Историческое развитие живой природы происходит по определенным законам и характеризуется совокупностью отдельных признаков. Успехи биологии в первой половине 19 века послужили предпосылкой создания новой науки - эволюционной биологии. Она сразу стала популярной. И доказала, что эволюция в биологии - это детерминированный и необратимый процесс развития как отдельных видов, так и целых их сообществ - популяций. Он происходит в биосфере Земли, затрагивая все его оболочки. Данная статья будет посвящена как изучению концепций биологического вида, так и
История развития эволюционных взглядов
Наука прошла сложный путь формирования мировоззренческих представлений о механизмах, лежащих в основе природы нашей планеты. Он начинался с идей креационизма, высказанных К. Линнеем, Ж. Кювье, Ч. Лайелеем. Первая эволюционная гипотеза была изложена французским ученым Ламарком в работе «Философия зоологии». Английский исследователь Чарльз Дарвин первым в науке высказал мысль о том, что эволюция в биологии - это процесс, базирующийся на наследственной изменчивости и естественном отборе. Его основой является борьба за существование.
Дарвин считал, что появление непрерывных изменений биологических видов является результатом их приспособления к постоянной смене факторов внешней среды. Борьба за существование, по мнению ученого, это совокупность взаимосвязей организма с окружающей природой. А её причина лежит в стремлении живых существ к увеличению своей численности и расширению мест обитания. Все вышеперечисленные факторы и включает в себя эволюция. Биология, 9 класс которую изучает на уроках, рассматривает процессы наследственной изменчивости и естественного отбора в разделе «Эволюционное учение».
Синтетическая гипотеза развития органического мира
Еще при жизни Чарльза Дарвина его идеи были раскритикованы рядом таких известных ученых, как Ф. Дженкин и Г. Спенсер. В 20 веке, в связи с бурными генетическими исследованиями и постулированием законов наследственности Менделя, стало возможным создание синтетической гипотезы эволюции. В своих трудах ее описывали такие как С. Четвериков, Д. Холдейн и С. Райд. Они утверждали, что эволюция в биологии - это явление биологического прогресса, имеющего вид ароморфозов, идиоадаптаций, затрагивающих популяции различных видов.
Согласно этой гипотезе, эволюционными факторами являются волны жизни, и изоляция. Формы исторического развития природы проявляются в таких процессах, как видообразование, микроэволюция и макроэволюция. Вышеизложенные научные взгляды можно представить, как суммацию знаний о мутациях, являющихся источником наследственной изменчивости. А также представлений о популяции, как структурной единицы исторического развития биологического вида.
Что такое эволюционная среда?
Под этим термином понимают биогеоценотический В ней происходят микроэволюционные процессы, затрагивающие популяции одного вида. В результате становится возможным возникновение подвидов и новых биологических видов. Здесь же наблюдаются процессы, приводящие к появлению таксонов - родов, семейств, классов. Они относятся к макроэволюции. Научные исследования В. Вернадского, доказывающие тесную взаимосвязь всех уровней организации живой материи в биосфере, подтверждают тот факт, что биогеоценоз - это среда эволюционных процессов.
В климаксных, то есть стабильных экосистемах, в которых наблюдается большое разнообразие популяции многих классов, изменения происходят вследствие когерентной эволюции. в таких стабильных биогеоценозах называются ценофильными. А в системах с нестабильными условиями, происходит несогласованная эволюция среди экологически пластичных, так называемых ценофобных видов. Миграции особей различных популяций одного и того же вида изменяют их генофонды, нарушая частоту встречаемости различных генов. Так считает современная биология. Эволюция органического мира, которая будет рассмотрена нами ниже, подтверждает этот факт.
Этапы развития природы
Такие ученые, как С. Разумовский и В. Красилов доказали, что темпы эволюции, лежащие в основе развития природы, неравномерны. Они представляют собой медленные и практически незаметные изменения в стабильных биогеоценозах. Они резко ускоряются в периоды экологических кризисов: техногенных катастроф, таяния ледников и т. д. В современной биосфере обитает около 3-х миллионов видов живых существ. Наиболее важных из них для жизнедеятельности человека изучает биология (7 класс). Эволюция Простейших, Кишечнополостных, Членистоногих, Хордовых представляет собой постепенное усложнение кровеносной, дыхательной, нервной систем этих животных.
