Основные направления эволюции

Задачи урока
Закрепить знания о макроэволюционных процессах как надвидовой эволюции;
сформировать четкое представление о современной системе живой природы как результате макроэволюции;
формировать понятие о биологическом прогрессе и биологическом регрессе;
охарактеризовать три основных направления эволюции, позволяющие организмам достичь биологического прогресса;
рассмотреть характерные черты каждого из путей достижения биологического прогресса на конкретных примерах из растительного и животного мира;
раскрыть взаимосвязь эволюционных преобразований в историческом развитии организмов.

2. Изучение нового материала
Характеристика двух главных направлений эволюции органического мира. (Беседа.)

Идея о направленном характере эволюции, идущей по пути прогресса, то есть по пути совершенствования организмов от простого к сложному, от низших форм жизни к высшим, общепринята. Однако не следует думать, что прогресс является единственным эволюционных изменений, в действительности это лишь одно из возможных направлений.
Современные представления о направлениях эволюции основываются на работах И.И. Шмальгаузена и А.Н. Северцева.

А.Н. Северцев (1866-1936) выделил понятия биологического регресса и прогресса в 1925 г.
Биологический прогресс (от лат. progressus - движение вперед) –характеризуется повышением численности особей данного таксона, расширением ареала и распадением на подчиненные систематические группы.
Биологический регресс (от лат. regressus - возвращение, движение назад) – эволюционный упадок данной группы организмов, которая не смогла приспособиться к изменениям условий внешней среды или не выдержала конкуренции с другими группами; характеризуется уменьшением численности особей в данном таксоне, сужением его ареала и уменьшением числа подчиненных систематических групп, может привести к вымиранию данной группы.

Представления И.И. Шмальгаузена (1884-1963) о направлениях эволюции.
Биологический прогресс – процветание, определяемое относительно высокими темпами эволюции, при которых приспособленности организма возрастает. Объективными показателями биологического прогресса являются увеличение численности, ведущее к расселению и расширению ареала
Биологический регресс – снижение приспособленности организма. Организм отстает в темпах эволюции и распространения экологически близких форм. Численность вида уменьшается. Вид или группа видов идет навстречу вымиранию.
Биологическая стабилизация определяется согласованностью темпов эволюции и изменениями среды, при которых приспособленность организма к изменяющейся среде поддерживается на известном уровне. Объективным показателем стабильности является сохранение ареалов с возможными миграциями, но без значительного расселения.

Примеры:
серые крысы - круглые черви
насекомые - воробьиные птицы

Примеры:
вымирание древних папоротников и мхов;
истребленные человеком странствующий голубь, дронт и др. ;
ныне живущие серый и японский журавль

Примеры:
половой процесс
многоклеточность
цветок и плод
Примеры:
роющие конечности крота
покровительственная окраска у лягушки
Примеры:
потеря пищеварительного канала у бычьего цепня
редукция хорды у взрослой асцидии

Ароморфоз
Ароморфоз ( Арогенез) (от греч. аiro – поднимаю и morphosis – образец, форма) – морфофизиологический прогресс. Повышает общий уровень всех свойств организмов.
Ароморфозы дают большие преимущества в борьбе за существование и открывают новые возможности в использовании внешних условий среды.
Формирование ароморфоза – очень длительный процесс, происходящий на основе наследственной изменчивости и естественного отбора.
По мнению А. Н. Северцева, ароморфозы обеспечили возникновение новых классов, отделов и типов организмов.

Фотосинтез – сделал возможным использование солнечной энергии.
Половой процесс – резко повысил наследственную изменчивость.
Многоклеточность – открыла широкие возможности усложнения строения и физиологии.
На ранних этапах эволюции органического мира выделяются три крупных ароморфоза:

Половой процесс
Одноклеточная микроскопическая водоросль хлорелла размножается только бесполым путем.
У хламидомонады два способа размножения – бесполый и половой.
Бесполое размножение осуществляется в благоприятных условиях летом. Половое – при наступлении неблагоприятных условий: похолодание, пересыхание водоемов.

Многоклеточность

Крупные ароморфозы у животных
Лучевая симметрия
Двухслойное тело
Двусторонняя симметрия
Трехслойное тело: эктодерма, энтодерма, мезодерма

В процессе дальнейшей эволюции животных из третьего зародышевого листка – мезодермы развились:
кровеносная система
мышцы
скелет
соединительная ткань
органы размножения

Эволюция
Пищеварительной системы
Дыхательной системы

Эволюция кровеносной системы

Идиоадаптация
Идиоадаптация (Аллогенез) (от греч. Idios – своеобразный и лат. adaptatio – приспособление, прилаживание) – частное приспособление организмов к определенному образу жизни в конкретных условиях внешней среды.
Идиоадаптации не сопровождаются изменениями основных черт организации, а также общим подъемом уровня организации и интенсивности жизнедеятельности организмов.
Идиоадаптация обусловила специфичность признаков таких групп как вид, род, семейство.

Примером идиоадаптации может служить разнообразие клювов в у дарвиновских вьюрков, обнаруженных Ч. Дарвином на островах Галапагосского архипелага. Все вьюрки имели сходный уровень организации, но находясь в различных условиях отдельных островов, приобрели совершенно разные свойства в размещении своих укрытий, постройке гнезд и особенно в способах добывания пищи. Одни виды освоили питание плодами растений, другие – семенами, третьи стали насекомоядными, а один вид даже приспособился слизывать кровь у раненых животных.

Распространение плодов и семян с помощью животных и саморазбрасыванием.

Распространение плодов и семян с помощью ветра.

Опыление растений птицами – колибри

Приспособления к опылению насекомыми.
яркая окраска лепестков
крупные одиночные цветки
мелкие цветки собраны в соцветия
наличие нектара и аромата
крупная, липкая, шероховатая пыльца

Приспособления придонных рыб – камбаловых, скатов к жизни на самой поверхности дна (уплощение тела, окраска под цвет грунта) представляют типичные примеры идиоадаптаций

Современные амфибии – лягушки, жабы, тритоны – хорошо приспособлены к условиям существования в мелких водоемах и сильно увлажненных местах суши.

Общая дегенерация
(Катагенез)
(от лат degenero – «вырождаюсь») – морфофизиологический регресс – упрощение организации в ходе эволюции данной группы, сопровождающееся утратой ряда функций и выполняющих их органов.
Упрощение строения при соответствующем образе жизни организмов часто обеспечивает процветание группы.
Благодаря общей дегенерации облегчается вхождение группы в новую адаптацию.

Повилика, паразитирующая на клевере, хмеле и других растениях, лишена главного органа листа, а вместо корней у нее образуются на стебле присоски, которыми она высасывает питательные вещества из растения хозяина.

У паразитических червей нет кишечника, слабо развита нервная система, почти отсутствует способность к самостоятельному передвижению.
Наряду с упрощением организации, эти животные обладают присосками, крючками, при помощи которых держатся на стенках кишечника своего хозяина.
Они имеют сильно развитые органы размножения и отличаются огромной плодовитостью, что обеспечивает сохранение вида и приводит его к биологическому прогрессу.

Соотношение различных направлений эволюции

Ароморфозы как бы приподнимают группу на качественно более высокий уровень развития и вызывают широкий спектр частных приспособлений организмов – идиоадаптаций, иногда и регресса.

Закрепление знаний
Вариант 1
Пути достижения биологического прогресса
Вариант 2
Пути достижения биологического прогресса
Условные обозначения.
Ароморфоз – А, идиоадаптация – И, общая дегенерация - Д