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.

Первая наша задача – сформировать понятие «макроэволюция» и сравнить с понятием «микроэволюция» (Слайды 3, 4)
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 макро- и микроэволюции:
– В основе лежат процессы: наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор, изоляции.
– Носят дивергентный характер.
Наука располагает множеством доказательств, свидетельствующих о реальности макроэволюционных процессов .
Группы доказательств эволюционного процесса: палеонтологические, эмбриологические, сравнительно-анатомические (морфологические),молекулярно-биологические и цитологические, биогеографические (Слайд 5)
Работа по терминами . (Слайды 6, 7)
Что изучают науки?
Палеонтология, эмбриология, сравнительная анатомия, молекулярная биология, биогеография
Что обозначают термины?
Онтогенез, филогенез, дивергенция, конвергенция, гомологичные органы, аналогичные органы, рудименты, атавизмы, эндемики, реликты
Учитель дает задания группам. (Презентация, Слайд 8)
Задания.
1. Используя учебник А.А.Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник «Общая биология» 10-11 кл § 61, (дополнительно) учебник Д.К. Беляева «Общая биология» 10-11 кл § 41 и материалы, лежащие на столах найти факты, доказывающие существование эволюционного процесса на нашей планете.
I группа – палеонтологические доказательства эволюции;
II группа – эмбриологические доказательства эволюции
III группа – сравнительно-анатомические доказательства эволюции;
IV группа – молекулярно-биологические и цитологические доказательства эволюции;
V группа – биогеографические доказательства эволюции.
2. Лидер каждой группы представляет наработки группы классу.
3. Работа группы оценивается в баллах (группы получают жетоны):
Учитель делает установку на заполнение таблицы.
(Слайд 9)
После каждого выступления группы учитель демонстрирует доказательства эволюции, используя УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» и Презентацию и подводит итог работы группы.
Палеонтологические доказательства эволюции:
(УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» Слайд 2-5, урок 7, Слайды 22-24);
– наличие ископаемых остатков;
– наличие переходных форм;
– наличие филогенетических рядов (лошади)
Эмбриологические доказательства эволюции:
(УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» Слайды 6-8, урок 7);
– закон зародышевого сходства;
– биогенетический закон.
Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства эволюции: (Слайды 12-19)
– клеточное строение организмов;
– общий план строения позвоночных;
– наличие гомологичных и аналогичных органов;
– наличие рудиментов и атавизмов;
– наличие ныне живущие промежуточные формы
Молекулярно-биологические и цитологические доказательства эволюции: (Слайды 20-21)
– элементарный химический состав;
– строение и функции органических молекул;
– аккумулятор энергии – молекулы АТФ;
– генетический код (универсален);
– биосинтез белка;
– строение и функция органоидов клетки;
– деление клеток (митоз и мейоз).
Биогеографические доказательства эволюции. (Слайды 25-32)
А. Уоллес выделил 6 зоогеографических областей по распространению животных и растений на нашей планете.

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.

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.

МАКРОЭВОЛЮЦИЯ, ЕЕ ДОКАЗАТЕЛЬСТВА

Цель: познакомить с макроэволюцией и ее доказательст-вами - палеонтологическими, эмбриологическими и другими.

Оборудование: рис учебника «Сходство начальных стадий эмбрионального развития позвоночных», рис., образцы, де-монстрирующие формы сохранности ископаемых растений и животных.

Ход урока

I . Проверка знаний.

1. Тестирование.

Заполните пробелы в нижеприведенных фразах.

1) Микроэволюцией называют эволюционные изменения, протекающие на... уровне

2) Различают две основные формы видообразования: ... и...

3) Репродуктивная изоляция связана с прекращением обмена... между двумя...

4) Генетическая дивергенция означает... генов

5) Форма видообразования, связанная с расширением ареала исходного вида, называется...

6) Современные виды ландыша возникли в результате....

7) Зарождение в рамках исходной популяции новой формы называется...

8) Симпатрическое видообразование имеет две формы: ... и...

