Огромное количество генотипов (и фенотипов) в природных популяциях является исходным эволюционным материалом для действия естественного отбора.

М И К Р О Э В О Л Ю Ц И Я

 

Генетические процессы в популяциях. Волны жизни. Естественный отбор - направляющий фактор эволюции живых организмов. Формы естественного отбора. Современные представления о видообразовании (С.С. Четвериков, И.И Шмальгаузен). Географическое и экологическое видообразование. Результаты микроэволюции: приобретение приспособлений и видообразование.

Дарвин установил, что главные движущие силы эволюции наследственность, изменчивость и естественный отбор. Кроме того, обратил внимание на роль ограничения свободного скрещивания особей одного вида вследствие их изоляции, т.е. говоря современным языком, на прекращение обмена генами между ними.

Теория эволюции в современном виде представляет собой результат развития дарвинизма, генетики, экологии и других биологических наук. Эволюция - сложный процесс, слагающийся из многих явлений. Эти явления растянуты во времени и пространстве.

Элементарной эволюционной единицей (т. е. минимальной группой живых организмов), которая способна исторически изменяться, является популяция.

Анализируя материал, собранный во время путешествия, Дарвин пришел к тому выводу, что существует две категории изменчивости организмов: ОПРЕДЕЛЕННАЯ ИЛИ ГРУППОВАЯ и НЕОПРЕДЕЛЕННАЯ ИЛИ ИНДИВИДУАЛЬНАЯ.

Определенная изменчивость - это фенотипическая реакция организмов на изменения условий среды. При наличии широкой НОРМЫ РЕАКЦИИ почти все особи группы будут реагировать на изменения условий среды в одном направлении ().

Заслуга Дарвина в том, что он отдал ведущую роль в эволюционном процессе индивидуальной изменчивости, передающейся по наследству.

В свете современных знаний индивидуальная изменчивость представляет собой мутации (геномные, хромосомные, генные) и перекомбинации генов при скрещивании. Напомним, что комбинативная изменчивость возникает в результате перекреста гомологичных хромосом, их случайного расхождения в мейозе и случайного сочетания гамет при оплодотворении. Комбинативная изменчивость ведет к появлению бесконечно большого разнообразия генотипов и фенотипов внутри популяции (вида).

Мутационная изменчивость играет роль главного поставщика наследственных изменений, т.е. служит материалом для эволюционных преобразований.

Наиболее частый тип мутаций - генные мутации. Хотя мутации отдельных генов происходят редко, наличие громадного количества генов в организме ведет к тому, что практически каждая особь несет в себе вновь возникшую мутацию по тому или иному гену. Подавляющее число вновь возникающих мутаций рецессивны. Доминантные мутации возникают значительно реже, проявляются фенотипически уже в первом поколении и сразу подвергаются действию отбора. Что касается рецессивных мутаций, то они проявляют свое действие только в гомозиготном состоянии. Следовательно, для фенотипического проявления они должны накопиться в генофонде популяции в значительных количествах, что обеспечит их переход в гомозиготное состояние и проверку естественным отбором. (Генофонд - это совокупность всех генов данной популяции.)

Первым развил эту мысль советский генетик С.С. Четвериков. В 1926 году он писал о том, что популяция накапливает рецессивные мутации, оставаясь при этом фенотипически однородной. Такой скрытый резерв наследственной изменчивости создает базу для эволюционных преобразований популяции под действием естественного отбора. Фактически работа Четверикова была первым шагом на пути объединения генетики с эволюционным учением.

С.С. Четвериков был одним из первых, кто обратил внимание на периодические колебания численности особей, составляющих популяцию. Такое КОЛЕБАНИЕ ЧИСЛЕННОСТИ ОСОБЕЙ ПОПУЛЯЦИИ получило название "ПОПУЛЯЦИОННЫХ ВОЛН" или "ВОЛН ЖИЗНИ". Причины изменения численности популяции могут быть самыми разными: резкое изменение климата, наличием кормовой базы, стихийные бедствия, хозяйственная деятельность человека и др.

Волны могут совершенно случайно и резко изменять в популяции концентрацию редко встречающихся генов или целых генотипов. В период резкого снижения численности популяции некоторые гены (генотипы) могут полностью исчезнуть, при том независимо от их биологической ценности. При нарастании волн другие гены резко повысят свою концентрацию. Волны жизни, как и мутационный процесс, поставляют случайный ненаправленный генетический материал для естественного отбора. Таким образом, наряду с мутационной и комбинативной изменчивостью волны жизни вносят свой вклад в эволюционные преобразования генотипической структуры популяции.

ОГРОМНОЕ КОЛИЧЕСТВО ГЕНОТИПОВ (И ФЕНОТИПОВ) В ПРИРОДНЫХ ПОПУЛЯЦИЯХ ЯВЛЯЕТСЯ ИСХОДНЫМ ЭВОЛЮЦИОННЫМ МАТЕРИАЛОМ ДЛЯ ДЕЙСТВИЯ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА.

Еще Дарвин заметил, что благодаря естественному отбору сохраняются и размножаются преимущественно особи, обладающие наиболее полезными признаками относительно условий среды. НЕ СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ ПОТЕНЦИАЛЬНОЙ СПОСОБНОСТЬЮ ВИДОВ К БЕЗГРАНИЧНОМУ РАЗМНОЖЕНИЮ И ОГРАНИЧЕННОСТЬ ЖИЗНЕННЫХ РЕСУРСОВ - ГЛАВНАЯ ПРИЧИНА БОРЬБЫ ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ. Отсюда не следует, что особь, имеющая нежелательный признак, обязательно перестанет существовать, но вероятность ее гибели всегда выше, а возможность оставить подобное себе потомство крайне мала. БОЛЕЕ ПРИСПОСОБЛЕННЫЕ ОСОБИ ЧАЩЕ ВЫЖИВАЮТ, РАЗМНОЖАЮТСЯ. Таким образом, в процессе отбора закрепляются (генотипически) те признаки, которые имеют приспособительное значение в данных условиях существования. В этом состоит суть направляющего действия естественного отбора.

