Universāla evolūcijas shēma.
Atvērt izvēlni Evolūcija (no latīņu valodas evolutio - "izvērsties") - visu dzīvo organismu attīstības process, ko pavada ģenētiskās izmaiņas , atsevišķu populāciju un sugu adaptācijas, modifikācijas un izzušana, kā rezultātā notiek izmaiņas ekosistēmas Un biosfēra
vispār.
Dzīvo organismu evolūcijas uz Zemes shēma. Mūsdienās ir vairāki galvenie evolūcijas teorijas . Visizplatītākā ir sintētiskā evolūcijas teorija (STE) ir sintēze Darvina evolūcijas teorija un populācijas ģenētika. STE izskaidro saistību starp ekosistēmas evolūcijas ceļš (ģenētiskās mutācijas) evolūcijas mehānisms (dabiskā atlase saskaņā ar Darvinu).
STE evolūciju definē kā procesu, kura laikā gēnu alēļu biežums mainās laika periodā, kas ievērojami pārsniedz viena populācijas locekļa dzīves ilgumu. Čārlza Darvina evolūcijas teorijas būtība, kurš to formulēja savā darbā"Sugas izcelsme"
(1859) norāda, ka galvenais evolūcijas “dzinējspēks” ir dabiskā atlase, process, kas sastāv no trim faktoriem:
1) Populācijās dzimst vairāk pēcnācēju, nekā spēj izdzīvot, ņemot vērā vides apstākļus (barības daudzumu, dzīvo radību klātbūtni, kas barojas ar noteiktu sugu utt.);
2) dažādiem organismiem ir dažādas pazīmes, kas ietekmē to spēju izdzīvot un vairoties;
3) Iepriekš minētās īpašības ir iedzimtas.
Šie trīs faktori izskaidro intraspecifiskas konkurences rašanos un to indivīdu selektīvu izzušanu (likvidēšanu), kuri ir vismazāk pielāgoti izdzīvošanai. Tādējādi tikai spēcīgākie atstāj pēcnācējus, kas noved pie pakāpeniskas visu dzīvo būtņu evolūcijas. Dabiskā atlase ir vienīgais faktors, kas izskaidro visu dzīvo būtņu pielāgošanos, taču tas nav vienīgais evolūcijas cēlonis. Citi tikpat svarīgi iemesli ir.
mutācijas, gēnu plūsma un ģenētiskā novirze
Tests “Dzīvo organismu adaptīvās īpašības” 1. Paplašināt jēdziena “sugas pielāgošanās apstākļiem” saturu».
vidi
2. Uzskaitiet galvenos organismu pielāgošanās videi veidus.
3.Aizpildiet doto mīmikas parādīšanās evolūcijas mehānisma diagrammu
Mīmika — _________________________________________
Rezultātā neaizsargāts izskats - ____________________________
________________________________________________
4. Salīdziniet krāsojuma veidus, piemēram, brīdinājuma krāsojumu, aizsargkrāsu un mīmiku, īpašu uzmanību pievēršot tiem raksturīgās iezīmes. Sniedziet piemērus dzīvniekiem, kuriem ir šādi pielāgojumi. Aizpildiet tabulu. 5. Atbildiet, vai dzīvnieka uzvedība ietilpst darbības jomā dabiskā atlase. Ja jā, lūdzu, sniedziet piemēru. 6.Ievietojiet trūkstošo vārdu. Galvenās adaptāciju iegūšanas sekas ir ____________________ organismu stāvoklis viņu vidē
Aizsargājošs krāsojums
Brīdinājuma krāsošana
Adaptāciju rašanās dabiskās atlases rezultātā
Adaptācijas ir organismu īpašības un īpašības, kas nodrošina pielāgošanos videi, kurā šie organismi dzīvo. Adaptāciju sauc arī par adaptāciju rašanās procesu. Iepriekš mēs apskatījām, kā daži pielāgojumi rodas dabiskās atlases rezultātā. Bērzu kožu populācijas ir pielāgojušās mainītajiem ārējiem apstākļiem, jo uzkrājas tumšas krāsas mutācijas. Cilvēku populācijās, kas apdzīvo malārijas apgabalus, pielāgošanās radās sirpjveida šūnu anēmijas mutācijas izplatīšanās dēļ. Abos gadījumos adaptācija tiek panākta ar dabiskās atlases palīdzību.
Šajā gadījumā atlases materiāls ir iedzimta mainīgums, uzkrāta populācijās. Tā kā dažādas populācijas atšķiras viena no otras uzkrāto mutāciju komplektā, tad tie paši faktori ārējā vide viņi pielāgojas atšķirīgi. Tādējādi Āfrikas populācijas ir pielāgojušās dzīvei malārijas apgabalos sirpjveida šūnu anēmijas mutāciju uzkrāšanās dēļ Hb S, un populācijās, kas apdzīvo dienvidaustrumu Āzija rezistence pret malāriju veidojās, pamatojoties uz vairāku citu mutāciju uzkrāšanos, kas homozigotā stāvoklī arī izraisa asins slimības, bet heterozigotā stāvoklī nodrošina aizsardzību pret malāriju.
Šie piemēri ilustrē dabiskās atlases lomu adaptāciju veidošanā. Tomēr ir skaidri jāsaprot, ka tie ir īpaši salīdzinoši vienkāršu adaptāciju gadījumi, kas rodas atsevišķu “noderīgu” mutāciju nesēju selektīvas reprodukcijas dēļ. Maz ticams, ka lielākā daļa pielāgojumu radās šādā veidā.
Patronizējošs, brīdinošs un imitējošs krāsojums. Apsveriet, piemēram, tādus plaši izplatītus pielāgojumus kā aizsargājoša, brīdinājuma un imitējoša krāsošana (mīmika).
