Основные закономерности эволюции таблица. Закономерности и правила эволюции

Планируемые результаты:

Предметные: рассмотреть основные закономерности биологической эволюции, выявить их роль и закономерности.

Метапредметные: продолжить формирование умений и навыков самостоятельной работы, выделять главное, анализировать, сравнивать.

Личностные: поддерживать интерес к активному добыванию знаний.

Тип урока: комбинированный.

Оборудование и материалы: Технические средства: компьютер, мультимедийный проектор, экран, презентации «Основные закономерности биологической эволюции». Учебник Биология 9 класс И.Н. Пономарева, О.А. Корнилова, Н.М. Чернова.

План урока:

Организационный момент.

Проверка домашнего задания.

Мотивация и целеполагание.

Формирование новых знаний.

Закрепление.

Заключение.

Домашнее задание.

Ход урока:

Деятельность учителя

Деятельность учеников

Формируемые умения

Текущий контроль

1.Организационный момент.

Приветствие, отмечает отсутствующих.

Приветствуют учителя.

Самоконтроль.

Фронтальная опрос.

2.Повторение домашнего задания.

Что из перечисленного относится к ароморфозам, идиоадаптациям, дегенерации?

ячеистые легкие у рептилий;

первичная кора головного мозга у рептилий;

голый хвост у бобра;

отсутствие конечностей у змей;

отсутствие корней у повилики;

возникновение перегородки в желудочке сердца у рептилий;

молочные железы у млекопитающих;

образование ластов у моржей;

отсутствие кровеносной системы у цепней;

отсутствие потовых желез у собак.

Ключ:

Идиоадаптации

Дегенерация

1, 2, 6, 7

3, 4, 8, 10

5, 9

Выполняют задания.

Наблюдение.

3.Мотивация и целеполагание.

Скажите, пожалуйста, существуют ли какие-либо закономерности эволюционного процесса?

Верно, тема нашего урока «Основные закономерности биологической эволюции».

Давайте обозначим цель нашего урока.

Рассуждают.

Формулируют цели урока.

Фронтальная опрос.

4.Формирование новых знаний.

1) Может ли вид, или другая любая систематическая группа вернуться к прежнему состоянию?

Например, пресмыкающиеся, возникшие от примитивных земноводных, как бы ни шла их эволюция, не могут дать начало земноводным.

2) Может ли группа, каких – либо организмов, вставшая на путь приспособления к каким-либо условиям существования начать развиваться по другому пути?

Например, если какая-то группа животных приобрела приспособление к полету, то на последующих этапах ее развития эти приспособления будут усиливаться. Например, крылья у бабочек и летучих мышей.

3) Что, и как происходит при повышении организации (ароморфоз), и в связи с этим, появление различных приспособлений (идиоадаптаций)?

Например, ароморфозы, позволившие позвоночным выйти из воды на сушу, открыли возможности для освоения наземно-воздушной среды обитания, развития различных частных приспособлений – идиоадаптаций. Последующие ароморфозы привели к появлению пресмыкающихся и развитию у них различных приспособлений к новым местообитаниям.

Среди форм эволюции выделяют:

Дивергенцию

Конвергенцию

Дивергенция – расхождение признаков в связи с приспособлениями к разным условиям.

При дивергенции одни и те же органы родственных организмов изменяются по-разному, но их происхождение остается общим. Такие органы называют гомологичными.

Внешнее строение конечностей тигра, суслика, крота, кита, лошади, летучей мыши, обезьяны значительно отличается, но внутреннее строение остается общим в связи с единым происхождением.

2. Конвергенция – независимое развитие сходных признаков у разных организмов при их переходе к одинаковым условиям среды обитания.

Результатом конвергенции может являться сходство, как в строении целого тела, так и отдельных органов. Такие органы называют аналогичными.

Аналогичные органы: крылья бабочек и летучих мышей, роющие конечности крота и медведки (насекомое), плавники и обтекаемая форма тела у рыб и водных млекопитающих-китов, дельфинов.

Сравнительная характеристика объективных показателей основных форм органической эволюции

Краткая характеристика

Причины сходства признаков

Причины различия признаков

Примеры

Дивергенция

Расхождение признаков организма в пределах одной систематической группы, которое возникает под воздействием изменчивости, закрепляется наследственно, в итоге от одного общего предка образуются разные подвиды и виды.

Родство организмов

Формирование разного рода адаптаций в различных условиях среды

Конвергенция

Схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора.

