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:
молекула белка в растворе - 2) сближение молекул белка с потерей воды - 3) образование коацерватной капли.
История развития жизни на Земле
| Название эры | Развитие жизни | ||
| АрхейПротерозой | 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 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 палеозой | Кембрий | Климат - умеренный, материки - 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 | |
| ОрдовикСилур | 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.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 палеозой | Девон | Климат более континентальный. 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 | Третичный период | Широко распространены леса тропического и субтропического типа. В конце периода 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. | |
| Четвертичный период | Большая часть времени пришлась на ледниковый 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: