Сучасні уявлення про еволюцію органічного світу. Презентація з біології на тему "Сучасні уявлення про еволюцію органічного світу" (9 клас) Сучасне вчення про еволюцію засноване на популяційній ідеї

Багаторічники 08.02.2022

Багаторічники

Сучасне еволюційне вчення часто
називають синтетичним, тому що воно
включає не тільки дарвінізм (тобто.
Ч. Дарвіна про відбір та боротьбу за існування),
а й дані генетики, систематики, морфології,
біохімії, фізіології, екології та інших наук.
Особливо цінними для розуміння сутності
еволюції виявилися відкриття, зроблені в
генетики та молекулярної біології.

Хромосомна теорія та теорія гена розкрили природу
мутацій та закони передачі спадковості, а молекулярна
біологія та молекулярна генетика встановили способи
зберігання, реалізації та передачі генетичної інформації з
допомогою ДНК.
Було визначено, що елементарною
еволюційною одиницею, здатною реагувати на зміни
середовища перебудовою свого генофонду є популяція.
Тому не вигляд, яке популяції насичені мутаціями і служать
основним матеріалом еволюційного процесу, що йде під
процесом природного добору.

Сучасне вчення про еволюцію ґрунтується на популяційній ідеї.

Населення – це структурна одиниця виду. Вона представляє
сукупність особин виду, що мають загальний генофонд і
які займають певну територію не більше ареалу цього виду.

Поступово між такими популяціями
відбувається розбіжність (дивергенція) по
ряду генетичних ознак, які
накопичуються шляхом комбінацій та мутацій.
Поступово особини популяцій набувають
помітні відмінності від вихідного
батьківського вигляду. Якщо з'явилися
відмінності забезпечують несхрещуваність
особин однієї популяції з особинами інших
популяцій вихідного вигляду, що відокремилася
популяція стає самостійним
новим видом, що вичленувався шляхом
дивергенції із вихідного виду.

У сучасному еволюційному вченні розрізняють елементарні одиниці еволюції, елементарний матеріал та елементарні фактори

еволюції.
Елементарною одиницею еволюції є населення.
Для кожної популяції характерні такі властивості, як
ареал, чисельність та щільність, генетична
гетерогенність особин, вікова та статева структура,
особливе функціонування у природі
(внутрішньопопуляційні та міжпопуляційні контакти,
відносини з іншими видами та з зовнішнім середовищем).

Статеві контакти між
особинами всередині однієї
популяції здійснюються
значно простіше та частіше, ніж
з особинами різних популяцій
того ж виду.

Тому зміни, що накопичуються в одній популяції з
допомогою рекомбінацій, мутацій та природного відбору,
зумовлюють її якісне та репродуктивне відокремлення
(Дивергенцію) від інших популяцій.
Зміни окремих особин не призводять до еволюційних
змін, оскільки потрібне значне накопичення подібних
успадкованих ознак, а це доступно тільки цілісній
групі особин, якою є населення.

Елементарним матеріалом еволюції служить спадкова мінливість – комбінативна та мутаційна.

Елементарний матеріал
еволюції служить
спадкова мінливість комбінативна та мутаційна.
Ці два типи спадкової
мінливості призводять до
виникненню як
якісних, так і
кількісних
фенотипічних відмінностей
організмів.

За певних умов
і протягом деякого
часу нові
успадковані ознаки можуть
досягти достатньо
високих концентрацій у
однієї чи кількох
суміжних популяцій виду.
Виникли таким чином
групи з особливими ознаками
можна виявити на
деякої території всередині
ареалу виду.
Амадіни.
Різні види.

Основні положення синтетичної
теорії еволюції
Матеріал для еволюції спадкова
мінливість.
Основний рушійний фактор еволюції - природний відбір, що виникає на основі
Боротьба за існування.
Найменша одиниця еволюції – населення.

Еволюція
носить
в
більшості
випадків
дивергентний характер, тобто один таксон може стати
предком кількох дочірніх таксонів.
Еволюція носить поступовий та тривалий
характер.
Вигляд складається з безлічі підлеглих,
морфологічно, фізіологічно, екологічно,
біохімічно та генетично відмінних, але
репродуктивно не ізольованих одиниць -
підвидів та популяцій.

Вид існує як цілісне та замкнене
освіта. Цілісність виду підтримується
міграціями особин з однієї популяції до іншої,
за яких спостерігається обмін алелями («потік
генів»).
Еволюція має необоротний характер. кожне
еволюційна зміна є комбінацією багатьох
незалежно виникаючих та відбором перебудов у генотипі. Тому
повернення до початкового вихідного типу неможливе. Треба
також врахувати, що еволюціонують не особини, а популяції, відбираються
не окремі ознаки, а комплекси ознак і контролюються
добором цілі генні комплекси.

