямований на підтримання середньої норми реакції ознаки організму і відхилення особин із крайньою нормою реакції в сталих умовах середовища. Добір діє у постійних умовах середовища, консервативний, спрямований на збереження основних ознак виду в незміненому стані.

Стабілізуючий

2. Рушійний — призводить до закріплення ознак, що відхиляються від норми. Добір діє в мінливих умовах середовища, призводить до зміни середньої норми реакції, еволюції виду.

Рушійний

3. Дизруптивний (що розриває) — добір, спрямований на збереження особин із крайніми ознаками і знищення особин із середніми ознаками. Діє в мінливих умовах, призводить до роз’єднання популяції й утворення двох нових популяцій із відмінними ознаками. Добір може призвести до появи нових популяцій і видів, наприклад, популяції безкрилих і крилатих форм комах.

Дизруптивний

Наприклад:

Рушійний – дію добору спрямовано в один певний бік:

«промисловий» меланізм метеликів -потемніння крил у метеликів п’ядаків у зв’язку із промисловим забрудненням).

поява шкідників, стійких до дії отрути.

Розвиваючий, дизруптивний (дивергентний) – утворення двох або більше форм:

утворення безкрилих острівних комах,інші здувають вітром у море й тонуть.
формування багатьох варіантів фарбування усередині конкретної популяції в трав’яної жаби (поліморфізм)

Стабілізуючий – відкидаються мутації, що визначають широку мінливість, у більш-менш сталих умовах:

еволюція кінцівки коня
відповідність частин квітки в рослини даного виду розмірам конкретного виду комахи-запильника

ВТОРИННІ ФОРМИ ПРИРОДНОГО ДОБОРУ

Статевий добір — обмеження участі у розмноженні особин зі слабко розвиненими статевими ознаками.

Груповий добір — окремий випадок природного добору, при якому відбувається диференційоване виживання цілих популяцій, що відбувається при вимиранні інших популяцій того ж виду.

Будь-яка форма добору діє не випадково, а проходить через збереження і нагромадження корисних ознак. Добір відбувається успішно, якщо спектр мінливості більший і генотипи видів різноманітніші.

Природний добір — одна з найважливіших концепцій сучасної біології. Термін був введений Чарльзом Дарвіном в його інноваційній книзі 1859 року «Походження видів» у якому природний відбір був описаний аналогічно селекції (штучному відбору), процесу, у якому для розмноження систематично відбираються тварини із рисами, корисними для людини. Поняття природного добору спочатку розвивалося у відсутності дійсної теорії спадковості; за часів Дарвіна сучасна генетика ще не була відома. Хоча Грегор Мендель, отець сучасної генетики, був сучасником Дарвіна, його робота не була відома до початку 20-го століття. Об'єднання традиційної дарвінівської еволюції з подальшими відкриттями в класичній і молекулярній генетиці привели до виникнення Синтетичної теорії еволюції. Хоча були запропоновані й інші механізми молекулярної еволюції, що приводять до виникнення біорізноманіття, наприклад Теорія нейтральної еволюції Моту Кімура, природний добір є головним механізмом адаптивної еволюції.

Штучний добір

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.

Штучний добір — вибіркове допущення до розмноження тварин, рослин або інших організмів з метою виведення нових сортів та порід, які володіють бажаними якостями. Попередник сучасної селекції. Результатом штучного добору є різноманітність сортів рослин та порід тварин.

Ряд послідовних стадій виведення культурної кукурудзи з дикорослих предків

Історія розвитку

Поняття, близьке до штучного добору, було висловлене перським ерудитом Абу Райан Біруні (Abu Rayhan Biruni) у ХІ ст. у своїй книзі, названій «Індія».

Основи теорії штучного добору були закладені Чарльзом Дарвіном (1859) у першому виданні книги «Походження видів…». Він показав, що штучний добір є основним фактором, що обумовлює виникнення порід домашніх тварин та сільськогосподарських рослин.

Форми та види штучного добору

Штучний добір має дві форми:

Масовий — вибраковування усіх особин, які за фенотипом не відповідають породним або сортовим стандартам (його значення − збереження сталості породних та сортових якостей).

Індивідуальний — добір окремих особин з урахуванням спадкової стійкості їхніх ознак, що забезпечує удосконалення породних та сортових якостей.

Види штучного добору:

несвідомий — при цій формі людина зберігає найкращі екземпляри без встановлення певної мети. Здійснювався людиною вже на перших етапах одомашнення тварин та окультурювання рослин. Був основним фактором появи порід тварин та сортів рослин.

методичний — людина цілеспрямовано підходить до створення нової породи або сорту, ставлячи перед собою певні завдання. Сформувався до другої половини XVIII ст. та зберігає своє значення нині у сучасному рослинництві та тваринництві.

Методичний добір — творчий процес, що дає швидші результати, ніж несвідомий.

Чіхуа та німецький дог демонструють велику розбіжність у розмірах собак, яка виникла в результаті застосування штучного добору

Порівняння з природним добором

Дослідження механізму та результатів штучного добору було для Ч. Дарвіна важливим етапом на шляху обґрунтування дії природного добору.

В основі штучного добору лежить мінливість ознак, їх наслідування та добір.

Дарвін вказав найважливішу особливість штучного добору, яка визначає його специфічне значення у порівнянні з природним добором.

Штучний добір ведеться людиною за окремими ознаками, які її цікавлять, що може приводити до дезорганізації генетичних та морфогенетичних кореляційних систем організмів, тоді як природний добір сприяє лише тим особливостям організмів, які підвищують їхню пристосованість, сприяють закріпленню цілих комплексів адаптивних ознак. Тому нерідко як побічна дія штучного добору проявляється фенотипів ефект різноманітних генів, які раніше були блоковані дією генів-репресорів у складі відповідних генетичних комплексів. У результаті фенотипові мінливість організмів, які піддаються дії природного добору, підвищується, а загальна життєздатність знижується.

У зв'язку з рецесивністю більшості мутацій, які слугують джерелом фенотипової мінливості, для швидкого закріплення нових ознак застосовують інбридинг. Останній має також негативні наслідки (знижує генетичне різноманіття, перехід у гомозиготний стан небажаних рецесивних алелей), для ліквідації яких застосовують аутбридинг, що підвищує гетерозиготність організмів.

Довідка:

Інбри́динг або інцухт (англ. inbreeding — від in — в, всередині і breeding — розведення) — схрещування близькоспоріднених організмів. У самозапильних рослин (пшениця, ячмінь, цитрусові та ін.) інбридинг — повністю нормальне явище.

Карл ІІ Іспанський. Мав фізичні та ментальні розлади, ймовірно, через інбридинг.

У тварин і перехреснозапильних рослин при тривалому інбридингу можливі виникнення потворності, зниження продуктивності життєздатності або загибель особин. При схрещуванні інбридних ліній у гібридів першого покоління часто виявляється гетерозис.

Аутбри́динг (англ. out — поза і breed — розводити) — схрещування не споріднених між собою тварин на противагу інбридингу (спорідненому розведенню), щоб уникнути виродження потомства, зниження його продуктивності і життєздатності.

Найтиповішим прикладом аутбридингу є схрещування на тваринницьких фермах маток однієї породи з плідниками іншої породи (промислове схрещування), в результаті чого значно підвищується витривалість або продуктивність тварин.