Формирование сходных адаптаций в одинаковых условиях среды

Организмы относят к разным систематическим группам

Общие закономерности биологической эволюции:

Необратимость эволюции

Прогрессирующая специализация

Чередование главных направлений эволюции

Слушают учителя.

Анализ.ответов одноклассников. Умение выражать свои мысли.

Фронтальная опрос.

Наблюдение.

5.Закрепление.

Выполнение задания.

Сравните организмы и объясните, к какому явлению относится их сходство или различие. Ответы внесите в таблицу

Конвергенция

Медведка и крот (сходство форм передних ног)

Сосна обыкновенная и сосна кедровая (различия в строении)

Заяц-беляк и заяц-русак

Верблюд и курдючная овца (запас жира)

Верблюд одногорбый и верблюд двугорбый

Речной рак и скорпион (имеют клешни)

Речной рак и краб

Виноградная улитка и большой прудовик

Плавунец окаймленный и плавунец черный-тинник

Тушканчик и кенгуру (длинные задние ноги)

Лягушка и жаба

Лягушка и комнатная муха (анабиоз)

Бражник и колибри (не садятся на цветок в процессе питания, а зависают над ним в воздухе, быстро-быстро перебирая узкими крыльями)

Еж и ехидна (сходство покрова)

Ключ

Конвергенция

2, 3, 5, 7, 8, 9, 11

1, 4, 6, 10, 12, 13, 14

Выполняют задания.

Осуществляют поиск, отбор и систематизацию информации в соответствии с учебной задачей.

Наблюдение.

6.Заключение.

Подведение итогов. Выставление оценок.

Слушают учителя.

Анализируют сказанное учителем.

Фронтальный опрос.

7.Домашнее задание.

Написать эссе «Мир без эволюции»

Записывают в дневник.

Самоконтроль.

Наблюдение.

>> Основные закономерности эволюции

Основные закономерности эволюции.

1. Что такое эволюция?
2. Какие факты подтверждают эволюционное учение?

При построении филогенетических рядов биологи-эволюционисты, помимо палеонтологических данных, широко используют сравнительный метод, с помощью которого они устанавливают сходство в строении организмов, их биохимических реакциях, особенностях размножения или иных свойствах, по которым можно судить о путях развития группы от общего предка.

К основным закономерностям эволюционного процесса относятся дивергенция, конвергенция и параллелизм.

Еще Дарвин сформулировал ПРИНЦИП РАСХОЖДЕНИЯ ПРИЗНАКОВ.

РАСХОЖДЕНИЕ ПРИЗНАКОВ У РОДСТВЕННЫХ ФОРМ НАЗЫВАЕТСЯ ДИВЕРГЕНЦИЕЙ. В процессе дивергенции от одной исходной популяции берет начало целый ряд форм, образуя как бы ветви одного дерева. В бесконечном ряду поколений одни ветви отмирают, другие развиваются. Формы, наиболее расходящиеся по своим требованиям к условиям среды, имеют больше шансов выжить в ходе естественного отбора, так как они меньше конкурируют между собой, чем родоначальные или промежуточные группы. В результате дивергенции образуются подвиды, а затем и виды.

В эволюции наблюдается и другое явление - КОНВЕРГЕНЦИЯ ПРОЦЕСС НЕЗАВИСИМОГО ПРИОБРЕТЕНИЯ НЕРОДСТВЕННЫМИ ГРУППАМИ ОРГАНИЗМОВ СХОДНЫХ ПРИЗНАКОВ. Например, форма тела у рыб и дельфинов. Это сходство обусловлено общей средой обитания (море) и образом жизни.

Помимо дивергенции и конвергенции, в природе имеет место ПАРАЛЛЕЛИЗМ, - ПРИ КОТОРОМ НАБЛЮДАЕТСЯ НЕЗАВИСИМОЕ ПРИОБРЕТЕНИЕ СХОДНЫХ ЧЕРТ РОДСТВЕННЫМИ ОРГАНИЗМАМИ. В данном случае речь идет об общности происхождения и приспособлениях к одинаковой среде обитания. Например, морской котик, морж, тюлень. Наблюдаемые различия сложились в начале процесса видообразования.

Каковы же общие черты эволюционного процесса? ПРЕЖДЕ ВСЕГО, ЭТО ВОЗНИКНОВЕНИЕ "ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ" ОРГАНИЗМОВ, Т.Е. ИХ СООТВЕТСТВИЯ УСЛОВИЯМ ОБИТАНИЯ И ИХ СПОСОБНОСТЬ МЕНЯТЬСЯ ПО МЕРЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭТИХ УСЛОВИЙ. ВО-ВТОРЫХ, ЭТО ПРОЦЕСС ВИДООБРАЗОВАНИЯ. В-ТРЕТЬИХ, ПОСТОЯННОЕ УСЛОЖНЕНИЕ ЖИЗНИ ОТ ПРИМИТИВНЫХ ДОКЛЕТОЧНЫХ ФОРМ ДО ЧЕЛОВЕКА.