Механизм действия естественного отбора всегда одинаков, но формы его могут быть разными. О движущей и стабилизирующей формах отбора читайте в учебнике (). Обратите внимание, что стабилизирующая форма естественного отбора открыта русским биологом - эволюционистом И.И.Шмальгаузеном.

Как же возникло многообразие видов в эволюции органического мира?

В ПОПУЛЯЦИИ, В КОТОРОЙ ВСЕ ОСОБИ ОДИНАКОВЫ, НИКАКОГО ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА ПРОИСХОДИТЬ НЕ МОЖЕТ. Однако вследствие изменения генетического материала и реакций организмов на изменения в среде обитания все популяции животных и растений изменчивы по своим признакам и подвержены действию естественного отбора.

По мнению Дарвина, в пределах вида часто возникают популяции, приспосабливающиеся к разным условиям обитания но в границах одного ареала: растительная или животная пища; сухие или влажные, солнечные или теневые места обитания... Здесь внутривидовая борьба за существование является причиной расхождения популяций, так как в процессе отбора закрепляются в популяции именно те признаки, которые дают возможность приспособиться к конкретным условиям среды. Расхождение популяций в пределах вида может происходить по морфологическим, физиологическим, биохимическим признакам. Этот процесс ведет к образованию подвидов, имеющих еще более выраженные отличия, чем популяции одного вида. Дарвин назвал подвиды зарождающимися видами.

В ПРОЦЕССЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА ВЫЖИВАЮТ ОСОБИ, НАИБОЛЕЕ ПРИСПОСОБЛЕННЫЕ К ДАННЫМ КОНКРЕТНЫМ УСЛОВИЯМ. А УСЛОВИЯ НЕЖИВОЙ И ЖИВОЙ ПРИРОДЫ В РАЗНЫХ МЕСТАХ ЗЕМЛИ ОТЛИЧАЮТСЯ, ЧТО ВЕДЕТ К ПОЯВЛЕНИЮ ОСОБЕЙ ОТЛИЧАЮЩИХСЯ ПО НЕКОТОРЫМ ПРИЗНАКАМ ОТ ДРУГИХ ОСОБЕЙ ВИДА.

Элементарный эволюционный процесс, ведущий к распаду вида на внутривидовые группировки, называют МИКРОЭВОЛЮЦИЕЙ. Микроэволюция может происходить в исторически короткое время и доступно для непосредственного наблюдения

В результате микроэволюции появляются новые виды. В КОНЕЧНОМ СЧЕТЕ, ВИДООБРАЗОВАНИЕ - ЭТО ВОЗНИКНОВЕНИЕ ПРЕГРАД, ПРЕПЯТСТВУЮЩИХ ОБМЕНУ ГЕНАМИ МЕЖДУ БЛИЗКОРОДСТВЕННЫМИ ПОПУЛЯЦИЯМИ ИЛИ ПОДВИДАМИ.

Выделяют два основных способа видообразования: географическое и экологическое.

Изменение Среды обитания или положения вида (или положения популяции)
Обострение внутривидовой борьбы за существование
Изменение направлений естественного отбора соответственно новым условиям борьбы за существование
Географическое видообразование	Экологическое видообразование
Расселение на новые территориии	Освоение новых экологических ниш в пределах ореала
Географическая изоляция между популяциями	Отбор в новых условиях
Отбор в новых условиях Среды	Биологическая изоляция
Возникновение подвидов	Возникновение подвидов
Биологическая изоляция	Возникновение видов
Возникновение видов