Aizsargājošs krāsojumsļauj dzīvniekiem kļūt neredzamiem, saplūstot ar substrātu. Daži kukaiņi ir pārsteidzoši līdzīgi to koku lapām, uz kuriem tie dzīvo, citi atgādina nokaltušus zarus vai ērkšķus uz koku stumbriem. Šos morfoloģiskos pielāgojumus papildina uzvedības pielāgojumi. Kukaiņi patvērumam izvēlas tieši tās vietas, kur tie ir mazāk pamanāmi.
Neēdamiem kukaiņiem un indīgiem dzīvniekiem - čūskām un vardēm ir spilgta, brīdinājuma krāsa. Plēsējs, reiz saskāries ar šādu dzīvnieku, ilgu laiku saista šāda veida krāsojumu ar briesmām. To izmanto daži neindīgi dzīvnieki. Tie iegūst pārsteidzošu līdzību ar indīgiem un tādējādi samazina plēsēju radītās briesmas. Čūska atdarina odzes krāsu, muša – biti. Šo fenomenu sauc mīmika.
Kā radās visas šīs apbrīnojamās ierīces? Maz ticams, ka viena mutācija varētu nodrošināt tik precīzu atbilstību starp kukaiņa spārnu un dzīvu lapu vai starp mušu un biti. Ir neticami, ka vienas mutācijas rezultātā aizsargājošas krāsas kukainis paslēptos tieši tajās lapās, kurām tas atgādina. Ir acīmredzams, ka tādas adaptācijas kā aizsargājošas un brīdinājuma krāsas un mīmika radās, pakāpeniski atlasot visas šīs nelielās novirzes ķermeņa formā, noteiktu pigmentu izplatībā, iedzimtajā uzvedībā, kas pastāvēja šo dzīvnieku senču populācijās. Viena no svarīgākajām dabiskās atlases īpašībām ir tā kumulativitāte– tās spēja uzkrāt un nostiprināt šīs novirzes vairāku paaudžu garumā, veidojot izmaiņas atsevišķos gēnos un to kontrolētajās organismu sistēmās.
Interesantākā un grūtākā problēma ir adaptāciju rašanās sākuma posmi. Ir skaidrs, kādas priekšrocības dod gandrīz ideālā dievlūdzēja līdzība ar sausu zaru. Bet kādas priekšrocības varēja būt viņa tālajam sencim, kurš tikai neskaidri atgādināja zaru? Vai tiešām plēsēji ir tik stulbi, ka tos var tik viegli apmānīt? Nē, plēsēji nekādā gadījumā nav stulbi, un dabiskā atlase no paaudzes paaudzē viņiem arvien labāk „māca” atpazīt savu laupījumu viltības. Pat modernā dievlūdzēja ideālā līdzība ar zariņu nedod 100% garantiju, ka neviens putns to nekad nepamanīs. Tomēr tā izredzes izvairīties no plēsoņa ir lielākas nekā kukaiņiem ar mazāk perfektu aizsargājošu krāsojumu. Tāpat viņa tālajam sencim, kurš tikai nedaudz atgādināja zaru, bija nedaudz lielākas izredzes uz dzīvību nekā viņa radiniekam, kurš nemaz neizskatījās pēc zara. Protams, viņam blakus sēdošais putns skaidrā dienā viņu viegli pamanīs. Bet, ja diena ir miglaina, ja putns nesēž tuvumā, bet lido garām un nolemj netērēt laiku tam, kas var būt dievlūdzējs vai varbūt zariņš, tad pat minimāla līdzība izglābj dzīvību šī nesējai. tikko manāma līdzība. Viņa pēcnācēju, kas manto šo minimālo līdzību, būs vairāk. Palielināsies to īpatsvars iedzīvotāju skaitā. Tas apgrūtinās putnu dzīvi. Starp tiem veiksmīgāki kļūs tie, kuri precīzāk atpazīs maskēto laupījumu. Notiek tas pats Sarkanās karalienes princips, par kuru mēs runājām rindkopā par cīņu par eksistenci. Lai saglabātu pārsvaru cīņā par dzīvību, kas iegūta ar minimālu līdzību, ir jāmainās medījuma sugai.
Dabiskā atlase uztver visas tās niecīgās izmaiņas, kas palielina krāsas un formas līdzību ar substrātu, līdzību starp ēdamajām sugām un neēdamajām sugām, kuras tā atdarina. Jāņem vērā, ka dažādi veidi Plēsēji izmanto dažādas metodes, lai meklētu laupījumu. Daži pievērš uzmanību formai, citi krāsai, dažiem ir krāsu redze, citi nē. Tāpēc dabiskā atlase, cik vien iespējams, automātiski uzlabo līdzību starp atdarinātāju un modeli un noved pie tiem pārsteidzošajiem pielāgojumiem, ko mēs novērojam dabā.
Sarežģītu adaptāciju rašanās. Daudzi pielāgojumi rada iespaidu, ka tie ir rūpīgi pārdomāti un mērķtiecīgi plānoti. Kā tāda sarežģīta struktūra kā cilvēka acs varēja rasties nejauši sastopamu mutāciju dabiskās atlases rezultātā?