За всю историю существования жизни на Земле обитало около 500 млн. видов. Сегодня их насчитывается около 2 млн. Это показывает, что совершенство современных форм - результат

эволюции, в процессе которой погибли сотни миллионов видов. Эволюционные преобразования необратимы, любое упрощение или отклонение в организации ведет в конечном счете, к регрессу и вымиранию.

В мире, находящемся под угрозой разрушения в результате деятельности человека, важно как можно быстрее понять механизмы взаимодействия видов между собой и их реакции на создаваемые нами изменения, ибо это единственный способ избежать необратимых экологических изменений.

Подводя итог можно сказать о ПРАВИЛАХ ЭВОЛЮЦИИ. Их три.

ПРАВИЛО НЕОБРАТИМОСТИ ЭВОЛЮЦИИ. Эволюция - процесс необратимый. Группа организмов не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду их предков. Так в эволюции позвоночных на каком-то этапе от примитивных амфибий возникли рептилии, то они никогда не дадут начала амфибиям. Вернувшись к обитанию в океане, рептилии (ихтиозавры) и млекопитающие (киты) не стали рыбами.

Даже обратная мутация, по конкретному признаку приводящая к повторному возникновению данного гена не приводит к повторению всего генотипа в целом.

ПРАВИЛО ПРОГРЕССИРУЮЩЕЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ. Группа, вступившая на путь специализации, как правило, в дальнейшем будут идти по пути ВСЕ БОЛЕЕ ГЛУБОКОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ К УЗКИМ УСЛОВИЯМ СУЩЕСТВОВАНИЯ. Если в процессе эволюции одна из групп позвоночных приобрела адаптации к полету, то на последующем этапе эволюции это направление сохраняется и усиливается. Организм определенного строения не может жить в любой среде. В выборе адаптивной зоны или ее части группа ограничена особенностями своего строения.

ПРАВИЛО ЧЕРЕДОВАНИЯ ГЛАВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ЭВОЛЮЦИИ. При рассмотрении главных направлений в эволюции групп ароморфозов и идиоадаптаций подчеркивалось регулярное чередование этих типов развития в эволюции.

ТАКИМ ОБРАЗОМ, ЭВОЛЮЦИЯ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ НЕПРЕРЫВНЫЙ ПРОЦЕСС ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ НОВЫХ АДАПТАЦИЙ. ОДНИ ИЗ ВНОВЬ ВОЗНИКАЮЩИХ АДАПТАЦИЙ ОКАЗЫВАЮТСЯ ОЧЕНЬ ЧАСТНЫМИ, И ИХ ЗНАЧЕНИЕ НЕ ВЫХОДИТ ЗА РАМКИ УЗКИХ УСЛОВИЙ. ДРУГИЕ ДАЮТ ВОЗМОЖНОСТЬ ВЫХОДА ГРУППЫ В НОВУЮ СРЕДУ И НЕПРЕМЕННО ВЕДУТ К БОЛЕЕ БЫСТРОМУ ЭВОЛЮЦИОННОМУ РАЗВИТИЮ ГРУПП В НОВОМ НАПРАВЛЕНИИ, К БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ.

Кроме того, существует пять основных закономерностей эволюции, признаваемых почти всеми учеными:

1. Эволюция происходит с разной скоростью в разные периоды. В настоящее время она протекает быстро, что выражается в появлении многих новых форм и вымирании многих старых.

2. Эволюция организмов различных типов происходит с разной скоростью. На одном полюсе находятся плеченогие: некоторые виды их совершенно не изменились по крайней мере за последние 500 млн. лет - раковины ископаемых плеченогих, найденные в древних породах, совершенно идентичны раковинам современных видов. Другой полюс занимает человек: за последние несколько сот тысяч лет появилось и вымерло несколько видов гоминид. Вообще эволюция протекает быстрее при первом появлении нового вида, а затем, по мере стабилизации группы, постепенно замедляется.

3. Новые виды образуются не из самых высокоразвитых и специализированных форм, а, напротив, из относительно простых, неспециализированных форм. Так, например, млекопитающие произошли не от крупных специализированных динозавров, а от группы сравнительно мелких неспециализированных рептилий.

