Заполните таблицу макроэволюция процессы результат
185. Дайте определение понятий
Макроэволюция – это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т. д.
Филогенетический ряд организмов – ряды видов, последовательно сменявших друг друга в процессе эволюции различных групп растений и животных
186. Объясните, почему наиболее убедительные доказательства макроэволюционных процессов дают нам палеонтологические данные
По остаткам палеонтологических данных реконструируют внешний облик вымерших организмов, узнают о животном и растительном мире прошлого, составляют филогенетические ряды. При построении таксономических систем учитываются признаки родства групп организмов как с ныне живущими группами, так и с уже вымершими. В целом, родословное древо отчетливо показывает общий характер макроэволюции: совершенствование организации организмов от более простой к более сложной, дивергентный (проявляющийся в расхождении признаков) и приспособительный характер эволюции
187. Как вы думаете, почему невозможно построить филогенетические ряды для всех эволюционных ветвей?
Изучение ископаемых форм дает неполную картину эволюции флоры и фауны. Большинство останков состоит лишь из твердых частей организмов: раковин, костей и др., окаменелости, сохранившие следы нор и ходов древних животных. Далеко не всегда удается найти промежуточные формы: две трети всех ранее существовавших организмов утрачены для науки. Те животные, которые не имели твердого скелета, зубов и иных образований, навсегда вымерли, исчезли с лица Земли, и след их невозможно найти, а облик – невозможно составить
Источник
Макроэволюция, ее доказательства. 11-й класс
Урок биологии в 11 классе по теме: «Макроэволюция, её доказательства» стоит в разделе «Основы учения об эволюции» по учебнику «Общая биология» 10-11 класс, авторы Каменский А.А., Криксунов Е.А., Пасечник В. В.
Учитель создает условия для формирования понятия о макроэволюции как о надвидовой эволюции через использование информационно-коммуникативной технологии.
Методы обучения: проблемный, частично-поисковый, применяет формы организации познавательной деятельности учащихся групповую и индивидуальную.
На уроке организует поиск информации в учебной и дополнительной литературе.
Урок сопровождается УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» Общая биология 11 класс и медио-презентацией.
Учитель направляет деятельность учащихся на расширение и углубление знаний учащихся о прямых и косвенных доказательствах эволюции; формирует умение использовать данные разных наук для доказательства эволюции и убеждает учащихся в необходимости комплексного использования всех групп доказательств макроэволюции для изучения подлинной эволюции живого мира на Земле.
В ходе урока учащиеся заполняют таблицу, отвечают на вопросы.
Учитель на уроке используются такие формы контроля, как тестирование, рефлексию
Прогнозируемые результаты:
- Учащиеся должны уяснить, что изучают науки –палеонтология, эмбриология, сравнительная анатомия, молекулярная биология, биогеография.
- Уметь оперировать понятиями: онтогенез, филогенез, дивергенция, конвергенция, гомологичные органы, аналогичные органы, рудименты, атавизмы, эндемики, реликты
- Уметь находить факты, доказывающие существование эволюционного процесса на нашей планете.
Цель урока: создать условия для формирования понятия о макроэволюции как о надвидовой эволюции через использование информационно-коммуникативной технологии.
Задачи урока:
- сформировать понятие макроэволюция;
- углубить и расширить знания учащихся о прямых и косвенных доказательствах эволюции;
- сформировать умение использовать данные разных наук для доказательства эволюции;
- убедить учащихся в необходимости комплексного использования всех групп доказательств для изучения подлинной эволюции живого мира на Земле.
Материально-техническое и дидактическое оснащение: мультимедийный проектор, компьютер, интерактивная доска SMART Board, УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» Общая биология 11 класс, презентация, коллекции «Гомология плечевого и тазового пояса позвоночных», «Рудиментарные органы позвоночных», «Аналогичные органы растений», таблицы, рисунки.
Тип урока: урок введения и закрепления нового материала.
Методы обучения: частично-поисковый, проблемный.
Форма работы: самостоятельная индивидуальная и групповая работа
Этапы урока
Деятельность учителя
Деятельность учащихся
Вопросы:
1. Почему флора и фауна Неарктической области (Северная Америка) и Палеоарктической области (Евразия) имеют много общего, хотя изолированы Беринговым проливом?
2. Почему флора и фауна Неарктической области (Северная Америка) отличается от Неотропической области (Южная Америка), хотя они соединены Панамским перешейком?
