Презентация на тему "Макроэволюция. Доказательства эволюции"

1 Доказательства единства происхождения органического мира

2 Эмбриологические доказательства эволюции

3 Морфологические доказательства эволюции

4 Палеонтологические доказательства эволюции

5 Биогеографические доказательства эволюции

1. Макроэволюция - это эволюция на уровнях выше видового (об­разование новых родов, семейств и т.д.), осуществляется путем микроэволюции. Макроэволюция происходит в сроки, которые исчисляются десятками - сотнями тысяч и даже миллионами лет, и по этой причине недоступна для непосредственного изучения. Однако, согласно современной синтетической теории эволюции, у макроэволюции не существует закономерностей, отличных от закономерностей микроэволюции. Макроэволюция, как и микро­эволюция, также осуществляется на основе принципа дивергент­ное.

Несмотря на невозможность непосредственного исследования макроэволюционных процессов, наука располагает множеством фактов, что эти процессы реальны и существуют в природе.

2. Данные эмбриологии. Эмбриология - наука о зародышевом раз­витии. Исследования, проведенные эмбриологами, показали общ­ность происхождения всех многоклеточных животных, поскольку все они развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки. Все яйцеклетки в своем развитии последовательно проходят опреде­ленные стадии (бластулы и гаструлы). Например, все позвоночные животные в процессе эмбрионального (зародышевого) развития проходят стадию закладки жаберных щелей, хотя во взрослом со­стоянии у наземных позвоночных они отсутствуют. У бескрылых птиц (например, киви) закладываются крылья, у усатых китов на определенных стадиях раннего онтогенеза - зубы, но в дальней­шем они не развиваются.

Самые ранние стадии развития зародышей позвоночных удиви­тельно схожи между собой. В дальнейшем это сходство постепенно утрачивается, все ярче начинают проявляться сначала признаки класса, затем отряда, семейства, рода и, наконец, вида позвоноч­ного животного (рис. 3.21). Таким образом, в процессе индивиду­ального развития (онтогенеза) каждый вид повторяет свое исто­рическое развитие (филогенез). Выявленная закономерность была сформулирована немецкими биологами Ф. Мюллером (1821 -1897) и Э.Геккелем (1834-1919) как биогенетический закон, сущность которого заключается в том, что онтогенез есть краткое повторе­ние филогенеза. Естественно, что онтогенез не повторяет абсо­лютно все этапы филогенеза (некоторые стадии в онтогенезе не отражены). По строению эмбрионов современных форм можно судить о строении эмбрионов (а не взрослых) предков.

Генетические и цитологические данные. Осуществление генети­ческого кодирования, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот происходит по единому для всего живого на Земле механизму. Кле­точное строение характерно для подавляющего большинства орга­низмов. Принципы деления клеток одинаковы у всех эукариот. Это неоспоримо свидетельствует о едином плане строения и общности происхождения всех организмов. Вероятность того, что принципи­ально сходная ультраструктура клеток и тончайшие механизмы их функционирования возникли случайно, практически отсутствует и даже теоретически является фантастичной.

3. Данные сравнительной анатомии и внешней морфологии. Не только палеонтологические данные свидетельствуют о наличии переходных форм. В настоящее время также существуют формы, занимаю­щие как бы «промежуточное» положение между категориями вы­сокого систематического ранга. Например, яйцекладущие млеко­питающие (утконосы, ехидны) по особенностям своей организа­ции являются промежуточным звеном между рептилиями и мле­копитающими.

В строении передних конечностей наземных позвоночных (ам­фибии, рептилии, птицы и млекопитающие), несмотря на то что все они выполняют самые различные функции, обращает на себя внимание определенное сходство, обусловленное общностью их происхождения. Явление соответствия органов у организмов раз­ных видов, обусловленное их филогенетическим родством, назы­вают гомологией. А такие органы называют гомологичными органами (рис. 3.16). Наличие гомологичных органов у организмов тех или иных групп позволяет проследить степень их родства, определить их филогенетические связи. Но далеко не всякое внешнее сходство в строении органов свидетельствует о родстве организмов. Крыло птицы и крыло бабочки, несмотря на сходство выполняемых функ­ций, а также на некоторое внешнее сходство, по-разному устрое­ны и являются результатом схождения признаков (конвергенции), а не общности происхождения. Такие органы называют аналогич­ными органами. А явление морфологического сходства органов у организмов различных систематических групп, обусловленное сход­ством выполняемых ими функций, носит название аналогии. При­меров конвергенции в мире животных много (рис. 3.17-3.19). Колючки некоторых видов растений - аналогичные органы, по­скольку их происхождение различно: например колючки боярыш­ника - видоизмененные побеги, колючки кактуса, барбариса - видоизмененные листья.

Доказательствами эволюции являются также рудименты и ата­визмы. В организме встречаются недоразвитые органы или их час- ти, не функционирующие у взрослых форм. Это рудименты, или рудиментарные органы (рис. 3.20). По наличию рудиментов можно судить об общности происхождения. Рудименты таза и задних ко­нечностей удавов свидетельствуют о давнем отделении змей от ящериц, а рудименты таза кита -- о происхождении от наземных предков, рудименты глаз у слепых пещерных рыб - о том, что эти формы когда-то жили в условиях нормальной освещенности и т.д. Рудименты человека - хвостовые позвонки, ушные мышцы, ап­пендикс и др. В отличие от рудиментов, которые характерны для всех особей рассматриваемого вида, атавизмы встречаются, как исключение, только у отдельных особей. Атавизмы - это призна­ки, существовавшие у далеких предков и проявившиеся у отдель­ных особей вида. К атавистическим структурам следует отнести по­явление трехпалости у современных лошадей, развитие хвоста и волосяного покрова на всем теле у человека и т.д. По атавизмам можно судить, как был устроен тот или иной орган у предковой формы.