9) Пять видов синиц образовались в результате... видообра-зования, а полиплоидный картофель -- в результате... видообра-зования.

10) Образование новых видов в результате хромосомных пе-рестроек может происходить в популяциях...

2. Письменный ответ. Задание.

Из приведенного перечня выберите факторы, способству-ющие видообразованию, и обоснуйте свой выбор: малочисленность вида, многочисленность вида, сравнительно однообразные условия существования, разнообразные условия существования, маленький ареал, большой ареал, острая борьба за существова-ние, относительно слабая борьба за существование, изоляция, дивергенция.

3. Письменный ответ. Задание.

Запишите последовательность событий при географическом видообразовании.

1) Расселение на новые территории за пределами ареала.

2) Отбор в новых условиях среды.

3) Географическая изоляция между популяциями.

4) Образование новых видов.

5) Возникновение подвидов.

6) Биологическая изоляция.

4. О тветы по вопросам в конце § 60, № 2, 3, и выполнение задания, отмеченного знаком

II . Изучение нового материала.

1. Макроэволюция.

Этим понятием обозначают происхождение надвидовых так-сонов (родов, отрядов, классов, типов, отделов).

В общем смысле макроэволюцией можно назвать развитие жизни на Земле в целом, включая и ее происхождение. Макроэволюционным событием считается также возникновение чело-века. Между микро- и макроэволюцией нельзя провести резкую границу, потому что процесс микроэволюции, вызвавший ди-вергенцию, продолжается без какого-либо перерыва и на макро-эволюционном уровне внутри вновь возникших форм. Отсутствие принципиальных различий в протекании микро- и макроэволюционного процессов позволяет рассматривать их как две стороны единого эволюционного процесса.

2. Палеонтологические доказательства макро-эволюции.

Палеонтологические данные позволяют узнать о раститель-ном и животном мире прошлого, реконструировать облик вы-мерших организмов, обнаружить связь между древнейшими и современными представителями флоры и фауны. Сопоставление ископаемых остатков из земных пластов разных геологических эпох позволяет установить последовательность возникновения и развития разных групп организмов. Например, в самых древних пластах находят остатки представителей типов беспозвоночных животных, а в более поздних пластах - уже и остатки хордовых. В еще более молодых геологических пластах содержатся остатки животных и растений, относящихся к видам, похожим на со-временные.

Палеонтологами были обнаружены формы организмов, со-четающие признаки более древних и более молодых групп. Та-кие ископаемые переходные формы служат доказательством эволюции, поскольку свидетельствуют об исторической связи разных групп организмов. Например, ископаемая первоптица археоптерикс - связующее звено между рептилиями и птицами. Археоптерикс имеет, как и рептилии, длинный хвост, несрос-шиеся позвонки, развитые зубы; как птица, он покрыт перьями, имеет крылья, частично пневматичные кости.

Другими примерами переходных форм являются кистеперые рыбы, связывающие рыб с вышедшими на сушу земноводными, семенные папоротники переходная форма между папоротни-ковидными и голосеменными.

Доказательством эволюции служат и палеонтологические ряды. Палеонтологами были найдены остатки ранее живших ви-дов, которые связаны между собой родством, то есть свидетель-ствовали о происхождении одних видов от других.

Русский ученый В. О. Ковалевский, исследуя историю раз-вития лошади, показал, что современные однопалые животные происходят от мелких пятипалых всеядных предков, живших в лесах 60-70 млн лет назад. Изменение климата Земли повлекло за собой сокращение площадей лесов и увеличение площадей степей. Животные оказались в новых условиях. Преобразование конечностей - уменьшение числа пальцев от пяти до одного - возникло в связи с необходимостью защиты от хищников и пе-редвижения на большие расстояния в поисках пищи. К насто-ящему времени установлены палеонтологические ряды в эволю-ции слонов, носорогов, китов.

3. Эмбриологические доказательства.