3. Почему флора и фауна Неотропической области (Южная Америка) и Эфиопской области (Африка) имеют много общего?
4. Почему только в Австралии существуют сумчатые животные?
5. Почему на Британских островах флора и фауна близка к материковой, а на острове Мадагаскар нет типичных для Африки крупных копытных, крупных хищников, высших обезьян?
Однако там много низших обезьян – лемуров, которые нигде больше не встречаются (эндемики).
Учитель: Особенность фауны и флоры островов свидетельствуют в пользу эволюции.
Вопрос: Почему океанические острова очень бедны, по сравнению с материковыми островами?
Являются результатом случайного занесения некоторых видов птиц, рептилий, насекомых, семян растений, спор, которые смогли преодолеть водные преграды и занестись с помощью ветра, воды, птицами. Представители таких видов, попавшие на океанические острова, получают широкие возможности для размножения.
Например, на Галапагосских островах из 108 видов птиц 82 и 8 видов рептилий эндемичны
На Гавайских островах 300 эндемичных видов улиток, принадлежащих к одному роду.
Распределение животных и растений по поверхности планеты и их группировка в биогеографические зоны отражает процесс исторического развития Земли и эволюции органического мира.
Вывод: (Слайд 33)
Чтобы доказать, подлинность эволюции живого мира на Земле, необходимо использовать данные разных наук.
Учащиеся дают определение терминам
Самостоятельная работа учащихся в группах по нахождению фактов, доказывающих существование эволюции на Земле
Лидеры каждой группы представляют классу наработки группы и по ходу работы заполняют таблицу.
Источник
Макроэволюция и ее доказательства
Образование новых родов, семейств и далее более меньших таксонов носит название макроэволюция. Микроэволюция происходит внутри вида, а вот макроэволюция – надвидовой процесс. Притом, в основе макроэволюции лежат принципы микроэволюции, поэтому особых различий между этими процессами нет. Соответственно, макроэволюции присущи те же факторы: наследственная изменчивость, естественный отбор и борьба за существование. Как можно заметить, мы не можем наблюдать макроэволюция также часто как микро-. Дело в том, что надвидовая эволюция происходит в какие-то переломные, грандиозные моменты существования вида.
Палеонтологические доказательства макроэволюции
Так как палеонтология изучает ископаемые останки животных и растений, то эта наука дает нам представление о том, как развивалась жизнь на Земле. В более ранних пластах обнаруживаются останки беспозвоночных, а более поздних – хордовых. Из таких доказательств и складывается картина развития мира.
Филогенетика позволяет установить родство между организмами. Таким образом, мы узнаем о том, какие предки были у такого или иного вида. Очевидно, что ныне живущие животные и растения претерпевали изменения под влиянием окружающей среды. Эти изменения приводили к появлению новых видов, семейств и так далее.
Из курса зоологии известно, что усложнение строения отрядов позвоночных животных шло так: рыбы, земноводные, рептилии, птицы, млекопитающие. Об этом говорят, например, их анатомические свойства. Взять то же самое строение сердца и кровеносной системы. У рыб сердце двухкамерное, кровь не разделена на артериальную и венозную, один круг кровообращения. Амфибии имеют трехкамерное сердце, кровь смешивается в желудочке, два круга кровообращения. У рептилий появляется неполная перегородка в желудочке, но он, как и у земноводных, один. Поэтому кровь все еще частично смешивается. Птицы и млекопитающие имеют самую развитую кровеносную систему: сердце четырехкамерное, два круга кровообращения и полное разделение на артериальную и венозную кровь.
К этим анатомическим доказательствам присоединяются и палеонтологические. Две находки являются классическими доказательствами макроэволюции.
Ихтиостег
– переходная форма между пресноводными кистеперыми рыбами и земноводными. Именно этот организм первым вышел на сушу. Кистеперые рыбы – весьма древние, сейчас живут лишь латимерии. Их называют живыми ископаемыми. Обязательно нужно запомнить, что ихтиостег находится в ряду именно между кистеперыми рыбами и земноводными. Сделать это можно при помощи логики и воображения. Для того чтобы выйти на сушу, нужна опора. Кистеперые рыбы, само название, часть слова «кисть», прямо как у нас, указывает на развитие плавников. Первыми вышли именно земноводные, хоть они и привязаны к воде. Так мы запоминаем положение ихтиостега.
