Introduzione……………………………………………………………………..……………….………….……3-4
Capitolo 1. Fattori dell'evoluzione: concetti e termini di base……………….……….5-7
Capitolo 2. Fattori dell'evoluzione…………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………………7-22
2.1. Ereditarietà e variabilità…………………………………….……...…………7-10
2.2. Selezione naturale………………………………………………………………….…..………10-16
2.3. Lotta per l'esistenza………………………………………………………………………………………………16-17
2.4. Dimensione della popolazione e deriva genetica…………………………………….………..17-19
2.5. Isolamento…………………………………………………………………………….……..………..20-21
2.6. Migrazioni………………………………………………………………………………………..….21-22
Conclusione……………………………………………………………………………………………...…….23
Elenco delle fonti utilizzate…………………………………………………………….24
La teoria dell'evoluzione occupa una posizione centrale nella biologia moderna, unendo tutte le sue aree ed essendo la loro comune base teorica. Non sarebbe esagerato affermare che un indicatore della maturità scientifica di specifiche scienze biologiche è, da un lato, il loro contributo alla teoria dell'evoluzione e, dall'altro, il grado in cui le conclusioni di quest'ultima sono utilizzati nella loro pratica scientifica (per impostare problemi, analizzare i dati ottenuti e costruire teorie particolari). Allo stesso tempo, la teoria dell'evoluzione ha il significato ideologico generale più importante: un certo atteggiamento nei confronti dei problemi dell'evoluzione del mondo organico caratterizza vari concetti filosofici generali (sia materialistici che idealistici).
Nel processo di sviluppo storico, alcune specie si estinguono, altre cambiano e danno origine a nuove specie. Cosa sono le specie? Le specie esistono davvero in natura?
Il termine "specie" fu introdotto per la prima volta dal botanico inglese John Ray (1628-1705). Il botanico svedese K. Linnaeus considerava la specie come la principale unità sistematica. Non era un sostenitore delle visioni evolutive e credeva che le specie non cambiassero nel tempo.
J. B. Lamarck ha notato che le differenze tra alcune specie sono molto piccole, e in questo caso è piuttosto difficile distinguere le specie. Ha concluso che le specie non esistono in natura e la sistematica è stata inventata dall'uomo per comodità. In realtà, esiste solo un individuo. Il mondo organico è un insieme di individui legati da vincoli di parentela.
Come si può vedere, le opinioni di Linneo e Lamarck sulla reale esistenza di una specie erano direttamente opposte: Linneo credeva che le specie esistessero, fossero immutabili; Lamarck ha negato la reale esistenza delle specie in natura.
Al momento, il punto di vista di Charles Darwin è generalmente accettato: le specie esistono realmente in natura, ma la loro costanza è relativa; le specie sorgono, si sviluppano e poi scompaiono o cambiano, dando origine a nuove specie.
VisualizzazioneÈ una forma sovrarganistica dell'esistenza della natura vivente. È un insieme di individui morfologicamente e fisiologicamente simili, che si incrociano liberamente e producono prole fertile, occupano una certa area e vivono in condizioni ecologiche simili. Le specie differiscono in molti modi. I criteri in base ai quali gli individui appartengono alla stessa specie sono presentati nella tabella.
Visualizza criteri
Nel determinare l'appartenenza di un individuo a qualsiasi specie, non ci si dovrebbe limitare a un solo criterio, ma è necessario utilizzare l'intero insieme di criteri. Quindi, non è possibile limitare solo criterio morfologico perché gli individui della stessa specie possono differire nell'aspetto. Ad esempio, in molti uccelli - passeri, ciuffolotti, fagiani, i maschi differiscono esternamente in modo significativo dalle femmine.
In natura, l'albinismo è diffuso negli animali, in cui la sintesi del pigmento viene interrotta nelle cellule dei singoli individui a causa di una mutazione. Gli animali con queste mutazioni sono bianchi. I loro occhi sono rossi perché non c'è pigmento nell'iride e attraverso di essa si vedono i vasi sanguigni. Nonostante le differenze esterne, tali individui, come corvi bianchi, topi, ricci, tigri, appartengono alla loro stessa specie e non si distinguono in specie indipendenti.
In natura esistono specie gemelle esteriormente quasi indistinguibili. Sì, prima zanzara malarica infatti, sono state nominate sei specie, simili nell'aspetto, ma non ibride e diverse per altri criteri. Tuttavia, di queste, solo una specie si nutre di sangue umano e diffonde la malaria.
La vita si trasforma in tipi diversi spesso procedono in modo molto simile. Si parla di relatività criterio fisiologico. Ad esempio, in alcune specie di pesci artici, il tasso metabolico è lo stesso dei pesci che vivono nelle acque tropicali.
Non posso usarne uno criterio biologico molecolare, poiché molte macromolecole (proteine e DNA) non hanno solo specificità di specie, ma anche individuali. Pertanto, secondo gli indicatori biochimici, non è sempre possibile determinare se gli individui appartengono a una o diverse specie.
Criterio genetico anche non universale. Innanzitutto, in specie diverse, il numero e persino la forma dei cromosomi possono essere gli stessi. In secondo luogo, in una specie possono esserci individui con un diverso numero di cromosomi. Quindi, una specie di tonchio ha forme diploidi (2p), triploidi (3p), tetraploidi (4p). In terzo luogo, a volte individui di specie diverse possono incrociarsi e produrre prole fertile. Sono noti ibridi di lupo e cane, yak e bestiame, zibellino e martora. Nel regno vegetale, gli ibridi interspecifici sono abbastanza comuni e talvolta ci sono ibridi intergenerici più distanti.
non può essere considerato universale criterio geografico, poiché gli areali di molte specie in natura coincidono (ad esempio, l'areale del larice di Dahurian e del pioppo profumato). Inoltre, esistono specie cosmopolite che sono ubiquitarie e non hanno un areale ben definito (alcune specie di erbe infestanti, zanzare, topi). Gli areali di alcune specie in rapida dispersione, come la mosca domestica, stanno cambiando. Molti uccelli migratori hanno diverse zone di nidificazione e di svernamento. Il criterio ecologico non è universale, poiché all'interno dello stesso areale vivono molte specie molto diverse condizioni naturali. Quindi, molte piante (ad esempio gramigna, dente di leone) possono vivere sia nella foresta che nei prati alluvionali.
Le specie esistono davvero in natura. Sono relativamente permanenti. Le specie possono essere distinte in base a criteri morfologici, biologici molecolari, genetici, ecologici, geografici e fisiologici. Nel determinare se un individuo appartiene a una particolare specie, si dovrebbe tener conto non di un criterio, ma del loro intero complesso.
Sai che una specie è composta da popolazioni. popolazioneè un gruppo di individui morfologicamente simili della stessa specie, che si incrociano liberamente e occupano un certo habitat nell'areale della specie.
Ogni popolo ha il suo pool genico- la totalità dei genotipi di tutti gli individui della popolazione. I pool genetici di diverse popolazioni anche della stessa specie possono differire.
Il processo di formazione di nuove specie inizia all'interno della popolazione, cioè la popolazione è l'unità elementare dell'evoluzione. Perché, allora, una popolazione, e non una specie o un individuo, viene considerata come unità elementare dell'evoluzione?
Un individuo non può evolversi. Può cambiare, adattandosi alle condizioni dell'ambiente esterno. Ma questi cambiamenti non sono evolutivi, poiché non sono ereditari. La specie è generalmente eterogenea e consiste in un numero di popolazioni. La popolazione è relativamente indipendente e può esistere a lungo senza connessione con altre popolazioni della specie. Tutti i processi evolutivi avvengono in una popolazione: si verificano mutazioni negli individui, si verificano incroci tra individui, c'è una lotta per l'esistenza e la selezione naturale. Di conseguenza, il pool genetico della popolazione cambia nel tempo e diventa l'antenato di una nuova specie. Ecco perché l'unità elementare dell'evoluzione è la popolazione, non la specie.
Consideriamo i modelli di ereditarietà dei tratti in popolazioni di diverso tipo. Questi modelli sono diversi per organismi autofecondanti e dioici. L'autofecondazione è particolarmente comune nelle piante. Nelle piante autoimpollinatrici, come piselli, frumento, orzo, avena, le popolazioni sono costituite dalle cosiddette linee omozigoti. Cosa spiega la loro omozigosi? Il fatto è che durante l'autoimpollinazione, la percentuale di omozigoti nella popolazione aumenta e la percentuale di eterozigoti diminuisce.
Linea pulita sono figli dello stesso individuo. È una raccolta di piante autoimpollinanti.
Lo studio della genetica delle popolazioni iniziò nel 1903 dallo scienziato danese W. Johannsen. Ha studiato la popolazione di una pianta di fagioli autoimpollinante, che dà facilmente una linea pura: un gruppo di discendenti di un singolo individuo, i cui genotipi sono identici.
Johannsen prese i semi di una varietà di fagioli e determinò la variabilità di un tratto: la massa del seme. Si è scoperto che varia da 150 mg a 750 mg. Lo scienziato ha seminato separatamente due gruppi di semi: del peso da 250 a 350 mg e del peso da 550 a 650 mg. Il peso medio dei semi delle piante appena cresciute era di 443,4 mg nel gruppo leggero e di 518 mg nel gruppo pesante. Johannsen ha concluso che la varietà originale di fagioli era costituita da piante geneticamente diverse.