Zinātnieki liecina, ka acs evolūcija sākās ar nelielām gaismas jutīgu šūnu grupām uz mūsu ļoti tālu senču ķermeņa virsmas, kas dzīvoja apmēram pirms 550 miljoniem gadu. Spēja atšķirt gaismu no tumsas viņiem noteikti bija noderīga, palielinot viņu dzīves iespējas salīdzinājumā ar viņu pilnīgi aklajiem radiniekiem. Nejaušais “vizuālās” virsmas izliekums uzlaboja redzi, kas ļāva noteikt virzienu uz gaismas avotu. Parādījās acu kauss. Jaunas mutācijas var izraisīt optiskā kausa atvēruma sašaurināšanos un paplašināšanos. Sašaurināšanās pakāpeniski uzlaboja redzi - gaisma sāka iet caur šauru diafragmu. Kā redzat, katrs solis palielināja to personu piemērotību, kuras mainījās “pareizajā” virzienā. Gaismas jutīgās šūnas veidoja tīkleni. Laika gaitā acs ābola priekšpusē ir izveidojusies kristāliska lēca, kas darbojas kā lēca. Šķita, ka tā bija caurspīdīga divslāņu struktūra, kas piepildīta ar šķidrumu.
Zinātnieki mēģināja simulēt šo procesu datorā. Viņi parādīja, ka tāda acs kā mīkstmiešu saliktā acs var rasties no gaismjutīgu šūnu slāņa salīdzinoši maigas atlases laikā tikai 364 000 paaudžu laikā. Citiem vārdiem sakot, dzīvnieki, kas katru gadu maina paaudzes, varētu izveidot pilnībā attīstītu un optiski perfektu aci mazāk nekā pusmiljona gadu laikā. Ņemot to vērā, šis ir ļoti īss laika posms evolūcijai pusmūžs sugas mīkstmiešiem ir vairākus miljonus gadu vecas.
Visus iespējamos cilvēka acs evolūcijas posmus mēs varam atrast starp dzīviem dzīvniekiem. Acs evolūcija gāja dažādos virzienos dažādi veidi dzīvnieki. Pateicoties dabiskajai atlasei, daudzas dažādas acu formas radās neatkarīgi, un cilvēka acs ir tikai viena no tām, nevis pati ideālākā.
Ja mēs rūpīgi izpētīsim cilvēku un citu mugurkaulnieku acs dizainu, mēs atklāsim vairākas dīvainas neatbilstības. Kad gaisma nokļūst cilvēka acī, tā iziet cauri lēcai un saskaras ar tīklenes gaismas jutīgajām šūnām. Gaisma ir spiesta izlauzties cauri blīvam kapilāru un neironu tīklam, lai sasniegtu fotoreceptoru slāni. Pārsteidzoši, ka nervu gali tuvojas gaismas jutīgajām šūnām nevis no aizmugures, bet no priekšpuses! Turklāt nervu gali tiek savākti redzes nervā, kas stiepjas no tīklenes centra, tādējādi radot aklo zonu. Lai kompensētu fotoreceptoru ēnojumu ar neironiem un kapilāriem un atbrīvotos no aklās zonas, mūsu acs nepārtraukti kustas, nosūtot uz smadzenēm virkni dažādu viena attēla projekciju. Mūsu smadzenes veic sarežģītas darbības, pievienojot šos attēlus, atņemot ēnas un aprēķinot reālo attēlu. No visām šīm grūtībām varētu izvairīties, ja nervu gali tuvotos neironiem nevis no priekšpuses, bet gan no aizmugures, kā, piemēram, astoņkājiem.
|
|
|
Mugurkaulnieku acs struktūras diagramma. |
Nervu gali tuvojas priekšā esošajiem fotoreceptoriem un tos noēno. Pati mugurkaulnieku acs nepilnība izgaismo dabiskās atlases evolūcijas mehānismus. Mēs jau vairāk nekā vienu reizi esam teikuši, ka atlase vienmēr darbojas "šeit un tagad". Tā šķiro dažādas jau esošo struktūru versijas, atlasot un saliekot labāko no tām: labāko “šeit un tagad”, neņemot vērā, par ko šīs struktūras var kļūt tālā nākotnē. Tāpēc atslēga gan mūsdienu konstrukciju pilnību, gan nepilnību skaidrošanai būtu jāmeklē pagātnē. Zinātnieki uzskata, ka visi mūsdienu mugurkaulnieki ir cēlušies no tādiem dzīvniekiem kā lancete. Lanceletā gaismas jutīgie neironi atrodas nervu caurules priekšējā galā. To priekšā atrodas nervu un pigmenta šūnas, kas pārklāj fotoreceptorus no gaismas, kas nāk no priekšpuses. Lancele uztver gaismas signālus, kas nāk no sāniem caurspīdīgs korpuss
Evolution nerada jaunus dizainus no nulles, tā maina (bieži vien neatpazīstami maina) vecos dizainus, tāpēc katrs šo izmaiņu posms ir adaptīvs. Jebkurām izmaiņām ir jāpalielina vai vismaz jāsamazina to nesēju piemērotība. Šī evolūcijas iezīme noved pie dažādu struktūru pastāvīgas uzlabošanās. Tas ir arī iemesls daudzu pielāgojumu nepilnībām, dīvainām dzīvo organismu struktūras neatbilstībām.
Tomēr jāatceras, ka visas ierīces, lai arī cik perfektas tās būtu, ir relatīvais raksturs. Skaidrs, ka lidošanas spēju attīstība ne pārāk labi apvienojas ar spēju ātri skriet. Tāpēc putni ar vislabākajām lidošanas spējām ir slikti skrējēji. Gluži pretēji, strausi, kas nespēj lidot, ir lieliski skrējēji. Pielāgošanās noteiktiem apstākļiem var būt bezjēdzīga vai pat kaitīga, ja rodas jauni apstākļi. Tomēr dzīves apstākļi mainās pastāvīgi un dažreiz ļoti dramatiski. Šādos gadījumos iepriekš uzkrātās adaptācijas var apgrūtināt jaunu veidošanos, kas var izraisīt lielu organismu grupu izzušanu, kā tas notika pirms vairāk nekā 60-70 miljoniem gadu ar kādreiz ļoti daudzajiem un daudzveidīgajiem dinozauriem.