№ *п/п*	*Властивості*	*Тип добору*
№ *п/п*	*Властивості*	*Природний*	*Штучний*
1.	Джерело еволюційних змін	Спадкова мінливість, боротьба за існування	Спадкова мінливість
2.	Причина	Дія факторів середовища і чисельність популяції	Людський фактор
3.	Рушійна сила	Еволюції	Селекції
4.	Які форми зберігаються	Форми з життєво важливими ознаками, пристосовані до середовища	Форми з корисними для людини ознаками. Ці ознаки можуть бути шкідливими для організму
5.	Які форми елімінуються	Нежиттєздатні або непристосовані до умов середовища форми	Форми з непотрібними для людини ознаками
6.	Наслідки добору	Утворення нових видів: а) стабілізуючий б) рушійний в) розриваючий	Виведення нових порід і сортів: а) свідомий б) несвідомий
7.	Види добору		Виведення нових порід і сортів: а) свідомий б) несвідомий

Таким чином, головним джерелом еволюційних змін при штучному і природному добору є спадкова мінливість. В результаті природного і штучного добору утворюються нові органічні форми: види породи і сорти.

Завдання 1. Розглянемо ілюстрації — фотографії порід кішки домашньої і порівняємо їх з видом, який трапляється в природі (дикий лісовий кіт).

Дикий лісовий кіт значно більший за розмірами, має могутню статуру. Тіло рудувато- сірого забарвлення, з темними розпливчатими смугами. Хвіст у чорних кільцях, на кінцях чорний і ніби обрубаний. Вид добре пристосований до життя в глухих лісах Карпат та Полісся: має адаптивне забарвлення, чудовий зір і слух. Могутня статура, сила та міцні кігті допомагають дикій лісовій кішці полювати на дрібних птахів і гризунів, переважно вночі. Цей вид є результатом природного добору, коли відбираються ознаки, корисні для виживання виду.

Породи домашньої кішки є результатом дії штучного добору. Виведені людиною породи, виявляються пристосованими не стільки до умов середовища, скільки до потреб людини.

Породи домашньої кішки:

перська

британська короткошерста

за фенотипом дуже відрізняються від дикого лісового кота. Вони менші за розмірами, мають інше забарвлення шерсті або взагалі втрачають шерсть. Мутація втрати шерсті була відібрана і збережена людиною.

Ця мутація дала початок породі безшерстих кішок-сфінксів. В природі така мутація призвела б до загибелі кішки, але людині така, ознака здалась цікавою і вона її відібрала. В дикій природі породи домашньої кішки або гинуть, або втрачають свої природні якості, змішуючись з іншими породами.

Завдання 2. На рис. ми бачимо кішку породи європейська короткошерста

предки якої не зазнавали дії штучного добору і вільно схрещувались з кішками різних порід. З її фенотипу видно, що породні якості втрачаються саме через змішування з іншими породами. Кішка цієї породи більш схожа на дику лісову кішку: має сіре забарвлення з темними смугами, кінчик хвоста чорний, а голова рудувато-сіра.

Таким чином, риси європейської короткошерстої породи через декілька поколінь втрачаються, тому що більше культивуються штучним добором. Потомство цієї кішки у разі вільного схрещування з різноманітними котами, які живуть на вулиці, буде поступово втрачати породні якості і дичавіти.

Практична робота № 16. Порівняння природного і штучного добору (виконати в робочих зошитах)

Мета: Дати порівняльну характеристику природного та штучного добору, знайти риси схожості та відмінності, з’ясувати роль природного та штучного добору.

Обладнання: табл. «Природний добір», «Штучний добір».

Хід роботи

1. Розкрити суть наступних понять:

Природний добір — це ________________________________________

Штучний добір — це __________________________________________

Розрізняють види природного добору: стабілізуючий, рушійний та розриваючий (дизруптивний):

а) Стабілізуючий — ____________________________________________

б) Рушійний — _________________________________________________

в) Дизруптивний —_____________________________________________

Штучний добір має дві форми:масовий, індивідуальний.

Масовий — ____________________________________________________

Індивідуальний — ______________________________________________

Виділяють види штучного добору: несвідомий, методичний.

несвідомий — _________________________________________________

методичний —_________________________________________________

2. Скласти і заповнити таблицю "Порівняльна характеристика природного і штучного добору"

Штучний добір	Природний добір
Схожість: діють три фактори: мінливість, спадковість, добір. В результаті їхньої спільної дії утворюються нові органічні форми
Відмінності
Збереження тільки корисних для людини ознак	Зберігаються будь-які життєво важливі ознаки
Добирає людина за видимими, цікавими для неї ознаками	Добирають фактори неживої і живої природи незалежно від того, помітні чи непомітні ознаки
Діє на користь людині	Діє на користь організму, популяції і всього виду в цілому
Відбувається з часів первісної людини	Відбувається протягом геологічних епох
Форми добору: масовий, індивідуальний, несвідомий, методичний	Форми добору: стабілізуючий, рушійний, дизруптивний

3. Порівняємо дію природного і штучного добору на прикладах:

Показник	Вид лісова кішка —результат природного добору	Порода перський кіт — результат штучного добору
1. Передумови і рушійні сили еволюції	спадкова мінливість, боротьба за існування, природний добір
2. Темпи еволюції	повільні
3. Результати	формування нового виду
4. Пристосованість	адаптації до умов середовища

Висновок:

ШЛЯХИ ЕВОЛЮЦІЇ ОРГАНІЗМІВ Матеріал до написання практичних робіт 17,18)

БІОЛОГІЧНИЙ ПРОГРЕС

Біологічний прогрес – напрям еволюції, що характеризується підвищенням пристосованості організмів певної систематичної групи до навколишнього середовища. Поява нових пристосувань забезпечує організмам успіх у боротьбі за існування, збереження і розмноження в результаті природного відбору.

Чим розрізняються поняття «біологічний прогрес» і «морфофізіологічний прогрес»?

Біологічний прогрес – напрям еволюції, що характеризується підвищенням пристосованості організмів певної систематичної групи до навколишнього середовища. Поява нових пристосувань забезпечує організмам успіх у боротьбі за існування, збереження і розмноження в результаті природного відбору.
Морфофізіологічний прогрес – це глибокі зміни в будові і функціях організмів, у результаті яких значно підвищується рівень організації та інтенсивність процесів життєдіяльності.

Якими шляхами може досягатися біологічний прогрес? Охарактеризуйте ці шляхи.

Біологічний прогрес досягається різними шляхами. О. М.Северцев назвав їх головними напрямами еволюційного процесу. Зараз виділяють такі шляхи біологічного прогресу: арогенез, алогенез і катагенез.

Схема, що ілюструє співвідношення між ароморфозом, загальною дегенерацією та ідіоадаптацією

Загальна схема біологічного прогресу (за Сєверцовим): ароморфози (a) зображені як переходи на вищий рівень (R, O), ідіоадаптації (b) — у вигляді відгалужень на одному рівні, загальна дегенерація — як перехід на нижчий рівень (P)

Арогенез – шлях розвитку адаптацій, що підвищують рівень організації особин і дозволяють їм розширити середовище перебування або перейти в нове середовище. Ці адаптації називаються ароморфозами. – І покритонасінних рослин, класів наземних хребетних тварин та ін.
Аллогенез – шлях розвитку приватних адаптацій, що не змінюють рівень організації особин і дозволяють їм більш повно заселити колишне середовище проживання. Ці адаптації називаються алломорфозами.
Катагенез – шлях розвитку адаптацій, що знижують рівень організації особин і дозволяють їм заселити більш просте середовище проживання. Ці адаптації називаються катаморфозами.

Ароморфози, за О. М. Северцевим, — це такі пристосувальні зміни будови та функцій органів, які мають загальне значення для організму в цілому і піднімають енергію його життєдіяльності на новий якісний рівень. Вони характеризуються підвищенням організації, розвитком універсальних пристосувань, розширенням середовища існування.

І.І.Шмальгаузен: ароморфози дають можливість використовувати нові ресурси середовища.