Археоптерикс
– переходная форма между рептилиями и птицами. Само название, говорит нам о том, где примерно находится эта форма. Внешний вид археоптерикса – смесь ящерицы и птицы. Размер тела был небольшим, примерно с голубя. У этого животного была цевка на задних конечностях, перья. Казалось бы, это птица. Однако, кроме вышеперечисленных признаков, археоптерикс имел много хвостовых позвонков, зубы, а также брюшные ребра. Много хвостовых позвонков наталкивают нас на мысли о том, как ящерицы отбрасывают хвост. Зубов у современных птиц нет, ведь костные челюсти – очень тяжелая конструкция. Тело птицы максимально приспособлено к полету, а значит, облегчено. У птиц нет ребер. Зато есть киль.
Источник
§ 41. Макроэволюция
Развитие живой природы идет от низших форм к высшим, от простого к сложному и имеет прогрессивный характер.
Среди основных этапов эволюции растительного мира можно выделить выход на сушу, переход от наружного оплодотворения к внутреннему, возникновение семян и совершенствование способов их распространения; в эволюции животного мира — специализацию тканей и систем органов, возникновение твердого скелета, прогрессивное развитие нервной системы и возможность вести свободный образ жизни.
2. Что такое таксономические группы?Какие таксоны вы знаете?
Таксономические группы (таксоны, систематические единицы) — применяемые в систематике категории для обозначения соподчинённых групп организмов, отличающихся различной степенью родства.
Систематические единицы (таксоны) в порядке уменьшения:
Типы и отряды используются в классификации животных, а отделы и порядки – в классификации растений и грибов.
Вопросы
1. Что понимают под макроэволюцией?
Макроэволюцией называется процесс изменения состава жизненных форм на Земле в течение очень длительных промежутков времени, когда старые формы сменили новые.
Под макроэволюцией понимают также процесс образования из видов новых родов, из родов — новых семейств и т. д. в восходящем порядке.
2. Какие выделяют главные направления эволюции? Приведите примеры групп организмов, эволюционное развитие которых идёт по названным вами направлениям.
Биологический прогресс — успешное эволюционное развитие систематической группы, связанное с увеличение числа входящих в неё видов, подвидов и других таксонов, расширение ареала, повышение численности особей и т. д. Наряду с этим происходит приспособление видов к конкретным условиям жизни, осуществляется их специализация. Результатом макроэволюционных процессов становятся существенные изменения внешнего строения и физиологии организмов. В настоящее время в состоянии биологического прогресса находятся цветковые растения, насекомые, брюхоногие моллюски, костные млекопитающие.
В природе встречается и биологический регресс. Он характеризуется чертами, противоположными биологическому прогрессу: сужением ареала, уменьшением числа видов, популяций, численности особей. В итоге он часто ведет к вымиранию видов. Например, из многочисленных ветвей древнейших земноводных остались только те, которые привели к образованию современных классов земноводных и пресмыкающихся, в то время как некогда процветавшие динозавры практически полностью вымерли. В настоящее время в состоянии регресса находятся почти все реликтовые группы организмов — древовидные папоротники, двоякодышащие рыбы, яйцекладущие млекопитающие и др.
3. Каковы основные пути достижения биологического прогресса? Приведите соответствующие примеры.
Выделяют три основных пути достижения биологического прогресса.
1. Ароморфоз — крупное, принципиально новое, существенное макроэволюционное изменение, повышающее общий уровень организации группы организмов, вследствие чего жизнедеятельность организмов усиливается. Ароморфозы дают значительные преимущества в борьбе за существование, делают возможным переход в новую среду обитания. К ароморфозам у животных можно отнести появление живорождения, способности к поддержанию постоянной температуры тела, возникновение замкнутой системы кровообращения, а у растений — появление цветка, сосудистой системы, способности к поддержанию и регулированию газообмена в листьях.
2. Идиоадаптация — это прогрессивные, но мелкие эволюционные изменения, которые повышают приспособленность организмов к условиям среды обитания. Идиоадаптация не сопровождается изменением основных черт организации, общим подъёмом её уровня и повышением интенсивности жизнедеятельности организма. Примером идиоадаптаций является защитная окраска животных или приспособления некоторых рыб (камбала, сом) к жизни у дна — уплощение тела, окраска под цвет фунта, развитие усиков и пр. Другой пример — приспособления к полёту у некоторых видов млекопитающих (летучие мыши, белки-летяги). Примеры идиоадаптации у растений — многообразные приспособления к перекрёстному опылению цветка насекомыми или ветром, приспособления к рассеиванию семян. Идиоадаптации приводят к возникновению низших таксономических групп (виды, роды, семейства).