1. Definējiet adaptāciju.
2. Kādam evolūcijas faktoram ir izšķiroša loma adaptāciju veidošanā?
3. Vai sarežģīti pielāgojumi var rasties no atsevišķām mutācijām?
4. Vai ģenētiskā novirze var izraisīt adaptācijas?
5. Sniedziet dažādu jums zināmu adaptāciju piemērus un mēģiniet rekonstruēt to rašanās vēsturi.
6. Kāds ir dažu pielāgojumu nepilnības iemesls?
1. Norādiet parādību - maskēšanās piemēru.
krāsošana mārītes un Kolorādo vaboles
sika brieža un tīģera krāsošana
plankumi uz tauriņu spārniem, kas atgādina mugurkaulnieku acis
Pierida tauriņa krāsas līdzība ar neēdamā helikonīda tauriņa krāsu
2. Adaptācija, kas veicina nelabvēlīgu dabas abiotisko faktoru pārnesi -
bārbeļu lapu pārveidošana mugurkaulās
garā kamieļa ērkšķu sakne
putnu tēviņu dziedāšana
spilgtas krāsas tēviņu apspalvojums fazāniem, pīlēm un vistām
3. Homologi orgāni dzīvniekiem ir
prusaku un vardes ekstremitātes
putnu spārni un tauriņi
tīģera un kurmja ķepas
kurmju un kurmju kriketa priekškājas
4. Pārejas forma starp rāpuļiem un putniem bija:
Arheopterikss
hoatzins
ārzemnieki
pterodaktili
5. Līdzīgi orgāni augos ir:
sakne un sakneņi
sakne un mietsakne
lapa un sepals
putekšņlapas un pistole
6. Pārejas formu izveidošanās starp senajām un mūsdienu organismu grupām ir... evolūcijas pierādījums.
bioģeogrāfisks
paleontoloģiskā
salīdzinošā anatomiskā
embrioloģiskā
7. Organismu filoģenētiskās attiecības tiek uzskatītas par... evolūcijas pierādījumu.
embrioloģiskā
salīdzinošā anatomiskā
paleontoloģiskā
molekulārā
8. Dažādu kontinentu faunas un floras līdzības un atšķirības tiek uzskatītas par... evolūcijas liecībām.
embrioloģiskā
salīdzinošā anatomiskā
paleontoloģiskā
bioģeogrāfisks
9. Apgalvojums, ka "organismu pielāgošanās spēja ir sākotnējās mērķtiecības izpausme saskaņā ar Radītāja plānu", pieder
K. Bērs
C. Darvins
J.-B. Lamarks
K. Linnejs
10. Raksturota augu pielāgošanās spēja vēja apputeksnēšanai
īsu pavedienu klātbūtne
sausu ziedputekšņu klātbūtne
košu ziedu vainagu klātbūtne
zied naktī
11. Augu pielāgošanās sezonālām dabas izmaiņām piemērs ir:
lapu modifikācija kaktusos
lapu krišana
spilgta vainaga un nektāra klātbūtne
sulīgu augļu veidošanās
12. Mērenā klimata abinieki evolūcijas procesā ir attīstījuši adaptāciju, lai izturētu nelabvēlīgus vides apstākļus - tas ir
1) apturēta animācija
pārtikas uzglabāšana
krāsas maiņa
migrācija uz siltajiem apgabaliem
13. Mīmikas piemērs ir
haizivs un delfīna ķermeņa formas līdzība
bišu un kameņu krāsošana
līdzība starp lidmušiņas un lapsenes ķermeņa formu un krāsu
zaļā krāsa kāpostu balta kāpurs
14. Kodes savāc nektāru no gaišiem ziediem, kas naktī ir skaidri redzami, bet bieži lido pretī ugunskuram un iet bojā. Tas ir pierādījums... adaptācijām.
absolūtums
neefektivitāte
relativitāte
daudzpusība
filoģenētiskā sērija
16. Cilvēka pamats ir:
1) pielikums
biezi mati
vairāku nipelis
aste
17. Izglītība nav aromorfoze
divi asinsrites apļi abiniekiem
mugurkauls hordatos
trīskameru sirds abiniekiem
ziloņa stumbrs
18. Idioadaptācija ir zaudējums
dodder saknes
kaktusa lapas
raflēzijas kāts un lapas
hrofils slotā
19. Pieejamība dažādi veidi gaismas signāli dažāda veida ugunspuķes ir piemērs... izolācijai.
ģeogrāfiski
Mehāniski
vides
4) etoloģiskā
20. Zirga un ēzeļa (mūla), ēzeļa un ērzeļa (hinnie), beluga un sterleta (bester) hibrīdi ir neauglīgi - tas ir... izolācijas piemērs.
ģenētiskais
ģeogrāfiski
mehāniski
vides
Piemērs
Evolūcijas ceļš
1) aromorfoze
B) pērtiķu astes veidošanās pērtiķiem
2) idioadaptācija
B) akorda izskats
3) deģenerācija
D) hlorofila parādīšanās
D) kaktusa lapu pārvēršana mugurkaulās
E) pīles lapu un sakņu zudums
Izveidojiet atbilstību starp sugas kritērijiem un baltās cielavas īpašībām
Tipa kritērijs
A) ēd kukaiņus un tārpus
1) morfoloģiskā
B) spārni ir asi
2) vides
B) astes spalvas 12
D) parasti apmetas pie ūdens
D) mazs slaids putns
E) aste ir gara
Nosakiet uzskaitīto dzīvnieku grupu sastopamības secību
bez galvaskausa
zivis
rāpuļi
putni
abinieki
vēžveidīgie
1) Dabiskās atlases darbības rezultātā tiek saglabāti indivīdi ar viņu labklājībai noderīgām iezīmēm. 2) Sugas, kas dzīvo atklāti un var būt pieejamas ienaidniekiem, attīsta maskēšanos, padarot organismus mazāk pamanāmus uz apkārtējās teritorijas fona, piemēram, sienāzis, rubeņi, lazdu rubeņi, rubenis u.c. 3) Dažu tauriņu kāpuri pēc ķermeņa. forma un krāsa atgādina mezglus - tas ir brīdinājuma krāsojuma piemērs. 4) Mīmika - vienas sugas neaizsargāto organismu imitācija ar citas sugas vairāk aizsargājamiem, piemēram, neindīgas čūskas un kukaiņi imitē indīgās. 5) Visas adaptācijas pēc būtības ir absolūtas un palīdz organismam izdzīvot īpašos apstākļos.