Первые остатки живых организмов обнаруживаются в архейских осадочных породах. Их возраст около 2,5 миллиарда лет. Первые эукариоты появились в начале Возможные варианты происхождения многоклеточных организмов объясняют научные гипотезы фагоцителлы И. Мечникова и гастреи Э. Гетелля. Эволюция в биологии - это путь развития живой природы от первых архейских форм жизни до многообразия флоры и фауны современной кайнозойской эры.
Современные представления о факторах эволюции
Они представляют собой условия, вызывающие адаптивные изменения организмов. Их генотип наиболее защищен от внешних влияний (консервативность генофонда биологического вида). Наследственная информация все же может изменяться под действием генных Именно таким путем - приобретением новых признаков и свойств - происходила эволюция животных. Биология изучает её в таких разделах, как сравнительная анатомия, биогеография и генетика. Размножение, как фактор эволюции, имеет исключительное значение. Оно обеспечивает смену поколений и непрерывность жизни.
Человек и биосфера
Процессы возникновения оболочек Земли и геохимическую деятельность живых организмов изучает биология. Эволюция биосферы нашей планеты имеет продолжительную геологическую историю. Она была разработана В. Вернадским в его учении. Он же ввел термин «ноосфера», понимая под ним влияние сознательной (умственной) деятельности человека на природу. Живое вещество, входящее во все оболочки планеты, изменяет их и определяет круговорот веществ и энергии.
Эволюция
от лат. evolutio - «развёртывание» естественный процесс развития живой природы
Впервые применил термин «эволюция» в современном смысле
Шарль Боннэ (1720-1793)
Карл Линней
- Креационизм (от лат. сreatio - сотворение) - основные формы органического мира (жизнь), человечество, планета Земля, а также мир в целом, рассматриваются как непосредственно созданные Творцом или Богом
Заслуги К.Линнея
- «Король ботаников» , «отец систематики»
- определение понятия биологического вида
- внедрение в активное употребление бинарной номенклатуры
- установление чёткого соподчинения между систематическими (таксономическими) категориями
- Три царства: Растения, Животные, Минералы разделил на классы, отряды, роды и виды
- Выделил 24 класса растений, 6 классов животных
- Ввел 1000 терминов, 1200 новых родов, 8000 новых видов растений
В 1735 г. вышла в свет книга «Система природы»
Ошибки К.Линнея
- Классификация искусственная
- Метафизическое представление о происхождении видов – их неизменность
- Изначальная целесообразность
- В конце жизни признал, что виды могут изменяться
Таблица Царства животных из первого издания Systema Naturae (1735)
Жан Батист Ламарк
- учение о происхождении организмов друг от друга путем векового видоизменения есть частное применение к органическому миру общей идеи эволюции или постепенного развития и осложнения всего существующего
- 1809 г. «Философия зоологии»
Выделил 14 классов животных на 6 ступенях градаций по степени усложнения кровеносной и нервной систем
Заслуга Ж. Б. Ламарка
- Ввел термин «биология»
- Теория «Градаций»
- Первая теория эволюции
Движущие силы эволюции (по Ламарку)
- Внутреннее стремление к прогрессу
- Влияние среды (упражнение или неупражнение органов)
- Передача по наследству благоприятных признаков
Ошибки Ж.Б.Ламарка
- Градация идет под влиянием стремления к самоусовершенствованию
- Приспособленность возникает в результате целесообразных изменений в ответ на воздействие среды
- По наследству передаются только «благоприобретенные» признаки
Чарльз Дарвин (1809-1882)
Дом в Шрусбери (Англия), где родился Ч. Дарвин
Отец Ч. Дарвина
Роберт Уоринг Дарвин
Мать Ч. Дарвина
Сусанна Дарвин
Предпосылки возникновения теории Ч. Дарвина
- Открытия в биологии
- клеточное строение организмов – Р.Гук, А.Левенгук
- сходство зародышей животных – К. Бэр
- открытия в области сравнительной анатомии и палеонтологиии – Ж.Кювье и др.
- Работы геолога Ч.Лайеля об эволюции поверхности Земли под влиянием естественных причин (t, ветра, осадков и т.д.)