Ароморфоз (від грец. айро - піднімаю та морфозіс - форма) - значне ускладнення будови організмів, яке підвищує загальний рівень їхньої організації і сприяє кращому пристосуванню до різноманітних умов. Наприклад, поява щелеп у хребетних тварин дала їм можливість живитись великою здобиччю; утворення квітки у покритонасінних привело до розвитку запилення за участю комах тощо.

Ароморфози є окремими конкурентоздатними морфофізіологічними змінами, які визначають арогенез тієї чи іншої групи.

Типовими ароморфозами у безхребетних є:

статеве диференціювання
поява білатеральної організації
виникнення трахейної системи дихання
концентрація центральної нервової системи
перехід до легеневого диханняу

а розвиток ходильних кінцівок і крил у комах дав їм можливість опанувати сушу і частково повітря (порівняно із зябродишними членистоногими) - активізація рухових органів та вдосконаленню їх конструкції.

Типовими ароморфозами у ссавців є:

1) Чотирикамерне серце ⇨ розділення серця на праву й ліву половини з диференціацією двох кіл кровообігу, повне розділення венозної і артеріальної крові ⇨ теплокровність

2) Волосяний покрив ⇨ терморегуляція
3) Матка і плацента ⇨ внутрішньоутробний розвиток ⇨ постачання поживних речовин до ембріона за рахунок організму матері
4) Молочні залози ⇨ вигодовування дитинчат молоком ⇨ великий шанс виживання потомства
5) Розвинена нервова система (кора великих півкуль) ⇨ складна діяльність ⇨ висока пристосованість до різних умов навколишнього середовища
6) Альвеолярні легені ⇨ збільшення робочого об’єму легень ⇨ досконаліше окиснения сполук та достатнє постачання органів киснем ⇨ більше енергії

7) Диференціація зубів (ікла, різці, малі і великі корінні) і спеціалізація органів травлення ⇨ забезпечують повніше використання поживних речовин, краще засвоєння їжі ⇨ посилення процесів метаболізму ⇨ виникненню теплокровності

8) Утворення поперечносмугастої мускулатури ⇨ активізація рухових органів та вдосконаленню їх конструкції

Ароморфозами в розвитку рослин були:

виникнення епідермісу, продихів
виникнення провідної і механічної систем
закономірна зміна поколінь у циклі розвитку
утворення квіток, плодів тощо.

Які ароморфози дозволили рослинам вийти на сушу?

Поява тканин (покривна, механічна, провідна) у рослин, завдяки яким стало можливим підтримувати вертикальне положення тіла, проводити поживні речовини від коренів у верх.

Ароморфози формуються на основі спадкової мінливості та природного добору і є пристосуваннями широкого значення. Вони забезпечують перевагу в боротьбі за існування і відкривають можливості освоєння нового, раніше непридатного середовища існування. Шляхом ароморфозів утворюються великі систематичні групи — типи та класи.

Аллогенез – шлях розвитку приватних адаптацій (розвиток групи організмів (родини, ряду, класу, типу та ін.) , що не змінюють рівень організації особин і дозволяють їм більш повно заселити колишне середовище проживання. Ці адаптації називаються алломорфозами, або ідіоадаптаціями.

Ідіоадаптація (від грец. ідіос - особливий та лат. адаптатіо - пристосування) - певні зміни у будові організму, які не змінюють загального рівня організації, а є лише пристосуванням до певних умов існування.Завдяки формуванню різних ідіоадаптацій тварини близьких видів можуть жити в найрізноманітніших географічних зонах.

Приклади ідіоадаптацій:

ротова порожнина мурахоїда поступово трансформувалася в хобот, деякі зуби атрофувалися, тіло стало довгим і гнучким

лапи крота пристосувалися до риття землі, вушні раковини атрофовані, очі не мають кришталика і сітківки через нестачу світла

в залежності від типу харчування, у різних видів птахів спостерігаються принципово різні форми дзьоба. У тропічних папуг і туканів ця частина тіла відрізняється значними розмірами і масивністю, що дозволяє їм з легкістю харчуватися фруктами і великими горіхами.

Дзьоби невеликих птахів мають загострену і подовжену форму для видобутку основних джерел їжі - насіння і комах.
яскравий приклад ідіоадаптації - трансформація кінцівок. Так у водоплавних птахів з'явилися перетинки, а у орлів і яструбів - потужні кігті для полювання на гризунів. Також варто звернути увагу на крила. У страусів і пінгвінів вони взагалі відсутні через проживання на рівнинних територіях і досить велику вагу.

донні мешканці морів пристосувалися до високого тиску товщі вод за рахунок плоскої форми тіла (скати, камбала).

Яскравий хітиновий покрив деяких видів комах попереджає хижаків про їх отруйність.

А ось нешкідливі комахи мають схоже забарвленням але оманливе обманним - ефективний засіб захисту.

Завдяки яким алломорфозам (ідіопдаптаціям) птахи та ссавці досить повно заселили наземно-повітряне середовище?

Завдяки появі різних форм кінцівок у хребетних, дзьобів і ніг у птахів.

різні типи дзьобів у птахів

кінцівок у тварин

Залежно від типів ґрунту, характеру клімату, а також під впливом умов навколишнього середовища формується ідіоадаптації у рослин.

У пустельних районах, де спостерігається істотний дефіцит вологи і велика кількість сонячної радіації, рослини пристосувалися до виживання за рахунок довгої і дуже розвиненої кореневої системи і дрібних листя, покритих жорстким шаром кутикули.

У приполярних областях рослини не відрізняються великими розмірами, їх вегетаційний період скоротився майже вдвічі, а листя - дуже дрібне і шкірясте.

В умовах перезволоження рослини трансформували свої листові пластини, які стали дуже широкими і гладкими, щоб не вбирати надлишки води.
Рослини мають різні пристосування до запилення і розповсюдження насіння у природі.

Береза - вітрозапильна рослина, її пилок розлітається навіть від легенького подиху вітру

У результаті ідіоадаптацій виникають дрібні систематичні групи.

Катагенез – шлях розвитку адаптацій, що знижують рівень організації особин і дозволяють їм заселити більш просте середовище проживання. Ці адаптації називаються катаморфозами.

Назвіть катаморфоз, що дозволяють організмам перейти до паразитичного способу життя.

Прикладами катаморфоз є:

редукція нервової системи, органів почуттів, руху і травлення у паразитичних хробаків; втрачення листя і коріння рослинами-паразитами та ін. Спрощення організації у паразитичних форм супроводжується вдосконаленням репродуктивної системи, що призводить до їх процвітання, тобто до біологічного прогресу.

Вкажіть, які з перерахованих нижче пристосувань тварин до наземних умов є ароморфозами, а які – аломорфозами:

альвеолярні легені;

крило птаха;

кінцівка крота;

чотирикамерне серце;

нога коня;

внутрішнє запліднення.

Ароморфози:

альвеолярні легені;

чотирикамерне серце;

внутрішнє запліднення.

Аломорфози:

крило птаха;
кінцівка крота;
нога коня.

Назвіть ознаки біологічного прогресу і біологічного регресу.

Ознаки біологічного прогресу: збільшення чисельності особин, розширення ареалу, збільшення числа популяцій, підвидів, видів і т. д. (Прогресивна диференціація). Результат успіху виду в боротьбі за існування.
Ознаки біологічного регресу: зменшення чисельності особин, скорочення ареалу, зменшення числа систематичних груп більш низького рангу (зниження різноманітності особин), вимирання виду. Палеонтологія довела, що багато видів в минулому повністю зникли. Якщо при біологічному прогресі деякі види розвиваються і широко поширюються по всій земній кулі, то при біологічному регресі види зникають, не зумівши пристосуватися до умов навколишнього середовища.