Pīļknābis ir savāds, vidēja auguma ūdensdzīvnieks (līdz 65 cm) ar bebram līdzīgu asti un pīlei līdzīgu knābi. Starp pirkstiem ir membrānas, bet uz pakaļkājām ir “spures” ar indīgiem dziedzeriem. Pīļknābis barojas ar maziem ūdensdzīvniekiem, galvenokārt kukaiņiem. Austrālijas upju stāvajos krastos tas izrok garas, līdz 6 m garas bedres. Mātīte šajā iedobē veido ligzdu, kurā iedēj 2-4 olas mīkstā ragveida čaumalā.
Kādas ir galvenās aromorfozes, kas putniem radušās evolūcijas procesā? Paskaidrojiet savu atbildi.
TESTS
Bioloģijā par tēmu: “Evolūcijas mehānismi”
opciju.
Izvēlieties vienu atbildi:
1. Nosauc fenomenu – mīmikas piemēru.
zaļā sienāža krāsa
Pēc formas un krāsas ir līdzīga bitei
parasta kāmja muguras krāsa ir līdzīga piedegušas zāles krāsai
līdzības starp galvkāju un zīdītāju acīm
2. Kas nav pielāgošanās vides apstākļiem?
augsta dzimstība
augsts mirstības līmenis
mīmika
brīdinājuma krāsa
3. Orgāns, kas ir homologs cilvēka astes kaulai —
nags
spārns
plezna
aste
4. Pārejas forma starp abiniekiem un rāpuļiem bija:
dinozauri
zvēru zobainās ķirzakas
daivu spuras zivis
stegocephali
5. Līdzīgi orgāni dzīvniekiem ir kurmja ekstremitātes un
1) kurmju crickets
2) suņi
3) pīles
4) ķirzakas
6. Pieejamība dažādas grupas homologu un līdzīgu orgānu organismi tiek klasificēti kā... evolūcijas pierādījumi.
embrioloģiskā
salīdzinošā anatomiskā
paleontoloģiskā
molekulārā
7. Rudimentu un atavismu klātbūtne dažādās organismu grupās tiek uzskatīta par... evolūcijas liecību.
embrioloģiskā
salīdzinošā anatomiskā
paleontoloģiskā
molekulārā
8. Pārejas formu esamība (piemēram, daivu spuras zivis, sēklpapardes) tiek uzskatīta par... evolūcijas liecību.
embrioloģiskā
salīdzinošā anatomiskā
paleontoloģiskā
molekulārā
9. Apgalvojums, ka organismiem piemīt iedzimta spēja mainīties ārējās vides ietekmē, pieder pie
K. Bērs
C. Darvins
J.-B. Lamarks
K. Linnejs
10. Piemērs dzīvnieku pielāgošanai sezonālām dabas izmaiņām ir
apturēta abinieku animācija
asari žaunu vāku kustība
ežu nakts aktivitātes
4) vilki meklē laupījumu
11. Plaušu zivis ir izstrādājušas pielāgošanos
1) aizsardzība pret plēsējiem
izmaiņas dienas garumā
apkārtējās vides temperatūras izmaiņas
izturīgs sezonāls sausums
12. Kāda adaptācija vides apstākļiem veidojās ūdensputniem evolūcijas procesā?
garš kakls
peldēšanas membrāna
spalvu vāks
spēja lidot
13. Salīdzinoši anatomiskie evolūcijas pierādījumi ietver
homologi un līdzīgi orgāni
dzīvo organismu šūnu struktūra
līdzība starp mugurkaulnieku embrijiem
filoģenētiskā sērija
14. Piemērs ir sienāžu un tauriņu kāpuru zaļais krāsojums
kamuflāža
mīmika
patronizējošs krāsojums
brīdinājuma krāsa
15. Paleontoloģiskie pierādījumi par evolūciju ietver:
homologi un līdzīgi orgāni
dzīvo organismu šūnu struktūra
līdzība starp mugurkaulnieku embrijiem
filoģenētiskā sērija
16. Indīgās čūskas ir bīstamas daudziem dzīvniekiem, taču tās ēd mangusi un eži. Tas ir pierādījums... adaptācijām.
absolūtums
neefektivitāte
relativitāte
4) daudzpusība
17. Deģenerācija ir zaudējums
biezs ziloņa kažoks
vaļu ekstremitātes
liellopu lenteņa gremošanas orgāni
četri kāju pirksti uz zirga
18. Aromorfoze ir veidošanās
pleznas
ziloņa stumbrs
akordi
pērtiķa aste
19 Idiomātiskā adaptācija ir
1) seksuālā procesa rašanās
2) akorda rašanās
3) stumbra veidošanās zilonim
4) smadzeņu masas palielināšanās
20. Havaju salās dzīvojošo augļu mušu telpiskā atdalīšana ir piemērs... izolācijai
etoloģiskā
ģeogrāfiski
mehāniski
vides
Izveidojiet atbilstību starp ceļu un piemēriem, kas to ilustrē.