В пользу эволюции органического мира говорят данные эм-бриологии. Эмбриологами было обнаружено и изучено сходство начальных стадий эмбрионального развития животных. Все многоклеточные животные развиваются из одной оплодотво-ренной яйцеклетки, В процессе индивидуального развития они проходят стадии дробления, бластулы, гаструлы, образования трехслойного зародыша, формирования органов из зародыше-вых листков. Сходство зародышевого развития животных сви-детельствует о единстве их происхождения.

О сходстве эмбриональных стадий у всех позвоночных сви-детельствует закладка жаберных дуг, одинаковая форма тела, наличие хвоста, зачатков конечностей. Во многом аналогично на этих стадиях внутреннее строение зародышей: сначала заклады-вается хорда, кровеносная система с одним кругом кровообра-щения (как у рыб), одинаковое строение почек. По мере разви-тия сходство между зародышами уменьшается. Все более четко начинают проявляться черты организации тех классов, к кото-рым животные принадлежат. У наземных животных зарастают жаберные карманы, у зародыша человека особенно сильно раз-вивается головной отдел, включающий мозг, формируются пя-типалые конечности.

По ходу эмбрионального развития последовательно идет расхождение признаков зародышей, приобретающих черты, ха-рактеризующие класс, отряд, род, вид, к которому они принад-лежат. Эта закономерность в развитии зародышей указывает на их родство, происхождение от одного ствола, который в ходе эволюции распался на множество ветвей.

4. Сравнительно-анатомические доказательства.

Для изучения сравнительно-анатомических доказательств эволюции необходимо обратиться к понятиям «гомология» «рудименты», «атавизмы». Гомологичными называются органы имеющие одинаковый план строения, развивающиеся из сход-ных зачатков и одинаково расположенные, но выполняющие разные функции. Гомология указывает на общность происхож-дения обладающих ею организмов, различия в строении гомоло-гичных органов - результат дивергенции.

Главный признак аналогии - сходство функций вне связи со строением и происхождением. Аналогичные органы - результат конвергенции. Наличие аналогичных органов не свидетельству-ет о тесном родстве обладающих ими организмов.

Рудименты недоразвитые органы, утратившие в ходе эво-люции свои биологические функции.

У некоторых особей рудименты могут развиваться в органы нормальных размеров. Такой возврат к строению органа предковых форм называют атавизмом. Изучение атавистических признаков позволяет воссоздать строение гомологичных орга-нов у предков.

III . Закрепление.

Вспомните и перечислите признаки сходства всех классов позвоночных животных. Чем они объясняются?

Рассмотрите рисунок 153-154; 156-157; 158-159 в учебнике В.К.Шумного. Какие признаки в фи-логенетическом ряду копытных наиболее сильно подверглись действию естественного отбора? В чем значение палеонтологи-ческих исследований.

Какой вклад в эволюционную теорию вносят эмбриологи-ческие исследования?

Домашнее задание: § 54,55,56,57.

СИСТЕМА РАСТЕНИЙ И ЖИВОТНЫХ - ОТОБРАЖЕНИЕ ЭВОЛЮЦИИ

Цели: продолжить знакомство с доказательствами макро-эволюции на примере современной системы растений и живот-ных; сформировать представление о принципах современной классификации.

Ход урока

I . Проверка знаний.

1. Тестирование.

В нижеприведенных предложениях заполните пробелы.

1) Макроэволюция - -... эволюция

2) Макроэволюция, как и микроэволюция, носит... характер

3) Палеонтология изучает... организмов

4) ... находки позволяют реконструировать внешний облик организмов

5) Археоптерикса с пресмыкающимися сближает длинный...

6) Ряды видов, последовательно сменяющихся друг друга,

называются...

7) Ископаемые формы, сочетающие признаки... и более... групп высокого систематического ранга, называются...

8) Все многоклеточные животные развиваются из …….. яйцеклетки

9) Сходство зародышевого развития животных свидетельст-вует о... происхождения

10) Крыло птицы и бабочки являются примером... органов

2. Письменный ответ по карточке. Задание.

Заполните таблицу «Сравнительная характеристика этапов эволюционного процесса».