Причини біологічного регресу: зникнення здатності організмів пристосовуватися до змін умов навколишнього середовища.

До біологічного регресу схильні:

Організми-паразити. У тварин-паразитів (плоскі черви) редукуються органи чуття, травна система, спрощується нервова система. Замість цього у них розвиваються різні необхідні пристосування-присоски, причепки, що сприяють утриманню у кишечнику хазяїна.
Тварини, що ведуть нерухомий спосіб життя.
Тварини, що живуть під землею або в печерах.
Регрес у рослин тісно пов'язаний з паразитичним способом життя. Наприклад, вовчок соняшниковий- рослина-паразит, що існує на корінні соняшника, конопель, конюшини. Стебла у неї темнуватого забарвлення, лускоподібне листя позбавлене хлорофілу, тому за допомогою присосок вони вбуравлюються в тіло інших рослин і висмоктують їх поживні речовини.

ЗГІДНО ПРОГРАМИ ЗНО

ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК МІЖ НАПРЯМКАМИ БІОЛОГІЧНОЇ ЕВОЛЮЦІЇ

В еволюції органічного світу виділяють три напрямки:

ароморфоз — підвищення рівня організації живих організмів;
ідіоадаптація — пристосування живих організмів до умов навколишнього середовища без принципової перебудови їхньої біологічної організації;
дегенерація — спрощення рівня організації живих організмів, що призводить до біологічного регресу.

Зв'язок між ароморфозом, ідіоадаптацією і дегенерацією в еволюції органічного світу неоднаковий. Ароморфоз у порівнянні з ідіоадаптацією відбувається рідше, але саме він знаменує новий етап у розвитку органічного світу. Ароморфоз призводить до виникнення нових високоорганізованих систематичних груп, які займають інше середовище проживання і пристосовуються до умов існування. Навіть еволюція іде шляхом ідіоадаптації, іноді і дегенерації, які забезпечують організмам обживання нового для них середовища проживання.

Ідіоадаптація (від грец. ідіос - особливий та лат. адаптатіо - пристосування) - певні зміни у будові організму, які не змінюють загального рівня організації, а є лише пристосуванням до певних умов існування. Приклади ідіоадаптацій — це різна будова квіток покритонасінних, різноманітні ротові органи комах тощо.

Приклади ідіоадаптацій:
I - будова квітки комахозапильних (1) та вітрозапильних (2) рослин;

II - ротові органи комах: гризучого типу (1), пристосовані для споживання твердої їжі; гризучо-лижучого типу (2) - пристосовані для злизування рідкої їжі; сисного типу (3) -пристосовані для живлення нектаром; колючо-сисного типу (4) слугують для проколювання покривів рослин, тварин і людини та висмоктування у рослин - соків, у тварин і людини - крові

____________________________________________

ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА

АРОМОРФОЗИ

Завдання:

навести приклади ароморфозів
характеризувати: виникнення багатоклітинності як важливий ароморфоз у розвитку органічного світу
розкрити: шлях досягнення біологічного прогресу - ароморфоз
аналізувати: роль ароморфозів у освоєнні організмами всіх середовищ існування на нашій планеті

ПРАКТИЧНІ РОБОТИ:

17. Виявлення ароморфозів у тварин

18. Виявлення ароморфозів у рослин

Практична робота № 17

(виконати на окремому аркуші паперу)

Тема. Виявлення ароморфозів у тварин.

Мета: сформувати вміння виявляти ароморфози й пояснювати їх значення; на конкретних прикладах тваринних об’єктів вивчити походження великих систематичних груп (класів) шляхом ароморфозів.

Обладнання та матеріали: таблиці «Ароморфози тварин», таблиці із зоології з представниками різних класів типу Хордові.

Довідка:

Ароморфози – це еволюційні зміни, що ведуть до значного підвищення організації організмів.

ХІД РОБОТИ

1. Визначте систематичну належність досліджуваних представників тварин (клас), середовища їх існування.

2. Які із органів запропонованих тварин виникли внаслідок ароморфозів?

3. Яке біологічне значення ароморфозів даних систематичних груп тварин у ході історичного розвитку органічного світу?

Заповніть таблицю. Клас Ссавці-за допомогою додатку 1

Висновок. Отже, ароморфоз – це дуже глибока перебудова організму, яка забезпечує меншу залежність від умов навколишнього середовища, високу чисельність, успішне розселення та тривале існування групи в часі.

________________________________________________________________

Додаток 1:

Типовими ароморфозами у ссавців є:

1) Чотирикамерне серце ⇨ розділення серця на праву й ліву половини з диференціацією двох кіл кровообігу, повне розділення венозної і артеріальної крові ⇨ теплокровність

2) Волосяний покрив і підшкірна жирова клітковина ⇨ терморегуляція

3) Матка і плацента ⇨ внутрішньоутробний розвиток ⇨ постачання поживних речовин до ембріона за рахунок організму матері (живородіння)
4) Молочні залози ⇨ вигодовування дитинчат молоком ⇨ великий шанс виживання потомства
5) Розвинена нервова система (кора великих півкуль) ⇨ складна діяльність⇨ висока пристосованість до різних умов навколишнього середовища
6) Альвеолярні легені ⇨ збільшення робочого об’єму легень ⇨ досконаліше окиснения сполук та достатнє постачання органів киснем ⇨ більше енергії

9) розвиток потових залоз⇨ інтенсивність обміну речовин

10) ускладнення будови і функцій головного мозку⇨ поява складних рефлексів, навченості, мислення, другої сигнальної системи у людини і т. д.

ПР 18. Виявлення ароморфозів у рослин

додам згодом

Сучасні уявлення про фактори еволюції
(підручник параграф 40).

Еволюційні фактори https://mozok.click/53-evolyucyn-faktori.html— це явища та процеси, які змінюють генофонд популяції. Зміни в генофонді популяцій із часом можуть накопичуватися, й особини в популяції починають дедалі більше відрізнятися від своїх предків. Так і відбувається еволюція.

Існує кілька факторів еволюції.

Еволюційні фактори

Фактор	Опис фактора	Приклад дії
Мутації (мутаційний процес)	Природний процес постійних змін спадкової інформації внаслідок дії мутагенних факторів	У предків людини внаслідок мутації дві хромосоми об'єдналися в одну. Тому в людини 23 пари хромосом, а у шимпанзе, як і у нашого спільного предка, — 24 пари
Популяційні хвилі (хвилі життя)	Коливання чисельності природних популяцій, яке відбувається постійно внаслідок кліматичних, біологічних або інших факторів	Періодично виникають спалахи інтенсивного розмноження комах (наприклад, сарани). При цьому тварини можуть поширюватися за межі території свого звичного проживання
Дрейф генів	Зміна частоти алелів певних генів через випадкові процеси, наприклад, виверження вулкана, повінь або потрапляння невеликої групи особин на нову територію (ефект засновника) (мал. 39.1)	Коли люди потрапили на американський континент, серед першовідкривачів випадково не виявилося людей з алелем, який відповідає за формування ІІІ і IV груп крові. Тому до прибуття європейців жителі Америки мали тільки І або ІІ групу крові
Ізоляція	Розділення популяцій одного виду через виникнення між ними якихось бар'єрів (фізичних або екологічних)	Популяції, які потрапляли на острови, часто не могли контактувати з популяціями материка й утворювали нові види, як в'юрки на Галапагоських островах

Фактор	Опис фактора	Приклад дії
Міграція	Переміщення особин з однієї популяції в іншу або на нові території	Риба-голка із Чорного моря мігрувала в р. Дніпро, а звідти по каналу Дніпро — Донбас потрапила в р. Сівер-ський Донець
Природний добір	Диференційоване виживання більш пристосованих до певних умов існування особин у популяції	Коли хворі використовують антибіотики, виживають тільки ті бактерії, які мають до них стійкість

Чарльз Роберт Дарвін Еволюція відбувається на основі спадкової мінливості під дією боротьби за існування, результатом якої є природний добір

Синтетична теорія еволюції Матеріалом для еволюції є спадкові зміни - мутації та їх комбінації. Основним рушійним фактором еволюції є природний добір, що виникає на основі боротьби за існування. Теодосій Добжанський

Групи еволюційних поглядів:

Автогенез – система поглядів, яка була властива «внутрішньому прагненню організмів до вдосконалення».