Эволюция Оценка теории Ламарка.     Выдающаяся заслуга Ламарка заключается в создании первого эволюционного учения. Он отверг идею постоянства видов, противопоставив ей представление об изменяемости видов. Его учение утверждало существование эволюции как исторического развития от простого к сложному. Впервые был поставлен вопрос о факторах эволюции. Ламарк совершенно правильно считал, что условия среды оказывают важное влияние на ход эволюционного процесса. Он был одним из первых, кто отметил чрезвычайную длительность развития жизни на Земле. Однако Ламарк допустил серьезные ошибки прежде всего в понимании факторов эволюционного процесса, выводя их из якобы присущего всему живому стремления к совершенству. Также неверно понимал причины возникновения приспособленности, прямо связывал их с влиянием окружающей среды. Это породило очень распространенные, но научно совершенно необоснованные представления о наследовании признаков, приобретаемых организмами под непосредственным воздействием среды. Эволюционное учение Ламарка не было достаточно доказательным и не получило широкого признания среди его современников.     Основные положения теории Дарвина и значение ее для науки.   Основные принципы эволюционного учения Дарвина сводятся к следующим положением:   1.Каждый вид способен к неограниченному размножению.   2.Ограниченность жизненных ресурсов препятствует реализации потенциальной возможности беспредельного размножения. Большая часть особей гибнет в борьбе за существование и не оставляет потомства.   3.Гибель или успех в борьбе за существование носят избирательный характер. Организмы одного вида отличаются друг от друга совокупностью признаков. В природе преимущественно выживают и оставляют потомство те особи, которые имеют наиболее удачное для данных условий сочетание признаков, т.е. лучше приспособлены.   Избирательное выживание и размножение наиболее приспособленных организмов Ч. Дарвин назвал естественным отбором.   Под действием естественного отбора, происходящего в разных условиях, группы особей одного вида из поколения в поколение накапливают различные приспособительные признаки. Группы особей приобретают настолько существенные отличия, что превращаются в новые виды.   Крупнейшие ученые в разных странах способствовали распространению эволюционной теории Дарвина, защищали ее от нападок и сами вносили вклад в ее дальнейшее развитие. Дарвинизм оказал сильнейшее влияние не только на биологию и естественные науки, но и на общечеловеческую культуру, способствуя развитию естественнонаучных взглядов на возникновение и развитие живой природы и самого человека.   Доказательства эволюции.   Доказательства единства происхождения органического мира.   1.Все организмы, будь то вирусы, бактерии, растения, животные или грибы, имеют удивительно близкий элементарный химический состав. 2.У всех у них особо важную роль в жизненных явлениях играют белки и нуклеиновые кислоты, которые построены всегда по единому принципу и из сходных компонентов. Высокая степень сходства обнаруживается не только в строении биологических молекул, но и в способе их функционирования. Принципы генетического кодирования, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот едины для всего живого. 3.У подавляющего большинства организмов в качестве молекул- аккумуляторов энергии используется АТФ, одинаковы также механизмы расщепления сахаров и основной энергетический цикл клетки. 4.Большинство организмов имеют клеточное строение.     2.Эмбриологические доказательства эволюции.   Отечественные и зарубежные ученные обнаружили и глубоко изучили сходства начальных стадий эмбрионального развития животных. Все многоклеточные животные проходят в ходе индивидуального развития стадии бластулы и гаструлы. С особой отчетливостью выступает сходство эмбрионального стадий в пределах отдельных типов или классов. Например, у всех наземных позвоночных, так же и у рыб, обнаруживается закладка жаберных дуг, хотя эти образования не имеют функционального значения у взрослых организмов. Подобное сходство эмбриональных стадий объясняется единством происхождения всех живых организмов.   3.Морфологические доказательства эволюции.   Особую ценность для доказательства единства происхождения органического мира представляют формы, сочетающие в себе признаки нескольких крупных систематических единиц. Существование таких промежуточных форм указывает на то, что в прежние геологические эпохи жили организмы, являющиеся родоначальниками нескольких систематических групп. Наглядным примером этого может служить одноклеточный организм эвглена зеленая. Она одновременно имеет признаки, типичные для растений и для простейших животных. Строение передних конечностей некоторых позвоночных несмотря на выполнение этими органами совершенно разных функций, в принципиальных чертах строение сходны. Некоторые кости в скелете конечностей могут отсутствовать, другие – срастаться, относительные размеры костей могут меняться, но их гомология совершенно очевидна. Гомологичными называются такие органы, которые развиваются из одинаковых эмбриональных зачатков сходным образом. Некоторые органы или их части не функционируют у взрослых животных и являются для них лишними – это так называемые рудиментарные органы или рудименты. Наличие рудиментов, так же как и гомологичных органов, тоже свидетельство общности происхождения.     Палеонтологические доказательства эволюции.   Палеонтология указывает на причины эволюционных преобразований. В этом отношении интересна эволюция лошадей. Изменение климата на Земле повлекло за собой изменение конечностей лошади. Параллельно изменению конечностей происходило преобразование всего организма: увеличение размеров тела, изменения формы черепа и усложнение строения зубов, возникновения свойственного травоядным млекопитающим пищеварительного тракта и многое другое. В результате изменения внешних условий под влиянием естественного отбора произошло постепенное превращение мелких пятипалых всеядных животных в крупных травоядных. Богатейший палеонтологический материал – одно из наиболее убедительных доказательств эволюционного процесса, длящегося на нашей планете уже более 3 миллиардов лет.     Биогеографические доказательства эволюции.   Ярким свидетельством происшедших и происходящих эволюционных изменений является распространение животных и растений по поверхности нашей планеты. Сравнение животного и растительного мира разных зон дает богатейший научный материал для доказательства эволюционного процесса. Фауна и флора Палеоарктической и Неоарктической областей имеют много общего. Это объясняется тем, что в пролом между названными областями существовал сухопутный мост – Берингов перешеек. Другие области имеют мало общих черт. Таким образом, распределение видов животных и растений по поверхности планеты и их группировка в биографические зоны отражает процесс исторического развития Земли и эволюции живого.   