Per 6-7 generazioni, lo scienziato ha condotto la selezione di semi pesanti e leggeri da ciascuna pianta, cioè ha effettuato la selezione in linee pure. Di conseguenza, è giunto alla conclusione che la selezione nelle linee pure non si è spostata né verso semi leggeri né pesanti, il che significa che la selezione non è efficace nelle linee pure. E la variabilità della massa dei semi all'interno di una linea pura è modificata, non ereditaria e si verifica sotto l'influenza delle condizioni ambientali.
I modelli di ereditarietà dei tratti nelle popolazioni di animali dioici e piante a impollinazione incrociata furono stabiliti indipendentemente dal matematico inglese J. Hardy e dal medico tedesco W. Weinberg nel 1908-1909. Questo modello, chiamato legge di Hardy-Weinberg, riflette la relazione tra le frequenze degli alleli e dei genotipi nelle popolazioni. Questa legge spiega come si mantiene l'equilibrio genetico in una popolazione, cioè il numero di individui con tratti dominanti e recessivi rimane a un certo livello.
Secondo questa legge, le frequenze degli alleli dominanti e recessivi in una popolazione rimarranno costanti di generazione in generazione a determinate condizioni: un numero elevato di individui nella popolazione; il loro libero attraversamento; mancanza di selezione e migrazione degli individui; lo stesso numero di individui con genotipi diversi.
La violazione di almeno una di queste condizioni porta allo spostamento di un allele (ad esempio, A) da un altro (a). Sotto l'influenza della selezione naturale, delle ondate di popolazione e di altri fattori evolutivi, gli individui con l'allele dominante A elimineranno gli individui con l'allele recessivo a.
In una popolazione, il rapporto tra individui con genotipi diversi può cambiare. Supponiamo che la composizione genetica della popolazione fosse 20% AA, 50% AA, 30% AA. Sotto l'influenza di fattori evolutivi, può essere il seguente: 40% AA, 50% AA, 10% AA. Usando la legge di Hardy-Weinberg, si può calcolare la frequenza di occorrenza di qualsiasi dominante e gene recessivo nella popolazione, così come qualsiasi genotipo.
Una popolazione è un'unità elementare dell'evoluzione, poiché ha una relativa indipendenza e il suo patrimonio genetico può cambiare. I modelli di ereditarietà sono diversi nelle popolazioni di tipi diversi. Nelle popolazioni di piante autoimpollinatrici la selezione avviene tra linee pure. Nelle popolazioni di animali dioici e piante a impollinazione incrociata, i modelli di ereditarietà obbediscono alla legge di Hardy-Weinberg.
Secondo la legge di Hardy-Weinberg, in condizioni relativamente costanti, la frequenza allelica in una popolazione rimane invariata di generazione in generazione. In queste condizioni, la popolazione è in uno stato di equilibrio genetico, in essa non si verificano cambiamenti evolutivi. Tuttavia, non ci sono condizioni ideali in natura. Sotto l'influenza di fattori evolutivi - il processo di mutazione, l'isolamento, la selezione naturale, ecc. - l'equilibrio genetico nella popolazione è costantemente disturbato, si verifica un fenomeno evolutivo elementare - un cambiamento nel pool genetico della popolazione. Consideriamo l'azione di vari fattori dell'evoluzione.
Uno dei principali fattori dell'evoluzione è il processo di mutazione. Le mutazioni sono state scoperte all'inizio del XX secolo. Botanico e genetista olandese De Vries (1848-1935).
Considerava le mutazioni la causa principale dell'evoluzione. A quel tempo, erano note solo grandi mutazioni che interessavano il fenotipo. Pertanto, De Vries riteneva che le specie sorsero come risultato di grandi mutazioni immediatamente, bruscamente, senza selezione naturale.
Ulteriori ricerche hanno dimostrato che molte grandi mutazioni sono dannose. Pertanto, molti scienziati credevano che le mutazioni non potessero servire come materiale per l'evoluzione.
Solo negli anni '20. del nostro secolo, gli scienziati domestici S. S. Chetverikov (1880-1956) e I. I. Shmalgauzen (1884-1963) hanno mostrato il ruolo delle mutazioni nell'evoluzione. Si è scoperto che qualsiasi popolazione naturale è satura, come una spugna, di varie mutazioni. Molto spesso, le mutazioni sono recessive, sono in uno stato eterozigote e non si manifestano fenotipicamente. Sono queste mutazioni che servono come base genetica dell'evoluzione. Quando gli individui eterozigoti vengono incrociati, queste mutazioni nella prole possono passare allo stato omozigote. La selezione di generazione in generazione preserva gli individui con mutazioni benefiche. Le mutazioni benefiche sono preservate dalla selezione naturale, mentre quelle dannose si accumulano in una popolazione in forma latente, creando una riserva di variabilità. Ciò porta a un cambiamento nel pool genetico della popolazione.
L'accumulo di differenze ereditarie tra le popolazioni è facilitato da isolamento, a causa della quale non c'è incrocio tra individui di popolazioni diverse, e quindi nessuno scambio di informazioni genetiche.
In ogni popolazione, alcune mutazioni benefiche si accumulano a causa della selezione naturale. Dopo diverse generazioni, le popolazioni isolate che vivono in condizioni diverse, differirà in vari modi.
Molto diffuso spaziale, o isolamento geografico quando le popolazioni sono separate da varie barriere: fiumi, montagne, steppe, ecc. Ad esempio, anche in fiumi ravvicinati vivono diverse popolazioni di pesci della stessa specie.
Ci sono anche isolamento ambientale quando individui di diverse popolazioni della stessa specie preferiscono luoghi e habitat diversi. Quindi, in Moldavia, il topo selvatico dalla gola gialla ha formato popolazioni di foreste e steppe. Gli individui delle popolazioni forestali sono più grandi, si nutrono di semi specie arboree e individui delle popolazioni della steppa - semi di cereali.
Isolamento fisiologico si verifica quando in individui di popolazioni diverse avviene la maturazione delle cellule germinali date diverse. Gli individui di tali popolazioni non possono incrociarsi. Ad esempio, nel lago Sevan vivono due popolazioni di trote, che depongono le uova in tempi diversi, quindi non si incrociano.
C'è anche isolamento comportamentale. Il comportamento di accoppiamento di individui di specie diverse varia. Questo impedisce loro di attraversare. Isolamento meccanico associato a differenze nella struttura degli organi riproduttivi.
I cambiamenti nelle frequenze alleliche nelle popolazioni possono verificarsi non solo sotto l'influenza della selezione naturale, ma anche indipendentemente da essa. La frequenza allelica può cambiare in modo casuale. Ad esempio, la morte prematura di un individuo, l'unico proprietario di un allele, porterà alla scomparsa di questo allele nella popolazione. Questo fenomeno è stato nominato deriva genetica.
Un'importante fonte di deriva genetica sono ondate di popolazione- periodiche variazioni significative del numero di individui nella popolazione. Il numero di individui varia di anno in anno e dipende da molti fattori: quantità di cibo, condizioni meteorologiche, numero di predatori, malattie di massa, ecc. Il ruolo delle ondate di popolazione nell'evoluzione è stato stabilito da S. S. Chetverikov, che ha dimostrato che a la variazione del numero di individui in una popolazione influisce sull'efficacia della selezione naturale. Quindi, con una forte riduzione delle dimensioni di una popolazione, gli individui con un certo genotipo possono accidentalmente sopravvivere. Ad esempio, gli individui con i seguenti genotipi possono rimanere in una popolazione: 75% AA, 20% AA, 5% AA. I genotipi più numerosi in questo caso Ah, determineranno la composizione genetica della popolazione fino alla prossima "ondata".
La deriva genetica generalmente riduce la variazione genetica in una popolazione, principalmente a causa della perdita di alleli rari. Questo meccanismo di cambiamento evolutivo è particolarmente efficace nelle piccole popolazioni. Tuttavia, solo la selezione naturale basata sulla lotta per l'esistenza contribuisce alla conservazione di individui con un certo genotipo corrispondente all'ambiente.
Un fenomeno evolutivo elementare - un cambiamento nel pool genetico di una popolazione avviene sotto l'influenza di fattori elementari dell'evoluzione - il processo di mutazione, l'isolamento, la deriva genetica, la selezione naturale. Tuttavia, la deriva genetica, l'isolamento e il processo di mutazione non determinano la direzione del processo evolutivo, cioè la sopravvivenza di individui con un certo genotipo corrispondente all'ambiente. L'unico fattore guida nell'evoluzione è la selezione naturale.
Le principali disposizioni degli insegnamenti evolutivi di Ch. Darwin.
FORME DI SELEZIONE NATURALE
| IL MODULO SELEZIONE |
AZIONE | DIREZIONE | RISULTATO | ESEMPI |
| In movimento | Quando cambiano le condizioni per l'esistenza degli organismi | A favore di individui con deviazioni dalla norma media | Sorge una nuova forma media, più adeguata alle mutate condizioni | L'emergere della resistenza degli insetti ai pesticidi; distribuzione di farfalle di falena di colore scuro in condizioni di oscuramento della corteccia di betulla dal fumo costante |
| Stabilizzare ruggendo |
In condizioni di esistenza immutabili e costanti | Contro individui con deviazioni estreme emergenti dalla norma media della gravità del tratto | Conservazione e rafforzamento della norma media di manifestazione di un tratto | Conservazione delle dimensioni e della forma di un fiore nelle piante impollinate da insetti (i fiori devono corrispondere alla forma e alle dimensioni del corpo di un insetto impollinatore, alla struttura della sua proboscide) |
| dirompente ny |
Nelle mutevoli condizioni della vita | A favore di organismi con deviazioni estreme dalla gravità media del tratto | La formazione di nuove norme medie al posto delle prime, che cessavano di corrispondere alle condizioni di vita | Con frequenti forti venti, gli insetti con ali ben sviluppate o rudimentali persistono sulle isole oceaniche. |
TIPI DI SELEZIONE NATURALE
Dopo aver elaborato questi argomenti, dovresti essere in grado di:
Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Biologia generale". Mosca, "Illuminismo", 2000
Estratto di una lezione di biologia in classe 11 sul tema "Sviluppo degli insegnamenti evolutivi di Ch. Darwin".