3. Письменный ответ. Задание.

1) Внимательно прочтите текст и рассмотрите рисунок (че-реп саблезубого тигра).

Палеонтологу известно, что размеры тела и длина клыков саблезубых тигров постепенно увеличивались к периоду их вы-мирания. Учитывая это, можно ли предположить, что:

а) в это время происходило потепление климата и саблезубые тигры широко расселились на Земле;

б) условия существования этих животных ограничивались своеобразными узкими пределами;

в) крупные тигры с длинными клыками уничтожили всех более мелких;

г) одностороннее развитие некоторых органов указывает на крайнюю специализацию, результатом чего может быть выми-рание;

д) количество наследственных изменений у саблезубых тиг-ров в сторону увеличения длины клыков постоянно росло?

2) Объясните, почему одни предположения правильны, а дру-гие -- нет.

4. Ответы по вопросам в конце §54,55,56,57 Ш.

II . Изучение нового материала.

1. Актуализация знаний учащихся.

Кем разработаны основы современной классификации ор-ганизмов?

Перечислите систематические группы животных и расте-ний, известных вам из курса зоологии, ботаники.

2. Систематические группы.

Данные систематики используют для доказательства эволю-ции, так как они устанавливают родство между таксонами.

В современной систематике организмы распределяются по ряду систематических категорий: вид, род, семейство, отряд (порядок для растений), класс, тип (отдел для растений) и др.

Каждая высшая систематическая категория, начиная от рода, объединяет группы, стоящие по рангу ниже и имеющие общего предка. Род объединяет виды, произошедшие от одного предка и оказавшиеся в результате борьбы за существование и естествен-ного отбора способными существовать и успешно размножаться в различных географических и экологических условиях.

Признаки (критерии), на основании которых близкие виды объединяются в роды, хорошо видны на примере дарвиновских вьюрков. На Галапагосских островах вьюрки представлены тре-мя родами: земляные, древесные и славковые. Земляные вьюрки гнездятся в засушливой зоне и кормятся большей частью на от-крытых местах, древесные гнездятся в засушливой зоне и пита-ются на деревьях; славковые занимают разные местообитания.

Главный признак, по которому различают виды вьюрков, -строение клюва, тесно связанное с особенностями питания. На цветках кактуса питается кактусовый земляной вьюрок, у кото-рого длинный клюв и расщепленный язык. У большого земляно-го вьюрка толстый, массивный клюв, отлично справляющийся с крупными семенами. Дятловый, древесный, вьюрок получил свое название за прямой, как у дятла, клюв, которым он долбит древесную кору, ползая вверх и вниз по стволу. Отсутствие длинного языка он восполняет кактусовой иглой или веточкой, удерживая ее в клюве и выковыривая насекомых из отверстия в коре, которое выдолбил. Все виды дарвиновских вьюрков не скрещиваются; некоторые виды образуют подвиды - - значит, ви-дообразование продолжается. Все виды вьюрков произошли от одного исходного вида.

3. Принципы современной классификации.

Основы научной систематики заложил еще в XVIIIв. К. Лин-ней. Принципы классификации Линнея действуют и ныне.

В любом видовом названии присутствует имя рода. Род объ-единяет наиболее близкие виды организмов. Выделяют, напри-мер, такие роды, как кошки, лошади, дубы и т. д. Первоначально для видового названия к имени рода прибавлялись фразы, кото-рыми описывались характерные видовые признаки. Например, дуб красный назывался «дуб с листьями, имеющими глубокие прорези, оканчивающимися волосоподобными зубчиками». Позднее, после работ Линнея, укоренилось двойное, или бино-минальное, название видов. Первое слово представляет собой имя рода, второе название вида. Например, Дуб красный. Со-бака домашняя.

Современная система классификации учитывает признаки родства видов как с ныне живущими, так и с уже вымершими. Каждая таксономическая категория соответствует группе орга-низмов, которые имеют общего предка. Такая система класси-фикации отражает естественную общность организмов и поэтому называется естественной. Естественные классификации по-зволяют предсказывать наличие у организмов тех или иных свойств в зависимости от их положения в системе.

