Раздел ЕГЭ: 6.1. Вид, его критерии. Популяция — структурная единица вида и элементарная единица эволюции. Микроэволюция. Образование новых видов. Способы видообразования. Сохранение многообразия видов как основа устойчивости биосферы
Образование новых видов. Способы видообразования
Видообразование — возникновение новых биологических видов и изменение их во времени, пространстве.
Биологическая изоляция приводит к изменению количества хромосом, различию в наборе генов, утрате способности к скрещиванию, образованию плодовитого потомства.
Микроэволюция
Микроэволюция — совокупность эволюционных процессов, протекающих внутри вида и приводящих к видообразованию.
Элементарная эволюционная единица
популяция
Особи популяции генетически неравноценны; популяция существует длительный промежуток времени
Рис. 40. Образование новых видов (дивергенция) по Дарвину: A — L — виды исходного рода; a7, m7, u7, z7, a8, m8, u8, z8 — разновидности видов; a10, f10.
Видообразование — это образование новых видов организмов в процессе эволюции.
На основании теории естественного отбора Дарвин объяснил происхождение не только приспособленности организмов, но и новых видов.
После Дарвина в результате стыковки генетики, экологии, систематики и других естественных наук с классическим дарвинизмом были накоплены многочисленные данные о биологическом виде, его составе, возникновении новых видов. Согласно этим данным, любой биологический вид имеет политипическое строение, т. е. он состоит из особей, более или менее различающихся в морфологическом, физиологическом, экологическом и генетическом отношениях. Были определены ареалы, занимаемые видами, различия в численностях популяций. Обычно численность популяций видов, населяющих обширные ареалы, велика, а в разбросанных ареалах — мала. Генофонд любого вида состоит из совокупности неразрывно связанных между собой генов и хромосом. Он обеспечивает приспособление организмов этого вида к условиям внешней среды.
Образование нового вида происходит вследствие создания нового генофонда за счёт разрушения совокупности взаимосвязанных генов и хромосом родоначального вида.
Проблемы изучения
Изучение видообразования сталкивается с двумя трудностями: во-первых, видообразование в природе происходит в течение длительного времени, во-вторых, этот процесс у различных организмов протекает по-разному.
Способы видообразования
По признанию учёных, в настоящее время образование новых видов происходит в нескольких направлениях (рис. 41):
Различают два основных способа видообразования:
Дивергенция
Дивергенцией называется расхождение признаков родоначального вида, т. е. возникновение из одного вида в определённом историческом процессе нескольких новых видов Дарвин назвал. Материал с сайта http://wikiwhat.ru
При изменении условий жизни число индивидуальных различий особей одного вида в результате естественного отбора увеличивается и отмечается расхождение признаков внутри вида. В результате внутри одного вида образуется несколько групп с разными признаками и свойствами. Естественно, что борьба за существование в большинстве случаев приведёт к постепенному вымиранию промежуточных форм и выживанию тех, которые приспособились к изменившейся среде. Таким путём от одного родоначального вида в историческом процессе образуется несколько новых видов.
На нашей планете с самого ее рождения происходило множество различных процессов, которые в конце концов преобразовали мир в тот, что мы все сейчас видим. Одно из самых главных течений эволюции – это возникновение новых видов, а также преобразование старых, который называется видообразованием. Этот процесс происходит всегда, он может длиться годами, а может произойти и за считанные дни благодаря человеку. Именно поэтому в природе есть такое большое количество видов и пород.
Под данным понятием понимают процесс, при котором образуются новые виды и породы живых существ, а также изменение их со временем.
Существует две формы данного явления:
Филетическое – это процесс формирования новых видов, который проходит в течение несколько лет. В нем из одного типа появляется другой, без формирования дочерних клеток.
Дивергентное – это процесс, при котором из одного древнего предка образуются новые эволюционные типы и породы под воздействием окружающих сил.
Факторы видообразования
Как уже говорилось выше, в природе существует всего 2 фактора, которые влияют на рассматриваемый процесс больше всего, это географический и биологический.