- Развитие капитализма, сельского хозяйства
- Создание новых пород животных и сортов растений, развитие селекции
- 1831-1836 - кругосветное путешествие на Бигле
Кругосветное путешествие на корабле «Бигль»
1831-1836
Дарвин возвращается из кругосветного путешествия убежденным сторонником взглядов об изменяемости видов
Значение искусственного отбора для создания теории Дарвина
- Искусственный отбор – процесс создания новых пород (сортов) путём систематического отбора и размножения особей с ценными для человека признаками
- Из анализа огромного материала по созданию пород и сортов Дарвин извлек принцип искусственного отбора и на его основе создал свое эволюционное учение
Творческая роль искусственного отбора
- особи, отобранные человеком для размножения, передадут свои признаки потомкам (наследственность )
- многообразие потомков объясняется разными комбинациями признаков от родителей и мутациями (наследственная (по Дарвину неопределенная) изменчивость )
Создание эволюционной теории
1842 г. – начало работы над книгой «Происхождение видов»
1858 г. – А.Уоллес, находясь в путешествии на Малайском архипелаге, написал статью "О стремлении разновидностей к неограниченному отклонению от первоначального типа", в которой содержались теоретические положения, сходные с дарвиновскими.
1858 г. – Ч. Дарвин получил от А. Р. Уоллеса его статью.
Чарльз Дарвин
(1809-1882, Англия)
Альфред Уоллес
(1823-1913, Англия)
Создание эволюционной теории
1858г. – 1 июля на специальном Собрании Линнеевского общества были изложены концепции Ч. Дарвина и А. Уоллеса о возникновении видов путем естественного отбора
1859 г. – первое издание книги «Происхождение видов», 1250 экземпляров
Основные положения теории Дарвина
1 . Все виды живых организмов, существующих на Земле, никогда и никем не были созданы
2. Виды живых организмов возникли естественным путем и после возникновения поступательно совершенствовались и преобразовывались в соответствии с условиями окружающей среды
3. Преобразование видов происходит на основе наследственности и изменчивости живых организмов и постоянно действующего в природе естественного отбора
4. Естественный отбор в природе осуществляется на основе сложных взаимоотношений организмов как друг с другом, так и с неблагоприятными условиями окружающей среды. Данные взаимоотношения представляют собой борьбу за существование.
5. Результатом естественного отбора является возникновение приспособленности и на этой основе многообразия видов живых организмов в природе .
- Все существа имеют определенный уровень индивидуальной изменчивости
- Признаки от родителей передаются потомкам по наследству
- Каждый вид организма способен к неограниченному размножению (в коробочке мака 3000 семян, слониха за всю жизнь приносит до 6 слонят, но потомство 1 пары за 750 лет = 19 млн. особей)
- Нехватка жизненных ресурсов приводит к борьбе за существование
- В борьбе за существование выживают наиболее приспособленные к данным условиям особи
Дарвиновская концепция естественного отбора
- Материал для эволюции – неопределенная изменчивость
- Естественный отбор – следствие борьбы за существование
Формы борьбы за существование
Борьба с неблагоприятными условиями (t, нехватка воды и пищи и т.д.)
Межвидовая (между особями разных видов )
Внутривидовая (между особями одного вида)
Многообразие живых орга-низмов на нашей планете — результат биологической эволюции .
Эволюция (от лат. evolutio — развёртывание) — это необратимое и направленное историческое развитие живой природы от возникно-вения жизни на Земле до современной биосферы.
Можно рассматривать эволюцию как всей биосферы , так и попу-ляций или отдельных систематических групп и даже частей организ-ма — органов (например, руки человека), тканей (например, нервной), систем органов (например, системы кровообращения) и даже отдельных белков (например, гемоглобина). Однако более точно этот процесс характеризует исто-рическое развитие организмов, которые обра-зуют популяцию.
Какими признаками характеризуется био-логическая эволюция?
Во-первых, преемственностью . С момента возникновения жизни на Земле , что произо-шло, как считают учёные, приблизительно 4,5 миллиарда лет назад, ныне живущие и са-мые первые примитивные организмы связы-вает непрерывная цепь поколений.
Во-вторых, целесообразностью . Все орга-низмы приспособлены к условиям своего оби-тания и устроены так, что могут обеспечивать не только собственное существование, но и воспроизведение потомства. При этом отдель-ные формы жизни приспособились к самым невероятным условиям. Например, одни ми-кробы живут в природных озёрах, представ-ляющих собой растворы серной кислоты, дру-гие — в разливах нефти, третьи — в горячих гейзерах или в кратере вулкана и даже в ядерных реакторах. И наоборот, в процессе эволюции отдельные виды так приспособились к окружающей среде, что это ставит под угрозу само их существова-ние. Например, австралийские сумчатые мишки — коалы питаются только свежими листьями эвкалипта, а китайские панды — молодыми побегами бамбука (рис. 112).