Bisogno: "imparare a vivere" e "vivere per imparare".
Scopo: studiare l'essenza della selezione naturale e la lotta per l'esistenza come principali fattori dell'evoluzione.
Far conoscere agli studenti la storia della formazione e dello sviluppo delle idee evolutive;
Considera i prerequisiti per l'emergenza teoria evoluzionistica, per far conoscere agli studenti le opinioni di K. Linnaeus, J. B. Lamarck, J. Cuvier, K. Baer, C. Lyell;
Per rivelare le principali disposizioni della teoria evolutiva di Charles Darwin.
Tipo di lezione: combinata. Attrezzatura: ritratti di scienziati, carte per consolidare il materiale studiato.
I Momento organizzativo:
II Attualizzazione delle conoscenze degli studenti:
1. Come capisci cos'è l'evoluzione? (risposte dei bambini)
III Imparare nuovo materiale:
diapositiva numero 1
Con il detto dell'antico filosofo greco Eraclito. "Tutto è e non è, perché anche se verrà il momento in cui lo sarà, cesserà immediatamente di essere ... Tuttavia, lo stesso è giovane e vecchio, e vivo e morto, poi si trasforma in questo, questo, cambiando, diventa di nuovo argomenti."
Insegnante: leggi il detto dell'antico filosofo greco Eraclito. Come capisci queste parole?
Nella lezione parleremo dello sviluppo degli insegnamenti evolutivi di Charles Darwin.
diapositiva numero 2
Nella diapositiva vedi i compiti della nostra lezione.
Conoscere la storia della formazione e dello sviluppo delle idee evolutive;
Considera i prerequisiti per l'emergere della teoria evoluzionistica;
Presentare agli studenti opere di J-B Lamarck e altri scienziati.
Per rivelare le principali disposizioni della teoria evolutiva di Ch. Darwin.
L'opera principale di Charles Darwin On the Origin of Species, che cambiò radicalmente l'idea di fauna selvatica, apparve nel 1859. Questo evento è stato preceduto da oltre vent'anni di lavoro sullo studio e la comprensione del ricco materiale fattuale raccolto sia dallo stesso Darwin che da altri scienziati. Oggi parleremo delle premesse di base delle idee evolutive, della prima teoria evolutiva di Jean Baptiste Lamarck, conosceremo la teoria della selezione artificiale e naturale di Charles Darwin.
Concetti base della lezione.
Annota i concetti principali che dovresti imparare durante la lezione.
Evoluzione
variabilità ereditaria
Selezione naturale
selezione artificiale
Lotta per l'esistenza
diapositiva numero 4
Ritratto di Charles Darwin e citazione "Più conosciamo le leggi immutabili della natura, più incredibili diventano per noi i miracoli".
diapositiva numero 5
Carlo Darwin.
Naturalista inglese e viaggiatore. Fu uno dei primi a rendersi conto e dimostrare chiaramente che tutti i tipi di organismi viventi si evolvono nel tempo da antenati comuni. Nella sua teoria, Darwin definì la selezione naturale e la variabilità indefinita la principale forza motrice dell'evoluzione. Le idee e le scoperte di Dravin costituiscono il fondamento della moderna teoria dell'evoluzione e costituiscono la base della biologia.
Insegnante: Tracciamo i modi principali per formare la visione del mondo di Darwin e il suo sistema di prove.
Insegnante: Il termine "evoluzione" (dal latino evolution - schieramento) è stato introdotto nel XVIII secolo dal naturalista svizzero Charles Bonnet.
In biologia, l'evoluzione è intesa come lo sviluppo storico irreversibile della natura. In biologia, l'evoluzione è vista come una forza. portando alla formazione di nuove forme di organismi, come un processo mediante il quale le forme di vita precellulari sorte più di 3 miliardi di anni fa hanno dato origine agli organismi multicellulari estremamente complessi del nostro tempo.
diapositiva numero 8
(ritratto di K. Linnaeus) Il sistema di natura organica di K. Linnaeus (1707-1778) - naturalista svedese.
Insegnante: La necessità di razionalizzare le conoscenze che si accumulano rapidamente ha portato alla necessità di sistematizzarle. Un grande contributo alla creazione di un sistema naturale è stato dato dall'eccezionale naturalista svedese Carl Linnaeus. Lo scienziato ha descritto più di 8.000 specie vegetali e oltre 4.000 specie animali, ha stabilito una terminologia e un ordine uniformi per descrivere le specie.
Per l'unità di classificazione, ha assunto la forma: un insieme di individui simili nella struttura.
Ha individuato tre regni: piante, animali e minerali.
Stabilito una terminologia uniforme.
Ha consolidato l'uso della nomenclatura binaria (cioè doppia) nella scienza per designare le specie. Ogni specie è designata da due parole. Ad esempio: gatto domestico (libico).
Stabilì il principio di subordinazione: le categorie vicine sono collegate non solo dalla somiglianza, ma anche dalla parentela, ma più le categorie sono lontane l'una dall'altra, minore è il loro grado di parentela.
L'errore della sua teoria:
Ci sono tante specie quante ne ha create il Creatore.
Lo scienziato in molti casi ha combinato correttamente i tipi di organismi in base alla somiglianza della loro struttura. Tuttavia, l'arbitrarietà nella scelta delle caratteristiche per la classificazione ha portato Linneo a una serie di errori. Era consapevole dell'artificialità del suo sistema e ha sottolineato la necessità di sviluppare un sistema naturale della natura.
Insegnante: I fondamenti della prima dottrina dell'evoluzione del mondo organico sono stati sviluppati e pubblicati nell'opera del naturalista francese Jean Baptiste Lamarck.
Teoria evoluzionistica J.B. Lamarck.
(1744-1829) I fondamenti della prima dottrina dell'evoluzione del mondo organico furono sviluppati e pubblicati nell'opera Philosophy of Zoology nel 1809. Il naturalista francese Jean Baptiste Lamarck
Giovanni Battista Lamarck.
L'idea evolutiva è sviluppata con cura, supportata da numerosi fatti, e si trasforma in una teoria.
Fornisce prove per la variabilità delle specie.
Meccanismi errati di variabilità:
1) il desiderio degli organismi di migliorare;
2) l'influenza diretta dell'ambiente esterno e l'eredità dei tratti acquisiti durante la vita dell'organismo.
Insegnante: In biologia sono state fatte una serie di importanti scoperte che si sono rivelate incompatibili con le idee sull'immutabilità della natura, sull'assenza di parentela tra di loro.
Ritratto di Georges Cuvier - Scienziato francese (1769-1832)
Giorgio Cuvier.
Ha studiato gli organi dei vertebrati;
Installato:
Tutti gli organi sono parti di un sistema integrale;
Nessuna parte del corpo può cambiare senza un corrispondente cambiamento nelle altre parti;
Ha stabilito che l'estinzione di animali e piante antichi potrebbe essere il risultato di grandi catastrofi di natura geologica.
Diapositiva 13 - Karl Baer - Scienziato russo (1792-1876)
Per la prima volta ha descritto il processo di comparsa di tessuti e organi durante lo sviluppo dell'embrione.
Formulata la legge della somiglianza germinale:
"La somiglianza degli embrioni di diversi gruppi sistematici testimonia la comunanza della loro origine"
Charles Lyell - scienziato inglese (1797-1876)
Era possibile decifrare e datare la storia geologica della Terra.
Ha mostrato che la costruzione di montagne, il vulcanismo, le glaciazioni, i torrenti, la pioggia, il vento, le maree, spiegano i cambiamenti superficie terrestre, e quindi cambiamenti nella composizione del mondo organico.
Insegnante: Il grande scienziato inglese Charles Darwin ha sviluppato una teoria scientifica sull'evoluzione della fauna selvatica attraverso la selezione naturale basata sulla sintesi di un'enorme quantità di fatti provenienti da vari campi della scienza e della pratica agricola.
Prerequisiti per l'emergere della teoria evolutiva di Darwin.
1) Socio-economico.
2) Scientifico.
Socio-economico sfondo.
Lo sviluppo dell'industria in Inghilterra, la crescita intensiva delle città. Lo sviluppo delle colonie, il rapido sviluppo delle selezioni, l'allevamento di nuove varietà di piante e animali, la conduzione di numerose spedizioni scientifiche.
Background scientifico.
I progressi nella tassonomia delle piante e degli animali, lo sviluppo della biogeografia, l'anatomia comparata, l'embriologia e la paleontologia, l'emergere della teoria cellulare e la teoria evolutiva di Lamarck.
Insegnante: La teoria evolutiva di Darwin è una dottrina olistica dello sviluppo del mondo organico.
Le principali disposizioni degli insegnamenti evolutivi di Charles Darwin.