3. Дегенерация ведёт к упрощению организации, утрате ряда систем и органов и часто связана с переходом к паразитическому образу жизни. Упрощение организации паразита затрагивает прежде всего системы, необходимые для жизни в открытой среде, но лишние внутри хозяина, — органы ориентации, пищеварения, движения и т. п.
При общем упрощении организации у паразитов возникают специфические приспособления (часто весьма изощрённые) к условиям жизни внутри хозяина. У паразитических червей появляются присоски, крючки, получают значительное развитие органы размножения.
Задания
1. Объясните, что общего и в чём состоит различие между макро- и микроэволюцией.
Нет принципиальных различий между процессами образования новых видов (микроэволюцией) и процессами формирования более высоких таксономических групп (макроэволюцией). В макроэволюции действуют те же процессы: возникновение фенотипических изменений, борьба за существование, естественный отбор, вымирание наименее приспособленных форм.
Отличие состоит в том, что микроэволюция — это эволюционные процессы, протекающих внутри вида, в пределах популяций. Макроэволюцией же называется историческое развитие групп организмов (таксонов) надвидового ранга.
2. Подумайте, какой характер носят изменения, происходящие с организмами при различных направлениях биологического прогресса.
Ароморфозы дают значительные преимущества в борьбе за существование, делают возможным переход в новую среду обитания.
Идиоадаптации повышают приспособленность организмов к условиям среды обитания.
Дегенерация сильно повышает приспособленность организмов к условиям среды обитания, но также уменьшает шансы выжить в других условиях.
Это дополнительно иллюстрирует тот факт, что эволюция в живой природе носит приспособительный характер, который достигается тремя путями: 1) общим повышением организации и активизацией жизнедеятельности, 2) узкой специализацией, 3) упрощением строения и функций.
3. Обсудите с одноклассниками вопрос о том, какие направления биологического прогресса сопровождали эволюцию человека вплоть до появления человека разумного.
Эволюцию человека сопровождали следующие важнейшие ароморфозы: развитие прямохождения, формирование членораздельной речи, возникновение мышления, сознания, сложение социальной организации и появление материальной культуры.
Решающим фактором антропогенеза явилась трудовая деятельность, которая определила особое направление биологической эволюции человека, не известное в мире живых существ.
Дальнейшая эволюция шла по пути идиоадаптаций, то есть по пути возникновения разнообразных приспособлений к различным условиям обитания. Например, формирование кисти у человека
4. Подготовьте сообщения и/или мультимедийные презентации о доказательствах эволюции.
Об эволюционном развитии органического мира свидетельствуют многие факты, накопленные разными науками о природе, в первую очередь палеонтологией, морфологией и анатомией, цитологией, эмбриологией, биогеографией и др.
Рассмотрим некоторые из этих доказательств.
Цитология — наука о строении и функциях клетки. Она дала доказательства единого клеточного строения всех организмов на земле — от одноклеточных растений и животных до многоклеточных организмов. Это свидетельствует об общности происхождения органического мира.
Морфология и анатомия — две близко связанные науки, изучающие внешнее и внутреннее строение организмов (растений и животных). Было установлено определенное сходство строения разных групп организмов и выявлены переходные формы между ними.
Большую роль для понимания процессов и направлений эволюции сыграло обнаружение рудиментов и атавизмов.
Атавизмы — возврат к признакам или появление органов, которые существовали у отдаленных предков, но были полностью утрачены в процессе эволюции. Например, появление хвоста, нескольких сосков на груди и животе или густого волосяного покрова у человека. Случаи появления атавизмов свидетельствуют о том, что гены, кодирующие их образование, не исчезли из генома, а находятся в нем в заблокированном состоянии. Если этот блок по каким-то причинам не срабатывает, то появляются атавизмы.
Рудиментами называются органы, имеющиеся у организмов, но давно утратившие свое исходное значение и поэтому находящиеся в недоразвитом состоянии. Эти органы были в активном состоянии у предков, но в связи с изменением условий жизни перестали быть необходимыми у потомков. Они закладываются на стадии эмбриогенеза, но не получают полного развития у взрослых форм растений и животных. Примерами могут быть ушные мышцы, отросток слепой кишки (аппендикс) и «третье веко»у человека (всего у человека более 90 рудиментарных органов). Рудиментами являются неразвитые кости задних конечностей у китообразных, глаза у пещерных и роющих животных (слепышей, кротов и др.) и т. п. В отличие от атавизмов, рудиментарные органы всегда присутствуют у организмов.