В-третьих, усложнённостью и совершенствованием организации живых существ на протяжении геологических эпох . Например, внача-ле на Земле существовали только микроорганизмы , затем появились одноклеточные (простейшие), потом — многоклеточные беспозвоноч-ные животные, затем пришёл черёд «веку рыб», далее — «веку амфи-бий», сменившемуся «веком рептилий» (в основном динозавров), и, наконец, наступил «век птиц и млекопитающих» (рис. 113). Послед-ние тысячелетия характеризуются господством в биосфере человека, который эволюционировал от древнейших людей — архантропов (пи-текантропа и гейдельбергского человека) через древних людей — па-леоантропов (неандертальца) к современным людям — неоантропам (кроманьонцу и ныне живущему человеку; рис. 114).
Усложнение и совершенствование организации живых существ на первый взгляд нарушает второй закон термодинамики , согласно кото-рому все самостоятельно происходящие в природе процессы протека-ют в направлении разрушения структур, упрощения, увеличения доли беспорядка во всех системах. Эволюция же идёт, наоборот, в направле-нии усложнения. Однако второй закон термодинамики при этом не на-рушается, так как в процессе эволюции происходит усложнение организмов, которое достигается значительной за-тратой энергии.
На этой странице материал по темам:
Какими признаками живых организмов вирумы обладают
Коала эволюционное развитие
Тема: организм как биосистема
Первичнополостные черви доклад
Организм как биосистема конспект урока
Вопросы по этому материалу:
Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com
Подписи к слайдам:
современные учения о эволюции
Синтетическая теория эволюции (СТЭ) – современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма и опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию. Все сторонники синтетической теории признают участие в эволюции трех факторов: Мутационный Селекционный Рекомбинационный Генерирующий новые варианты генов Определяющий соответствие данным условиям обитания Создающий новые фенотипы особей
Происхождение стэ Синтетическая теория в ее нынешнем виде образовалась: в результате трансформации взглядов Вейсмана в моргановскую хромосомную генетику: приспособительные отличия передаются от родителей потомкам с хромосомами в виде новых генов Вследствие естественного отбора.
Толчок к развитию синтетической теории дала гипотеза о рецессивности новых генов. Эта гипотеза предполагала, что в каждой воспроизводящейся группе организмов во время созревания гамет в результате ошибок при репликации ДНК постоянно возникают мутации – новые варианты генов. Развитие СТЭ
С.С Четвериков И.И. Шмальгаузен Н.В. Тимофеев-Ресовский Г.Ф. Гаузе Н.П.Дубинин А.Л. Тахтаджян Н.К.Кольцов Ф.Г.Добржанский ВКЛАД РУССКИХ УЧЕНЫХ В РАЗВИТИЕ СТЭ С.С Четвериков И.И. Шмальгаузен
Э. Майр Э. Баур В. Циммерман Дж. Симпсон В. Людвиг Р. Фишер Вклад зарубежных ученых в развитие стэ Дж. Симпсон Э. Майр
Основные положения синтетической эволюции 1.ЭЛЕМЕНТАРНОЙ ЕДИНИЦЕЙ ЭВОЛЮЦИИ СЧИТАЕТСЯ ЛОКАЛЬНАЯ ПОПУЛЯЦИЯ; 2. МАТЕРИАЛОМ ДЛЯ ЭВОЛЮЦИИ СЧИТАЕТСЯ МУТАЦИОННАЯ И РЕКОМБИНАЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ; 3. ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР РАССМАТРИВАЕТСЯ КАК ГЛАВНАЯ ПРИЧИНА РАЗВИТИЯ АДАПТАЦИЙ, ВИДООБРАЗОВАНИЯ И ПРОИСХОЖДЕНИЯ НАДВИДОВЫХ ТАКСОНОВ; 4. ДРЕЙФ ГЕНОВ И ПРИНЦИП ОСНОВАТЕЛЯ ВЫСТУПАЮТ ПРИЧИНАМИ ФОРМИРОВАНИЯ НЕЙТРАЛЬНЫХ ПРИЗНАКОВ; 5. ВИД ЕСТЬ СИСТЕМА ПОПУЛЯЦИЙ, РЕПРОДУКТИВНО ИЗОЛИРОВАННЫХ ОТ ПОПУЛЯЦИЙ ДРУГИХ ВИДОВ, И КАЖДЫЙ ВИД ЭКОЛОГИЧЕСКИ ОБОСОБЛЕН; 6. ВИДООБРАЗОВАНИЕ ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В ВОЗНИКНОВЕНИИ ГЕНЕТИЧЕСКИХ ИЗОЛИРУЮЩИХ МЕХАНИЗМОВ И ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО В УСЛОВИЯХ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ ИЗОЛЯЦИИ.