Ектогенез - система поглядів, що вважає еволюцію наслідком впливу умов довкілля.

Сучасні еволюційні гіпотези.

Неокатастрофізм Едуард Зюсс (1831-1914).
Неокатастрофізм (від грец. неос - новий та катастрофе - переворот) - система поглядів, яка базується на факті етапності розвитку життя на Землі, тобто гіпотеза катастроф. У 1864 р. Е. Зюсс модернізував погляди Ж. Кюв'є для пояснення швидкої заміни одних комплексів викопних організмів іншими; саме його вважають засновником неокатастрофізму.
Етапність історичного розвитку живого полягає в тому, що протягом послідовних етапів геологічної історії Землі існували певні більш-менш стабільні екосистеми зі специфічними флорою та фауною, які на межах цих етапів відносно швидко (за кілька тисяч років) замінювались іншими. Об'єктивні підтвердження цього явища дає вивчення темпів вимирання одних і появи інших систематичних груп організмів різного рангу. Протягом певного, досить тривалого часу (мільйони та десятки мільйонів років) незначне вимирання одних груп врівноважується появою екологічно близьких їм інших; на межах періодів та окремих епох (епоха - геологічний підрозділ всередині періоду, наприклад рання, або нижня, середня, пізня, або верхня, крейда - крейдяний період) незбалансовані вимирання зареєстровані наприкінці попереднього, а незбалансоване швидке зростання видового різноманіття - на початку наступного періоду чи епохи.

Наприклад, наприкінці середньокрейдяної епохи відбулося масове вимирання багатьох груп голонасінних, комах, динозаврів (зникло 5 родин з 11), ссавців та значного числа видів інших організмів. Навпаки, на початку другої половини крейдяного періоду відбувалось бурхливе видоутворення: виникають і зазнають значної адаптивної радіації покритонасінні та комахи-запилювачі (мухи, деякі групи жуків, бджоли, денні метелики тощо), з'являються 10 нових родин динозаврів, кілька рядів справжніх птахів, сумчастих і плацентарних ссавців. Протягом пізньокрейдяної епохи число цих новоутворених груп стабілізується, а в її кінці знову спостерігається незбалансоване вимирання, зокрема динозаврів, яке замінюється бурхливим видоутворенням на початку наступного періоду (палеоген). Вимирання динозаврів стало підґрунтям для різних фантастичних пояснень його причин. Так, однією з популярних гіпотез вимирання динозаврів є їхня раптова загибель внаслідок зіткнення Землі з астероїдом. Однак жодних фактичних підтверджень цього не знайдено.

Гіпотеза нейтральної еволюції Мотоо Кімура.

Гіпотезу нейтральності молекулярної еволюції вперше опублікував японський генетик Мотоо Кімура у 1968 р. і розвинув у багатьох своїх наступних працях. Незалежно від М. Кімури американські біохіміки Д. Кінг та Т. Джукс дійшли майже тих самих висновків про нейтральну еволюцію (1969).

М. Кімура зі співробітниками провели низку експериментів над дрозофілами та математично обробили результати, а також вивчили генофонди природних популяцій різних видів. Виявилось, що в будь-якій природній чи штучній популяції 7 – 15 % організмів були гетерозиготні по кожному з локусів. Від 30 до 50 % генів були представлені декількома алелями. Це визначає поліморфізм білків, тобто явище, коли кожний білок у різних організмів одного виду фактично перебуває в кількох генетично зумовлених формах. Сумарна кількість алелів, які несуть інформацію про поліморфні білки, у популяціях становить багато тисяч, тому число різних поліморфних білків сягає мільйонів і більше. М. Кімура припустив, що більшість цих білків нейтральна, тобто не шкідлива і не корисна для організму і не підлягає дії добору. Пізніше було встановлено, що найпоширеніші мутації в структурі ДНК або не порушують послідовності амінокислот при синтезі поліпептидів, або відбуваються в ділянках, які не кодують інформацію про амінокислоти. Таким чином, у мікроеволюції чільне місце належить випадковим процесам (мутації, дрейф генів, елімінація), які змінюють частоту зустрічальностей алелів, а не природному добору чи боротьбі за існування.

Сальтаціонізм. Гіпотеза сальтаціонізму.

Сальтаціонізм (від лат. сальто - стрибаю) - система поглядів на темпи еволюції як стрибкоподібні зміни, що відбуваються за незначний проміжок часу і спричинюють виникнення нових видів, родів тощо. Ці погляди побудовано на уявленнях про те, що темпи еволюції зумовлені швидкістю змін умов довкілля. Зрозуміло, що кожний вид має бути адаптованим до умов середовища життя в будь-який момент свого існування. Якщо ж він не встигає пристосуватися до змін довкілля, то вимирає. Тому в стабільні періоди темпи еволюції незначні або ж вона не відбувається зовсім. Під час біоценотичних і біосферних криз ці темпи зростають, і видоутворення в масштабах геологічної історії Землі відбувається практично миттєво, стрибкоподібно.

Гіпотеза перерваної рівноваги Стивен Гулд.

Основні положення гіпотези перерваної рівноваги.

Відомо, що біологічні системи всіх рівнів організації здатні функціонувати лише за сталого або періодично змінного середовища. Неперіодичні зміни інтенсивності екологічних факторів, що перевищують межі стійкості живих систем, призводять до їхнього руйнування. Найвразливіші до таких впливів біогеоценози та біосфера в цілому. На цьому ґрунтується еволюційна гіпотеза перерваної рівноваги, запропонована американськими вченими Н. Елреджем, С. Гоулдом та С. Стенлі в 70-х - 80-х роках XX сторіччя та значно доповнена дослідженнями російських ботаніків та екологів С.М. Розумовського і В.А. Красилова. Її основні положення такі:

1. Кожен етап історичного розвитку біосфери має відносно стабільні кліматичні умови і характеризується певними біогеоценозами з притаманними їм спеціалізованими екологічно непластичними видами (ценофілами). Тобто існує динамічна рівновага між біотичними та абіотичними складовими екосистем і біосфери в цілому.

2. За різких (катастрофічних) змін довкілля, спричинених абіотичними, біотичними чи антропогенними факторами, необоротно порушується рівновага в екосистемах: настають локальні чи біосферні екологічні (біогеоценотичні) кризи.

3. Під час біогеоценотичних криз внаслідок руйнування стабільних екосистем вимирають ценофіли. Виживають лише ті групи (переважно мало спеціалізовані екологічно пластичні види - ценофоби), які внаслідок притаманної їм екологічної пластичності встигають адаптуватись до швидких змін довкілля.

4. Під час стабілізації умов довкілля відновлюється рівновага в біосфері внаслідок зміни самих екосистем та їх населення відповідно до нових умов. У цей час відбувається швидка адаптивна радіація груп організмів, що пережили кризу, завдяки якій виникають нові стабільні біогеоценози з новими ценофільними видами.