Взаимоотношения между основными группами современных организмов, сложившиеся в процессе эволюции, представляют собой подобие ветвей могучего дерева. Родословное древо в це-лом и его ветвление отчетливо выявляют общий характер мак-роэволюции: развитие живых существ от менее сложных к более сложным, дивергентный и приспособительный характер эво-люции.

III . Закрепление.

Фронтальная письменная работа. Задание.

Заполните таблицу «Развитие кровеносной системы у позво-ночных».

Домашнее задание: § 75.

ГЛАВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

Цели: сформировать понятие о главных направлениях эволюции, показать соотношение путей эволюции; познакомить с типами эволюционных изменений.

Ход урока

I . Изучение нового материала.

1.Типы эволюционных изменений.

Параллелизм это процесс эволюционного развития в сход-ном направлении двух или нескольких первоначально дивергировавших групп. Например, палеонтологи очень часто обнару-живают синхронный параллелизм, то есть независимое приобре-тение сходных черт родственными, но живущими в разное вре-мя организмами. Примером может служить развитие саблезубости у представителей разных подсемейств кошачьих.

Конвергенция - процесс эволюционного развития двух и бо-лее неродственных групп в сходном направлении. Конвергенция обусловлена одинаковой средой обитания, в которую попадают неродственные организмы. Классическим примером конвер-гентного развития является возникновение сходных форм тела у акулы, ихтиозавра, дельфина. При конвергентном развитии сходство между неродственными организмами бывает всегда только внешним.

Дивергенция представляет собой независимое образование различных признаков у родственных организмов. В основе ди-вергенции лежит экологическая дифференциация вида на само-стоятельные ветви. При дивергенции сходство между организ-мами объясняется общностью их происхождения, а различия приспособлением к разным условиям среды.

Примером дивергенции форм является возникновение раз-нообразных по морфофизиологическим особенностям вьюрков от одного или немногих предковых видов на Галапагосских островах. Расхождение внутривидовых форм и видов по разным местообитаниям определяется конкуренцией в борьбе за одина-ковые условия, выход из которых и заключается в расселении по разным экологическим нишам.

2. Главные направления эволюции.

Развитие живой природы шло от простого к сложному и имело прогрессивный характер. Наряду с этим происходило приспособление видов к конкретным условиям жизни, осущест-влялась их специализация. Биологический прогресс достигается различными путями. А. Н. Северцов назвал их главными на-правлениями эволюционного прогресса. В настоящее время вы-деляют следующие пути биологического прогресса: ароморфозы, идиоадаптации и дегенерации.

Ароморфоз - главный путь достижения биологического про-гресса. Ароморфоз - возникновение в ходе эволюции признаков, повышающих уровень организации живых существ. Ароморфозы формируются на основе наследственной изменчивости и ес-тественного отбора и являются приспособлениями широкого значения. Они дают преимущества в борьбе за существование и открывают возможности освоения новой, прежде недоступной среды обитания. Путем ароморфоза возникают в процессе эволюции крупные систематические группы рангом выше семейства.

К ароморфозам у животных можно отнести появление жи-ворождения, способности к поддержанию постоянной темпе-ратуры тела, возникновение замкнутой системы кровообра-щения, а у растений - появление цветка, сосудистой системы, способности к поддержанию и регулированию газообмена в листьях.

Ароморфозам А. Н. Северцов противопоставлял идиоадап-тации - частные приспособления видов, позволяющие освоить специфические условия среды. В отличие от ароморфозов идиоадаптации открывают перед организмами возможность биологического прогресса без повышения уровня биологиче-ской организации. Например, благодаря формированию раз-личных идиоадаптации млекопитающие смогли распростра-ниться не только в различных географических зонах (от тропиков до ледяных пустынь), но и освоить самые разнообраз-ные условия среды (на поверхности суши, в воде, почве, час-тично в воздухе). Это существенно снизило конкуренцию ме-жду видами за пищу, места обитания, причем уровень органи-зации остался тем же.