4. Палеонтологические данные. Палеонтология как наука оформи­лась благодаря исследованиям Ж. Кювье (позвоночные), Ж.Б.Ла-марка (беспозвоночные) и А.Броньяра (растения). Термин «пале­онтология» был предложен французский зоологом Анри Бленви-лем (1777 - 1850) в 1822 г. С помощью палеонтологических мето­дов изучаются ранние этапы развития жизни на Земле, выясняют­ся магистральные пути развития органического мира. Результаты палеонтологических исследований используются для доказатель­ства эволюции животного и растительного мира. Палеонтологи­ческие данные и сравнение вымерших форм с современными фор­мами убедительно свидетельствуют о том, что животные и расте­ния постоянно изменялись во времени. Палеонтологам удалось до­казать, что одни виды путем длительной эволюции происходят от других исходных форм, и показать это как филогенетические ряды (ряды видов, последовательно сменяющих друг друга в процессе исторического развития).

Филогенетические ряды. По целому ряду групп животных (неко­торые копытные, слоны, хищные, моллюски и пр.) палеонтоло­гам удалось воссоздать непрерывные ряды форм (от древнейших до современных), отражающие эволюцию рассматриваемых кате­горий. Отечественный зоолог В.О.Ковалевский (1842-1883) раз­работал филогенетический ряд лошадей (рис. 3.13, 3.14): фенако­дус (пятипалая конечность) - эогиппус (четырехпалая конеч­ность) - миогиппус (трехпалая конечность) - парагиппус (трех­палая конечность) - плиогиппус (однопалая конечность) - со­временная лошадь (однопалая конечность). Число пальцев на ко­нечностях уменьшалось в связи с переходом к быстрому и дли­тельному бегу. Одновременно с редукцией числа пальцев увели- чивались абсолютные размеры животных (от размера лисицы до современной лошади), осуществился переход от всеядности к ис­ключительной травоядности, изменилось строение зубной систе­мы и др. На все это ушло до 60 - 70 млн лет. Филогенетические ряды могут рассматриваться как прямые доказательства эволюции. Переходные формы. Наличие филогенетических рядов не могло служить объяснением для происхождения групп высокого систе­матического ранга. Противники эволюции жизни на Земле счита­ли возникновение таких групп результатами соответствующих «ак- тов творения». С этой точки зрения особый интерес представляют ископаемые переходные формы, сочетающие в себе одновременно как признаки древних, так и более эволюционно молодых групп, относящихся к таксономическим (систематическим) категориям высокого ранга.

В качестве переходных групп могут быть рассмотрены семен­ные папоротники (переходная форма между папоротникообраз­ными и голосеменными), ихтиостеги (переходная форма между пресноводными кистеперыми рыбами и земноводными), которых шведский палеонтолог Ярвик образно назвал «четвероногими ры­бами» (рис. 3.15).

5. Биогеографические данные. Биогеография изучает закономерно­сти распространения и распределения растений и животных на земном шаре. Своеобразие флоры и фауны Австралии, Новой Зе­ландии, Южной Америки, Мадагаскара и океанических островов, сходство фауны Северо-Восточной Азии и Северной Америки, Ев­ропы и Британских островов, различие фауны Северной и Южной Америки, Африки, Мадагаскара и т.д. - все это свидетельствует о длительной эволюции растительного и животного мира планеты. Причины сходства и различия флоры и фауны различных геогра­фических регионов - результат не только исторического развития растительного и животного мира, но и прежде всего тех геологи­ческих процессов (дрейф материков, образование островов, появ­ление и исчезновение «сухопутных мостов» между материками, островами и материками и т.д.), которые происходили в это вре­мя! А. Уоллес, основываясь на имеющейся в его распоряжении ин-формациио расщюстранении животных, выделил 6 биогеографи­ческих областей: Палеарктику, Неоарктику, Эфиопскую, Индо-малайскую, Неотропическую, Австралийскую (рис. 3.22).

Сравнение растительного и животного мира различных геогра­фических областей позволяет разобраться в их отдаленном про­шлом, предоставляет богатый материал, доказывающий эволю­цию живых организмов. Сходство фауны и флоры Северной Аме­рики и северо-востока Евразии объясняется наличием в недале­ком прошлом узкого перешейка («сухопутного моста») между ма­териками. Такой же мост существовал между Европой и Британ­скими островами. С другой стороны, длительная (десятки милли­онов лет) изоляция Южной Америки (Неотропическая область) от Северной (Неоарктическая область) привела, несмотря на су­ществование в настоящее время Панамского перешейка, к значи­тельным различиям флоры и фауны континентов. Взаимопроник­новение видов животных (опоссумы, броненосцы, дикобразы при­шли из неотропической области в Северную Америку; олени, мед- веди, лисы и др. проникли в Неотропики с севера) не изменило характерного (своеобразного) облика фауны Южной и Северной Америки. Еще большим своеобразием отличается животный мир Австралии, которую по праву называют царством сумчатых! Авст­ралия обособилась от Южной Азии более 100 млн лет назад, когда еще не было плацентарных млекопитающих. Разнообразие сумча­тых - результат эволюции в условиях длительной географической изоляции.