Островные фауна и флора.   Для понимания эволюционного процесса интерес представляют флора и фауна островов. Состав их флоры и фауны полностью зависит от истории происхождения островов. Огромное количество разнообразных биографических фактов указывает на то, что особенности распределения живых существ на планете тесно связаны с преобразованием земной коры и с эволюционными изменениями видов.   Определение вида, популяции; критерии вида.   Вид – совокупность географически и экологически сходных популяций, способных в природных условиях скрещиваться между собой, обладающих общими морфофизиологическими признаками, биологически изолированных от популяций других видов.   Популяция – относительно изолированная группа особей одного вида.   Критерий вида – это совокупность признаков, отличающих данный вид от другого.   Морфологический критерий вида – это совокупность внешних признаков организма   Генетический критерий вида – набор хромосом, свойственный конкретному виду.   Эколого-географический критерий вида определяет ареал его обитания.   Роль изменчивости в эволюции.   Изменчивость – разнообразие признаков и свойств у особей и групп особей любой степени родства.   Мутационная изменчивость.   Мутационная изменчивость играет роль главного поставщика наследственных изменений. Именно она является первичным материалом всех эволюционных преобразований. Одним из распространенных видов мутаций, имеющий важное значение в эволюции растений, является полиплоидия. Хромосомные мутации также играют важную эволюционную роль. Прежде всего необходимо указать на удвоение генов в одной хромосоме. Именно благодаря удвоениям генов в процессе эволюции накапливается генетический материал. Нарастание сложности организации живого в ходе исторического развития в значительной степени опиралось на увеличение количества генетического материала. Генные мутации – наиболее частый тип мутаций. Мутации отдельных генов происходят редко. Большинство мутаций рецессивные, доминантные мутации возникают намного реже. Доминантные и рецессивные мутации ведут себя в популяциях по-разному. Доминантные мутации, даже если они находятся в гетерозиготном состоянии, проявляются в фенотипах особей уже первого поколения и подвергаются действию естественного отбора. Рецессивные же мутации проявляются в фенотипе только в гомозиготном состоянии. Рецессивная мутация, прежде чем она проявится в фенотипе гомозигот, должна накопиться в значительном количестве в популяции. Эту мысль первым высказал выдающийся советский генетик Четвериков. Он писал, что популяция, подобно губке, впитывает рецессивные мутации, оставаясь при этом фенотипически однородной. Существование такого скрытого резерва наследственной изменчивости создает возможность для эволюционных преобразований популяций под воздействием естественного отбора.   Комбинативная изменчивость.   Комбинативная изменчивость – это следствие перекреста гомологичных хромосом, их случайного расхождения в мейозе и случайного сочетания гамет при оплодотворении. Комбинативная изменчивость ведет к появлению бесконечно большого разнообразия генотипов и фенотипов. Она служит неиссякаемым источником наследственного разнообразия видов и основой для естественного отбора. Громадное генотипическое и, следовательно, фенотипическое разнообразие в природных популяциях является тем исходным эволюционным материалом, с которым оперирует естественный отбор.   Виды борьбы за существование.     Главная причина борьбы за существование – несоответствие между возможностью видов к беспредельному размножению и ограниченностью ресурсов.     Внутривидовая борьба.   Решающие значение для эволюционных преобразований имеет интенсивность размножения и избирательная гибель особей, плохо приспособленных к меняющимся условиям окружающей среды. Выживают и размножаются всегда более приспособленные. В этом и заключен главный механизм естественного отбора. Основным двигателем эволюционных преобразований является естественный отбор наиболее приспособленных организмов, возникающих вследствие борьбы за существование.   Межвидовая борьба.   Межвидовая борьба – борьба между особей разных видов. Особой остротой межвидовая борьба достигает в тех случаях, когда противоборствуют виды, которые живут в сходных экологических условиях и используют одинаковые источники питания. В результате межвидовой борьбы происходит либо вытеснение одного из противоборствующих видов, либо приспособление видов к разным условиям в пределах единого ареала или их территориальное разобщение Межвидовая борьба, таким образом, ведет к экологическому и географическому разобщению видов.   Формы естественного отбора.   Движущая форма отбора.   Каждая популяция характеризуется некоторым средним значением любого признака. Для количественных признаков средняя величина определяется как среднее арифметическое значение, например средним числом рождаемых потомков, средней длиной крыла, средней массой тела. Для характеристики популяции по качественным признакам определяется частота особей с тем или иным признаком; например, частота черных и белых бабочек. Изменение условий существования часто приводит к отбору особей, уклоняющихся от средней величины отбираемого признака. Яркий пример, доказывающий существование движущей формы естественного отбора в природе, – так называемый индустриальный меланизм. Примеров, доказывающих существование движущей формы отбора, множество, но суть их одна: естественный отбор до тех пор смещает среднее значение признака или меняет частоту встречаемости особей с измененным признаком, пока популяция приспосабливается к новым условиям. Движущая форма естественного отбора приводит к закреплению новой нормы реакции организма, которая соответствует изменившимся условиям окружающей среды.   Отбор особей с уклоняющимися от ранее установившегося в популяции значением признака называют движущей формой отбора.     Стабилизирующая форма отбора.   Стабилизирующая форма отбора направлена в пользу установившегося в популяции среднего значения признака. При стабилизирующем отборе устраняются особи, существенно отклоняющиеся от среднего значения признаков, типичного для популяции этого вида. Наблюдаемое в любой популяции животных или растений большое сходство всех особей - результат действия стабилизирующей формы естественного отбора.     