Географическая изоляция – осуществляется под воздействием пространственно-территориальных преград, например, при вулканической деятельности, горообразованиях и ливнях. Также при процессе «миграция» группы животных могут разделить горы, реки, кратеры и прочее. Благодаря этому различные индивиды больше заселяют территорию Земли, а после развиваются в новые виды.
Биологическая изоляция – возникает под воздействием микроэволюции организма, мутаций и генетических изменений живого организма. Также при изменении числа хромосом, перестройки организма, изменения потребностей и многого другого. В конце концов, группа индивидов, которая отделилась от другого, создает свой новый класс и проживает на одном ареале, пока опять кто-то не отделится.
Биологическая изоляция подразделяется на:
Способы видообразования
В этом процессе есть два основных пути, благодаря которым и возникают новые виды живых существ:
Симпатрическое (экологическое) видообразование – это процесс в биологии, при котором происходит отделение группы особей от популяции, обитавшей на одном ареале. Разделение произошло по экологическим признакам, например, из-за изменения числа хромосом, мутаций, перестройки организма, психологических проблем или же дивергенции. Эти особи не могут жить вместе на одной территории, не могут размножаться, потому что из-за генетических различий потомство может просто не родиться, а если и появится на свет, то будет очень слабым для выживания в дикой природе.
Аллопатрическое (географическое) видообразование – это отделение одной группы особей от другой под воздействием географических факторов. Основные причины это постоянная борьба между особями, после чего вид разделяется на две группы и расходится, или же миграция, при которой особи могут разделиться. Например, из-за рек, гор, различных расщелин и многого другого.
Заключение
В нашем мире все всегда стремится и идёт вперёд, включая живые организмы, которые постепенно развиваются под воздействием движущих сил природы. Довольно часто это развитие может произойти без ведома самих особей, из-за генетических различий или же окружающего мира.
Процесс видообразования довольно сложный, но если разобраться в теме глубже, немного изучить основные понятия, то все покажется довольно легким, а в результате вы узнаете много интересных вещей.
Если мы рассматриваем эволюционные изменения, затрагивающие популяцию или особей вида, то этот процесс называется микроэволюцией. Она имеет две формы:
Вид — группа особей, сходных по морфолого-анатомическим, физиолого-экологическим, биохимическим и генетическим признакам, занимающих естественный ареал, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство.
Стадии видообразования
1. Возникновение репродуктивной изоляции.
Экологическая изоляция проявляется в тех случаях, когда особи обитают на одной территории, но местообитания у них разные. Например, майские жуки из Москвы не смогут совокупиться с майскими жуками из Тулы. Будь они в одном городе/лесе – без проблем, однако расстояния между областями они преодолевать не будут.
Временна’я изоляция проявляется в несовпадении сроков размножения. Это могут быть как разные месяцы, так и разные часы.
Поведенческая изоляция проявляется в тех случаях, когда самец и самка не привлекают друг друга. У животных очень интересное половое поведение. Это и брачные танцы, и песни, и ухаживания, и подарки, и наряды. Первые два пункта особенно красивы и причудливы у птиц. У благородных оленей ценятся крупные ветвистые рога. А пингвины дарят идеально круглый камушек своей избраннице. Не менее интересно дела обстоят у пауков. Самки у них часто куда больше, чем самцы. Представительницы прекрасного пола вполне могут их съесть. Именно поэтому самцы приносят самке дары. Они заворачивают в паутину муху и приносят на свидание. Пока самка разворачивает «подарок» и лакомится им, самцы успевают ее оплодотворить. А если повезет, то еще и убежать целым и невредимым. Однако не всегда брачные ритуалы заканчиваются спариванием.
Механическая изоляция проявляется в случаях анатомического несочетания организмов. Например, если
Так как результатом репродуктивной изоляции является то, что особи не смогли скреститься, то обмена генетическим материалом не происходит. Это дает возможность возникновения генетической дивергенции. Например, в популяции возникают случайные изменения в генофонде при адаптации к условиям среды. Затем эти изменения, возникают репродуктивные механизмы изоляции, перечисленные выше. Так
2. Видообразование
Существует 2 пути видообразования: аллопатрическое видообразование и симпатрическое видообразование.