Особый интерес с точки зрения изучения эволюции представ­ляют острова. Материковые острова (например, Британские ост­рова) имеют фауну и флору, близкую к материковой. Но длитель­ная изоляция острова ведет к ослаблению материковых связей и повышает своеобразие его фауны. Уникальность природы Мада­гаскара, ее отличие от природы Африканского континента сложи­лась в результате длительной географической изоляции острова, отделившегося от материка еще в мезозое. Поэтому на Мадагаска­ре нет слонов, жирафов, бегемотов, львов, гиен, леопардов, стра­усов, зебр, антилоп и прочих представителей фауны Эфиопской области. Высоким процентом эндемичных форм (форм, которые больше нигде не встречаются) характеризуются океанические ос­трова. В целом их видовой состав беден (ущербность фауны и фло­ры). Например, на таких островах отсутствуют наземные млекопи­тающие, амфибии, т.е. целые группы видов, не способные пре­одолевать значительные водные пространства. Для фауны и флоры океанических островов большое значение имеет явление случай­ного заноса животных (птицы, насекомые, рептилии, последние могут преодолевать водные преграды на стволах деревьев) и семян растений. На островах процесс эволюции в условиях их длитель­ной географической изоляции, в отсутствие генетических связей с материнскими популяциями, формируется эндемичная флора и фауна. Так, на Галапагосских островах эндемизм среди птиц до­стигает почти 80 % (82 вида из 108). А знаменитые галапагосские, или дарвиновы, вьюрки (14 видов) стали первым примером влия­ния изоляции на видообразование|_Ч. Дарвин обратил пристальное внимание на строение клювов у различных видов вьюрков и, про­ведя исследования, пришел к заключению, что формы клювов сформировались в зависимости от состава поедаемых кормов и спо­собов их добывания. (Исследования ученых последующих поколе­ний (Д.Лэк, Э. Майр) показали, что все дарвиновы вьюрки про­изошли от одного общего материкового предка и случилось все это в результате процесса адаптивной радиации, т. е. в результате расхождения (дивергенции) форм от исходной предковой в ходе приспособительной эволюцииЛЭффект адаптивной радиации так­же наглядно демонстрируется на гавайских цветочницах - энде­мичной группе птиц, обитающей на Гавайских островах. Известно около 40 видов этих птиц, включая вымершие формы.

Лекция. Макроэволюция. Главные направления эволюции .

1. Ароморфоз

2. Идиоадаптация.

3. Общая дегенерация

4. Прогресс и регресс эволюции

1.Под аромор­фозом , или морфофизиологическим прогрессом, понимается дос­тижение биологического прогресса путем повышения общего уров­ня организации живых организмов. Примерами главнейших аро-морфозов служат: переход к многоклеточное™; эволюционные пре­образования основных систем органов у позвоночных (кровенос­ной, нервной, дыхательной и других систем); приобретение выс­шими позвоночными механизмов физической и химической тер­морегуляции. Однако не всегда корректно противопоставлять вы­сокую организацию низкой (об этом писал еще Ч.Дарвин): напри­мер, пойкилотермные организмы (те же насекомые, моллюски) и без повышения соответствующей организации находятся на вер­шине биологического прогресса. То же можно сказать и об одно­клеточных организмах. Ароморфоз в мире растений - это переход от спор к размножению семенами, переход от голосеменных к по­крытосеменным.

2.Идиоадаптации представляют собой частные приспособления видов, не связанные с изменениями уровня их биологической орга­низации и позволяющие им приспособиться к конкретным усло­виям среды. Например, в пределах класса млекопитающих без вся­кого изменения уровня организации сформировались различные по образу жизни группы животных: воздушные (рукокрылые), вод­ные (китообразные), роющие (кроты, цокоры, слепыши и др.), лазающие (обезьяны, ленивцы и др.), бегающие (копытные и др.) и т.д. (рис. 3.24, 3.25). Для всех этих групп млекопитающих харак­терны гомойотермность (относительная независимость температу­ры тела от окружающей среды), живорождение, выкармливание детенышей молоком, т.е. черты, общие для всего класса. Примеры покровительственной окраски и формы, отмечающиеся у самых раз­личных животных, также должны быть отнесены к частным при­способлениям, или идиоадаптациям. К идиоадаптациям относятся конкретные приспособления к условиям существования у дарвиновых вьюрков.

У растений примерами идиоадаптаций являются многообраз­ные приспособления цветка к опылению ветром, насекомыми, птицами, приспособления к распространению плодов и семян (с помощью ветра, воды, животных).

Асцидии, ведущие во взрослом состоянии сидячий образ жиз­ни, утратили хорду, органы передвижения; их органы чувств и нервная система в ходе метаморфоза дегенерировали. И лишь по личиночной стадии, имеющей хорду, удалось установить принад­лежность асцидий к типу хордовых.

Для пещерных обитателей (пещерные рыбы, хвостатые земно­водные - протеи) характерны редукция или даже полная утрата органов зрения, снижение или отсутствие пигментации.

Генетической основой упрощения уровня, организации счита­ют мутации. Так, известны мутации, вызывающие рудиментарность органов (например, недоразвитие крыльев у насекомых) или снижающие степень пигментации покровов (например, возник­новение альбинизма у млекопитающих). При благоприятных усло­виях такие мутации могут прогрессивно распространяться в попу­ляциях.

Соотношение путей эволюции. Из всех рассмотренных путей до­стижения биологического прогресса наиболее редки ароморфозы, поднимающие ту или иную систематическую группу на качествен­но новый, более высокий уровень развития. Ароморфозы опреде­ляют переломные пункты, новые этапы развития жизни на Земле, открывают для групп, подвергшихся соответствующим морфо-физиологическим преобразованиям, новые возможности в освое­нии внешней среды. Иногда это совершенно новая среда (напри­мер, выход позвоночных на сушу). В дальнейшем эволюция группы идет по пути идиоадаптаций.

4. Прогресс и регресс в эволюции. Органический мир Земли разви­вался от простого к сложному, от низших форм к высшим, что является прогрессивным развитием. Но это не единственное из возможных направлений эволюции. Крупный отечественный био­лог-эволюционист А. Н.Северцов (1866-1936) разработал теорию морфофизиологического и биологического прогресса и регресса (рис. 3.23).