Елементарні фактори еволюції – це природний відбір, мутаційний процес, хвилі популяції та ізоляція.

Природний відбір усуває з популяції особини
невдалими комбінаціями генів і зберігає особини з
генотипами, які не порушують процесу
пристосувального формоутворення. Природний
відбір спрямовує еволюцію.
Мутаційний процес підтримує генетичну
неоднорідність природних популяцій.

Ізоляція забезпечує бар'єри, що виключають вільне
схрещування організмів. Вона може бути викликана територіально-механічною (просторовою, географічною) або біологічною
(поведінкової, фізіологічної, екологічної, хімічної та
генетичною) несумісністю.

Порушуючи схрещування, ізоляція
розчленовує вихідну популяцію
на дві і більше, що відрізняються один
від друга, і закріплює відмінності в
їх генотипи. Розділені частини
популяції вже самостійно
піддаються дії
природного відбору.

Популяційні хвилі
постачають масовість
елементарного еволюційного
матеріалу для природного відбору
Кожній популяції властиво
певне коливання
чисельності особин у бік
збільшення, то зменшення. Ці
коливання 1905 р.
вчений-генетик Сергій Сергійович
Четверіков назвав хвилями життя.

Види популяційних хвиль:

Періодичні (наприклад, сезонні коливання
чисельності комах, однорічних рослин, вірусів
грипу)
Неперіодичні (залежать від багатьох факторів). Приклади:
коливання чисельності хижак – жертва, спалахи
чисельності лемінгів в Арктиці, прольоти сарани,
розмноження кроликів в Австралії, чумні епідемії
Європі у минулому.

Дрейф генів – елементарний
еволюційний чинник.
Під дрейфом генів розуміють випадкові
зміни генних частот, спричинені малою
чисельністю популяції.
При малій кількості особин перестають
виконуватися закони Менделя.

Genetic drift

Таким чином, дрейф генів може призводити до:

Зростання гомозиготності популяції;
Збереженню шкідливих алелів усупереч
відбору;
розмноження рідкісних алелів;
Повного зникнення будь-яких
алелей.

«Тільки весняні води наринуть, і без того вони сотнями гинуть…» Некрасов

Виживають лише деякі
особини, та
пристосованість не
грає ролі, швидше за випадок
(в особі д.Мазая)

Ефект засновника – інша причина дрейфу генів. При цьому кілька особин (або навіть одна, але вагітна) заселяють нове місце

Приклад ефекту засновника у людини:

Секта менонітів у Пенсільванії, США налічує зараз
близько 8 000 чоловік, всі - нащадки трьох подружніх пар,
емігрували в 1770 році. 13% з них страждають на рідкісну
формою карликовості із багатопалістю. Мабуть, один із
предків був гетерозиготним носієм цієї мутації.

Ізоляція, мутаційний процес та
популяційні хвилі, будучи
факторами еволюції, що впливають на її перебіг,
але не спрямовують еволюцію.
Спрямованість еволюції забезпечує
природний відбір.

Презентація "Сучасні уявлення про еволюцію органічного світу" складена за учнем Пономарьової І.М. "Основи загальної біології". Матеріал презентації відповідає матеріалу параграфа, доповнює його зміст. Відео ряд допоможе учням зрозуміти матеріал уроку.

Завантажити:

Попередній перегляд:

Щоб скористатися попереднім переглядом презентацій, створіть собі обліковий запис Google і увійдіть до нього: https://accounts.google.com

Підписи до слайдів:

Сучасні уявлення про еволюцію органічного світу Вчитель біології МБОУ – гімназії №39 Мокіна Ірина Володимирівна. м. Єкатеринбург

Сучасне еволюційне вчення часто називають синтетичним, тому що воно включає не тільки дарвінізм (тобто вчення Ч. Дарвіна про відбір і боротьбу за існування), але й дані генетики, систематики, морфології, біохімії, фізіології, екології та інших наук . Особливо цінними для розуміння сутності еволюції виявилися відкриття, зроблені в генетиці та молекулярній біології.

Хромосомна теорія та теорія гена розкрили природу мутацій та закони передачі спадковості, а молекулярна біологія та молекулярна генетика встановили способи зберігання, реалізації та передачі генетичної інформації за допомогою ДНК. Було визначено, що елементарною еволюційною одиницею, здатної реагувати зміни середовища перебудовою свого генофонду, є населення. Тому не вигляд, яке популяції насичені мутаціями і є основним матеріалом еволюційного процесу, що йде під впливом природного добору.