5. Темпи еволюції нерівномірні: вони мають характер повільних незначних змін або зовсім непомітні в стабільних біогеоценозах та багатократно прискорюються під час екологічних криз.

Гіпотеза еволюційного компромісу Олександр Павлович Расніцин.

Гіпотези адаптивного компромісу.

Сучасний російський палеонтолог та зоолог О.П. Расніцин наприкінці 80-х років XX сторіччя звернув увагу на відоме явище відносної пристосованості організмів до середовища життя. Відомо, що вид у формі популяцій одночасно пристосовується до кожного з факторів та до їхнього комплексного впливу.

Зміцнення зовнішніх захисних утворів ( розглядаємо мал. 40.4 с. 243) знижує рухливість видів; збільшення розмірів і маси тіла тварин зменшує їхню відносну тепловіддачу, однак веде до необхідності споживання великої кількості поживних речовин, тому такі види дуже вразливі щодо нестачі їжі.

Отже, вузька пристосованість видів до певних умов довкілля (спеціалізація) забезпечує максимальне використання ресурсів середовища життя, але водночас знижує здатність адаптації до нових умов

Інші

МАКРОЕВОЛЮЦІЙНІ ПРОЦЕСИ

§ 39 ( Підручник за 11 клас » Біологія Автор: Балан, Вервес)

Що таке макроеволюція?

Макроеволюція – це сукупність еволюційних процесів, які сприяють утворенню надвидових систематичних категорій (родів, родин та ін.). Як відомо, реально в природі існують лише види, а надвидові категорії вченіввели для їхньої систематизації. Належність виду до того чи іншого роду, родів - до родини і так далі дослідники встановлюють за ступенем їхньої історичної спорідненості.

Що таке біологічний прогрес і регрес?

Вивчаючи закономірності історичного розвитку тварин, О.М. Сєверцов у 20-х роках XX століття розробив поняття «біологічний прогрес» і «біологічний регрес».

Біологічний прогрес — переважання народжуваності в популяціях над смертністю в них (високий потенціал виживання). Характеризується зростанням чисельності особин, розширенням ареалу проживання, підвищенням внутрішньовидової мінливості. Результат успіху виду в боротьбі за існування.
Біологічний регрес — це еволюційний рух, при якому відбувається скорочення ареалу проживання; зменшення чисельності особин через непристосованість до середовища проживання; зниження числа видів груп через тиск інших видів, вимирання виду. Палеонтологія довела, що багато видів в минулому повністю зникли. Якщо при біологічному прогресі деякі види розвиваються і широко поширюються по всій земній кулі, то при біологічному регресі види зникають, не зумівши пристосуватися до умов навколишнього середовища.

Причини біологічного регресу: зникнення здатності організмів пристосовуватися до змін умов навколишнього середовища. До біологічного регресу схильні:

Організми-паразити.

Приклади регресу у тварин

У тварин-паразитів (плоскі черви) редукуються органи чуття, травна система, спрощується нервова система. Замість цього у них розвиваються різні необхідні пристосування-присоски, причепки, що сприяють утриманню у кишечнику хазяїна.

Приклади регресу у рослин

Регрес у рослин тісно пов'язаний з паразитичним способом життя. Наприклад, вовчок соняшниковий- рослина-паразит, що існує на корінні соняшника, конопель, конюшини. Стебла у неї темнуватого забарвлення, лускоподібне листя позбавлене хлорофілу, тому за допомогою присосок вони вбуравлюються в тіло інших рослин і висмоктують їх поживні речовини.

Тварини, що ведуть нерухомий спосіб життя.
Тварини, що живуть під землею або в печерах.

https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%91%D1%96%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D1%96%D1%87%D0%BD%D0%B8%D0%B9_%D1%80%D0%B5%D0%B3%D1%80%D0%B5%D1%81

Як може бути досягнений біологічний прогрес?

Узагальнюючий характер мають також уявлення про морфологічні шляхи досягнення біологічного прогресу: ароморфоз, ідіоадаптацію та загальну дегенерацію (мал. 179, підучник).

Загальна дегенерація (від лат. дегенеро - вироджуюсь) - явище спрощення будови організмів у процесі заселення нових середовищ життя. Як правило, воно характерне для паразитичних і малорухомих організмів. Відомо, що у паразитичних тварин зникають органи чуттів, цілі системи органів (наприклад, травна - у стьожкових червів).

Як ароморфоз, так і загальна дегенерація дають змогу організмам розширити свої адаптаційні можливості за допомогою ідіоадаптацій.

Ідіоадаптація (від грец. ідіос - особливий та лат. адаптатіо - пристосування) - певні зміни у будові організму, які не змінюють загального рівня організації, а є лише пристосуванням до певних умов існування. Приклади ідіоадаптацій — це різна будова квіток покритонасінних, різноманітні ротові органи комах тощо.

ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК МІЖ НАПРЯМКАМИ БІОЛОГІЧНОЇ ЕВОЛЮЦІЇ

В еволюції органічного світу виділяють три напрямки:

ароморфоз — підвищення рівня організації живих організмів;
ідіоадаптація — пристосування живих організмів до умов навколишнього середовища без принципової перебудови їхньої біологічної організації;
дегенерація — спрощення рівня організації живих організмів, що призводить до біологічного регресу.

Філогене́з

Філогене́з (грец. φϋλον — рід, плем'я і γεννάω — породжую) — історичний розвиток як окремих видів і систематичних груп організмів, так і органічного світу в цілому. Філогенез взаємозв'язаний з онтогенезом.

Філогенез — послідовність подій еволюційного розвитку виду або таксономічної групи організмів. Вивчає філогенез і класифікує організми на його основі філогенетика.

Науковою основою уявлень про філогенез є створене Чарльзом Дарвіном еволюційне вчення. Вивченням викопних решток вимерлих рослин і тварин займається палеонтологія, що дозволяє простежити походження і спадковість організмів. Відомості про філогенез живих форм дає такожпорівняльна анатомія, зіставляє будову різних організмів (від самих примітивних до високоорганізованих), і ембріологія, що досліджує індивідуальний розвиток організмів.

Схематично філогенез тварин і рослин зазвичай представляють у вигляді так званого родовідного дерева, стовбур якого відповідає початковим формам життя, а гілки - більш ускладненим формам.

Медична енциклопедія: http://medical-enc.com.ua/filogenez.htm

Загальне філогенетичне дерево

Основна рушійна сила філогенеза — природний відбір.

Термін «філогенез» введений Е. Геккелем в 1866 році.

Виділяють такі форми філогенезу:

дивергенція
конвергенція
паралелізм

Боротьба за існування, природний добір і ізоляція призводять до дивергенції (дивергентної еволюції) — розбіжності ознак організмів порівняно з початковою предковою формою. Еволюція, в результаті якої з однієї форми предка виникає безліч різноманітних форм, що займають різні місця існування, називається адаптивною радіацією.

Диверге́нція (лат. diverto — відхиляюсь) — розходження ознак і властивостей у спочатку близьких груп організмів в ході еволюції. Результат існування в різних умовах і неоднаково спрямованого природного відбору.Поняття «дивергенція» введено Чарльзом Дарвіном (1859) для пояснення походження видів тварин і рослин, їх різноманіття, виникнення розмежування між видами, обґрунтування вчення про монофілетичне походження видів від спільного кореня. Дивергентність еволюційного процесу виводиться з фактів різноспрямованої мінливості, переважного виживання і розмноження в ряді поколінь крайніх варіантів, які в меншій мірі конкурують між собою. Дивергенція ознак під впливом природного відбору приводить до диференціації видів і їх спеціалізації.

Конвергентна еволюція, конвергенція — еволюційний процес, що призводить до формування комплексу схожих ознак у представників неспоріднених (немонофілетичних) груп. Наслідком конвергентної еволюції є конвергентна схожість, тобто схожість організмів, заснована не на їхній спорідненості, а на близькому наборі ознак, що сформувався незалежно в різних групах.

Основною причиною конвергентної еволюції вважається схожість екологічних ніш даних організмів.

Наприклад, відомим випадком конвергентної еволюції є формування схожих форм тіла у хижих акул, іхтіозаврів (дані — за викопними залишками) і дельфінів. Екологічна ніша великого рухомого водного хижака — однакова для всіх трьох груп і висуває схожі вимоги до форми тіла тварини. При цьому, проте, багато основних характеристик класів, до яких відносяться три перераховані групи, зберігаються у даних груп. Проте в іхтіозаврів і дельфінів пояс задніх кінцівок редукований.

Прикладом конвергенції є розвиток крил у літаючих плазунів, птахів і ссавців, а також у комах.

Інколи термін «конвергентна еволюція» застосовується і до культурної еволюції та означає еволюцію, за якою подібні культурні ознаки розвинулися в подібних природних умовах різними народами з різними спадковими культурами.

Отже, якщо групи організмів адаптуються до схожих умов середовища, у них виникають риси, які мають поверхневу подібність. Розвиток схожих комплексів ознак у групах різного еволюційного походження називається конвергенцією (конвергентною еволюцією).

Паралелізм (від грец. parallelos — паралельний; той, що йде поруч), паралельна еволюція — незалежний розвиток подібних ознак в еволюції близькоспоріднених груп організмів.

У результаті паралелізму ознаки подібності різних груп, які були набуті вторинно, начебто накладаються на їхню подібність, обумовлену спільним походженням. Так виникає особлива категорія подібності органів у різних видів — гомойологія.

Виникнення паралелізму пов'язане зі збереженням спорідненими групами організмів певної генетичної спільності, а також подібності процесів онтогенезу та його регуляції. Паралелізм починається з дивергенції. У генофондах споріднених видів закономірно з'являються подібні (гомологічні) мутації (закон гомологічних рядів спадкової мінливості, встановлений М. І. Вавіловим). За умови дії на популяції споріднених видів подібно спрямованого природного добору зміни цих популяцій йдуть подібними шляхами, що проявляється у вигляді паралелізму.

Паралельна еволюція сумчастих і плацентарних ссавців. Тварини зіставлених видів нагадують один одного як за зовнішнім виглядом, так і за особливостями способу життя.

Сучасна еволюційна теорія

У сучасній біології найбільш розробленою є синтетична теорія еволюції, що об’єднує основні ідеї класичної теорії еволюції, запропоновані Чарльзом Дарвіном, і досягнення сучасної генетики. Хоча існують і інші теорії, які пояснюють механізми процесів еволюції:

Ламаркізм: https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%9B%D0%B0%D0%BC%D0%B0%D1%80%D0%BA%D1%96%D0%B7%D0%BC
Дарвінізм:
https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B0%D1%80%D0%B2%D1%96%D0%BD%D1%96%D0%B7%D0%BC

Синтетична теорія еволюції сформувалася у 20-50-х роках ХХ століття під час об’єднання положень класичного дарвінізму та генетики. Найбільш важливими для формування теорії розділами генетики були теорія мутацій та популяційна генетика.

Значний внесок у розробку синтетичної теорії еволюції зробили вчені Дж. Холдейн, Р. Фішер, Ф. Добжанський, М. Вавілов, С. Четве-риков (мал. 41.5), О. Сєверцов, І. Шмальгаузен, Дж. Сімпсон та інші.

Основні положення синтетичної теорії еволюції:

— Матеріалом для еволюції є спадкові зміни — мутації (як правило, генні) та їхні комбінації.

— Основним рушійним фактором еволюції є природний добір, що виникає на основі боротьби за існування.

— Найменшою одиницею еволюції є популяція.

— Еволюція має поступовий і тривалий характер. Видоутворення як етап еволюційного процесу є послідовною зміною однієї популяції низкою наступних популяцій.

— Еволюція має ненаправлений характер, тобто не йде в напрямку будь-якої кінцевої мети.

— Еволюція є необоротним процесом.

Тема: Адаптації як результат еволюційного процесу

Мета: розглянути адаптації живих організмів до умов існування як результат еволюційного процесу, показати відносність пристосувань.

Базові поняття й терміни: адаптація, мімікрія, бейтсовська мімікрія, мюллерівська мімікрія, аналогічні органи, гомологічні органи, рудименти, атавізми.

Пристосування, або адаптації, – пристосування в процесі еволюції будови, функцій, поведінки організмів до певних умов існування.

Адаптації можуть виникати до абіотичних і біотичних факторів і бути спрямовані на підвищення стійкості організмів.

Усі види адаптації — це результат дії еволюційного процесу на основі природного добору. З позицій учення Ч. Дарвіна були пояснені різноманітні адаптації живих істот до умов середовища життя. Зокрема, вивчено різні види захисних забарвлень, форми тіла й поведінки організмів, які роблять їх менш уразливими для ворогів.

Шляхи адаптацій можуть бути різними, а саме:

Морфологічні адаптації – сукупність пристосувань у зовнішній будові та формі тіла:

■ мімікрія – схожість між незахищеними та захищеними видами.

Мімікрія (від грец. мімікос — наслідувальний) — це здатність до уподібнення за забарвленням, формою чи поведінкою організмів одного виду (моделей) особинами іншого (імітаторами). Термін вперше введений у зоології Г. Бейтсом для позначення випадків надзвичайної зовнішньої схожості між різними видами тварин.

Дві форми мімікрії відкрили англійський учений Г. Бейтс та німецький — Ф. Мюллер.

За бейтсівської мімікрії гірше захищений вид уподібнюється добре захищеному, а за мюллерівської — кілька захищених видів наслідують один одного, утворюючи своєрідне кільце: їхні вороги, виробивши рефлекс відрази до одного з видів «кільця», не чіпають також й інших.
Бейтсівську мімікрію ілюструють деякі тропічні метелики-білани, які подібні до неїстівних для птахів метеликів інших родин. Різні метелики, мухи, жуки наслідують отруйних ос і бджіл

неотруйні змії — отруйних тощо.
Мюллерівську мімікрію ілюструють отруйні членистоногі з попереджувальним червоним забарвленням з чорними плямами

сонечка клоп-солдатик та ін.).

Мімікрія у рослин — це окремі пристосування, що нагадують інші види. Так, у деяких рослин квітки не мають нектарників, однак вони нагадують квітки гарних нектароносіїв і цим приваблюють комах-запилювачів. Квітки деяких тропічних орхідей за формою й забарвленням нагадують самок певних видів метеликів. Самці цих комах запилюють їх у разі парування.

■ маскування – тварини із захисними забарвленням і формою тіла в разі небезпеки, маскуючись, приймають певну позу. Наприклад, завмерши, гусінь метеликів-п’ядунів або тропічні комахи-паличники стають схожими на сухі сучки й зовсім непомітні на рослинах.

■ захисне забарвлення допомагає сховатися в навколишньому середовищі (біле забарвлення у біляків, полярних куріпок, зелене – у коників, зміна забарвлення – у камбали, хамелеонів);

■ попереджувальне й погрозливе забарвлення вказує на:

небезпеку виду ( карпатська саламандра)

добру захищеність (жалоносні оси, бджоли, отруйні змії)

неїстівність таких тварин (колорадський жук, сонечко)

для відлякування ворогів (восьминіг)

■ приваблююче забарвлення забезпечує зустріч особин різних статей або збирання в зграї.