Биологический прогресс - это победа вида (или иной системати­ческой единицы) в борьбе за существование. Основные признаки биологического прогресса - стабильное увеличение численности и расширение занимаемого ареала. Расширение ареала вида при­водит, как правило, к образованию новых популяций. По опреде­лению, примерами биологического прогресса служат представи­тели типов простейших, моллюсков, членистоногих (различные виды и даже целые отряды насекомых - двукрылые, жесткокры­лые и др.), хордовых (отдельные группы рыб, птиц - например, воробьинообразные, млекопитающих - например, грызуны и др.). Ошибочно полагать, что в состоянии биологического прогресса находятся только классы птиц и млекопитающих. Следует помнить, что далеко не все группы птиц и млекопитающих иллюстрируют собой биологический прогресс. Он достигается различными путя­ми, которые не всегда связаны лишь с повышенным уровнем орга­низации систематических групп.

Биологический регресс характеризуется альтернативными призна­ками: снижением численности, сокращением ареала, снижением внутривидовой дифференциации (например, снижением популя-

ционного разнообразия). В конечном счете биологический регресс может привести к вымиранию вида. В типе хордовых приме­рами естественного биологического регрес­са служат: двоякодышащие и кистеперые рыбы (кл. Костные рыбы); гаттерия, кро­кодилы, слоновые черепахи (кл. Рептилии); киви, некоторые виды журавлей (напри­мер, американский журавль), аистов (кл. Птицы); яйцекладущие, неполнозубые, хо­ботные (кл. Млекопитающие). Основной причиной биологического регресса явля­ется отставание в эволюции группы от ско­рости изменений окружающей среды.

Ускоренная трансформация окружаю­щей природной среды вследствие антро-Алексей Николаевич погенного фактора, прямое преследование Северцов и истребление переводят целый ряд видов и групп животных в состояние биологического регресса и даже ставят некоторые из них на грань вымирания: хищные птицы (ка­лифорнийский и андский кондоры, филиппинский орел и др.), большинство видов журавлей (стерх, черный журавль и др.), аф­риканские страусы, казуары, эму, нанду, гавайские цветочницы, попугаи (72 вида), китоглав (отр. Листообразные), крупные кито­образные (синий кит, финвал и др.), слоны, носороги, львы, тиг­ры, гепарды, снежный барс, некоторые виды медведей, челове­кообразные обезьяны и многие другие.

В отличие от микроэволюции, обозначающей происхождение видов, макроэволюция, - это процесс образования надвидовых таксонов, таких как род, семейство, отряд и т. д. Кроме того, макроэволюция - это развитие биосферы в целом.

Сходство микроэволюции и макроэволюции

Принципиально эти понятия не различаются и имеют одни и те же причины (движущие силы):

• борьба за существование;
• естественный отбор.

Результатом любой эволюции является образование новых групп организмов.

Доказательства макроэволюции такие же, как у эволюции видов:

• палеонтологические;
• эмбриологические;
• сравнительно-анатомические.

Дивергенция

Основным путём макроэволюции является дивергенция, или расхождение признаков, обусловленное приспособлением организмов к разным условиям ареала группы.

ТОП-2 статьи которые читают вместе с этой

От общего предка (одного вида) постепенно образуются роды, семейства, классы. Результатом дивергенции является образование гомологичных органов.

Рис. 1. Гомологичные органы.

При дивергенции различия между организмами усиливаются, а при попадании организмов в сходные условия среды (конвергенция), наоборот, стираются. Например, китообразные и рыбы принадлежат к разным классам, но имеют конвергентное сходство в строении и аналогичные органы.

Рис. 2. Аналогичные органы.

Дивергенция и конвергенция являются основными направлениями эволюции.

Эволюция биосферы

Биосфера как совокупность всех живых организмов, также прошла свой путь развития. Появление и распространение зелёных растений насытило атмосферу кислородом, а также создало кормовую базу для животных. Возникновение насекомых сопутствовало появлению насекомоядных млекопитающих, в том числе, приматов.

Прогресс не может идти обособленно от эволюции биосферы в целом. Развитие каждого таксона тесно связано с развитием экосистем.

Фазы эволюционного процесса

В процессе макроэволюции происходит закономерная смена фаз:

• ароморфоз;
• идиоадаптация;
• катаморфоз.

Ароморфозы - это приспособления универсального значения, поднимающие организмы на качественно новый уровень. Они приводят к образованию самых крупных таксонов - типов и классов.

Идиоадаптацией называют приспособление к частным условиям среды.

У бобра идиоадаптациями будут приспособления к полуводному образу жизни, а у белки - к древесному.

Рис. 3. Схема эволюционных преобразований.

Катаморфоз - это упрощение. Он также является адаптацией, но биологические последствия адаптации путём катаморфоза обычно регрессивны.

В то же время катаморфоз иллюстрирует одно из правил макроэволюции: эволюция не всегда идёт от простого к сложному.

Таблица «Направления макроэволюции»

Скорость эволюции

Темпы развития жизни постоянно возрастали. Наиболее молодые таксоны развивались значительно быстрее, чем древние.

«Живыми ископаемыми» называют виды и роды, длительно существующие без изменений. Например, крокодил и опоссум - по 110 млн лет, устрица 135 млн лет, а гаттерия 180 млн лет.

Многие проблемы макроэволюции, например, вопрос о её направленности, ещё не решены, т. к. имеют философский характер.

Что мы узнали?

Макроэволюция - происхождение надвидовых таксонов. Процесс образования новых видов является составной частью и макроэволюции, и микроэволюции. Глобальные адаптации - это ароморфозы. Небольшие приспособления к различным условиям - идиоадаптации. Основные виды макроэволюции - это дивергенция и конвергенция признаков в ходе процессов приспособления к разным условиям среды.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.4 . Всего получено оценок: 267.