Сучасне вчення про еволюцію ґрунтується на популяційній ідеї. Населення – це структурна одиниця виду. Вона представляє сукупність особин виду, що мають загальний генофонд і займають певну територію в межах ареалу цього виду.

Поступово між такими популяціями відбувається розбіжність (дивергенція) за низкою генетичних ознак, які накопичуються шляхом комбінацій та мутацій. Поступово особини популяцій набувають помітних відмінностей від вихідного батьківського вигляду. Якщо відмінності, що з'явилися, забезпечують несхрещуваність особин однієї популяції з особинами інших популяцій вихідного виду, то відокремлена популяція стає самостійним новим видом, що вичленувався шляхом дивергенції з вихідного виду.

У сучасному еволюційному вченні розрізняють елементарні одиниці еволюції, елементарний матеріал та елементарні фактори еволюції. Елементарною одиницею еволюції є населення. Для кожної популяції характерні такі властивості, як ареал, чисельність і щільність, генетична гетерогенність особин, вікова та статева структура, особливе функціонування в природі (внутрішньопопуляційні та міжпопуляційні контакти, відносини з іншими видами та зовнішнім середовищем).

Статеві контакти між особинами всередині однієї популяції здійснюються значно простіше і частіше, ніж з особинами різних популяцій того ж виду.

Тому зміни, що накопичуються в одній популяції за допомогою рекомбінацій, мутацій та природного відбору, зумовлюють її якісне та репродуктивне відокремлення (дивергенцію) з інших популяцій. Зміни окремих особин не призводять до еволюційних змін, оскільки необхідно значне накопичення подібних успадкованих ознак, але це є лише цілісної групі особин, якою є населення.

Елементарним матеріалом еволюції служить спадкова мінливість – комбінативна та мутаційна. Ці два типи спадкової мінливості призводять до виникнення як якісних, і кількісних фенотипічних відмінностей організмів.

За певних умов і протягом деякого часу нові успадковані ознаки можуть досягти досить високих концентрацій в одній або декількох суміжних популяцій виду. Групи з особливими ознаками, що виникли таким чином, можна виявити на деякій території всередині ареалу виду. Амадіни. Різні види.

Елементарні фактори еволюції – це природний відбір, мутаційний процес, хвилі популяції та ізоляція. Природний відбір усуває з популяції особини з невдалими комбінаціями генів і зберігає особини з генотипами, які порушують процесу пристосувального формоутворення. Природний відбір спрямовує еволюцію. Мутаційний процес підтримує генетичну неоднорідність природних популяцій.

Популяційні хвилі постачають масовість елементарного еволюційного матеріалу для природного відбору. Кожній популяції властиво певне коливання чисельності особин убік збільшення, то зменшення. Ці коливання 1905 р. російський учений-генетик Сергій Сергійович Четвериков назвав хвилями життя.

Ізоляція забезпечує бар'єри, що виключають вільне схрещування організмів. Вона може бути викликана територіально-механічною (просторовою, географічною) або біологічною (поведінковою, фізіологічною, екологічною, хімічною та генетичною) несумісністю.

Порушуючи схрещування, ізоляція розчленовує вихідну популяцію на дві і більше, що відрізняються один від одного, і закріплює відмінності в їх генотипах. Розділені частини популяції вже самостійно піддаються впливу природного добору.

Ізоляція, мутаційний процес та популяційні хвилі, будучи факторами еволюції, впливають на її перебіг, але не спрямовують еволюцію. Спрямованість еволюції забезпечує природний відбір.

Усі види виникли у процесі еволюціїта продовжують еволюціонувати. Але є організми, популяціїяких так добре пристосовані до довкілля, що їх видові особливості практично не змінювалися протягом десятків і сотень мільйонів років. До них відносяться перші автотрофи – синьо-зелені водорості, нащадки перших хрящових риб – акули, ровесники динозаврів – крокодили. Вже понад чотириста мільйонів років в Африці, Південній Америціі Австралії, майже не змінюючись, живуть риби, які можуть дихати не тільки зябрами, але й через плавальний міхур, що мало відрізняється від справжніх легенів. Вони чудово пристосувалися до посухи, яка триває у тих місцях від 6 до 9 місяців на рік. Коли водоймища пересихають, ці риби (протоптери) впадають у сплячку – засипають носом догори у своєрідних виритих у мулистому дні норах, допоки сезон дощів не розбудить їх. Втім, у лабораторному експерименті піддослідна риба без води та їжі проспала понад 3 роки... Загадки появи таких дивовижних природних феноменів пояснює сучасна теоріяеволюції.