Аллопатрическое видообразование происходит как следствие географической изоляции. Например, популяция животных жила в горной местности, произошел обвал. Две части популяции оказались по разные стороны от завала. Если рассматривать 2 части популяции, то между ними возникла репродуктивная изоляция. Однако внутри своей группы они скрещиваться могут. Кроме того, не забываем о случайных мутациях. Так возникает новый вид по этому пути.
Симпатрическое видообразование проявляется при действии экологических факторов. Например, предполагают, что 5 видов синиц образовалось из-за того, что одни птицы добывали более мелких насекомых, а другие — более крупных. Одни предпочитали искать их в древесных стеблях, а другие – в стеблях трав, а третьи – поедать
Задание EB2018D Проанализируйте таблицу «Пути эволюции». Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины и понятия, приведённые в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин или соответствующее понятие из предложенного списка.
Характеристика
Примеры признаков у организмов
Ароморфоз
___________(Б)
Появление головного мозга у рыб
__________(А)
Упрощение уровня организации, утрата отдельных органов
Утрата пищеварительной системы у ленточных червей
Идиоадаптация
Частные приспособления к условиям среды
Список терминов и понятий:
Упрощение уровня организации, утрата отдельных органов – общая дегенерация, 2).
Ароморфоз — крупные изменения в строении, повышение уровня организации,4).
Идиодаптации — отсутствие конечностей у змей, т.к утрата органов не приводит к снижению уровня организации, а также к паразитическому или малоподвижному образу жизни, 5).
Задание EB1619t Установите соответствие между признаками макроэволюции и микроэволюции: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРИЗНАКИ
ТИП ЭВОЛЮЦИИ
А) перестройка структуры популяций
Б) на процесс влияют дегенерации
В) эволюция в пределах вида
Г) важную роль играют популяционные волны
Д) формирование надвидовых групп
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
На уровне до вида происходит микроэволюция, а выше вида — макроэволюция. Значит, А), В) и Г) — 2; Д) — 1.
Ароморфозы и дегенерации – крупные изменения, влияющие на положение вида в системе, поэтому это макроэволюция.
(1) Среди плоских и круглых червей достаточно много паразитов. (2) У паразитических круглых червей (аскарид) в процессе эволюции сформировались плотные покровы, которые позволяют им выжить при воздействии пищеварительных соков хозяина. (3 ) У паразитических плоских червей – бычьего и свиного цепней – во взрослом состоянии выделяются вещества, препятствующие их перевариванию в кишечнике хозяина. (4) Эти черви утратили пищеварительную систему. (5) На головке бычьего цепня сформировались четыре присоски, а у свиного цепня, кроме присосок, имеются крючочки. (6) В связи с паразитизмом червей их нервная система и органы чувств редуцировались.
Идиоадаптация — эволюционный процесс, приводящий к повышению приспособленности организмов к разным условиям обитания и существенно не отражающийся на общем уровне организации. То есть, организмы не поднимаются за счет этих изменений по эволюционной лестнице, это лишь приспособления.
Примечание В пункте 3) вернее указывать в плодах, которые имеют разные приспособления к расселению (распространению). Например, крылатки клена; яркий околоплодник вишни и т.д.
Задание EB20858 Проанализируйте таблицу. Заполните пустые ячейки таблицы, используя понятия и термины, примеры, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквами, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
Направление эволюции
Путь эволюции
Пример
А
общая дегенерация
отсутствие органов пищеварения у плоских червей
биологический прогресс
Б
появление цветка и плода
биологический прогресс
идиоадаптация
В
СПИСОК ТЕРМИНОВ И ПОНЯТИЙ:
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Общая дегенерация тоже относится к биологическому прогрессу. Это не биологический регресс, потому что плоские черви прекрасно живут и существуют как тип. Если бы это был биологический регресс, то плоские черви бы вымерли. 1)
Появление цветка и плода- яркий пример ароморфоза. 4)
Наличие перепончатых конечностей у водоплавающих птиц — пример идиоадаптации. Это не теплокровность, теплокровность — ароморфоз. 2)
Для начала, представим себе одноклеточное зеленое растение. Первым ароморфозом будет фотосинтез.
Потом — вегетативные органы.