Сравнение понятий «макроэволюция» и «микроэволюция»Различие макроэволюции и
микроэволюции:
Макроэволюция –
надвидовая эволюция,
приводит к образования
таксонов более высокого
ранга, чем вид (родов,
семейств, отрядов, классов,
типов и т. д.)
Микроэволюция –
происходит внутри вида,
внутри его популяции.
Макроэволюция происходит в
исторически грандиозные
промежутки времени и
недоступна
непосредственному изучению.

Сходство макроэволюции и микроэволюции:

В основе лежат процессы:
1. наследственная изменчивость;
2. борьба за существование;
3. естественный отбор;
4. изоляции.
Носят дивергентный характер.

Группы доказательств эволюционного процесса
Палеонтологические
Эмбриологические
Молекулярно-биологические
и цитологические
Сравнительноанатомические
(Морфологические)
Биогеографические

Что изучают науки?

Палеонтология
Палеонтология изучает ископаемые остатки древних организмов,
сохранившихся в земной коре, и дает возможность устанавливать
изменения органического мира во времени
Эмбриология
Эмбриология - наука, изучающая строение и развитие зародышей
различных организмов
Сравнительная анатомия
Сравнительная анатомия изучает строение организмов разных видов. На
основании их сходства устанавливает родство организмов
Молекулярная биология
Молекулярная биология изучает строение и функционирование
макромолекул, входящих в состав особей разных видов
Биогеография
Биогеография – наука о закономерностях распространения организмов на
Земле.

Что обозначают термины?

Онтогенез
Филогенез
Дивергенция
Конвергенция
Рудименты
Атавизмы
Эндемики
Реликты

Таблица №1 Доказательства эволюции органического мира

Группы доказательств
эволюционного процесса
Факты, доказывающие существование
эволюционного процесса
1. Палеонтологические
Находки промежуточных ископаемых видов,
животных, растений.
2. Эмбриологические
Соотношение онтогенеза и филогенезабиологический закон: индивидуальное
развитие кратко повторяет историческое
развитие вида.
3. Сравнительноанатомические
(морфологические)
Клеточное строение организмов, похожее
строение живых организмов близких
систематических групп(строение
позвоночных)
Возврат к признакам предков-атавизмы(рост
хвоста у человека), переходные
формы(утконос и ехидна)

Эмбриологические доказательства эволюции

В пользу эволюционного
происхождения органического
мира говорят данные
эмбриологии
К. Бер сформулировал закон
зародышевого сходства:
« В пределах типа эмбрионы,
начиная с самых ранних
стадий, обнаруживают общее
сходство»
Стадии эмбрионального
развития позвоночных.

Эмбриологическое доказательство эволюции

Ф. Мюллер и Э. Геккель
сформулировали
биогенетический
закон:
«Индивидуальное развитие
особи (онтогенез)
повторяет кратко и быстро
историческое развитие
вида (филогенез)
А.Н. Северцев установил,
что в эмбриогенезе
повторяются признаки
зародышей, а не взрослых
особей

10. Сравнительно- анатомические (морфологические) доказательства эволюции

Общий план
строения
позвоночных

11. доказательства эволюции

Наличие в
современной флоре и
фауне переходных
форм (эвглена зеленая
, латимерия, утконос,
ехидна, асцидия)

12.

Сравнительно-анатомические (морфологические)
доказательства эволюции
Гомологичные органыобразования, сходные
друг с другом по общему
плану строения,
положению в теле и
возникновению в
процессе онтогенеза.
Гомология передних конечностей наземных
позвоночных

13. Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства эволюции

Аналогичные
органы - не
имеющие общего
плана строения и
происхождения, но
выполняющие
одинаковые
функции.

14.

Сравнительно-анатомические (морфологические)
доказательства эволюции
Наличие рудиментов –
недоразвитых органов,
утративших свое основное
значение в ходе эволюции.
Рудимент
задних
конечностей
питона

15.

Сравнительно-анатомические (морфологические)
доказательства эволюции
Наличие атавизмов
признаков появляющихся у
отдельных особей,
существовавших у
отдаленных предков и
утраченных в процессе
эволюции.

16.

Сравнительно-анатомические (морфологические)
доказательства эволюции

17.

Атавизмы- признаки свойственные далеким
предкам

18. Молекулярно-биологические и цитологические доказательства эволюции

Клеточное строение
организмов
Сходный элементарный
химический состав живых
организмов (98%
приходится на четыре
элемента- С,О, H, N)
Одинаковое строение и
функционирование
органических молекул
(белков, жиров,
углеводов, нуклеиновых
кислот)

19. Молекулярно-биологические и цитологические доказательства эволюции

Аккумулятором энергии во
всех живых организмах
являются молекулы АТФ
Генетический код
универсален для всех
живых организмов от
бактерий до человека
Одинаково происходит
процесс биосинтеза белка
во всех живых организмах
Деление клеток (митоз,
мейоз) протекает сходно у
животных и растений

20. Палеонтологические доказательства эволюции Ископаемые формы

21. Палеонтологические доказательства эволюции

Археоптерикс
Ископаемые
переходные
формы

22. Филогенетический ряд лошади (Воссоздал В.О.Ковалевский)

23. Биогеографические доказательства эволюции

А. Уоллес выделил 6
зоогеографических
областей по
распространению
животных и
растений на нашей
планете

24. Биогеографические доказательства эволюции

Почему флора и фауна
Неарктической области
(Северная Америка) и
Палеоарктической области
(Евразия) имеют много
общего, хотя изолированы
Беринговым проливом?
Почему флора и фауна
Неарктической области
(Северная Америка)
отличается от
Неотропической области
(Южная Америка), хотя они
соединены Панамским
перешейком?

25. Биогеографические доказательства эволюции

Почему флора и фауна Неотропической области
(Южная Америка) и Эфиопской области (Африка)
имеют много общего?