Фізіологічні адаптації – це комплекс фізіологічних реакцій (зміна кровообігу при змінах температури, відкладання жиру, стійкість фізіологічних параметрів: постійна температура тіла, вміст кисню, вуглекислого газу, вміст цукру в крові і т. ін.).

Біохімічні адаптації (постійність біохімічних процесів).

Етологічні адаптації (поведінкові реакції як адаптації організму).

Наслідком адаптацій організмів до умов середовища стали процеси дивергенції, конвергенції та паралелізму (закономірності макроеволюції).

Філогенез — послідовність подій еволюційного розвитку виду або таксономічної групи організмів. Вивчає філогенез і класифікує організми на його основі філогенетика.

Виділяють такі форми філогенезу:

дивергенція
конвергенція
паралелізм

Диверге́нція (лат. diverto — відхиляюсь) — розходження ознак і властивостей у спочатку близьких груп організмів в ході еволюції. Результат існування в різних умовах і неоднаково спрямованого природного відбору. Поняття «дивергенція» введено Чарльзом Дарвіном (1859) для пояснення походження видів тварин і рослин, їх різноманіття, виникнення розмежування між видами, обґрунтування вчення про монофілетичне походження видів від спільного кореня. Дивергентність еволюційного процесу виводиться з фактів різноспрямованої мінливості, переважного виживання і розмноження в ряді поколінь крайніх варіантів, які в меншій мірі конкурують між собою. Дивергенція ознак під впливом природного відбору приводить до диференціації видів і їх спеціалізації.

Пізніше поняття дивергенції було доповнено концепцією адаптивної радіації.

Наприклад, можна назвати сім видів оленів, що сформувалися в результаті дивергенції: плямистий олень, марал, північний олень, лось, косуля, лань, кабарга (рис.).

Головні закономірності еволюції. Дивергенція, конвергенція, паралелізм .

Рис. Різноманіття видів оленів, що виникли в результаті дивергенції: 1 плямистий олень; 2 — марал; 3 — лань; 4 — північний олень; 5 — лось; 6- козуля; 7 — кабарга

Під дією природного відбору в нескінченному ряді поколінь одні форми виживають, а інші вимирають.

Конвергенція набуття подібних ознак у різних, неспоріднених груп. Наприклад, у акули (клас риб), іхтіозаврів (клас плазунів), дельфінів (клас ссавців) форми тіла схожі. Це пов’язано з тим, що у них однакові середовище (вода) і умови життя. У організмів, що мешкають в повітрі, є крила.

Крила птаха і летючої миші — змінені передні кінцівки,

а крила метелика — вирости тіла.

Явище конвергенції широко поширена в тваринному світі.

Паралелізм (від грец. parallelos — паралельний; той, що йде поруч), паралельна еволюція — незалежний розвиток подібних ознак в еволюції близькоспоріднених груп організмів.

Виникнення паралелізму пов'язане зі збереженням спорідненими групами організмів певної генетичної спільності, а також подібності процесів онтогенезу та його регуляції. Паралелізм починається з дивергенції. У генофондах споріднених видів закономірно з'являються подібні (гомологічні) мутації (закон гомологічних рядів спадкової мінливості, встановлений М. І. Вавіловим). За умови дії на популяції споріднених видів подібно спрямованого природного добору зміни цих популяцій йдуть подібними шляхами, що проявляється у вигляді паралелізму.

Наприклад, пристосування до водного образу життя в еволюції ластоногих розвивалося у трьох напрямках. У китоподібних і ластоногих (моржі, вухаті і справжні тюлені) в результаті переходу до водного способу життя, незалежно один від одного, з’явилося пристосування до води - ласти.

Перетворення передніх крил у багатьох груп крилатих комах в надкрила, розвиток у кистеперих риб ознак земноводних, виникнення ознак ссавців у звірозубих ящірок і т. д. Подібність у паралелізм вказує на єдність походження організмів і наявність схожих умов існування.

Наслідком адаптаційних процесів є існування аналогічних і гомологічних органів, а також рудиментів та атавізмів.

Гомологія (від грецьк. гомологія — відповідність) — це відповідність загального плану будови органів різних видів, зумовлена їхнім спільним походженням.

Унаслідок адаптацій до різних умов життя гомологічні органи в різних видів можуть значно відрізнятися між собою, і єдність їхнього походження встановлюють лише на підставі досліджень внутрішньої будови, індивідуального розвитку, даних палеонтології тощо.

Прикладами гомологічних органів є передні кінцівки (нога, крило, рука, ласти тощо) різних хребетних тварин

або видозміни кореня вищих рослин (коренеплід, коренева бульба

тощо).

В особин різних таксономічних груп може спостерігатисяконвергенція — поява різних ознак у результаті пристосування різних організмів до тих самих умов проживання (метелики і птахи, кити й риби). Так виникають аналогічні органи.

Аналогії (від грецьк. аналогія — подібність) — це подібність будови органів різного походження, які виконують однакові функції.

Аналогічними органами є, наприклад, крила птахів і комах. У птахів крила розвинулись як видозміна передніх кінцівок, а в комах — як бокові вирости поверхні тіла. Також аналогічними органами є зябра риб, молюсків і ракоподібних, а в рослин — колючки, які є видозмінами пагона (глід) чи листків (барбарис, кактуси).

Рудименти (від лат. рудиментум — зачаток) — це органи, недорозвинені чи спрощені в особин певного виду внаслідок утрати своїх функцій протягом філогенезу, наприклад, залишки тазового поясу в китів, недорозвинені очі кротів, лускоподібні листки верблюжої колючки. Тобто ці адаптації предків стали непотрібними для нащадків у зв’язку з адаптацією до інших умов життя. Їх редукція дозволила організму зберегти матеріальні й енергетичні ресурси для інших, більш потрібних адаптацій.

Атавізми (від лат. атавіс — предок) — прояв у окремих представників виду станів ознак, притаманних їхнім предкам. Наприклад, інколи народжуються люди з хвостом, густим волоссям на всьому тілі, з багатьма сосками. Це явище демонструє розвиток адаптацій предків завдяки збою у спадковій програмі чи процесі ембріогенезу. Будь-яка адаптація є складним комплексом морфологічних, фізіолого-біохімічних і генетичних узаємодій. Тому, навіть у випадку втрати потреби в ній та її редукції, потенційна можливість її відтворення ще довго зберігається в геномі виду.

БІОЛОГІЯ-МОЄ ЖИТТЯ!

Шукати в цьому блозі

Профільний рівень 11 клас: ІСТОРИЧНИЙ РОЗВИТОК ОРГАНІЧНОГО СВІТУ. 2 ЧАСТИНА

ВІДЕОТЕКА (YOUTUBE)

Світоглядні та наукові погляди на походження та історичний розвиток життя на Землі.

2. життя існувало завжди (теорія стаціонарного стану)

3. життя занесене на нашу планету ззовні (панспермія)

4. життя виникло з неживої природи в результаті біохімічних процесів (теорія хімічної еволюції)

ПРИКЛАДИ СЕРЕД РОСЛИН

ВТОРИННІ ФОРМИ ПРИРОДНОГО ДОБОРУ

ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК МІЖ НАПРЯМКАМИ БІОЛОГІЧНОЇ ЕВОЛЮЦІЇ

Приклади регресу у тварин

Приклади регресу у рослин

ВЗАЄМОЗВ'ЯЗОК МІЖ НАПРЯМКАМИ БІОЛОГІЧНОЇ ЕВОЛЮЦІЇ

Коментарі

Дописати коментар

№ з/п	Назва геологічної ери	Особливості умов середовища існування	Флора	Фауна
1	Архейська
2	Протерозойська
3	Палеозойська
4	Мезозойська
5	Кайнозойська