5. Эволюция затрагивает популяции, а не отдельные особи и происходит в результате процессов мутирования, дифференциального воспроизведения, естественного отбора и дрейфа генов.

Эволюционная форма групп живых организмов делится на дивергенцию, конвергенцию, параллелизм.

1. Дивергенция - расхождение признаков внутри вида, которое приводит к образованию новых группировок особей. Чем больше различаются живые организмы по строению, способу существования, тем больше расходятся они на более разнообразные пространства. Обычно одну область или участок занимают животные с одинаковой потребностью к качеству и запасу пищи. Через определенное время, когда запас пищи заканчивается, животные вынуждены поменять местообитание, переселяться на новые места. Если на одной территории обитают животные с различной потребностью к условиям среды, то конкуренция между ними ослабевает. Так, Ч. Дарвин определил, что в природе на участке в 1 м2 встречается до 20 видов растений, принадлежащих к 18 родам и 8 семействам. В процессе дивергенции от зачинающейся популяции расходятся как бы ветви дерева нескольких форм. Например, можно назвать семь видов оленей, сформировавшихся в результате дивергенции: пятнистый олень, марал, северный олень, лось, косуля, лань, кабарга (рис. 37).

Рис. 37. Многообразие видов оленей, возникших в результате дивергенции: 1 - пятнистый олень; 2 - марал; 3 - лань; 4 - северный олень; 5 - лось; 6" - косуля; 7 - кабарга

Под действием естественного отбора в бесконечном ряду поколений одни формы выживают, другие вымирают. Процессы вымирания и дивергенции тесно связаны между собой. Наиболее расходящиеся по признакам формы обладают большими возможностями оставлять плодовитое потомство и выживать в процессе естественного отбора, так как они меньше конкурируют между собой, чем промежуточные, которые постепенно редеют и вымирают.

В результате дивергенции популяция одного вида подразделяется на подвиды. Подвид, образовавшийся под действием естественного отбора, по признакам наследственного изменения превращается в вид.

2. Конвергенция - приобретение сходных признаков у различных, неродственных групп. Например, у акулы (класс рыб), ихтиозавров (класс пресмыкающихся), дельфинов (класс млекопитающих) формы тела сходны. Это связано с тем, что у них одинаковые среда обитания (вода) и условия жизни. Хамелеон и лазающая агама, относящиеся к разным подотрядам, внешне очень похожи. Сходство различных систематических групп обусловлено жизнью в сходной среде обитания. У организмов, обитающих в воздухе, имеются крылья. Крылья птицы и летучей мыши - измененные передние конечности, а крылья бабочки - выросты тела. Явление конвергенции широко распространено в животном мире.

3. Параллелизм (греч. parallelos - "рядом идущий") - эволюционное развитие генетически близких групп, заключающееся в независимом приобретении ими сходных черт строения на основании особенностей, унаследованных от общих предков. Параллелизм широко распространен среди различных групп организмов в процессе их исторического развития (филогенеза).

Например, приспособление к водному образу жизни в эволюции ластоногих развивалось в трех направлениях. У китообразных и ластоногих (моржи, ушастые и настоящие тюлени) в результате перехода к водному образу жизни, независимо друг от друга, появилось приспособление к воде - ласты. Преобразование передних крыльев у многих групп крылатых насекомых в надкрылья, развитие у кистеперых рыб признаков земноводных, возникновение признаков млекопитающих у зверозубых ящериц и т. д. Сходство в параллелизме указывает на единство происхождения организмов и наличие сходных условий существования.

Эволюция - необратимый процесс. У каждого организма, приспособленного к новым условиям, измененный орган исчезает. Вернувшись в прежнюю среду обитания, исчезнувший орган не восстанавливается. Еще Ч. Дарвин писал о необратимости эволюции: "Если даже среда обитания полностью повторяется, то вид никогда не может вернуться к прежнему состоянию". Например, дельфины, киты никогда не становились рыбами. При переходе наземных животных в водную среду конвергентно изменяются конечности - при этом конвергенция участвует лишь в изменении внешнего строения органов.

Во внутреннем строении плавников дельфина, кита сохранены признаки пятипалой конечности млекопитающих. Так как мутация приводит к обновлению генофонда популяции, она никогда не повторяет генофонд прошлого поколения. Так, если на каком-то этапе от примитивных земноводных возникли пресмыкающиеся, то пресмыкающиеся не могут вновь дать начало земноводным.

На стебле вечнозеленого кустарника - иглицы имеются блестящие толстые листья. На самом деле это видоизмененные ветви. Настоящие чешуевидные листья располагаются в центральной части этих видоизмененных стеблей. Ранней весной из пазухи чешуек появляются цветы, из которых в дальнейшем развиваются плоды.