Qualsiasi tipo di pianta e animale in natura tende a riprodursi progressione geometrica. In natura c'è una continua lotta per l'esistenza. Nella lotta per l'esistenza, gli individui sopravvivono e lasciano la prole con un tale complesso di caratteristiche e proprietà che consente loro di competere con maggior successo con gli altri. forza motrice cambiare specie è selezione naturale.
Insegnante: Nella teoria evolutiva di Darwin, il prerequisito per l'evoluzione è la variabilità ereditaria, e le forze motrici dell'evoluzione sono la lotta per l'esistenza e la selezione naturale.
Questi sono cambiamenti nelle caratteristiche di un organismo a causa di un cambiamento nel genotipo.
Combinativo - come risultato della ricombinazione dei cromosomi nel processo di riproduzione sessuale.
Mutazionale: si verifica a seguito di un improvviso cambiamento nello stato dei geni. Il personaggio è casuale, non diretto.
Variabilità ereditaria (indeterminata)
La variazione ereditaria e la selezione umana sono le forze motrici dell'evoluzione.
Tuttavia, proprietà utili dal punto di vista umano possono rivelarsi inutili e persino dannose nella lotta per la vita che si svolge in natura selvaggia.
Teoria della selezione artificiale di Darwin.
La selezione artificiale è il processo di creazione di nuove razze e varietà animali. piante coltivate attraverso la conservazione e la riproduzione di individui con determinati tratti e proprietà che sono preziosi per l'uomo in un certo numero di generazioni.
Forme di selezione artificiale.
1. Consapevole (metodico).
2. Inconscio.
I tratti accumulati dalla selezione artificiale sono benefici per l'uomo, ma non necessariamente per gli animali.
Consapevole.
Selezione artificiale (metodologica).
Con la selezione metodica, l'allevatore seleziona in base a uno o due tratti.
Le condizioni per il successo della selezione artificiale metodica sono un gran numero iniziale di individui.
Selezione artificiale inconscia.
L'uomo non ha fissato l'obiettivo di allevare una certa razza o varietà.
Ad esempio: gli animali peggiori venivano uccisi o mangiati prima, mentre quelli più preziosi venivano conservati.
La dottrina della selezione naturale di Darwin.
Come risultato della lotta per l'esistenza, si verifica la selezione naturale: "La conservazione delle differenze individuali favorevoli e la distruzione di quelle dannose".
Si accumulano caratteri utili solo per l'organismo nel suo insieme, a seguito dei quali si formano specie e varietà.
IV. Consolidamento del materiale studiato.
Insegnante: Lavora sulle carte
Compito numero 1
Quali affermazioni sono vere:
1. Lamarck ha creato il miglior sistema artificiale (-)
2. Linneo credeva che le specie esistono e non cambiano (+)
3. Lamarck ha creato la prima teoria evolutiva.
4. Lamarck credeva che gli organismi cambiassero da semplici a complessi (+)
5. Lamarck ha negato la variabilità delle specie (-)
6. Linneo divise tutti gli animali in 5 classi (-)
7. Lamarck credeva che tutti i tratti acquisiti durante la vita fossero ereditati dai discendenti (+)
8. Linneo fissa l'uso della nomenclatura binaria (nomi doppi) per le specie (+)
Rispondere verbalmente alle domande.
1. Come J.‑B. Lamarck ha spiegato la diversità delle specie in natura?
2. Quali prerequisiti sono serviti da impulso per la creazione della teoria dell'evoluzione?
3. Quali sono le disposizioni principali degli insegnamenti di Darwin?
La dottrina evoluzionistica è la scienza delle cause, delle forze motrici, dei meccanismi e dei modelli generali dello sviluppo storico del mondo vivente. L'evoluzione in biologia è chiamata il continuo sviluppo diretto del mondo vivente, accompagnato da un cambiamento nella struttura e nei livelli di organizzazione di diversi gruppi di organismi, consentendo loro di adattarsi ed esistere in modo più efficace in una varietà di condizioni di habitat.
La dottrina evoluzionistica è la base teorica della biologia, in quanto spiega le principali caratteristiche, modelli e modalità di sviluppo del mondo organico, consente di comprendere il motivo dell'unità e della grande diversità del mondo organico, di scoprire le connessioni storiche tra forme diverse vita e prevedere il loro sviluppo in futuro. La dottrina evolutiva generalizza i dati di molte scienze biologiche, consente di comprendere i meccanismi e le direzioni della variabilità della materia vivente e di utilizzare questa conoscenza nella pratica del lavoro di selezione.
La dottrina evoluzionistica non è sorta immediatamente. Si è formato come risultato di una lunga lotta tra due sistemi di visione fondamentalmente opposti sulla vita e sulla sua origine: le idee sulla creazione divina del mondo e le idee sulla generazione spontanea e l'auto-sviluppo della vita. Sulla base di questi punti di vista, nella scienza si sono sviluppate due direzioni: il creazionismo, che sviluppa le idee della creazione del mondo da parte di Dio o della Mente Superiore, la seconda è l'evoluzionismo, che consente la possibilità di generazione spontanea e autosviluppo del mondo organico. C'erano anche idee sull'eternità della vita nella natura.
Già nell'antichità, queste idee venivano discusse attivamente e tali eccezionali pensatori hanno dato un grande contributo al loro sviluppo.
Il periodo pre-darwiniano di sviluppo delle idee evolutive nella biologia del tempo, come Talete di Mileto, Anassimandro, Anassimene, Eraclito, Empedocle, Democrito, Platone, Aristotele e molti altri.
Nel Medioevo dominavano le idee del creazionismo e dell'immutabilità del mondo.
Gli scienziati più importanti del periodo pre-darwiniano nello sviluppo della biologia furono K. Linnaeus e J. B. Lamarck.
Carl Linnaeus (1707-1778) - un eccezionale scienziato svedese. Fu lui a tentare di generalizzare i dati allora disponibili sulla diversità del mondo organico e di crearne una classificazione scientifica, esponendo le sue opinioni su questi temi in The System of Nature (1735). È il creatore della tassonomia e della nomenclatura - le scienze sui principi di classificazione e le regole per la loro denominazione. C. Linneo considerava la specie come la principale categoria tassonomica delle piante e degli animali, definendola come un insieme di individui simili riproducenti i propri simili. Ha raggruppato le specie in generi. Nel suo sistema ha individuato cinque categorie tassonomiche di diverso livello: classe, ordine, genere, specie, varietà. Per i nomi delle specie, K. Linnaeus usava la nomenclatura binaria, cioè un doppio nome - indicando i nomi del genere e della specie (ad esempio, agarico rosso, cervo rosso, ecc., Dove la prima parola è il nome di il genere, e il secondo è la specie). Ha fatto descrizioni di specie e dei loro nomi in latino, poi accettato nella scienza. Ciò ha notevolmente facilitato la comprensione reciproca tra scienziati di paesi diversi, poiché in lingue diverse la stessa specie può essere chiamata in modo completamente diverso. Pertanto, fino ad ora nomi scientifici piante, funghi o qualsiasi altro organismo, è consuetudine scrivere in latino, comprensibile a specialisti di diversi paesi. In totale, K. Linneo ha compilato descrizioni di circa diecimila specie di piante e animali, combinandole in 30 classi (24 classi di piante e 6 classi di animali). Tuttavia, il sistema di K. Linnaeus era artificiale, basato solo sulla somiglianza segni esterni. Quindi, ha attribuito la classe dei vermi alle cavità intestinali, alle spugne, agli echinodermi e persino ai ciclostomi, che ora appartengono a tipi di animali completamente diversi. Ha diviso le piante in classi in base alla presenza o all'assenza di un fiore, alla forma del fiore e al numero di stami e pistilli in esso contenuti. Ma allo stesso tempo, ha giustamente attribuito l'uomo all'ordine dei primati. Fu un passo rivoluzionario per quel tempo. Non è un caso che l'opera di K. Linnaeus per molto tempo fu bandito dal Vaticano. K. Linneo considerava le specie immutabili, esistenti nello stato in cui Dio le aveva create. Ma ha notato che le varietà possono cambiare nel tempo. Il grande merito di K. Linnaeus è che la sua tassonomia rifletteva effettivamente i risultati dell'evoluzione - la diversità degli organismi dalle forme semplici a quelle più complesse, e le categorie tassonomiche per la prima volta determinarono la gerarchia e la subordinazione di diversi gruppi di organismi - dalle specie alle classi.
Una figura molto importante in biologia è Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) - uno scienziato francese che ha creato la prima dottrina evolutiva olistica, le cui basi ha delineato nella sua opera "Filosofia della zoologia" (1809). In esso, ha dimostrato per la prima volta che la variabilità è inerente a tutte le specie. J. B. Lamarck considerava le principali cause della variabilità l'influenza dell'ambiente esterno e il desiderio di perfezione degli organismi viventi, che era stato loro instillato da Dio. Pertanto, secondo Lamarck, il processo di evoluzione è, per così dire, delineato dal Creatore stesso. Lamarck considerava l'esercizio o il non esercizio degli organi il meccanismo principale della variabilità delle specie. Sotto l'influenza delle mutevoli condizioni ambientali, gli animali devono cambiare le loro abitudini e modi di procurarsi il cibo. Ad esempio, una giraffa, che deve raggiungere le foglie degli alberi, alla fine ha allungato il collo (un esercizio dell'organo), e una talpa che vive sottoterra ha una perdita della vista (mancato esercizio dell'organo). Lamarck ha fornito una classificazione degli animali più dettagliata rispetto a Linneo, distribuendoli in 14 classi. Separò i vertebrati dagli invertebrati. Le 14 classi di animali da lui individuate sono state suddivise in base al grado di complessità strutturale in 6 gradazioni (fasi di complicazione). Quindi, ha attribuito i polipi alla 1a gradazione, alla 2a - animali e vermi radianti, alla 3a - insetti e aracnidi, alla 4a - crostacei, anellidi, cirripedi e molluschi, alla 5a - pesci e rettili e alla 6a - uccelli, mammiferi e umani. Ha giustamente notato l'origine delle forme superiori degli animali da quelle inferiori e credeva che l'uomo discendesse dalle scimmie. Il merito di Lamarck è anche l'introduzione nella scienza dei termini "biologia" e "biosfera", che successivamente si diffusero.