Приспособленность организмов к среде.   В результате действия естественного отбора сохраняются особи с полезными для их процветания признаками. Они обуславливают хорошую, но не абсолютную, приспособленность организмов к тем условиям, в которых живут. Приспособленность к условиям среды может быть весьма совершенной, что повышает шансы организмов на выживание и оставление большего числа потомков.   Покровительственная окраска.   Покровительственная окраска развита у видов, которые живут открыто и могут оказаться доступными для врагов. Такая окраска делает организмы менее заметными на фоне окружающей местности. У некоторых встречается яркий узор(окраска у зебры, тигра, жирафа) – чередование светлых и темных полос и пятен. Эта расчленяющая окраска как бы имитирует чередование пятен света и тени.   Маскировка.     Маскировка – приспособление, при котором форма тела и окраска животного сливается с окружающими предметами. Например, гусеницы некоторых бабочек по форме тела и окраске напоминают сучки.   Мимикрия.   Мимикрия – подражание менее защищенного организма одного вида более защищенному организму другого вида. Это подражание может проявляться в форме тела, окраске и т.д. Так, некоторые виды неядовитых змей и насекомых похожи на ядовитых. Мимикрия – результат отбора сходных мутаций у различных видов. Она помогает незащищенным животным выжить, способствует сохранению организма в борьбе за существование.     Предупреждающая(угрожающая) окраска   Виды нередко обладают яркой, запоминающейся окраской. Раз попытавшись отведать несъедобную божью коровку, жалящую осу, птица на всю жизнь запомнит их яркую окраску.   Основные направления эволюционного процесса.   Под биологическим прогрессом следует понимать возрастание приспособленности организмов в окружающей среде, ведущее к увеличению численности и более широкому распространению вида.   Эволюционные изменения, происходящие в некоторых видах и более крупных таксонах (семействах, отрядах) не всегда могут быть признаны прогрессивными. В таких случаях говорят о биологическом регрессе. Биологический регресс – это снижение уровня приспособленности к условиям обитания, уменьшение численности вида и площади видового ареала. Пути достижения биологического прогресса:   Ароморфоз.     Ароморфоз(морфологический процесс) – возникновение в ходе эволюции признаков, которые существенно повышают уровень организации живых организмов. Ароморфоз дают большие преимущества в борьбе за существование, открывают возможности освоения новой, прежде недоступной среды обитания. В эволюции млекопитающих можно выделить несколько крупных ароморфозов: возникновение шерстного покрова, живорождение, вскармливание детенышей молоком, приобретение постоянной температуры тела, прогрессивное развитие легких, кровеносной системы и головного мозга. Формирование ароморфоза - длительный процесс, происходящий на основе наследственной изменчивости и естественного отбора. Морфофизиологический процесс – магистральный путь эволюции органического мира.     Идиоадаптация.   Идиоадаптация – это приспособления живого мира к окружающей среде, открывающие перед организмами возможность прогрессивного развития без принципиальной перестройки их биологической организации.     Общая дегенерация.   Общая дегенерация – резкое упрощение организации, связанное с исчезновением целых систем, органов и функций. Очень часто дегенерация наблюдается при переходе видов к паразитическому образу существования. Несмотря на то, что общая дегенерация приводит к значительному упрощению организации, виды, идущие по этому пути, могут увеличивать свою численность и ареал, т.е. двигаться по пути биологического прогресса.   Возникновение жизни на Земле.     Коацерватные капли или коацерваты - сгустки подобно водным растворам желатина. Образуются в концентрированных растворах белков и нуклеиновых кислот. Коацерваты способны адсорбировать различные вещества. Из раствора в них поступают химические соединения, которые преобразуются в результате реакций, проходящих в коацерватных каплях, и выделяются в окружающую среду.     Схема образования коацерватной капли:   1) молекула белка в растворе - 2) сближение молекул белка с потерей воды - 3) образование коацерватной капли.   История развития жизни на Земле   |Название |Развитие жизни | |эры | | |Архей |В осадочных породах древностью в 3,5 млрд. лет | | |обнаружены биополимеры. | | |Возникновение первых прокариот - бактерий и сине -| | |зеленых. | | |Нитчатые водоросли. | | |Неорганические вещества суши и атмосферы | | |превращаются в органические. | | |Гетеротрофные организмы появляются и на суше. | | |Образуется почва - продукт взаимодействия живых | | |организмов с неорганическими соединениями верхнего| | |слоя земной коры. | | |В атмосфере снижается содержание метана, аммиака, | | |воды, начинается накопление СО2 и О2. | | |Организмы используют запас соединений углерода. | | |Прокариоты, выделяя большое количество кислорода, | | |насытили им воду. Этим была создана предпосылка | | |для появления гетеротрофных организмов - животных.| | | | | |Деятельность водорослей увеличила количество | |Протерозой |кислорода в атмосфере, что стало первой | | |предпосылкой для выхода живых организмов из моря | | |на сушу. | | |На гране с архейской эрой произошел период | | |горообразования. | | |Бактерии и водоросли достигают исключительного | | |расцвета. Интенсивный процесс осадков шел с | | |участием этих организмов. | | |Образование крупнейших залежей железных руд | | |органогенного происхождения. | | |Расцвет эукариот - зеленых водорослей. Появляются | | |нитчатые и многоклеточные формы, прикрепленные ко | | |дну. | | |Отмечены представители низших грибов. Возникли | | |первые многоклеточные животные. | | |Расчленения тела на части, одни из которых служат | | |для прикрепления к твердому субстрату, другие - | | |осуществляют фотосинтез. Возникновение | | |многоклеточности. | | |Возникают кольчатые черви, от которых произошли | | |моллюски и членистоногие. | |Ранний |Кембрий |Климат - умеренный, материки - | |палеозой | |низменные. | | | |Животные и растения населяли в основном| | | |моря. | | | |Возникли высшие растения, у которых | | | |тело расчленено на корень и стебель. | | | |Появились первые сосудистые растения, | | | |имеющие проводящую ткань, - хвощи и | | | |плауны. | | | |Существовали представители большинства | | | |типов животных, - губки. | | | |Произошли членистоногие - трилобиты - | | | |по форме тела напоминали современных | | | |ракообразных | | |Ордовик |Увеличивается площадь морей, где весьма| | | |разнообразны зеленые, бурые и красные | | | |водоросли. | | | |Идет интенсивный процесс образования | | | |рифов кораллами. | | | |Появляются хордовые. Уменьшается | | | |разнообразие губок и некоторых | | | |двустворчатых моллюсков. | | | | | | |Силур |Увеличивается площадь суши, большое | | | |иссушение климата. | | | |Развитие членистоногих - | | | |ракоскорпионов. | | | |Расцвет в морях головоногих моллюсков. | | | |Появляются новые представители | | | |беспозвоночных - иглокожие, панцирные | | | |рыбы, которые принадлежат к особой | | | |ветви позвоночных - бесчелюстные. | | | |Интенсивное развитие наземных растений.