Теперь выбор между тем, что произошло раньше: образование семян или возникновение цветка и плода. Ответ будет семена, так как они есть еще и голосеменных растений, у которых не было ни цветка, ни плода, соответственно.
Появление тканей точно до хорды. У тех же кишечнополостных нет хорды, но есть эктодерма и энтодерма.
Таким образом, первый пункт — возникновение полового размножения. Следует вспомнить, что к нему способны даже некоторые одноклеточные. А ткань — группа клеток, так что половое размножение появилось раньше, чем возникли ткани.
Раз эволюция хордовых, то образование хорды будет первым ароморфозом.
Очевидно, что возникновение четырехкамерного сердца будет последним ароморфозом.
Что же возникло раньше: легкие или головной и спинной мозг? Конечно, головной и спинной мозг. Нужно вспомнить, что по уровням организации вначале идут рыбы, а потом уже земноводные, у который и появились легкие.
Задание EB22964 Установите соответствие между характеристиками и способами видообразования: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКА
СПОСОБ
А. разделение ареала исходного вида
Б. различные пищевые специализации
в популяциях исходного вида
В. освоение популяциями новых территорий
Г. стабильность и неразрывность исходного
Д. различные сроки размножения в
популяциях исходного вида
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
Непреодолимые преграды — географический способ видообразования. 2)
Пищевые специализации — экологический. 1)
Новые территории – географический. 2)
Стабильность и неразрывность исходного ареала — экологический. 1)
Задание EB21563 Установите соответствие между характеристиками и путями достижения биологического прогресса: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ПУТИ ДОСТИЖЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОГО ПРОГРЕССА
А) частные приспособления к условиям жизни
Б) возникновение классов животных
B) образование родов внутри семейств
Г) повышение уровня организации организмов
Д) возникновение отделов растений
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Образование родов внутри семейств — идиоадаптация. 2)
Повышение уровня организации организмов — ароморфоз. 1)
Задание EB10637 Установите соответствие между видами организмов и направлениями эволюции, по которым в настоящее время происходит их развитие.
ВИД ОРГАНИЗМА
НАПРАВЛЕНИЕ ЭВОЛЮЦИИ
В) уссурийский тигр
Д) лошадь Пржевальского
Е) одуванчик обыкновенный
1) биологический прогресс
2) биологический регресс
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Конечно, никто из абитуриентов не должен знать красную книгу наизусть и интересоваться статусом животных, поэтому это задание делается по принципу: постоянно вижу это на улице, видел(а) только в зоопарке, на картинке и тд.
Задание EB12119 Установите соответствие между эволюционными изменениями и главными направлениями эволюционного процесса.
ЭВОЛЮЦИОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ
НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ
A) возникновение семени у растений
Б) возникновение четырёхкамерного сердца хордовых
B) выживаемость бактерий в вечной мерзлоте
Г) утрата пищеварительной системы у цепней
Д) приспособленность растений к опылению ветром
Е) появление копыт у лошадей
3) общая дегенерация
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
Ароморфоз — прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов. Ароморфоз — это расширение жизненных условий, связанное с усложнением организации и повышением жизнедеятельности.
Дегенерация — процесс резкого упрощения организации, связанного с исчезновением органов и функций, а также целых систем органов.
Возникновение четырехкамерного сердца у хордовых — ароморфоз. 1)
Приспособление к ветроопылению — идиоадаптация. 2)
Микроэволюция — это распространение в популяции малых изменений в частотах аллелей на протяжении нескольких поколений; эволюционные изменения на внутривидовом уровне.
Плод (в ботанике)- конечный этап развития цветка, видоизменённого в процессе двойного оплодотворения; генеративный орган покрытосеменных растений, который служит для формирования, защиты и распространения заключённых в нём семян.
Форма клюва птиц может варьироваться в зависимости от того, где они добывают пищу. Если нужно разбить плод или кору, то клюв должен быть массивным, если нужно вытащить личинку из трещины в стволе, то клюв удобнее уметь тонкий.
Изучением идиоадаптаций вьюрков на Галапагосском архипелаге занимался Чарльз Дарвин.
Четырехкамерное сердце — ароморфоз птиц и млекопитающих.