26. Биогеографические доказательства эволюции

Современные континенты
возникли из единого
массива суши - Пангеи,
существовавшей в
палеозое, в результате
дрейфа континентов
Пангея; конец палеозоя,
230 млн. лет назад
Лавразия и Гондвана;
мезозой, 180 млн. лет
назад
Нынешние континенты
сформировались в конце
мезозоя, 110 млн. лет
назад

27. Биогеографические доказательства эволюции

Почему только в
Австралии
существуют
сумчатые
животные?

28. Особенность фауны и флоры островов свидетельствуют в пользу эволюции

Почему на Британских островах флора и фауна близка к материковой, а на
острове Мадагаскар нет типичных для Африки крупных копытных (быков,
антилоп, носорогов, зебр), крупных хищников (львов, леопардов, гиен),
высших обезьян (павианов, мартышек)?
Однако там много низших обезьян – лемуров, которые нигде больше не
встречаются (эндемики)

29. Заселение островов

Почему
океанические
острова очень
бедны по
сравнению с
материковыми
островами?

30. Биогеографические доказательства эволюции

Виды животных и растений,
попавшие на океанические
острова, получают широкие
возможности для
размножения.
Например, на
Галапагосских островах из
108 видов птиц 82 вида
эндемичны и 8 видов
рептилий(нигде больше не
встречающихся)
На Гавайских островах 300
эндемичных видов улиток

31. Вывод:

Чтобы доказать, подлинность эволюции
живого мира на Земле, необходимо
использовать данные разных наук.
Это данные генетики, палеонтологии,
молекулярной биологии, селекции,
эмбриологии, биогеографии, экологии,
цитологии, сравнительной анатомии и
других наук.

Подготовила:Малофеева Т.Н. учитель биологии высшей категории ГУ "Пешковская СШ"

Слайд 2

• Макроэволюция - эволюция на уровне выше вида, идет лишь путем микроэволюции.
• Согласно СТЭ, не существует закономерностей макроэволюции, отличных от микроэволюционных.
• Естественный направляющий фактор эволюции- естественный отбор, основанный на сохранении и накапливании случайных и мелких мутаций.

Слайд 3

Доказательства единства происхождения органического мира.

1. Близкий элементарный химический состав;

2. Белки и нуклеиновые кислоты, построены всегда по единому принципу и из сходных компонентов, играют особо важную роль в жизненных процессах всех организмов;

3. Сходство обнаруживается как в строении, так и функционировании биологических молекул;

4. Едины для всего живого принципы генетического кодирования, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот;

5. АТФ-молекулы - аккумуляторы энергии, для большинства организмов;

6. Одинаковы механизмы расщепления сахаров и основной энергетический цикл клетки;

7. Митоз и мейоз осуществляется одинаково у всех эукариот;

8. Клетка - элементарная единица живого, её строение и функционирование очень сходно.

Слайд 4

Основные доказательства эволюции

• Палеонтологические
• Морфологические
• Биогеографические
• Эмбриологические
• Молекулярно-генетические
• Биохимические

Слайд 5

Палеонтология– это наука об ископаемых остатках животных и растений.

• Кости ископаемого мезозавра.
• Окаменевшая кладка яиц динозавров.

Слайд 6

Паук в янтаре.

Слайд 7

Процесс образования ископаемых остатков.

Слайд 8

• Ископаемые переходные формы
• Палеонтологические доказательства
• Палеонтологические ряды

Слайд 9

Ихтиостега – ископаемая форма, которая позволяет связать рыб с наземными позвоночными.

Ископаемые переходные формы

Слайд 10

Археоптерикс (первоптица)

Признаки рептилий:

• длинный хвост с несросшимися позвонками
• брюшные ребра
• развитые зубы

Признаки птиц:

• тело покрыто перьями
• передние конечности превращены в крылья

Ископаемые переходные формы

Слайд 11

Зверозубый ящер

Ископаемые переходные формы

Слайд 12

Палеонтологические ряды – это ряды ископаемых форм, связанные друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход филогенеза

Слайд 13

Владимир Онуфриевич Ковалевский(1842-1883).

• Выдающиеся достижения в накоплении прямых доказательств эволюции принадлежит отечественным ученым, прежде всего В.О. Ковалевскому.
• Работы В.О. Ковалевского были первыми палеонтологическими исследованиями, которым удалось показать, что одни виды происходят от других.
• Исследуя историю развития лошадей, В.О.Ковалевский показал, что современные однопалые животные происходят от мелких пятипалых всеядных предков, живших 60-70 млн. лет назад в лесах. Параллельно изменению конечностей происходило преобразование всего организма: увеличение размеров тела, изменение формы черепа и усложнение строения зубов, возникновение свойственного травоядным млекопитающим пищеварительного тракта и многое другое.

Слайд 14

Эволюционное древо семейства лошадиных:1 – Эогиппус; 2 – Миогиппус; 3 – Меригиппус; 4 – Плиогиппус; 5 – Эквус (современная лошадь)

Филогенетический ряд лошадей

Слайд 15

• Увеличение размера (от 0,4 до 1,5 м)
• Удлинение ног и стопы
• Редукция боковых пальцев
• Удлинение и утолщение среднего пальца
• Увеличение ширины резцов
• Замещение ложнокоренных зубов коренными
• Удлинение зубов
• Увеличение высоты коронки коренных зубов

Слайд 16

• Какая наука лежит в основе палеонтологических доказательств?
• Какие организмы являются переходными формами? Что они доказывают? Приведите примеры переходных форм.
• Дайте определение филогенетическим рядам. Назовите ученного, обнаружившего последовательные ряды ископаемых форм. Расскажите об истории развития лошадей.
• Сделайте вывод о роли палеонтологических материалов в доказательстве эволюции.