| | | | | | | |Выходят на сушу животные. Одними из | | | |первых перешли на сушу представители | | | |типа членистоногих - пауки. | | | |В конце периода вновь наступает | | | |горообразовательный процесс. | |Поздний |Девон |Климат более континентальный. | |палеозой | |Появляются пустынные и полупустынные | | | |области. | | | |В морях обитали настоящие рыбы. | | | |Появились рыбы с костным скелетом. | | | |В мелководных водоемах жили | | | |двоякодышащие рыбы, у которых наряду с | | | |жаберным дыханием возникло и легочное. | | | |Возникли кистеперые рыбы, которые | | | |обладали парным строением плавников. | | | |На суше появляются первые леса из | | | |гигантских папоротников, хвощей и | | | |плаунов. Новые группы животных начинают| | | |завоевывать сушу. | | | |Представители членистоногих, | | | |приобретшие воздушное дыхание, дают | | | |начало многоножкам и первым насекомым. | | | |Потомки рыб выходят на сушу, образуя | | | |первый наземный класс позвоночных, - | | | |земноводных и амфибий. | | |Карбон |В каменоугольном периоде, или карбоне, | | | |происходит заметное потепление и | | | |увлажнение климата. На низменных | | | |материках распространяются заболоченные| | | |низины. В жарких, тропического типа | | | |болотистых лесах произрастают громадные| | | |папоротники, хвощи и плауны. | | | |Начинают распространяться голосеменные | | | |растения. | | | |Образование каменного угля. | | | |Расцвета и разнообразия достигли | | | |древнейшие земноводные - стегоцефалы. | | | |Появляются первые отряды крылатых | | | |насекомых - тараканы и стрекозы. | | | |К концу карбона начинается небольшое | | | |поднятие суши, некоторая сухость | | | |климата и похолодание. | | | |Появляются первые пресмыкающиеся - | | | |полностью наземные представители | | | |позвоночных. | | |Пермь |Развитие засушливого климата и | | | |похолодание. Леса смещаются к экватору,| | | |постепенно вымирают | | | |папоротникообразные. Им на смену | | | |приходят голосемянные растения. | | | |Исчезновение земноводных, зато | | | |значительного разнообразия достигают | | | |древнейшие пресмыкающиеся | |Мезозой |Усиление засушливости климата. Мезозой называют | | |эрой пресмыкающихся. | | |Триас |Сильно сокращаются площади | | | |внутриконтинентальных водоемов, | | | |развиваются пустынные ландшафты. | | | |Вымирает множество сухопутных организмов,| | | |земноводных, почти полностью исчезают | | | |древовидные папоротники, хвощи и плауны. | | | |Сильного развития достигают голосемянные | | | |растения и животные - пресмыкающиеся | | | |(черепахи, крокодилы и гаттереи). | | | |появляются растительноядные и хищные | | | |динозавры. | | | |В морях развиваются костистые рыбы, но | | | |разнообразие хрящевых и кистеперых рыб | | | |постепенно сокращается. Все более | | | |разнообразными становятся головоногие | | | |моллюски. | | | |Некоторые пресмыкающиеся осваивают водную| | | |среду, богатую пищей. (ихтиозавры). | | | |Возникают первые представители | | | |теплокровных - мелкие примитивные | | | |млекопитающие | | |Юра |Некоторое расширение площадей тепловодных| | | |морей, где весьма многочисленны | | | |головоногие моллюски - аммониты и | | | |белемниты. | | | |Разнообразны морские пресмыкающиеся, | | | |появляются плезиозавры - животные с | | | |широким туловищем, длинными ластами и | | | |змеевидной шеей. | | | |Пресмыкающиеся начали осваивать и | | | |воздушную сферу. Развиваются | | | |насекомоядные летающие ящеры. | | | |Возникли птицы - археоптериксы. | | | |На суше встречаются гигантские | | | |растительноядные динозавры. | | |Мел |Назван в связи с образованием мела в | | | |морских отложениях того времени. | | | |Возникают и распространяются | | | |покрытосеменные растения, вытесняются | | | |голосеменные. | | | |Появляются новые динозавры. | | | |Птицы еще сохранили зубы, но в остальном | | | |существенно не отличались от современных | | | |птиц. | | | |Во второй половине мела возникли сумчатые| | | |и плацентарные млекопитающие. | | | |Смена господства пресмыкающихся | | | |господством млекопитающих. Приобретение | | | |живорождения, теплокровности были теми | | | |ароморфозами, которые обеспечили прогресс| | | |млекопитающих. | | | |Широко распространяются насекомые и | | | |появляются первые покрытосеменные | | | |растения, у которых возник цветок - орган| | | |размножения. | | | |В конце мела климат изменяется в сторону | | | |резкой континентальности и общего | | | |похолодания. В морях вымирают аммониты и | | | |белемниты, а вслед за ними и плезиозавры | | | |и ихтиозавры. | | | |На суше сокращается влаголюбивая | | | |растительность, служившая пищей | | | |растительноядным динозаврам, что привело | | | |к их исчезновению, сохранились лишь | | | |крокодилы, черепахи и гаттереи. | |Кайнозой |Третичн|Широко распространены леса тропического и| | |ый |субтропического типа. В конце периода | | |период |начинается великий процесс остепнения | | | |суши. Тропические и саванные леса | | | |сменяются степями. | | | |Среди покрытосеменных широко | | | |распространяются однодольные растения, | | | |преобладают травянистые формы. | | | |От насекомоядных обособляется отряд | | | |приматов. К середине этого периода | | | |распространены и общие предковые формы | | | |человекообразных обезьян и людей. | | | |К концу третичного периода встречаются | | | |представители всех современных семейств | | | |животных и растений и большинство родов.| | | | | | | |Процесс остепнения суши привел к | | | |вымиранию одних древесных и лесных форм и| | | |к выходу других на открытое пространство.| | | |В конце третичного периода возникают | | | |люди. | | |Четверт|Большая часть времени пришлась на | | |ичный |ледниковый период. | | |период |Вымирают мамонты, саблезубые тигры, | | | |гигантские ленивцы, большеногие торфяные | | | |олени и другие животные. | | | |Понижение уровня мирового океана, в | | | |результате чего возникли сухопутные | | | |мосты. | | | |По мере таяния ледников началось | | | |вторичное заселение человеком территорий.