Entro la metà del XIX secolo, la scienza era matura per la creazione di una dottrina evolutiva in biologia. C'erano molte ragioni per questo. Ne nomineremo solo alcuni.
1. La fine dell'era delle grandi scoperte geografiche (secoli XV-XVIII) ha mostrato all'umanità tutta la diversità del mondo.
Prima, durante mondo antico, antichità, alto e medioevo, le persone vivevano nelle loro città e villaggi e il raggio dei loro viaggi era limitato solo a un piccolo insieme di regioni adiacenti. Ciò ha creato l'illusione dell'uniformità e della stabilità del mondo circostante (vedi articolo :). L'era dei viaggi intorno al mondo ha rivelato la completa incoerenza di queste idee. Apparvero numerose descrizioni delle nuove terre, della loro natura e delle tribù, piante e animali che le abitavano, che distrussero le consuete opinioni sull'omogeneità e l'immutabilità del mondo.
2. La colonizzazione attiva di terre appena scoperte da parte degli europei ha richiesto la compilazione descrizioni dettagliate natura, clima e risorse di queste aree, che hanno notevolmente ampliato la conoscenza della natura da parte delle persone. Questo lavoro ha coinvolto non più singoli viaggiatori, ma grandi masse di persone, che hanno contribuito alla rapida diffusione di nuove conoscenze tra la popolazione generale dei paesi europei.
3. Sviluppo del capitalismo nei paesi Europa occidentale progressi accelerati nella tecnologia e nella ricerca scientifica necessari per lo sviluppo dell'industria.
4. L'intenso sviluppo della scienza, a sua volta, ha accelerato il processo di creazione della dottrina evolutiva. In questo momento, molte scienze sulla natura si stanno sviluppando attivamente, a testimonianza della sua integrità e di un certo sviluppo: la geologia, che ha mostrato l'unità della struttura dei minerali e rocce in diverse regioni Terra; paleontologia, che si è accumulata un gran numero di fossili, piante e animali estinti da tempo, che testimoniavano l'antichità della vita e il cambiamento di alcune delle sue forme da parte di altre. Inoltre, sono stati scoperti organismi fossili che sono chiaramente legami di transizione tra forme ora esistenti ed estinte. Questi fatti richiedevano una loro spiegazione. I progressi nell'anatomia comparata hanno rivelato la struttura comune di molti gruppi di piante e animali e hanno mostrato l'esistenza di forme di transizione tra singoli gruppi di organismi. La citologia ha rivelato il carattere generale della struttura cellulare di piante e animali. L'embriologia ha trovato somiglianze nello sviluppo degli embrioni in diversi gruppi di animali. Sono stati compiuti progressi significativi nel campo dell'allevamento di piante e animali, indicando la possibilità di modificarne artificialmente le forme e la produttività.
Tutto questo preso insieme ha preparato le basi e le condizioni per lo sviluppo della dottrina evoluzionistica.
Le basi della moderna teoria dell'evoluzione furono create dall'eccezionale scienziato enciclopedico inglese Charles Darwin (1809-1882). Indipendentemente da lui, un compatriota di Charles Darwin, lo zoologo Alfred Wallace (1823-1913), lavorò contemporaneamente e giunse a conclusioni molto precise.
Gli interessi scientifici di Charles Darwin come naturalista erano estremamente diversi: era impegnato in botanica, zoologia, geologia, paleontologia, teologia, era interessato a problemi di selezione, ecc. Un ruolo importante nella vita di Charles Darwin e nella formazione del suo scientifico le idee furono interpretate da un viaggio intorno al mondo come parte della nave "Beagle" nel 1831-1836. Lì ha potuto studiare a fondo le specificità della fauna delle Isole Galapagos, del Sud America e di molte altre regioni del mondo. Già durante questo periodo, Ch. Darwin iniziò a formulare le principali idee evolutive e si stava avvicinando alla scoperta del principio di divergenza: la divergenza dei segni nei discendenti antenato comune come meccanismo di forma e speciazione. Un ruolo importante nella formazione delle idee evolutive di Charles Darwin fu svolto dalla sua partecipazione agli scavi paleontologici in Uruguay, dove conobbe alcune forme estinte di bradipi giganti, armadilli e numerosi invertebrati. Di ritorno dalla spedizione, Charles Darwin scrisse una serie di monografie e fece presentazioni che gli portarono il riconoscimento della comunità scientifica e un'ampia popolarità.
Analizzando i tassi di riproduzione e il numero effettivo di popolazioni in natura, Charles Darwin si è posto la questione delle ragioni dell'estinzione di alcune forme e della sopravvivenza di altre. Per risolvere questo problema, attinge alle idee di Thomas Malthus (1766-1834) sulla lotta per l'esistenza nella società umana, esposte da quest'ultimo nella sua opera "Un'esperienza nella legge della popolazione".
Quindi C. Darwin aveva le sue idee sul ruolo della lotta per l'esistenza nei processi di sopravvivenza delle specie in natura e sull'importanza della selezione naturale come fattore più importante che determina la direzione dell'evoluzione. Ch. Darwin considerava i principali meccanismi della lotta per l'esistenza la competizione intra e interspecifica, e la morte selettiva era da lui considerata la base della selezione naturale. Questi processi possono essere accelerati dall'isolamento spaziale delle popolazioni. C. Darwin ha giustamente notato che non sono i singoli individui ad evolversi, ma le specie e le popolazioni intraspecifiche, cioè il processo evolutivo avviene a livello sovrarganistico.
Ch. Darwin ha assegnato un ruolo speciale nell'evoluzione alla variabilità ereditaria degli organismi nelle popolazioni e alla riproduzione sessuale degli organismi come uno dei principali fattori della selezione naturale.
Ch. Darwin considerava il processo di speciazione graduale, tracciando alcuni parallelismi con il miele per selezione naturale e artificiale, che porta alla formazione di sottospecie, specie e razze o varietà di animali e piante. Ha anche sottolineato l'importanza di altre scienze (paleontologia, biogeografia, embriologia) nel dimostrare l'evoluzione. Queste opere hanno ricevuto il più alto riconoscimento della Royal Society. La quintessenza di queste opere era l'opera "The Origin of Species by Means of Natural Selection or the Preservation of Favored Races (Forms, Breeds) in the Struggle for Life", pubblicata da C. Darwin nel 1859 e non ha perso il suo significato in il nostro tempo.
A. Wallace ha presentato visioni molto simili sull'evoluzione del mondo vivente e dei suoi meccanismi. Anche molti termini nelle opere di entrambi gli scienziati coincidevano.
A. Wallace si è rivolto a C. Darwin, in quanto noto evoluzionista, con la richiesta di rivedere e commentare il suo lavoro. I rapporti di entrambi gli scienziati su questo argomento sono stati pubblicati in un volume degli Atti della Linnean Society, e lo stesso A. Wallace e la comunità scientifica hanno riconosciuto all'unanimità la priorità di Charles Darwin in queste questioni. La stessa dottrina evolutiva per lungo tempo ha portato il nome del suo fondatore: il darwinismo.
Il merito più importante di Charles Darwin e A. Wallace è stato quello di identificare il fattore principale dell'evoluzione - la selezione naturale - e quindi di scoprire le cause dell'evoluzione del mondo vivente.
L'unità evolutiva di base è la specie. È la specie, secondo Charles Darwin, l'anello centrale del processo evolutivo. L'idea stessa di una specie è stata formulata in tempi antichi Aristotele, che considerava una specie come un insieme di individui simili. Approssimativamente le stesse idee sulla specie furono seguite da K. Linnaeus, considerandola come una struttura biologica e sistematica indipendente, discreta e immutabile. Attualmente, la specie è considerata come un gruppo di individui che esiste realmente in natura. Le restanti categorie sistematiche sono, in una certa misura, derivati della specie, distinti dagli scienziati sulla base di determinati caratteri (generi, famiglie, ecc.).
A biologia moderna una specie è un insieme di popolazioni di individui che hanno una somiglianza ereditaria di caratteristiche morfologiche, fisiologiche e biochimiche, si incrociano liberamente e danno prole fertile, si adattano a determinate condizioni di vita e occupano un determinato territorio - area. Una specie è la principale unità strutturale e tassonomica nel sistema della natura vivente e uno stadio qualitativo nell'evoluzione degli organismi.
Ogni specie è caratterizzata da molte caratteristiche, che sono chiamate criteri di specie.