Piemērs
Evolūcijas ceļš
A) daudzšūnu rašanās
1) aromorfoze
B) ložņājoša kāta izskats
2) idioadaptācija
C) sakņu, lapu, hlorofila zudums
3) deģenerācija
D) pleznu veidošanās roņos
D) fotosintēzes parādīšanās
E) stumbra veidošanās zilonim
G) trīskameru sirds veidošanās
Izveidot atbilstību starp sugas kritērijiem un Āfrikas strausa īpašībām
Baltās cielavas īpašības
Tipa kritērijs
A) parastā barība ir augi, bet reizēm tas ēd arī mazus dzīvniekus
1) morfoloģiskā
B) kājas ir spēcīgas, ar diviem pirkstiem; vaļīgs apspalvojums
2) vides
C) dzīvo atklātās savannās un pustuksnešos
D) liels putns, kas sver līdz 90 kg, līdz 3 metriem garš
D) taisns, plakans knābis; lielas acis ar biezām skropstām
E) var ilgstoši iztikt bez ūdens, bet reizēm viņš labprāt dzer un patīk peldēties
Izveidojiet secību, kas atspoguļo augu evolūciju
daudzšūnu aļģes
vienšūnu aļģes
papardes
psilofīti
ziedēšana
briofīti
24. Atrodiet kļūdas dotajā tekstā. Norādiet teikumu numurus, kuros tie ir veidoti, izlabojiet tos.
1) Putni attīstījās no senajiem abiniekiem mezozoja laikmetā. 2) Fosilās pārejas forma ir stegocefālija, kas tika atklāta fosilo atlieku veidā. 3) Viņam bija spārni, apspalvojums, sakausēti atslēgas kauli. 4) Putnu parādīšanos veicināja sekojoša aloģenēze: četrkameru sirds, nemainīga ķermeņa temperatūra, elpceļu diferenciācija. 5) Fosilo pārejas formu atradumi ir paleontoloģiski pierādījumi organiskās pasaules evolūcijai
25. Kādi sugu kritēriji ir aprakstīti tālāk tekstā? Paskaidrojiet savu atbildi.
Kivi putns apdzīvo Jaunzēlandes blīvos, mitros mežus. No visiem skrējējputniem kivi ir mazākais (augstums 55 cm, svars līdz 3,5 kg). Spārnu praktiski nav, to atliekas ir paslēptas matiem līdzīgā apspalvojumā. Kājas ir īsas un plaši izvietotas, tāpēc kivi kustas kā uzvelkama rotaļlieta. Knābis ir garš, nāsis ir novirzītas uz galu. Kivi pārtiek galvenokārt ar sliekām, laupījumu atrod, izmantojot ožu. Mātīte plakanā ligzdā parasti dēj vienu milzīgu (līdz 500 g) olu. Tēviņš inkubē olu.
26. Kādas ir galvenās aromorfozes, kuras abinieki attīstīja evolūcijas procesā? Norādiet vismaz četras aromorfozes.
Adaptāciju rašanās dabiskās atlases rezultātā
Adaptācijas ir organismu īpašības un īpašības, kas nodrošina pielāgošanos videi, kurā šie organismi dzīvo. Adaptāciju sauc arī par adaptāciju rašanās procesu. Iepriekš mēs apskatījām, kā daži pielāgojumi rodas dabiskās atlases rezultātā. Bērzu kožu populācijas ir pielāgojušās mainītajiem ārējiem apstākļiem, jo uzkrājas tumšas krāsas mutācijas. Cilvēku populācijās, kas apdzīvo malārijas apgabalus, pielāgošanās radās sirpjveida šūnu anēmijas mutācijas izplatīšanās dēļ. Abos gadījumos adaptācija tiek panākta ar dabiskās atlases palīdzību.
Šajā gadījumā atlases materiāls ir populācijās uzkrātā iedzimtā mainība. Tā kā dažādas populācijas atšķiras viena no otras uzkrāto mutāciju komplektā, tās dažādos veidos pielāgojas vieniem un tiem pašiem vides faktoriem. Tādējādi Āfrikas populācijas ir pielāgojušās dzīvei malārijas apgabalos sirpjveida šūnu anēmijas mutāciju uzkrāšanās dēļ Hb S, un populācijās, kas apdzīvo Dienvidaustrumu Āziju, rezistence pret malāriju veidojās, pamatojoties uz vairāku citu mutāciju uzkrāšanos, kas homozigotā stāvoklī arī izraisa asins slimības, bet heterozigotā stāvoklī nodrošina aizsardzību pret malāriju.
Šie piemēri ilustrē dabiskās atlases lomu adaptāciju veidošanā. Tomēr ir skaidri jāsaprot, ka tie ir īpaši salīdzinoši vienkāršu adaptāciju gadījumi, kas rodas atsevišķu “noderīgu” mutāciju nesēju selektīvas reprodukcijas dēļ. Maz ticams, ka lielākā daļa pielāgojumu radās šādā veidā.
Patronizējošs, brīdinošs un imitējošs krāsojums. Apsveriet, piemēram, tādus plaši izplatītus pielāgojumus kā aizsargājoša, brīdinājuma un imitējoša krāsošana (mīmika).
Aizsargājošs krāsojumsļauj dzīvniekiem kļūt neredzamiem, saplūstot ar substrātu. Daži kukaiņi ir pārsteidzoši līdzīgi to koku lapām, uz kuriem tie dzīvo, citi atgādina nokaltušus zarus vai ērkšķus uz koku stumbriem. Šos morfoloģiskos pielāgojumus papildina uzvedības pielāgojumi. Kukaiņi patvērumam izvēlas tieši tās vietas, kur tie ir mazāk pamanāmi.