Сравнительная характеристика теорий «Чистый дарвинизм» (Л.С.Берг) 1. Все организмы развивались из одной или немногих первичных форм. 2. Развитие шло дивергентно 3. Развитие шло на основе случайных вариаций. 4. Факторами прогресса служат борьба за существование и естественный отбор. 5. Процесс эволюции заключается в образовании новых признаков 6. Вымирание организмов происходит от внешних причин: борьбы за существования и выживание более приспособленных. Синтетическая теория (Н.И.Воронцов) 1. Наименьшая единица эволюции- популяция. 2. Основным движущим фактором эволюции служит естественный отбор случайных и мелких мутаций. 3. Эволюция носит дивергентный характер. 4. Эволюция носит постепенный и длительный характер. Каждая систематическая единица должна иметь единственный корень. Это обязательное условие для самого права на существование. Эволюционная систематика строит классификацию исходя из родства. За пределами вида эволюция прекращается. Вид политипичен. Изменчивость носит случайный характер. Эволюция непредсказуема.
Критика синтетической теории эволюции В качестве одного из наиболее часто критикуемых положений СТЭ можно привести ее подход к объяснению вторичного сходства. 1. По неодарвинизму, все признаки живых существ полностью определяются составом генотипа и характером отбора. Поэтому параллелизм объясняется тем, что организмы унаследовали большое количество одинаковых генов от своего предка, а происхождение конвергентных признаков целиком приписывается действию отбора. Вместе с тем, хорошо известно, что черты сходства, развивающиеся в достаточно удаленных линиях, часто бывают неадаптивны и поэтому не могут быть правдоподобно объяснены ни естественным отбором, ни общим наследованием. Независимое наследование одинаковых генов и их сочетание заведомо исключается, поскольку мутации и рекомбинации – случайные процессы.
Факторы эволюции Не направляют эволюционный процесс Направляет эволюционный процесс Мутации Изоляция Популяционные волны Дрейф генов Естественный отбор на основе борьбы за жизнь Изменение генетического состава популяций
Видообразование – это качественный этап эволюционного процесса Это означает, что образованием видов завершается микроэволюция и начинается макроэволюция.
Каждый вид – это замкнутая генетическая система. Представители разных видов не скрещиваются, а если и скрещиваются, то либо не дают потомства, либо это потомство бесплодно. Следовательно, дивергентному видообразованию должно предшествовать возникновение изолированных популяций внутри предкового вида.
Важнейшие понятия эволюции: элементарные явления эволюции – изменения, происходящие в популяции, путем рекомбинаций, мутаций и естественного отбора, отделяющие эту популяцию от других. элементарный материал эволюции – наследственная изменчивость у особей популяции, которая приводит к возникновению как качественных, так и количественных фенотипических отличий. элементарные факторы эволюции – естественный отбор, мутации, популяционные волны и изоляция изоляция, мутация и популяционные волны влияют на эволюцию вида, а естественный отбор направляет ее.
Основные правила эволюции: Необратимость Прогрессирующая специализация Чередование главных направлений эволюции: аллогенеза и арогенеза
Закономерности Эволюции: 1.Первая и главная закономерность- Необратимый характер эволюции: Организмы, популяции и виды. Возникшие в ходе эволюции не могут вернуться к прежнему состоянию их предков Эволюция – это необратимы процесс исторического развития органического мира
2. Вторая закономерность – общая направленность(тенденция) эволюционного процесса- Прогрессивное усложнение форм жизни: Заключается в непрерывном приспособлении живого мира к постоянно меняющимся условиям окружающей среды. В преобразовании видов и обособлении одних видов от других. Эволюция – это процесс непрограммированного развития живой природы
3. Третья закономерность эволюции- Развитие приспособленности(адаптации) видов к среде обитания адаптации Общие (наличие конечностей у наземных животных) частные (разные типы конечностей в связи с местом и образом жизни)
Таким образом, эволюция, начавшаяся на нашей планете с момента появления на ней жизни, - это непредсказуемый и необратимый процесс развития живого мира, идущий напрограммировано, происходящий сопряженно между видами и средой.