Обычно мелкие систематические группы виды, роды, се-мейства в процессе эволюции возникают путем идиоадаптации.

Идиоадаптация так же, как и ароморфоз, приводит к увели-чению численности вида, расширению ареала, ускорению видо-образования, то есть к биологическому прогрессу.

Типичные идиоадаптации у животных особенности строе-ния конечностей (например у крота, копытных, ластоногих), особенности клюва (у хищных птиц, куликов, попугаев), при-способления придонных рыб (у скатов, камбаловых), покрови-тельственная окраска у насекомых. Примерами идиоадаптации у растений могут служить многообразные приспособления к опы-лению, распространению плодов и семян.

Общая дегенерация.

Ч. Дарвин отмечал, что способность организмов выживать в борьбе за существование вовсе не обязательно должна быть свя-зана с более высокой организацией. Какие преимущества, на-пример, могли бы получить инфузории или земляной червь из более высокой организации, чем они имеют? Условия жизни этих организмов относительно постоянны, они хорошо приспо-соблены каждый к своей среде. Вот почему естественный отбор не совершенствовал их в сторону прогрессивного усложнения. Более того, при упрощении условий среды организмы утрачи-вают часть признаков развиваются по пути общей дегенера-ции, ведущей к упрощению организации. Это соответствует дарвиновскому учению, согласно которому эволюция заключа-ется в выживании наиболее приспособленных, а не более высо-коорганизованных.

Многие современные виды охвачены биологическим про-грессом. Например, заяц-русак. Сейчас известно около 20 его видов.

В природе наблюдается и биологический регресс. Он харак-теризуется чертами, противоположными биологическому про-грессу: уменьшением численности, сужением ареала, уменьше-нием числа видов, популяций. В итоге регресс часто ведет к вы-миранию вида. В процессе эволюции исчезли древние папорот-никообразные, многие группы растений и животных.

Деятельность человека является мощным фактором биоло-гического прогресса одних видов, нередко вредных для него, и биологического регресса других, нужных и полезных ему. На-пример, появление насекомых, устойчивых к ядохимикатам, болезнетворных микробов, устойчивых к действию лекарств, бурное развитие сине-зеленых водорослей в сточных водах. При посевах человек вторгается в живую природу, уничтожает на больших площадях множество диких популяций, заменяя их ис-кусственными. Усиленное истребление человеком многих видов ведет к их биологическому регрессу, который грозит им выми-ранием.

3. 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 можно рассматривать как переломные пунк-ты развития жизни. Для групп, подвергнувшихся соответст-вующим морфофизиологическим преобразованиям, открыва-ются новые возможности в освоении внешней среды.

За каждым ароморфозом следует множество идиоадаптаций, которые обеспечивают более полное использование всех име-ющихся ресурсов и освоение новых местообитаний.

II. Практическая работа. Задание.

Используя учебники ботаники или зоологии, выполни в тетрадях предложенные задания, указанные в карточках.

Карточка 1.

Заполните таблицу «Главные направления органической эволюции».

Направление эволюции

Биологический прогресс процветание, опреде-ленное относительно высокими темпами эволю-ции, при которых приспособленность организ-мов возрастает. Объективным показателем био-логического прогресса является увеличение чис-ленности, ведущее к расселению и расширению ареала.

(И. Шмалъгаузен.)

Биологический регресс снижение приспособ-ленности организма. Организм отстает в темпах эволюции от изменений во внешней среде и в особенности от темпов эволюции и распростра-нения экологически близких форм. Численность вида уменьшается. Вид или группа видов идет

навстречу вымиранию.

(И. Шмалъгаузен.)

Карточка 2.

Заполните таблицу «Сравнительная характеристика главных направлений эволюции органического мира».

Карточка 3.

Используя знания из курса зоологии, приведите убедитель-ные доводы против теории Ж.-Б. Ламарка о «врожденном стремлении к прогрессу».