1. I criteri morfologici includono la somiglianza della struttura esterna e interna (anatomica) degli organismi. I caratteri morfologici sono molto variabili. Ad esempio, gli alberi che crescono in una fitta foresta e negli spazi aperti hanno un aspetto diverso. A volte all'interno della stessa specie possono esserci individui che differiscono notevolmente nella morfologia. Questo fenomeno è chiamato polimorfismo. Ciò può essere dovuto alla presenza di diversi stadi di sviluppo di piante e animali, all'alternanza di generazioni sessuali e asessuate, ecc. Pertanto, gli stadi larvali e adulti di molti insetti sono completamente diversi l'uno dall'altro. Morfologicamente, gli stadi di meduse e polipi nei celenterati, gametofiti e sporofiti nelle felci, ecc., Differiscono.
Se gli individui differiscono in due tipi morfologici, vengono chiamati dimorfici (ad esempio, dimorfismo sessuale).
Tuttavia, ci sono casi di elevata somiglianza morfologica di specie diverse. Tali specie sono chiamate specie sorelle.
Senza sapere tutto ciò, ogni specifico tipo morfologico può essere considerato come una specie indipendente o, al contrario, specie diverse, ma morfologicamente simili possono essere erroneamente attribuite a una specie. In questo modo, criterio morfologico non può essere univoco nella definizione di una vista.
2. Il criterio genetico di una specie implica l'esistenza di una specie come sistema genetico integrale che costituisce il patrimonio genetico della specie (la totalità dei genotipi di tutti gli individui appartenenti a questa specie).
Ogni specie è caratterizzata da un certo insieme di cromosomi (nell'uomo, ad esempio, l'insieme diploide dei cromosomi 2n è 46), una certa forma, struttura, dimensione e colore dei cromosomi. In specie diverse, il numero di cromosomi non è lo stesso e con questo criterio si possono facilmente distinguere specie molto vicine nella morfologia (specie gemelle). Così molto simili tra loro specie di arvicole comuni con 46 e 54 cromosomi, i ratti neri (con set diploidi di cromosomi 38 e 42) sono stati divisi. Il diverso numero di cromosomi in diverse specie consente agli individui di incrociarsi liberamente con rappresentanti della propria specie, formando una prole vitale e fertile, ma, di norma, fornisce un isolamento genetico parziale o completo quando si incrociano con individui di altre specie - causando la morte di gameti, zigoti, embrioni, o che portano alla formazione di prole non vitale o sterile (ricordiamo, ad esempio, un mulo - un ibrido sterile di un asino e un cavallo, un bardotto - un ibrido sterile di un cavallo e un asino).
Attualmente, i criteri genetici di una specie sono integrati da analisi molecolari di DNA e RNA (mappatura genica, determinazione della sequenza di nucleotidi nelle molecole di acido nucleico, ecc.). Ciò consente non solo di separare specie strettamente imparentate, ma anche di determinare il grado di parentela o lontananza di specie diverse, facilita l'analisi filogenetica di determinati gruppi di specie, che consente di identificare legami familiari tra diverse specie e gruppi di organismi e la sequenza della loro formazione.
Tuttavia, nonostante le grandi possibilità delle analisi genetiche, non possono nemmeno essere criteri assoluti per l'identificazione delle specie. Ad esempio, lo stesso numero di serie di cromosomi può trovarsi in rappresentanti di gruppi di piante, funghi o animali completamente diversi. In natura, ci sono anche casi incroci interspecifici con l'ottenimento di una prole vitale e prolifica (ad esempio, in alcune specie di canarini, fringuelli, salici, pioppi, ecc.).
3. Il criterio fisiologico include l'unità di tutti i processi vitali in tutti gli individui della stessa specie. Questi sono gli stessi metodi di nutrizione, metabolismo, riproduzione, ecc. Questa somiglianza ritmi biologici individui della stessa specie (periodi di attività e riposo, letargo invernale o estivo). Queste caratteristiche sono anche una caratteristica importante della specie, ma non l'unica.
4. I criteri biochimici di una specie includono, ad esempio, la somiglianza della struttura delle proteine, la composizione chimica delle cellule e dei tessuti, la totalità di tutti i processi chimici che si verificano in tutti i rappresentanti della specie, ecc. La capacità di alcuni tipi di organismi di formare composti biologicamente attivi (come antibiotici, tossine, alcaloidi, ecc.) e qualsiasi altro materia organica(acidi organici, amminoacidi, alcoli, pigmenti, carboidrati, idrocarburi, ecc.), ampiamente utilizzato dall'uomo in varie tecnologie biologiche. Queste sono anche caratteristiche molto importanti della specie, che completano le sue altre caratteristiche.
5. Il criterio ecologico di una specie include una descrizione della sua nicchia ecologica. Questa è una caratteristica molto importante di una specie, che riflette il suo posto e il suo ruolo nelle biocenosi e nei cicli biogeochimici delle sostanze in natura. Include le caratteristiche degli habitat della specie, la diversità delle sue relazioni biotiche (posto e ruolo nelle catene alimentari, la presenza di simbionti o nemici, ecc.), la dipendenza da fattori naturali (temperatura, umidità, illuminazione, acidità e sale composizione dell'ambiente, ecc.), periodi e ritmi di attività, partecipazione alle trasformazioni di alcune o sostanze (ossidazione o riduzione, zolfo, azoto, decomposizione di proteine, cellulosa, lignina o altro composti organici eccetera.). Cioè, una nicchia ecologica è una descrizione completa di dove si trova una specie in natura, quando è attiva, in cosa e come si manifesta la sua attività vitale. Ma questo criterio non è sempre sufficiente per determinare la specie.
6. Il criterio geografico comprende le caratteristiche e l'ampiezza dell'areale occupato dalle specie sul pianeta. In quest'area, la specie si verifica e attraversa un ciclo completo di sviluppo. L'areale è detto primario se la formazione della specie è avvenuta proprio in questo territorio, e secondario se i territori sono stati occupati dalla specie a seguito di migrazioni casuali, calamità naturali, movimenti umani, ecc. L'areale può essere continuo se la specie avviene in tutto il suo spazio in habitat adatti. Se l'areale si scompone in più territori sconnessi e remoti, tra i quali non è più possibile la migrazione o lo scambio di spore e semi, allora si dice discontinuo. Ci sono anche aree di reliquie occupate da specie antiche sopravvissute accidentalmente.
Le specie che occupano vaste distese della terra e si trovano in diverse zone ecologiche e geografiche sono chiamate cosmopolite, e quelle che occupano solo piccoli territori (locali) e non si trovano altrove sono chiamate endemiche.
Le specie con areali estesi sono caratterizzate da una certa variabilità geografica, detta variabilità clinale. In quest'ultima specie è anche possibile avere forme e razze geografiche e alcuni ecotipi adattati a specifici habitat all'interno dell'areale.
Come notato sopra, nessuno dei criteri di cui sopra è sufficiente per caratterizzare le specie, e quest'ultimo può essere caratterizzato solo da un insieme di caratteristiche.
Una specie è composta da popolazioni. Una popolazione è un insieme di individui della stessa specie che hanno un patrimonio genetico comune, abitano un determinato territorio (parte dell'areale delle specie) e si riproducono per incroci liberi. Le popolazioni, a loro volta, sono costituite da gruppi più piccoli di individui - famiglie, demi, pacchi, ecc., Collegati tra loro dall'unità del territorio occupato e dalla possibilità di incroci liberi.
La connessione dei genitori con la prole garantisce la continuità della popolazione nel tempo (la presenza di diverse generazioni di individui nella popolazione) e la libera riproduzione sessuale mantiene l'unità genetica della popolazione nello spazio.
Le popolazioni sono l'unità strutturale della specie e l'unità elementare dell'evoluzione.
Le popolazioni sono gruppi dinamici, possono unirsi tra loro, scomporsi in popolazioni figlie, migrare, cambiare numero a seconda delle condizioni di esistenza, adattarsi a determinate condizioni di vita, morire in condizioni avverse.
Le popolazioni sono distribuite in modo molto disomogeneo all'interno dell'areale della specie. Ce ne saranno di più e saranno più numerosi in condizioni di esistenza favorevoli. Al contrario, in condizioni sfavorevoli e ai limiti dell'areale, saranno rari e poco numerosi. A volte le popolazioni hanno una distribuzione insulare o locale, ad esempio boschetti di betulle negli Urali e in Siberia o boschetti e foreste alluvionali nella zona della steppa.
Il numero di individui per una certa unità di area o volume dell'ambiente è chiamato densità della popolazione. La densità della popolazione varia notevolmente nelle diverse stagioni e anni. Cambia più bruscamente nei piccoli organismi (ad esempio nelle zanzare, nelle alghe che causano la fioritura dei bacini idrici, ecc.). Nei grandi organismi, il numero e la densità delle popolazioni sono più stabili (ad esempio, nelle piante legnose).
Ogni popolazione è caratterizzata da una certa struttura, che dipende dal rapporto tra individui di sesso diverso in essa ( struttura sessuale), età ( struttura per età), dimensioni, diversi genotipi (struttura genetica), ecc. La struttura per età delle popolazioni può essere molto complessa. Ciò può essere osservato più chiaramente nelle piante legnose, dove i singoli individui possono esistere per molte decine e persino centinaia di anni, prendendo parte attiva ai processi di impollinazione incrociata. Si formano così popolazioni costituite da molte generazioni imparentate tra loro. In altre popolazioni, la struttura per età può essere molto semplice, come negli annuali che sono gruppi coevi.
Le popolazioni cambiano costantemente nel tempo e nello spazio, e sono questi cambiamenti che costituiscono i processi evolutivi elementari. Ecco perché le popolazioni sono chiamate la struttura evolutiva elementare.