Neēdamiem kukaiņiem un indīgiem dzīvniekiem - čūskām un vardēm ir spilgta, brīdinājuma krāsa. Plēsējs, reiz saskāries ar šādu dzīvnieku, ilgu laiku saista šāda veida krāsojumu ar briesmām. To izmanto daži neindīgi dzīvnieki. Tie iegūst pārsteidzošu līdzību ar indīgiem un tādējādi samazina plēsēju radītās briesmas. Čūska atdarina odzes krāsu, muša – biti. Šo fenomenu sauc mīmika.
Kā radās visas šīs apbrīnojamās ierīces? Maz ticams, ka viena mutācija varētu nodrošināt tik precīzu atbilstību starp kukaiņa spārnu un dzīvu lapu vai starp mušu un biti. Ir neticami, ka vienas mutācijas rezultātā aizsargājošas krāsas kukainis paslēptos tieši tajās lapās, kurām tas atgādina. Ir acīmredzams, ka tādas adaptācijas kā aizsargājošas un brīdinājuma krāsas un mīmika radās, pakāpeniski atlasot visas šīs nelielās novirzes ķermeņa formā, noteiktu pigmentu izplatībā, iedzimtajā uzvedībā, kas pastāvēja šo dzīvnieku senču populācijās. Viena no svarīgākajām dabiskās atlases īpašībām ir tā kumulativitāte- tā spēja uzkrāt un nostiprināt šīs novirzes vairāku paaudžu garumā, veidojot izmaiņas atsevišķos gēnos un to kontrolētajās organismu sistēmās.
Interesantākā un grūtākā problēma ir adaptāciju rašanās sākuma posmi. Ir skaidrs, kādas priekšrocības dod gandrīz ideālā dievlūdzēja līdzība ar sausu zaru. Bet kādas priekšrocības varēja būt viņa tālajam sencim, kurš tikai neskaidri atgādināja zaru? Vai tiešām plēsēji ir tik stulbi, ka tos var tik viegli apmānīt? Nē, plēsēji nekādā gadījumā nav stulbi, un dabiskā atlase no paaudzes paaudzē viņiem arvien labāk „māca” atpazīt savu laupījumu viltības. Pat modernā dievlūdzēja ideālā līdzība ar zariņu nedod 100% garantiju, ka neviens putns to nekad nepamanīs. Tomēr tā izredzes izvairīties no plēsoņa ir lielākas nekā kukaiņiem ar mazāk perfektu aizsargājošu krāsojumu. Tāpat viņa tālajam sencim, kurš tikai nedaudz atgādināja zaru, bija nedaudz lielākas izredzes uz dzīvību nekā viņa radiniekam, kurš nemaz neizskatījās pēc zara. Protams, viņam blakus sēdošais putns skaidrā dienā viņu viegli pamanīs. Bet, ja diena ir miglaina, ja putns nesēž tuvumā, bet lido garām un nolemj netērēt laiku tam, kas var būt dievlūdzējs vai varbūt zariņš, tad pat minimāla līdzība izglābj dzīvību šī nesējai. tikko manāma līdzība. Viņa pēcnācēju, kas manto šo minimālo līdzību, būs vairāk. Palielināsies to īpatsvars iedzīvotāju skaitā. Tas apgrūtinās putnu dzīvi. Starp tiem veiksmīgāki kļūs tie, kuri precīzāk atpazīs maskēto laupījumu. Notiek tas pats Sarkanās karalienes princips, par kuru mēs runājām rindkopā par cīņu par eksistenci. Lai saglabātu pārsvaru cīņā par dzīvību, kas iegūta ar minimālu līdzību, ir jāmainās medījuma sugai.
Dabiskā atlase uztver visas tās niecīgās izmaiņas, kas palielina krāsas un formas līdzību ar substrātu, līdzību starp ēdamajām sugām un neēdamajām sugām, kuras tā atdarina. Jāņem vērā, ka dažāda veida plēsēji izmanto dažādas medījuma meklēšanas metodes. Daži pievērš uzmanību formai, citi krāsai, dažiem ir krāsu redze, citi nē. Tāpēc dabiskā atlase, cik vien iespējams, automātiski uzlabo līdzību starp atdarinātāju un modeli un noved pie tiem pārsteidzošajiem pielāgojumiem, ko mēs novērojam dabā.
Sarežģītu adaptāciju rašanās. Daudzi pielāgojumi rada iespaidu, ka tie ir rūpīgi pārdomāti un mērķtiecīgi plānoti. Kā tāda sarežģīta struktūra kā cilvēka acs varēja rasties nejauši sastopamu mutāciju dabiskās atlases rezultātā?
Zinātnieki liecina, ka acs evolūcija sākās ar nelielām gaismas jutīgu šūnu grupām uz mūsu ļoti tālu senču ķermeņa virsmas, kas dzīvoja apmēram pirms 550 miljoniem gadu. Spēja atšķirt gaismu no tumsas viņiem noteikti bija noderīga, palielinot viņu dzīves iespējas salīdzinājumā ar viņu pilnīgi aklajiem radiniekiem. Nejaušais “vizuālās” virsmas izliekums uzlaboja redzi, kas ļāva noteikt virzienu uz gaismas avotu. Parādījās acu kauss. Jaunas mutācijas var izraisīt optiskā kausa atvēruma sašaurināšanos un paplašināšanos. Sašaurināšanās pakāpeniski uzlaboja redzi – gaisma sāka iet cauri šaurai apertūrai. Kā redzat, katrs solis palielināja to personu piemērotību, kuras mainījās “pareizajā” virzienā. Gaismas jutīgās šūnas veidoja tīkleni. Laika gaitā acs ābola priekšpusē ir izveidojusies kristāliska lēca, kas darbojas kā lēca. Šķita, ka tā bija caurspīdīga divslāņu struktūra, kas piepildīta ar šķidrumu.