Слайд 17

• Рудименты

Морфологические доказательства

• Атавизмы
• Гомология органов

Слайд 18

• В основе морфологических доказательств лежат данные науки сравнительной анатомии.
• Сравнительная анатомия – наука, изучающая и сравнивающая внутреннее и внешнее строение живых организмов.

Слайд 19

Гомологичные органы – это органы, имеющие сходный план строения, выполняющие как сходные, так и различные функции и развивающиеся из сходных зачатков.

Слайд 20

Кости конечностей позвоночных похожи друг на друга, несмотря на всё различие в

жизнедеятельности животных.

Слайд 21

Гомология органов

Гомология слуховых косточек позвоночных

1 – череп костной рыбы; 2 – череп пресмыкающегося; 3 – череп млекопитающего. Красным цветом обозначена наковальня, синим –молоточек, зеленым – стремечко

Изучение анатомии черепа в ряду позвоночных позволило установить гомологию костей черепа у рыб и слуховых косточек у млекопитающих.

Слайд 22

Органы или их части, сходные по строению, разные по происхождению, но выполняющие одинаковые функции, называются аналогичными.

Слайд 23

Рудиментарные органы – это органы, утратившие в филогенезе свое значение и функцию и остающиеся у организмов в виде недоразвитых образований

Рудименты

Слайд 24

Рудиментарные органы у человека

Слайд 25

• Рудименты
• Третье веко
• Дарвинов бугорок

Слайд 26

• Бугорок ушной раковины (дарвинов бугорок), встречающийся у 10 % людей.
• Справа - гомологичная острая верхушка уха у макаки.

Рудименты

Слайд 27

Рудименты у кита и питона

• Рудиментарные косточки у китообразных на месте тазового пояса указывают на происхождение китов и дельфинов от типичных четвероногих
• Рудиментарные задние конечности питона свидетельствуют о его происхождении от организмов с развитыми конечностями.

Слайд 28

Атавистический орган – это орган (или структура), показывающий «возврат к предкам», в норме не встречающийся у современных форм.

Атавизмы

Слайд 29

Атавизмы

Рудименты встречаются у всех особей популяции, атавизмы – у отдельных индивидов.

Слайд 30

• Какая наука лежит в основе морфологических доказательств?
• Какие органы называются гомологичными (примеры), аналогичными (примеры), рудиментарными (примеры), атавизмами (примеры)?
• Сделайте вывод о роли сравнительно-анатомических данных в доказательстве эволюции.

Слайд 31

• Реликты
• Биогеографические доказательства
• Сравнение флоры и фауны

Слайд 32

Австралия на протяжении более 120 млн. лет не соединялась с другими материками. В этот период происходило формирование особой фауны, развивались сумчатые и клоачные млекопитающие.

Сравнение флоры и фауны

Различия или сходства состава флоры и фауны могут быть связаны со временем геологического разделения материков.

Слайд 33

• Коала
• Кенгуру
• Ехидна
• Утконос
• Кускус

Слайд 34

Игуана

Следы геологического единства Южной Америки, Африки, острова Мадагаскар сохраняются в современной фауне. Например, ящерицы-игуаны Мадагаскара и Южной Америки.

Слайд 35

Лемуры - эндемики Мадагаскара

Слайд 36

Реликты

Реликтовые формы – это ныне живущие виды с комплексом признаков, характерных для давно вымерших групп прошлых эпох. Реликтовые формы свидетельствуют о флоре и фауне далекого прошлого Земли.

Слайд 37

Гинкго двулопастный

Гинкго двулопастный – реликтовое растение. В настоящее время распространено в Китае и Японии только как декоративное растение. Облик гинкго позволяет представить древесные формы, вымершие в юрском периоде.

Слайд 38

Гаттерия

Гаттерия – рептилия, обитающая в Новой Зеландии. Этот вид является единственным ныне живущим представителем подкласса Первоящеров в классе Рептилий.

Слайд 39

Латимерия

Латимерия (целокант) – кистеперая рыба, обитающая в глубоководных участках у берегов Восточной Африки. Единственный представитель отряда Кистеперых рыб, наиболее близкий к наземным позвоночным.

Слайд 40

• В отличие от Африки на острове Мадагаскар отсутствуют ядовитые змеи. Но много питонов и не ядовитых змей.
• Объясните этот факт с точки зрения истории живого мира?
• Как доказательством эволюции будет являться этот факт?

Слайд 41

Дарвин опубликовал «Происхождение видов» почти за 100 лет до расшифровки структуры ДНК. Новые знания, полученные с тех пор, могли бы однозначно опровергнуть эволюционное учение, если бы оно было ложно. Вместо этого, анализ ДНК даёт доказательства теории эволюции. Сам факт наличия наследственной изменчивости необходим для эволюции, и если бы оказалось, что ДНК устойчива к изменениям, это означало бы конец теории. Но ДНК постоянно мутирует, причём эти мутации соответствуют различиям между геномами разных видов. Например, основные отличия генома человека от генома шимпанзе включают 35 млн замен отдельных нуклеотидов, 5 млн делеций (удалений) и инсерций (вставок), слияние двух хромосом и девять хромосомных инверсий. Все эти мутации наблюдаются и сегодня, в противном случае версию об эволюционном происхождении от общего предка пришлось бы пересматривать, то есть это ещё один пример фальсифицируемости теории эволюции. http://ru.wikipedia.org/wiki/Доказательства_эволюции

Молекулярно-генетические доказательства

Слайд 42

Носителем наследственной информации во всех клетках являются молекулы ДНК, у всех известных организмов в основе размножения - репликация этой молекулы. В ДНК всех организмов используются 4 нуклеотида (аденин, гуанин, тимин, цитозин), хотя в природе встречаются не менее 102 различных нуклеотидов.