Изучение жизненных форм (или биоморф) растений и животных убедительно доказало возможность перехода от одних из них к другим. Например, у близких видов растений древесные формы могут заменяться на кустарниковые или стелющиеся в зависимости от условий обитания.
Палеонтология — наука, изучающая ископаемые остатки разных групп организмов или их отпечатки, следы и т. п., а также целые палеоценозы территорий. Изучение этих остатков обнаружило факты безусловного изменения растительного и животного мира во времени — в разных геологических пластах, различающихся по времени образования, присутствуют неодинаковые формы вымерших организмов. Показано, что и сами природные ландшафты целых регионов сильно изменялись во времени: моря наступали на сушу и отступали на обширных территориях, равнины сменялись горами, леса — степями или наоборот, и т. п. Ученым удалось также найти большое число переходных форм между ныне живущими и ископаемыми организмами (например, археоптерикс, сочетающий признаки птиц и рептилий; зверозубые ящеры, имеющие признаки млекопитающих; группа семенных папоротников, давшая начало голосеменным и т. д.).
Палеонтологам удалось установить ряд филогенетических рядов некоторых животных (например, прослежена эволюция лошади от мелкого по размерам эогиппуса с четырехпалыми передними и трехпалыми задними конечностями до современной лошади с однопалыми конечностями).
Эмбриология — наука о зародышевом (или эмбриональном) развитии организмов. Установлено, что все многоклеточные организмы, способные к половому размножению, развиваются из одного оплодотворенного яйца (яйцеклетки). При этом К. Бэром в 1825-1828 гг. было обнаружено большое сходство развития зародышей (эмбрионов) у животных, относящихся к одному типу, описанное им как закон зародышевого сходства. Дальнейшие исследования подтвердили справедливость наблюдений К. Бэра. Сходство развития зародышей у животных разных систематических групп безусловно свидетельствует об общности их происхождения. При этом сначала проявляются признаки более древних предков (у хордовых — это зачатки хорды, наличие жаберных щелей), а затем — черты более поздних прародителей. По мере развития зародыша он приобретает все более заметные черты строения, характерные для класса, отряда, рода и, наконец, вида, к которому он принадлежит.
Обобщая эти данные, немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель (1864-1866 гг.) сформулировали биогенетический закон: индивидуальное развитие (онтогенез) всякого организма есть краткое и сжатое повторение пути исторического развития (филогенеза) того вида, к которому данный организм относится.
В целом соотношение между онтогенезом и филогенезом носит значительно более сложный характер, чем это постулировали Ф. Мюллер и Э. Геккель. Филогенез следует рассматривать как исторический ряд отобранных в процессе естественного отбора онтогенезов.
Биогенетический закон применим не только к хордовым, но и к другим группам животных и к растениям. Например, у многих насекомых личиночные стадии похожи на червей (гусеницы бабочек, личинки мух и т. д.), что свидетельствует о возможной близости предков этих животных. У ряда мохообразных (например, кукушкин лен) спора при прорастании образует нитчатое образование — протонему, похожую на нитчатые водоросли. В целом биогенетический закон сыграл огромную роль в выяснении филогенетических связей между разными группами организмов.
Биогеография — наука о закономерностях распространения растений, животных, грибов, бактерий на нашей планете. Она изучает пути и последствия распределения в природе и миграций организмов на формирование современных флор и фаун регионов. В путях расселения могут возникать различные препятствия или же новые связи между регионами (островами, материками и т. п.). Это отражается на сходстве или непохожести флор и фаун друг с другом. Например, раннее отделение Австралии, Океании и Южной Америки привело к формированию уникальных форм растительного и животного мира этих регионов (сохранение многих форм сумчатых и яйцекладущих млекопитающих, реликтовых растений, исчезнувших на других материках). Напротив, длительно существовавшая связь Северной Америки и Евразии привела к высокой степени сходства их живого мира.
Доказательства из области генетики и молекулярной биологии
Генетика и молекулярная биология — науки о молекулярных основах наследственности и закономерностях их проявления в популяциях организмов. Эти науки позволяют уточнить филогенетическую близость или отдаленность разных групп растений и животных и таким образом дополнить данные, получаемые другими науками. Сведения, подтверждающие современные представления об эволюции живого мира, имеются и во многих других биологических науках — селекции растений, животных, микроорганизмов, сравнительной физиологии и биохимии разных групп организмов, систематике и др.
Источник
detector