Листья у иглицы исчезли еще в древности, в процессе приспособления к засухе. Затем при переходе опять в водную среду вместо листьев у них появились ветви, похожие на листья.

Неоднородность эволюции. В течение нескольких сотен миллионов лет на Земле существуют в неизменном виде саблехвост, кистеперые рыбы, гаттерия. Их называют "живыми ископаемыми". Однако некоторые растения и животные изменяются быстро. Например, на Филиппинах и в Австралии за 800 тыс. лет появилось несколько новых родов грызунов. Приблизительно за 20 млн. лет на Байкале возникло 240 видов раков, принадлежащих к 34 новым родам. Темпы эволюции не определяются астрономическим временем. Возникновение нового вида определяется необходимым числом поколений и приспособленностью.

Темпы эволюции снижаются и замедляются в одинаковых устойчивых условиях среды (глубоководные океаны, пещерные воды). На островах, где мало хищников, естественный отбор идет очень медленно. Наоборот, где проходит интенсивный отбор, эволюция также протекает быстрее. Например, в 30-х годах XX в. против вредителей использовали ядовитый препарат (ДДТ). Через несколько лет появились устойчивые к препарату формы, которые быстро распространились на Земле. Широкое применение антибиотиков - пенициллина, стрептомицина, грамицидина - в 40-50-х годах XX в. привело к появлению устойчивых форм микроорганизмов.

Дивергенция. Конвергенция. Параллелизм. Необратимый процесс. "Живые ископаемые".

1.Эволюционные формы групп живых организмов: дивергенция, конвергенция, параллелизм.

2.Эволюция - необратимый процесс, т. е. исчезнувший вид или орган никогда не может вернуться к прежнему состоянию.

3.Темпы эволюции меняются.

1.Объясните на примере процесс дивергенции.

2.Опишите конвергенцию, разберите ее на примере.

1.Объясните необратимость эволюции на примерах растений.

2.В чем причина исчезновения некоторых форм, приобретенных во время дивергенции?

1.Докажите на примере неоднородность эволюции.

2.Разберите с помощью схемы или таблицы дивергенцию, конвергенцию, параллелизм.

В чем особенность строения и жизнедеятельности одноклеточных животных?
Какие приспособления в строении и деятельности появляются у многоклеточных животных в отличие от одноклеточных?
Каково значение появления трехслойности в усложнении организации тела животных?
Почему формирование наружного хитинового скелета способствовало приспособлению насекомых к жизни на суше и их расселению по Земле?
Какие прогрессивные черты хордовых обеспечили их дальнейшую эволюцию?
Назовите основные отличия позвоночных от их предков - бесчерепных в строении и функциях организма.
Какие изменения в строении и функциях организма появились у древних земноводных в связи с изменением климата? К чему это привело?
В чем преимущество в строении и жизнедеятельности птиц и млекопитающих перед рептилиями?
Назовите основные этапы эволюции беспозвоночных и хордовых животных.

1) с наиболее разнообразными генотипами
2) с генотипами, обеспечивающими формирование признаков, наиболее соответствующих условиям обитания
3) с генотипами, обеспечивающими формирование полезных человеку признаков
4) не имеющих наследственных изменений в генотипе.
5. Наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор – это:
1) движущие силы эволюции
2) результаты эволюции органического мира
3) направления эволюции органического мира
4) основные закономерности эволюции органического мира.
6. Примером межвидовой борьбы за существование служат отношения между:
1) молодыми соснами в лесопосадках
2) колорадским жуком и его личинкой
3) грифами, дерущимися из-за добычи
4) львами и гиенами.
7. Внутривидовой борьбой за существование является:
1) «борьба с засухой» растений пустыни
2) конкуренция между серыми и черными крысами
3) борьба между хищником и добычей
4) соперничество самцов из-за самок.
8. Элементарная единица эволюции:

формирование наружного хитинового скелета способствовало приспособлению насекомых к жизни на суше и их расселению по Земле? 6.Какие прогрессивные черты хордовых обеспечили их дальнейшую эволюцию? 7..Назовите основные отличия позвоночных от их предков - бесчерепных в строении и функциях организма.

8.Какие изменения в строении и функциях организма появились у древних земноводных в связи с изменением климата? К чему это привело?

9.В чем преимущество в строении и жизнедеятельности птиц и млекопитающих перед рептилиями?

10.Назовите основные этапы эволюции беспозвоночных и хордовых животных.