Тема уроку – «Сучасні уявлення про еволюцію органічного світу».

Основа цих уявлень – «Еволюційна теорія Чарльза Дарвіна». Однак Дарвін запропонував свою теорію 150 років тому, і відтоді встигли відбутися багато найважливіших відкриттів популяційної екології, генетики, молекулярної біології. Найважливішими з них були: перевідкриття законів Г. Менделя на початку ХХ століття, впровадження уявлення про ген В. Йохансена, формулювання хромосомної теорії наслідування Т. Моргана, мутаційної теорії Г. Фріза, популяційних ідей С. С. Четверикова та багато інших () ( див. Мал. 1, 2).

Мал. 1

Мал. 2

Перші відкриття генетики, а це генна природа спадковості та мутаційна теорія, викликали кризу еволюційної теорії. Вчені того часу не змогли правильно поєднати ці відкриття та положення теорії еволюції. Великим проривом у сфері еволюційних уявлень стала робота англійського біолога Дж. Хакслі () – «Еволюція – сучасний синтез». Вона послужила поштовхом до формулювання синтетичної теорії еволюції. На даний момент синтетична теорія еволюції містить такі положення:

1. Матеріалом для еволюційного процесу є мутації, і навіть їх комбінації під час статевого процесу.

2. Основний рушійною силоюеволюції є природний відбір, що виникає на тлі боротьби за виживання.

Надмірна чисельність особин більше не є рушійною силою еволюції, як раніше передбачав Дарвін.

3. Найменшою одиницею еволюції є населення.

Одна особина не здатна до розмноження та передачі своїх ознак потомству, тому особина не може розглядатися як одиниця еволюції.

4. Еволюція має дивергентний характер, тобто, як правило, один вид дає початок відразу декільком іншим видам.

5. Еволюція носить поступовий та тривалий характер.

Видоутворення є безперервною низкою зміни різних ознак. Неможливо виділити початок та кінець видоутворення.

6. Вид є сукупність популяцій.

Між популяціями можливий потік генів внаслідок схрещування. Коли з якихось причин потік генів переривається, говорять про ізоляцію. Ізоляція веде до накопичення відмінностей між популяціями і, зрештою, до видоутворення.

7. Макроеволюція йде тим самим шляхом, що й мікроеволюція.

Немає специфічних шляхів макроеволюції, які були характерні мікроеволюції.

8. Усі таксони мають монофілітичне походження.

Це означає, що це види одного таксона мають спільного предка.

9. Еволюція має неспрямовану течію, тобто її рух не схильний до будь-якої логіки.

Дійсно, абсолютно однакові популяції, які зазнали ізоляції, розвиватимуться, як правило, у абсолютно незалежних напрямках.

Ці положення сучасної еволюційної теорії дозволяють пояснити різноманіття видів Землі. Однак досі існує безліч експериментальних даних, що суперечать цим тезам. Але сподіватимемося, що подальші відкриття зможуть подолати ці протиріччя.

Експерименти перших еволюціоністів

Сучасна синтетична еволюційна теорія базується на сотнях найскладніших генетичних та молекулярно-біологічних експериментів. У той же час вона практично ні в чому не суперечить базовій теорії еволюції Дарвіна. Цілком незбагненно, як один учений зміг створити 150 років тому цю теорію, не спираючись навіть на такі поняття, як ген чи хромосома. Геніальність Дарвіна полягає в тому, що він створив свою теорію, базуючись лише на палеонтологічному методі та методі спостереження за живою природою.

Запобігання краху дарвінізму

Робота Хакслі – «Еволюція – сучасний синтез» практично врятувала дарвінізм від краху (див. рис. 3). Справа в тому, що в середині століття багато вчених готові були відмовитися від дарвінізму, ґрунтуючись лише на тому, що деякі експерименти суперечили йому. Однак Хакслі зміг довести, що ці експерименти не тільки не суперечать дарвінізму, а й, більше, підтверджують його.

Мал. 3

Експеримент, що підтверджує мікроеволюцію

Еволюція практично недоступна для експерименту. Зміна поколінь у живих істот триває місяці, роки і навіть десятиліття, тому простежити еволюційний шлях якогось виду просто неможливо. Великим успіхом у галузі експериментів з еволюцією стало спостереження за мікроорганізмами. Справа в тому, що нове покоління кишкової палички утворюється вже за 10 - 20 хвилин, тому протягом кількох діб, тижнів або місяців можна нагромадити величезну кількість поколінь (див. рис. 4). У такому масштабі мутації виявлятимуться, дозволяючи оцінювати їх роль для природного відбору. Ці експерименти блискуче підтвердили теорію еволюції Дарвіна.