Если не учитывать эволюционное происхождение всех организмов от общего предка, то ничто не мешает каждому виду иметь собственный генетический код. Такое положение вещей было бы крайне выгодным, так как при этом исключалось бы преодоление вирусами межвидовых барьеров. Тем не менее, ничего подобного не наблюдается, и теория эволюции исключает такую возможность: изменения генетического кода приводят к изменению большинства белков организма, такая мутация практически всегда оказывается летальной, поэтому код не мог значительно измениться со времён последнего общего предка, что гарантирует его универсальность.

Биохимическое единство жизни

Слайд 43

У всех представителей семейства гоминид по 24 хромосомы, за исключением людей, у которых лишь 23 хромосомы. Человеческая 2-я хромосома, согласно широко признанной точке зрения, является результатом слияния двух хромосом предков.

Доказательства слияния основываются на следующих фактах:

Хромосома человека соответствует двум хромосомам обезьян. Ближайший человеческий родственник, бонобо, имеет практически идентичные находящимся во 2-й хромосоме человека последовательности ДНК, но они расположены на двух отдельных хромосомах. То же самое верно и для более дальних родственников: гориллы и орангутана.

На хромосоме человека имеются рудиментарные центромеры. Обычно хромосома имеет только одну центромеру, но на длинном плече 2-й хромосомы наблюдаются остатки второй.

Кроме того, на хромосоме человека имеются рудиментарные теломеры. Обычно теломеры находятся только на концах хромосомы, но последовательности нуклеотидов, характерные для теломер, наблюдаются ещё и в середине 2-й хромосомы.

2-я хромосома, таким образом, представляет собой убедительное доказательство эволюционного происхождения людей и других обезьян от общего предка.

2-я хромосома

Слайд 44

Генетические доказательства

Эти доказательства позволяют уточнить филогенетичекую близость разных групп животных и растений. Используются цитогенетические методы, методы ДНК, гибридизации.

Пример. Изучение повторных инверсий в хромосомах разных популяций у одного или близких видов позволяет установить возникновение этих инверсий и восстановить филогенез таких групп.

Слайд 45

• Медленно изменяются, то есть являются консервативными уникальные гены, кодирующие жизненно важные белки (глобин, цитохром – дыхательный фермент и др.).
• Некоторые белки вируса гриппа эволюционируют в сотни раз быстрее, чем гемоглобин или цитохром. Благодаря этому к вирусу гриппа не формируется прочный иммунитет.
• Сравнение аминокислотной последовательности в белках рибосом, последовательности нуклеотидов рибосомных РНК у разных организмов подтверждает классификацию основных групп организмов.

Макроэволюция - эволюционные преобразования, происходящие на надвидовом уровне: роды, семейства, отряды, классы, типы. Термин "макроэволюция" в биологию ввел в 1927 г. ученый-селекционер Ю. А. Филипченко.

Макроэволюция - это процесс формирования крупных систематических групп (тип, класс, отряд).

Палеонтология - наука, изучающая ископаемые остатки организмов. Ученые-налеонтологи, опираясь на идеи Дарвина, исследовали историю развития животных. В. О. Ковалевский (1842- 1883) в основном занимался исследованием парнокопытных животных. Он, изучив причины эволюционного процесса на примере лошади, сделал вывод о том, что изменения в ее строении связаны с изменением среды обитания (рис. 27). С изменением климата уменьшались лесные массивы, а увеличение открытых степных пространств способствовало изменению жизненной среды предков лошадей. Они стали приспосабливаться к условиям степей. Для спасения от врагов и поиска пастбищ с богатой растительностью необходимо было научиться быстро бегать. Перемещения на большие расстояния способствовали изменению числа пальцев на конечностях. Изменениям подверглись не только конечности, но и форма тела, черепа, строение зубов - в связи с пережевыванием травы. Произошла полная перестройка организма лошади. Такими изменениями явились: уменьшение количества пальцев от пяти до одного, укрепление тела, усложнение коренных зубов. Все это свидетельствует о процессе эволюции лошади. Итак, постепенные переходы одних видов в другие, одних родов в другие - доказательство эволюционного процесса.

Рис. 27. Эволюция лошади

В. О. Ковалевский изучал эволюцию современных лошадей и назвал ступени их развития названиями веков третичного периода кайнозойской эры. Лошадей расположил по мере уменьшения числа пальцев на конечности.

1. Фенакодус (существовал в палеоцене), пятипалый, ростом с лисицу.

2. Эогиппус (жил в эоцене), рост 30 см, с четырехпалыми передними конечностями, трехпалыми задними.

3. Миогиппус (жил в миоцене), хорошо развит средний палец, второй и четвертый пальцы короткие.

4. Парагиппус (жил в миоцене), сильно развит средний палец, второй и четвертый пальцы укорочены.

5. Плиогиппус (существовал в плиоцене), однопалый, остальные пальцы атрофированы.

6. Современная лошадь.

Открытие В. О. Ковалевским систематического ряда в изучении видов ископаемых лошадей - типичный пример эволюционного процесса. Наличие последовательно сменяющих друг друга форм позволяет построить ряд с высокой степенью достоверности эволюции, который называется филогенетическим.

В результате изучения ископаемых остатков парнокопытных млекопитающих В. О. Ковалевский и его преемники выяснили историю развития лошади (филогенез).

Макроэволюция. Палеонтология. Палеонтологические доказательства. Филогенетический ряд.

Макроэволюция - эволюционные преобразования, происходящие на надвидовом уровне.

Достижения палеонтологии в изучении истории развития лошади.

Филогенетический ряд доказывает существование эволюции.

1. Что такое макроэволюция и лшкроэволюция? В чем их отличие?

2. Что изучает палеонтология?

1. Что способствовало изменению жизненной среды предков лошадей?

2. Кто исследовал эволюцию лошадей и на какие материалы он опирался?

1. Опишите схематично изменения в эволюции лошади.

2. Дайте описание предков лошадей, живших в каждом веке.