Карточка 4.

Приведите примеры, подтверждающие, что прогресс в об-щей организации всегда оказывался связанным с регрессом (не-доразвитием отдельных органов или частей тела).

Карточка 5.

Почему повышение уровня организации - главный, но не единственный путь эволюции? Ответ подтвердите примерами.

Домашнее задание: § 73,74 повторить § 52-69.

Вопрос 1. В чем различие макро- и микроэволюции?
Микроэволюция - эволюция внутри вида; происходит на основе мутационной изменчивости под контролем естественного отбора. Таким образом, микроэволюция - это самый начальный этап эволюционного процесса, она может происходить в относительно короткие промежутки времени, и ее можно наблюдать и изучать непосредственно. В результате наследственной (мутационной) изменчивости происходят случайные изменения генотипа. Мутации чаще всего рецессивны и, кроме того, редко бывают полезными для вида. Однако если в результате мутации возникают полезные для какой-либо особи изменения, то она получает некоторые преимущества перед другими особями популяции: получает больше пищи или делается устойчивее к влияниям болезнетворных бактерий и вирусов и т.п. Например, возникновение длинной шеи позволило предкам жирафа питаться листьями с высоких деревьев, что обеспечивало им больше корма, чем особям популяции с короткой шеей.
Макроэволюция - эволюция на надвидовом уровне; приводит к образованию крупных таксонов (от родов до типов и царств природы). Макроэволюция органического мира - это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов - новых родов, из родов - новых семейств и т.д. Процессы макроэволюции требуют огромных промежутков времени, поэтому непосредственно изучать ее невозможно. Тем не менее, в основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственная изменчивость, естественный отбор и репродуктивное разобщение. Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер.

Вопрос 2. Какие процессы являются движущими силами макроэволюции? Приведите примеры макроэволюционных изменений.
В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственная изменчивость, естественный отбор и репродуктивное разобщение. Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер.
Результатом макроэволюционных процессов становятся существенные изменения внешнего строения и физиологии организмов - такие, например, как формирование замкнутой системы кровообращения у животных или появление устьиц и эпителиальных клеток у растений. К фундаментальным эволюционным приобретениям такого рода относятся образование соцветий или превращение передних конечностей рептилий в крылья и ряд других.
Вопрос 3. Какие факты лежат в основе изучения и доказательств макроэволюции?
Наиболее убедительные доказательства макроэволюционных процессов дают нам палеонтологические данные. К таким доказательствам относятся найденные остатки вымерших переходных форм, позволяющих проследить путь от одной группы живых существ к другой. Например, обнаружение трехпалого и пятипалого предков современной лошади, имеющей один палец, доказывает, что у предков лошади было пять пальцев на каждой конечности. Обнаружение ископаемых оснанков археоптерикса позволило сделать вывод о существовании переходных форм между пресмыкающимися и птицами. Нахождение остатков вымерших цветковых папоротников позволяет решить вопрос об эволюции современных покрытосеменных и т.п. К сожалению, изучение ископаемых форм дает нам неполную картину эволюции флоры и фауны. Большинство остатков состоит из твердых частей организмов: костей, раковин, внешних опорных тканей растений. Боль-шой интерес вызывают окаменелости, сохранившие на себе следы нор и ходов древних животных, отпечатки конечностей или целых организмов, оставленных на когда-то мягких отложениях.

Вопрос 4. Какое значение имеет исследование филогенетических рядов?
На основании палеоантологических находок были выстроены филогенетические ряды, то есть ряды видов, последовательно сменяющих друг друга в процессе эволюции. Исследование филогенетических рядов, построенных на основе данных палеонтологии, сравнительной анатомии и эмбриологии, важно для дальнейшего развития общей теории эволюции, построения естественной системы организмов, воссоздания картины эволюции конкретной систематической группы организмов.
В настоящее время для построения филогенетических рядов ученые все больше привлекают данные таких наук, как генетика, биохимия, молекулярная биология, биогеография, этология и др.