I meccanismi e gli schemi della variabilità della popolazione in natura e la loro base genetica sono stati studiati in dettaglio dai più grandi genetisti ed evoluzionisti russi A. S. Serebrovsky (1892-1948) e S. S. Chetverikov (1880-1959). Le loro opere e le opere dei loro seguaci hanno creato le basi della genetica delle popolazioni.
Ch. Darwin chiamò divergenza la divergenza delle caratteristiche nel processo di evoluzione, che porta all'emergere di nuove forme o taxa di organismi derivati da un antenato comune. La divergenza porta anche alla trasformazione di alcuni organi del corpo in altri in connessione con l'esecuzione di nuove funzioni. Ad esempio, dopo l'emergere dei vertebrati sulla terraferma, i loro arti anteriori hanno subito cambiamenti significativi a seconda dello sviluppo di alcuni tipi di habitat e stile di vita (correre in lucertole, lupi, gatti, cervi o altri, scavare in talpe, ali negli uccelli, ali- come nei topi volanti, afferrare nelle scimmie, una mano negli esseri umani, pinne durante lo sviluppo secondario ambiente acquatico ittiosauri, trichechi o cetacei, ecc.). Tali organi, che hanno un'origine comune, ma svolgono funzioni diverse, sono chiamati omologhi. Gli organi omologhi sono foglie di piante, viticci di piselli, spine di cactus, spine di crespino, ecc.
La convergenza è il verificarsi indipendente di caratteristiche simili in organismi di origine diversa (non correlati tra loro) o in organi di origine diversa, ma che svolgono funzioni simili. Molto spesso, la convergenza si verifica quando vengono popolati tipi simili di habitat. Per esempio, somiglianza convergente si nota nelle ali di farfalle e pipistrelli, negli arti scavatori di talpe e orsi, nelle branchie di pesci e crostacei, nelle zampe da jogging di lagomorfi e locuste, ecc. Ma a volte la somiglianza convergente sorge sotto l'influenza della somiglianza delle funzioni eseguito, ad esempio, la sorprendente somiglianza nella struttura degli occhi di mammiferi e cefalopodi. Ma in ogni caso, questi organi sono formati da diverse parti degli embrioni di questi animali.
Il parallelismo è un tipo di evoluzione in cui sorge la somiglianza convergente basata su organi omologhi. Organi omologhi o forme morfologiche che un tempo avevano un'origine comune, ma poi sono cambiate e hanno cessato di essere simili tra loro, in nuove condizioni acquisiscono nuovamente caratteristiche di grande somiglianza. Questa è una somiglianza secondaria di precedenti forme correlate. Ad esempio, una forma aerodinamica simile a un pesce riappare quando gli animali passano da uno stile di vita terrestre a uno acquatico. Ricorda la somiglianza nella struttura di squali (animali acquatici primari) e ittiosauri e cetacei (acquatici secondari). Nei gatti, i denti a sciabola sono comparsi in tempi diversi in specie diverse. La ragione del parallelismo è la stessa direzione della selezione naturale e una certa vicinanza genetica tra tali gruppi di organismi.
L'evoluzione filetica, o filogenesi, è un tipo di processo evolutivo in cui vi è una graduale trasformazione di alcuni taxa in altri senza la formazione di rami laterali. Questo crea serie continua popolazioni (taxa), in cui ciascun taxon è discendente del precedente e antenato del successivo, non avendo taxa fratelli. Questo tipo è stato descritto dal ricercatore americano J. Simpson nel 1944.
Studiando i modelli dell'evoluzione delle piante, l'eccezionale genetista russo (sovietico) N. I. Vavilov scoprì fenomeni interessanti, che chiamò la legge delle serie omologiche. Questa legge deriva direttamente dall'analisi delle correlazioni e delle interrelazioni tra diversi tipi di processo evolutivo e mostra una grande somiglianza dei cambiamenti evolutivi nei gruppi correlati di organismi. La ragione di ciò è la somiglianza delle mutazioni di geni omologhi nei pool genetici di specie correlate. Pertanto, conoscendo lo spettro di variabilità di una specie (o genere), è possibile prevedere con alta probabilità la diversità delle forme di un'altra specie (o genere). In questo caso, intere famiglie di piante possono essere caratterizzate da un certo ciclo di variabilità riscontrabile in tutti i suoi generi e specie. Pertanto, conoscendo le forme di variabilità nell'orzo, N. I. Vavilov predisse molto accuratamente e successivamente scoprì forme simili nel grano.
Riassumendo la presentazione dei processi di micro e macroevoluzione, possiamo citarne diversi regole generali cui sono soggetti questi processi.
1. Continuità e illimitatezza dell'evoluzione - l'evoluzione è sorta dal momento della formazione della vita e continuerà ininterrottamente finché esiste la vita.
3. La regola di origine dei gruppi specializzati da quelli non specializzati. Solo gruppi non specializzati e ampiamente adattati possono dare origine all'evoluzione e provocare la formazione di gruppi specializzati.
4. La regola della progressiva specializzazione dei gruppi. Se un gruppo di organismi ha intrapreso la via della specializzazione, allora quest'ultima si approfondisce e non c'è ritorno inverso (regola di Depere).
5. La regola dell'irreversibilità dell'evoluzione. Tutti i processi evolutivi sono irreversibili e tutti i nuovi processi evolutivi si verificano su una nuova base genetica (regola di Dollo). Ad esempio, dopo essere atterrati sulla terraferma, un certo numero di animali è tornato a uno stile di vita acquatico, conservando le proprie acquisizioni evolutive. In particolare, sia gli ittiosauri che i cetacei sono animali acquatici secondari, ma non si sono trasformati in pesci, ma sono rimasti rettili o mammiferi, conservando tutte le caratteristiche delle loro classi.
6. Regola della radiazione adattativa. lo sviluppo evolutivo avviene in direzioni diverse agevolare l'insediamento ambienti diversi un habitat.
Lo studio dei processi micro e macroevolutivi consente di stabilire relazioni filogenetiche (cioè correlate) tra diversi gruppi organismi viventi e determinare il tempo di comparsa di queste forme.
La filogenesi è il processo dello sviluppo storico di un gruppo o di una particolare specie. La filogenesi può anche essere definita una lunga serie continua di molte ontogenesi, che riflettono i principali riarrangiamenti evolutivi. Lo studio della filogenesi consente di stabilire legami familiari tra diversi taxa e di chiarire i meccanismi ei tempi della ristrutturazione evolutiva di alcuni gruppi di organismi viventi.
Si distinguono le seguenti principali forme di filogenesi:
1) monofilia: l'origine di specie diverse da un antenato comune;
2) parafilia - formazione simultanea di specie per divergenza sincrona della forma ancestrale in due o più nuove specie;
3) polifilia: l'origine di un gruppo di specie di organismi di diversi antenati attraverso l'ibridazione e / o la convergenza.
1. Rafforzamento (intensificazione) delle funzioni del corpo o del suo organo, ad esempio un aumento del volume del cervello o dei polmoni, che ha portato all'intensificazione della loro attività.
2. Riduzione del numero di funzioni. Un esempio potrebbe essere la trasformazione di un arto a cinque dita in animali pari e dispari.
3. Espansione del numero di funzioni. Ad esempio, nei cactus, lo stelo, oltre alle sue funzioni principali, svolge la funzione di deposito.
4. Cambio di funzioni. Ad esempio, la trasformazione degli arti che camminano in pinne nei mammiferi acquatici secondari (trichechi, ecc.).
5. Sostituzione di un organo con un altro (sostituzione). Ad esempio, nei vertebrati, la notocorda è sostituita da una spina ossea.
6. Polimerizzazione di organi e strutture (ovvero aumento del numero di strutture omogenee). Ad esempio, l'evoluzione degli organismi unicellulari in forme coloniali e successivamente in forme multicellulari.
7. Oligomerizzazione di organi e strutture. Questo è il processo opposto di polimerizzazione. Ad esempio, la formazione di un bacino forte mediante giunzione di diverse ossa.
La sistematica è la scienza della posizione degli organismi in sistema comune mondo vivente. Ci sono molti sistemi nel mondo organico. Tra questi ci sono sistemi artificiali che tengono conto solo di una somiglianza puramente esterna tra organismi (un esempio può essere il sistema di K. Linnaeus) e sistemi naturali o filogenetici.
La conoscenza della sistematica è necessaria non solo dal punto di vista della determinazione del tipo di organismo (sebbene questo sia già molto importante), ma anche per comprenderne il posto (e spesso il suo ruolo) nel mondo vivente, per comprenderne l'origine e la parentela con altri organismi.
La tassonomia moderna si basa su uno studio approfondito delle relazioni filogenetiche tra diversi gruppi di organismi e, infatti, riflette in gran parte le fasi principali dello sviluppo del mondo organico dalle forme semplici a quelle complesse. Ecco come viene presentato il materiale sulla tassonomia di piante e animali nei libri di testo scolastici.
Una parte integrante della tassonomia è la tassonomia, la scienza dei principi di classificazione degli esseri viventi.
L'unità tassonomica principale è la specie formata nel processo di microevoluzione. Le specie correlate sono raggruppate in generi e i generi strettamente correlati sono raggruppati in famiglie. Le famiglie che hanno alcune caratteristiche comuni sono raggruppate in ordini (in botanica) o in ordini (in zoologia). Gli ordini e gli ordini sono combinati in classi secondo il principio di somiglianza di una serie principali caratteristiche- uno o due cotiledoni nelle piante da fiore, caratteristiche strutturali e sviluppo negli animali (rettili, uccelli, mammiferi, ecc.).