Zinātnieki mēģināja simulēt šo procesu datorā. Viņi parādīja, ka tāda acs kā mīkstmiešu saliktā acs var rasties no gaismjutīgu šūnu slāņa salīdzinoši maigas atlases laikā tikai 364 000 paaudžu laikā. Citiem vārdiem sakot, dzīvnieki, kas katru gadu maina paaudzes, varētu izveidot pilnībā attīstītu un optiski perfektu aci mazāk nekā pusmiljona gadu laikā. Šis ir ļoti īss evolūcijas periods, ņemot vērā, ka sugas vidējais vecums moluskos ir vairāki miljoni gadu.
Visus iespējamos cilvēka acs evolūcijas posmus mēs varam atrast starp dzīviem dzīvniekiem. Acs evolūcija dažādos dzīvnieku veidos noritēja dažādos veidos. Pateicoties dabiskajai atlasei, daudzas dažādas acu formas radās neatkarīgi, un cilvēka acs ir tikai viena no tām, nevis pati ideālākā.
Ja mēs rūpīgi aplūkosim cilvēka un citu mugurkaulnieku acs dizainu, mēs to atradīsim vesela sērija dīvainas neatbilstības. Kad gaisma nokļūst cilvēka acī, tā iziet cauri lēcai un saskaras ar tīklenes gaismas jutīgajām šūnām. Gaisma ir spiesta izlauzties cauri blīvam kapilāru un neironu tīklam, lai sasniegtu fotoreceptoru slāni. Pārsteidzoši, ka nervu gali tuvojas gaismas jutīgajām šūnām nevis no aizmugures, bet no priekšpuses! Turklāt nervu gali tiek savākti redzes nervā, kas stiepjas no tīklenes centra, tādējādi radot aklo zonu. Lai kompensētu fotoreceptoru ēnojumu ar neironiem un kapilāriem un atbrīvotos no aklās zonas, mūsu acs nepārtraukti kustas, nosūtot uz smadzenēm virkni dažādu viena attēla projekciju. Mūsu smadzenes veic sarežģītas darbības, pievienojot šos attēlus, atņemot ēnas un aprēķinot reālo attēlu. No visām šīm grūtībām varētu izvairīties, ja nervu gali tuvotos neironiem nevis no priekšpuses, bet gan no aizmugures, kā, piemēram, astoņkājiem.
Pati mugurkaulnieku acs nepilnība izgaismo dabiskās atlases evolūcijas mehānismus. Mēs jau vairāk nekā vienu reizi esam teikuši, ka atlase vienmēr darbojas "šeit un tagad". Tā šķiro dažādas jau esošo struktūru versijas, atlasot un saliekot labāko no tām: labāko “šeit un tagad”, neņemot vērā, par ko šīs struktūras var kļūt tālā nākotnē. Tāpēc atslēga gan mūsdienu konstrukciju pilnību, gan nepilnību skaidrošanai būtu jāmeklē pagātnē. Zinātnieki uzskata, ka visi mūsdienu mugurkaulnieki ir cēlušies no tādiem dzīvniekiem kā lancete. Lanceletā gaismas jutīgie neironi atrodas nervu caurules priekšējā galā. To priekšā atrodas nervu un pigmenta šūnas, kas pārklāj fotoreceptorus no gaismas, kas nāk no priekšpuses. Lancele saņem gaismas signālus, kas nāk no tās caurspīdīgā korpusa sāniem. Varētu domāt, ka kopīgajam mugurkaulnieku priekštecim bija līdzīgas acis. Tad šī plakanā struktūra sāka pārveidoties par optisko kausu. Nervu caurules priekšējā daļa izspiedās uz iekšu, un neironi, kas atradās receptoru šūnu priekšā, atradās virs tiem. Acu attīstības process mūsdienu mugurkaulnieku embrijos zināmā nozīmē atkārto notikumu secību, kas notika tālā pagātnē.
Evolution nerada jaunus dizainus no nulles, tā maina (bieži vien neatpazīstami maina) vecos dizainus, tāpēc katrs šo izmaiņu posms ir adaptīvs. Jebkurām izmaiņām ir jāpalielina vai vismaz jāsamazina to nesēju piemērotība. Šī evolūcijas iezīme noved pie dažādu struktūru pastāvīgas uzlabošanās. Tas ir arī iemesls daudzu pielāgojumu nepilnībām, dīvainām dzīvo organismu struktūras neatbilstībām.
Tomēr jāatceras, ka visi pielāgojumi, lai cik perfekti tie būtu, pēc būtības ir relatīvi. Skaidrs, ka lidošanas spēju attīstība ne pārāk labi apvienojas ar spēju ātri skriet. Tāpēc putni, kuriem ir vislabākās spējas lidot, ir slikti skrējēji. Gluži pretēji, strausi, kas nespēj lidot, ir lieliski skrējēji. Pielāgošanās noteiktiem apstākļiem var būt bezjēdzīga vai pat kaitīga, ja rodas jauni apstākļi. Tomēr dzīves apstākļi mainās pastāvīgi un dažreiz ļoti dramatiski. Šādos gadījumos iepriekš uzkrātās adaptācijas var apgrūtināt jaunu veidošanos, kas var izraisīt lielu organismu grupu izzušanu, kā tas notika pirms vairāk nekā 60-70 miljoniem gadu ar kādreiz ļoti daudzajiem un daudzveidīgajiem dinozauriem.