| | | | | | | |Около 10 тыс. лет назад в умеренно | | | |теплых областях Земли наступила «| | | |неолитическая революция». | | | |Бурная деятельность человека привела к | | | |вымиранию или сокращению ареалов многих | | | |видов животных, к расширению площадей | | | |пустынь, появлению подвижных лесов. | | | |Весь четвертичный период проходил при | | | |участии и значительном влиянии человека, | | | |что определило тот видовой состав | | | |органического мира, который существует в | | | |настоящее время. Множество видов и | | | |подвидов сформировалось в течении | | | |четвертичного периода. |   Древо развития животного мира, растительного мира:     |Докембрий |бурые |бактерии |губки; |круглые | | | |водоросли| |простейши|черви; | | | | | |е |трилобиты| | |Кембрий |бурые |бактерии |губки; |круглые |иглокожие| | |водоросли| |простейши|черви; |; | | | | |е; |трилобиты|круглорот| | | | |кишечно-п|; |ые | | | | |олостные |паукообра| | | | | | |зные; | | | | | | |кольчатые| | | | | | |черви; | | | | | | |моллюски | | |Ордовик |бурые |бактерии |развитие |увеличени|развитие | | |водоросли| |кишечно-п|е числа |иглоко - | | | | |олостных;|трилобито|жих и | | | | |уменьшени|в; |круглоро-| | | | |е кол-ва |круглые |тых | | | | |губок; |черви; | | | | | |простейши|паукообра| | | | | |е |зные; | | | | | | |кольчатые| | | | | | |черви; | | | | | | |развитие | | | | | | |моллюс - | | | | | | |ков; | | | | | | |ракообраз| | | | | | |ные | | |Силур |бурые |бактерии |расцвет |круглые |развитие | | |водоросли| |кишечно-п|черви; |иглокожих| | |; зеленые| |олостных;|кольчатые|и | | |водоросли| |губки; |черви; |круглорот| | |; плавуны| |простейши|трилобиты|ротых; | | | | |е |; |панцирные| | | | | |паукообра|рыбы | | | | | |зные; | | | | | | |увеличени| | | | | | |е числа | | | | | | |ракообраз| | | | | | |-ных; | | | | | | |моллюски | | |Девон |бурые |бактерии |уменьшени|круглые и|иглокожие| | |водоросли| |е |кольчатые|; спад | | |; | |кишечно-п|черви; |круглорот| | |развитие | |олостных;|спад |ых; | | |зеленых | |губки; |трилоби-т|панцирные| | |водорос-л| |рост |ов; |рыбы; | | |ей и | |особей |паукообра|развитие | | |плавунов;| |простей-ш|зные; |хрящевых | | |хвощи; | |их |насекомые|и костных| | |папоротни| | |; |рыб; | | |ки; | | |моллюски;|земноводн| | |грибы | | |развитие |ые | | | | | |ракообраз| | | | | | |-ных | | |Карбон |бурые и |бактерии |увеличени|уменьше-н|резкий | | |красные | |е |ие |спад | | |водоросли| |простей-ш|трилобито|круглорот| | |; резкое | |их и |в; |ых; | | |уменьшени| |губок; |круглые и|иглокожие| | |е зеленых| |кишечно -|кольчатые|; | | |водорос-л| |полостные|черви; |развитие | | |ей; | | |развитие |панцирных| | |развитие | | |паукообра|и | | |плавунов,| | |зных, |хрящевых | | |хвощей и | | |ракообраз|рыб; | | |голосемен| | |ных, |костные | | |-ных; | | |насекомых|рыбы; | | |грибы | | |и |увеличени| | | | | |моллюсков|е | | | | | | |земноводн| | | | | | |ых; | | | | | | |пресмыкаю| | | | | | |-щиеся | |Пермь |бурые, |бактерии |губки; |постепен-|уменьше-н| | |зеленые и| |кишечно-п|ное |ие | | |красные | |олостные;|исчезнове|иглокожих| | |водоросли| |простей-ш|ние |; | | |; | |ие |трилобито|круглоро-| | |плавуны; | | |в; |тые; | | |хвощи; | | |круглые и|исчезнове| | |папоротни| | |кольчатые|ние | | |ки; | | |черви; |панцирных| | |уменьшени| | |паукообра|рыб; | | |е | | |зные; |развитие | | |голосемен| | |ракообраз|пресмыкаю| | |ных; | | |ные; |щихся; | | |грибы | | |насекомые|земноводн| | | | | |; |ые; | | | | | |моллюски |костные и| | | | | | |хрящевые | | | | | | |рыбы | |Триас |покрыто-с|бактерии |губки; |круглые и|иглокожие| | |еменные; | |кишечно-п|кольчатые|; | | |голосемен| |олостные;|черви; |круглорот| | |ные; | |простей-ш|паукообра|ые; | | |хвощи; | |ие |з-ные; |уменьше-н| | |плавуны; | | |ракообраз|ие | | |зеленые, | | |ные; |хрящевых | | |красные и| | |насекомые|и костных| | |бурые | | |; |рыб; | | |водоросли| | |моллюски |земноводн| | |; грибы | | | |ые; | | | | | | |пресмыкаю| | | | | | |щиеся | |Юра |развитие |бактерии |губки; |круглые и|иглокожие| | |покрыто-с| |кишечно-п|кольчатые|; | | |еменных; | |олостные;|черви; |круглоро-| | |грибы; | |простей-ш|увеличени|тые; | | |голосемен| |ие |е |хрящевые | | |-ные; | | |паукообра|и костные| | |папоротни| | |зных, |рыбы; | | |ки; | | |ракообраз|земноводн| | |уменьшени| | |ных, |ые; | | |е хвощей | | |насекомых|пресмыкаю| | |и | | |и |щиеся; | | |плавунов;| | |моллюсков|птицы | | |зеленые, | | | | | | |красные и| | | | | | |бурые | | | | | | |водоросли| | | | | |Мел |грибы; |бактерии |губки; |круглые и|развитие | | |раз-витие| |кишечно-п|кольчатые|иглоко-жи| | |по-крыто-| |олостные;|черви; |х, | | |семенных;| |простей-ш|развитие |хрящевых | | |голосемен| |ие |паукообра|и костных| | |-ные; | | |з-ных, |рыб, птиц| | |папоротни| | |ракообраз|и | | |ки; | | |-ных, |пресмыкаю| | |хвощи; | | |насекомых|щихся; | | |плавуны; | | |и |круглорот| | |бурые, | | |моллюсков|ые; | | |зеленые и| | | |земноводн| | |красные | | | |ые; | | |водоросли| | | |млекопита| | | | | | |-ющие | |Третич-ный|грибы; |бактерии |развитие |круглые и|иглокожие| | |уменьше-н| |кишечно-п|кольчатые|; | | |ие | |олостных |черви; |круглоро-| | |голосемен| |и |развитие |тые; | | |ных; | |простейши|паукообра|хрящевые | | |развитие | |х; губки |з-ных, |и костные| | |покрыто-с| | |ракообраз|рыбы; | | |еменных; | | |ных, |земноводн| | |папоротни| | |насекомых|ые; | | |ки; | | |и |пресмыкаю| | |хвощи; | | |моллюсков|щиеся, | | |плавуны; | | | |развитие | | |зеленые, | | | |птиц и | | |красные и| | | |млекопита| | |бурые | | | |ющих | | |водоросли| | | | |   Схема классификации:     Империя   клеточные доклеточные надцарства     эукариоты прокариоты     царство дробянок   царство царство царство сине- бакте- царство животных грибов растений зеленые рии вирусов   многокле- высшие высшие точные грибы растения простей- низшие багрянки шие грибы настоящие водоросли   Происхождение человека.   | |древнейший |древний |кроманьонец |современный | | |человек |человек | |человек | |Внешний |первый |Неандертал|Весь комплекс| | |вид |прямоходящий|ьцы. Объем|основных | | | |человек - |мозга |физических | | | |питекантроп.