La somiglianza di alcune caratteristiche fondamentali consente di combinare le classi in tipi (negli animali) o divisioni (nelle piante). Un esempio sono le piante da fiore (hanno un fiore e semi protetti da un frutto), i cordati (la presenza di una notocorda), gli artropodi (arti segmentati), ecc. Inoltre, tipi, classi e spesso ordini possono combinare forme non solo correlate, ma anche convergenti simili.
Tipi o dipartimenti sono combinati in regni secondo il principio di somiglianza della struttura e delle funzioni svolte. grandi gruppi organismi. Ad esempio, gli organismi fotosintetici che rilasciano ossigeno durante la fotosintesi sono classificati come piante. I regni tendono ad essere di origine polifiletica.
I regni possono essere raggruppati in super-regni e imperi. Attualmente si distinguono le seguenti forme di vita.
Forme di vita non cellulari - virus.
Forme di vita cellulare:
1) il superregno (o impero) dei Procarioti (comprende i regni degli Archebatteri e dei Veri batteri); 2) sovraregno (o impero) degli eucarioti (regni, animali, piante e funghi). I protozoi sono spesso combinati con gli animali.
Pertanto, le grandi categorie sistematiche (regni, tipi (divisioni), classi, ordini (ordini) sono, infatti, un riflesso delle direzioni principali del processo evolutivo.
I termini si evolvono a parte e contro la nostra volontà. Pertanto, anche la migliore definizione non può essere considerata definitiva. In passato, le teorie (con una sfumatura di disprezzo) erano contrarie alla conoscenza esatta raccolta dalla Bibbia o, nel peggiore dei casi, da Aristotele. La teoria dell'evoluzione era considerata incommensurabilmente inferiore alla storia della creazione del mondo, registrata da Mosè dalle parole di Dio. Ecco perché gli evoluzionisti (ad esempio, J. Huxley alla celebrazione del centenario dell '"Origine delle specie") hanno insistito sul fatto che l'evoluzione è un fatto, non una teoria (torneremo su questa affermazione). Ora il prestigio della teoria è cresciuto così tanto che i creazionisti tendono a considerare la storia di Mosè una teoria, sullo stesso piano di quella di Darwin. Sembrerebbe che la collisione Moses-Darwin aiuti a capire dov'è la teoria e dov'è la creazione del mito. Lo stesso Ch. Darwin, tuttavia, credeva di aver solo corretto Mosè: Dio non ha creato tutto, ma solo alcune specie iniziali, lasciando il resto alla selezione naturale. Alcuni fatti, come l'adattabilità degli organismi all'ambiente, sono stati utilizzati per supportare ciascuna delle tre versioni: Moses (manifestazione dell'opportunità originaria), Darwin (il risultato della selezione) e Moses-Darwin (opportunità originale più selezione). La moderna scienza della scienza raccomanda di non fare troppo affidamento sulle conferme (che, volendo, si trovano sempre) È meglio pensare a come questa teoria potrebbe essere confutata. Se una confutazione è impensabile (come, ad esempio, confutare l'idea di Dio, poiché è imperscrutabile, onnipotente e può persino organizzare la propria confutazione?), allora la teoria non appartiene al numero di quelle scientifiche. Avendo così limitato il campo della scienza, possiamo procedere alla prova teorie scientifiche forza, cercando di confutarli con l'aiuto di esperimenti appositamente progettati per questo scopo. A seguito delle guerre napoleoniche, le mummie di animali dell'antico Egitto caddero nelle mani di scienziati, che potevano essere confrontati con quelli moderni e, quindi, verificare se vi fosse evoluzione L'autorevole commissione, che comprendeva Lamarck, non trovò qualsiasi evoluzione. Potremmo porre fine a questo, se seguiamo K. Popper con il suo esperimento di confutazione, ma forse abbiamo solo frainteso qualcosa nell'esperimento di verifica? Quindi, probabilmente pensava Lamarck, in ogni caso le mummie egizie non hanno scosso la sua fede nel processo evolutivo. Altri scienziati si sono affidati maggiormente alla verifica di esperimenti, considerando qualsiasi teoria (ad esempio, l'ereditarietà dei tratti acquisiti), a seconda dei risultati, dimostrati incondizionatamente o definitivamente confutati. Il fatto è che i risultati dell'esperimento sembrano solo evidenti. Hanno bisogno di interpretazione, che a sua volta dipende inevitabilmente da idee teoriche preconcette. La confutazione è tanto teoricamente carica quanto la conferma. Anche la fondamentale possibilità di confutazione può rimanere non riconosciuta (o, al contrario, rivelarsi illusoria) e, di conseguenza, non prevede una linea di demarcazione così netta tra scienza e non scienza come si vorrebbe. Questi argomenti, a prima vista, ci portano a confondere i confini tra teoria e mito, come se i miti fossero solo teorie di ieri che hanno perso la loro credibilità a causa della maturazione intellettuale dell'uomo, e le teorie fossero i miti di domani. Ma c'è ancora una differenza, e consiste principalmente in una diversa capacità di sviluppo (compresi, ovviamente, elementi di confutazione). Mosè fece appello all'autorità (Dio stesso), Darwin fece appello alla ragione. La sua teoria è una soluzione logica al problema del fitness. Nel primo caso lo sviluppo è escluso: il mito di Mosè non può essere corretto senza intaccare l'autorità della fonte primaria su cui si basa. Nel secondo è inevitabile, poiché la teoria stessa dà impulso allo sviluppo della mente e all'accumulo di conoscenza, che alla fine porta alla sua revisione. È tempo di chiarire cosa si intende per evoluzione. C'era una volta, l'evoluzione era chiamata il dispiegamento di un qualche tipo di programma (in senso moderno, preformismo). Era contrario a: 1) epigenesi - sviluppo con neoplasia, 2) rivoluzione, 3) sviluppo reversibile, 4) sviluppo regressivo (in- o devoluzione). Molte persone identificano l'evoluzione con la formazione di specie, ma, forse, non dovresti definire nulla in termini di specie, il termine più controverso in biologia. Alcuni altri significati moderni: il disturbo dello stato di equilibrio della popolazione sotto l'influenza delle mutazioni e della selezione naturale, il cambiamento successivo di un tratto, lo sviluppo storico di un gruppo di organismi, o filogenesi, lo sviluppo della vita sulla Terra dal dagli organismi più semplici a quelli superiori; ma non lo sviluppo da un uovo fecondato a un organismo adulto, non una deviazione episodica dalla norma, non una variabilità che si ripete in più generazioni. Di un uomo si dice anche che le sue opinioni abbiano subito una certa evoluzione, intendendo qualcosa di più duraturo, coerente, serio nei risultati rispetto al mero cambiamento. Ovviamente, nella comprensione moderna (e, ovviamente, non definitiva), l'evoluzione è una serie di cambiamenti successivi con un risultato storicamente significativo. Non siamo obbligati a stabilire quali cambiamenti (genotipo, tratto, popolazione, specie), come (continuo, discontinuo, brusco, direzionale, reversibile - questi epiteti sono più o meno condizionati, come vedremo) e con quale risultato specifico (speciazione , filogenesi , sviluppo generale vita, ecc.). Ma dobbiamo riconoscere che l'evoluzione è riconoscibile a posteriori: il cambiamento che avviene davanti ai nostri occhi può o non può essere evoluzione. Ricordando l'affermazione che l'evoluzione è un fatto, non una teoria (vedi sopra), notiamo che c'è una differenza tra fatto e fatto (guardando il termometro, stiamo parlando di un aumento della temperatura come un fatto, anche se in modo più rigoroso senso della parola, solo l'espansione del mercurio può essere riconosciuta come un dato di fatto; gyap, con la temperatura è più un concetto teorico che è andato e usato). È generalmente accettato che le prove paleontologiche supportino l'evoluzione. Tuttavia, gli oppositori più inconciliabili dell'evoluzionismo in passato erano proprio i paleontologi: J. Cuvier, L. Agassiz, R. Owen e molti altri. La documentazione paleontologica in quanto tale è un elenco di eventi disparati, una sorta di "happening". Per comporre una storia coerente, è necessaria un'idea guida. I fatti che abbiamo sono che gli organismi sono estremamente diversi, adattati allo stile di vita che conducono, il loro spazio vitale è limitato e si sostituiscono l'un l'altro nella documentazione geologica. Le spiegazioni, come abbiamo visto, possono variare; La teoria dell'evoluzione è che il mondo organico così come lo conosciamo è un prodotto dell'evoluzione (nel senso sopra indicato). Se assumiamo di vedere manifestazioni di alcune proprietà primordiali del vivente che non hanno una storia (opportunità originaria, per esempio), allora una tale teoria sarà non evolutiva o, comunque, conterrà elementi non evolutivi. Si opporrà alla teoria generale dell'evoluzione, e non (come spesso si pensa) alla teoria particolare della selezione naturale, che, come la teoria del cambiamento adattativo sotto l'influenza diretta dell'ambiente, dello sviluppo progressivo, irreversibile, graduale, spasmodico, ecc. ., è tra le teorie sull'evoluzione della teoria, cioè le metateorie. esso varie soluzioni problemi che sorgono nell'analisi della teoria generale dell'evoluzione e, a loro volta, pongono problemi per le metateorie del livello successivo.