Мал. 4

Список литературы

Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова І.Б., Сонін Н.І. Біологія Загальні закономірності. - М: Дрофа, 2009.
Пасічник В.В., Кам'янський А.А., Криксунов Є.А. Біологія Введення в загальну біологію та екологію. Підручник для 9 кл. 3-тє вид., стереотип. - М: Дрофа, 2002.
Пономарьова І.М., Корнілова О.А., Чернова Н.М. Основи загальної біології. 9 клас: Підручник для учнів 9 кл. загальноосвітніх установ/За ред. проф. І.М. Пономарьової. - 2-ге вид., перераб. - М: Вентана-Граф, 2005.

Домашнє завдання

З якими відкриттями була пов'язана криза дарвінізму на початку ХХ століття?
Чому класична генетика суперечить дарвінізму?
Чи переконують вас докази еволюціоністів?
Які приватні теорії об'єднала синтетична теорія еволюції Дж. Хакслі?

Сучасне еволюційне вчення часто називають синтетичним, тому що воно включає не тільки дарвінізм (тобто вчення Ч. Дарвіна про відбір і боротьбу за існування), а й дані генетики, систематики, морфології, біохімії, фізіології, екології та інших наук . Особливо цінними для розуміння сутності еволюції виявилися відкриття, зроблені в генетиці та молекулярній біології. Хромосомна теорія та теорія гена розкрили природу мутацій та закони передачі спадковості, а молекулярна біологія та молекулярна генетика встановили способи зберігання, реалізації та передачі генетичної інформації за допомогою ДНК. Було визначено, що елементарною еволюційною одиницею, здатної реагувати зміни середовища перебудовою свого генофонду, є населення. Тому не вигляд, яке популяції насичені мутаціями і є основним матеріалом еволюційного процесу, що йде під впливом природного добору. Сучасне вчення про еволюцію ґрунтується на популяційній ідеї. Населення – це структурна одиниця виду. Вона представляє сукупність особин виду, що мають загальний генофонд і займають певну територію в межах ареалу цього виду. Поступово між такими популяціями відбувається розбіжність (дивергенція) за низкою генетичних ознак, які накопичуються шляхом комбінацій та мутацій. Поступово особини популяцій набувають помітних відмінностей від вихідного батьківського вигляду. Якщо відмінності, що з'явилися, забезпечують несхрещуваність особин однієї популяції з особинами інших популяцій вихідного виду, то відокремлена популяція стає самостійним новим видом, що вичленувався шляхом дивергенції з вихідного виду. Елементарною одиницею еволюції служить населення. Для кожної популяції характерні такі властивості, як ареал, чисельність і щільність, генетична гетерогенність особин, вікова та статева структура, особливе функціонування в природі (внутрішньопопуляційні та міжпопуляційні контакти, відносини з іншими видами та зовнішнім середовищем). Статеві контакти між особинами всередині однієї популяції здійснюються значно простіше і частіше, ніж з особинами різних популяцій того ж виду. Тому зміни, що накопичуються в одній популяції за допомогою рекомбінацій, мутацій та природного відбору, зумовлюють її якісне та репродуктивне відокремлення (дивергенцію) з інших популяцій. Зміни окремих особин не призводять до еволюційних змін, оскільки необхідно значне накопичення подібних успадкованих ознак, але це є лише цілісної групі особин, якою є населення. Елементарним матеріалом еволюції служить спадкова мінливість – комбінативна та мутаційна. Ці два типи спадкової мінливості призводять до виникнення як якісних, і кількісних фенотипічних відмінностей організмів. Елементарні фактори еволюції – це природний відбір, мутаційний процес, хвилі популяції та ізоляція. Природний відбір усуває з популяції особини з невдалими комбінаціями генів і зберігає особини з генотипами, які порушують процесу Мутаційний процес підтримує генетичну неоднорідність природних популяцій. Популяційні хвилі постачають масовість елементарного еволюційного матеріалу для природного відбору. Кожній популяції властиво певне коливання чисельності особин убік збільшення, то зменшення. Ці коливання 1905 р. російський учений-генетик Сергій Сергійович Четвериков назвав хвилями життя. Ізоляція забезпечує бар'єри, що виключають вільне схрещування організмів. Вона може бути викликана територіально-механічною (просторовою, географічною) або біологічною (поведінковою, фізіологічною, екологічною, хімічною та генетичною) несумісністю. Ізоляція, мутаційний процес та популяційні хвилі, будучи факторами еволюції, впливають на її перебіг, але не спрямовують еволюцію. Спрямованість еволюції забезпечує природний відбір.