|равен |особенностей,| | | | |объему |которые | | | |Массивная со|мозга |имеются у | | | |скошенным |современно|современного | | | |подбородком |го |человека. | | | |челюсть |человека. |Умственное | | | |сильно |Развитие |развитие | | | |выступает |речи. |достигло | | | |вперед. На | |высокого | | | |лбу имеется | |уровня. | | | |надглазничны| | | | | |й валик. | | | | | |Высота | | | | | |черепа по | | | | | |сравнению с | | | | | |современным | | | | | |человеком | | | | | |мала. Доля | | | | | |мозга | | | | | |развита | | | | | |сильнее, чем| | | | | |у обезьян. | | | | | |Левое | | | | | |полушарие | | | | | |больше, чем | | | | | |правое. | | | | |Образ |добывание |Селились |Разнообразие |Возникает | |жизни |растительнос|по берегам|трудовой |преемственность | | |ти, развита |рек, под |деятельности |традиций, | | |охота. Жили |навесами |Сшивали шкуры|культуры, науки,| | |в пещерах. |скал. |и |знаний. | | | |Охотились |изготавливали| | | | |на |из них орудия| | | | |животных и|труда и | | | | |сдирали с |жилье. | | | | |них шкуры,|Начинают | | | | |разделывал|осваивать | | | | |и туши, |территории | | | | |строили |земного шара.| | | | |жилища. |Одно из | | | | |Возникли |важнейших | | | | |элементарн|событий - | | | | |ые |возникновение| | | | |социальные|искусства. | | | | |отношения.| | | |Орудия |каменные |Умели |Кремневые |Изготавливают | |труда |орудия, |добывать |орудия |сложные орудия | | |обнаружены |огонь. |становились |труда и | | |следы |Использова|все более |механизмы. | | |костров. |ли |разнообразным| | | |Искусственно|каменные |и и | | | |добывать |орудия, но|совершенными.| | | |огонь еще не|они были |Разнообразие | | | |умели. |намного |типов орудий | | | | |разнообраз|(резцы, | | | | |нее и |скребки, | | | | |служили |сверла, | | | | |для самых |гарпуны) | | | | |различных | | | | | |целей. | | |   Факторы: абиотические, биотические, антропогенные.   Абиотический фактор - фактор неорганической среды. Биотический фактор - влияние живых существ.   |Абиотические |Биотические |Антропогенные | |Температура, свет, |влияние растений на |возникают в | |влага, ветер, воздух,|других членов |результате | |давление. |биоценоза. Влияние |деятельности | |Механический состав |животных на других |человека: постройка | |почвы, ее |членов биоценоза. |дамб, посадка | |проницаемость, влага.| |деревьев, орошения, | |Содержание в почве | |вырубка лесов и т. д.| |или воде элементов | | | |питания, газовый | | | |состав, соленость | | | |воды. | | |   Описание любого биогеоценоза.     Все сообщества растений, животных, микроорганизмов, грибов, которые находятся в теснейшей связи друг с другом, создавая неразрывную систему взаимодействующих организмов и их популяций, – биоценоз, который также называют сообществом.   Продуценты в лесу - деревья, кустарники, травы, мхи. Консументы - звери, птицы, насекомые. Редуценты - наземные. Продуценты в пруду - плавающие растения, водоросли, сине-зеленые. Консументы - насекомые, земноводные, ракообразные, растительноядные и хищные рыбы. Редуценты - водные формы грибов и растений.   Примером экосистемы является листопадный лес. В состав листопадных лесов входят буки, дубы, грабы, липы, клены, осины и другие деревья, чья листва осенью опадает. В лесу выделяется несколько ярусов растений: высокий и низкий древесный, кустарников, трав и мохового напочвенного покрова. Растения верхних ярусов более светолюбивые и лучше приспособлены к колебаниям температуры и влажности, чем растения нижних ярусов. Кустарники, травы и мхи в лесу теневыносливы, летом они существуют в полумраке, который образуется после полного развертывания листвы деревьев. На поверхности почвы лежит подстилка, состоящая из полуразложившихся остатков, опавшей листвы, веточек деревьев и кустарников, мертвых трав. Фауна листопадных лесов богата. Много норных грызунов, землероющих насекомоядных, хищников. Встречаются млекопитающие, живущие на деревьях. Птицы гнездятся в различных ярусах леса: на земле, в кустарниках, на стволах или в дуплах и на вершинах деревьев. Много насекомых, которые питаются листьями и древесиной. В подстилке и верхних горизонтах почвы обитает громадное количество беспозвоночных животных, грибов и бактерий.   Цепи питания.   Свойства биогеоценозов.   Устойчивость.   Устойчивость – это свойство сообщества и экосистемы выдерживать изменения, создаваемые внешними воздействиями. Способность организмов переносить неблагоприятные условия и высокий потенциал размножения обеспечивают сохранение популяций в экосистеме, что гарантирует ее устойчивость.   Саморегуляция.     Поддержание определенной численности популяций основано на взаимодействии организмов в звеньях хищников - жертва, паразит - хозяин на всех уровнях пищевых цепей. Массовое размножение вида в биогеоценозе регулируется прямыми и обратными связями, существующими в пищевых цепях. Нарушение естественных цепей питания под воздействием антропогенного фактора может привести к неконтролируемому росту численности особей отдельных популяций и к нарушению природных экологических сообществ.     Круговорот химических элементов.   Круговорот углерода     Углекислый газ поглощается растениями-продуцентами и в процессе фотосинтеза преобразуется в углеводы, белки, липиды и другие органические соединения. Эти вещества с пищей используют животные- консументы. Одновременно с этим в природе происходит обратный процесс. Все живые организмы дышат, выделяя углекислый газ, который поступает в атмосферу. Мертвые растительные и животные остатки и экскременты животных разлагаются микроорганизмами-редуцентами. Конечный продукт минерализации – углекислый газ – выделяется из почвы или водоемов в атмосферу. Часть углерода накапливается в почве в виде органических соединений. В морской воде углерод содержится в виде угольной кислоты и ее растворимых солей, но накапливается он в форме карбоната кальция. Часть углерода в виде карбонатов надолго исключается из круговорота, образуя осадки на дне водоемов. Однако с течением времени в процессах горообразования осадочные массы поднимаются на поверхность в виде горных пород. В результате химических преобразований этих пород углерод карбонатов вновь вовлекается в круговорот. Углерод поступает в атмосферу также с выхлопными газами автомашин, с дымовыми выбросами заводов и фабрик. В процессе круговорота углерода в биосфере образуются энергетические ресурсы. Все эти вещества произведены фотосинтезирующими растениями за разное время. Следует учитывать, что древесина и торф – восполнимые ресурсы, то есть воспроизводящиеся за относительно короткие промежутки времени, а нефть, горючий газ и уголь – ресурсы невосполнимые. Ограниченность и невосполнимость органического топлива ставят пред человеком сложную задачу овладения новыми источниками энергии – тепловой энергией земных недр, энергией ветра и океанических приливов и, разумеется, энергией Солнца.     смотреть на рефераты похожие на "Эволюция"

 

©2007-2012 Пуск!by, [email protected]