Урок 52. Принципы эволюции живых организмов
Предмет: Естествознание, 10 класс

Конспект урока

Естествознание, 10 класс

Урок 52. «Принципы эволюции живых организмов»

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

- Как развивались представления об эволюции живых организмов?

- Какие существуют методы исследования эволюции?

- Каковы основные представления об эволюции со стороны различных ученых?

- Каковы основные механизмы эволюции?

Глоссарий по теме:

Эволюция – это серия последовательных изменений, имеющих исторически значимый результат и развивающихся в ряду поколений. Историческое развитие отдельных групп организмов либо развитие жизни от простейших организмов до высших.

Наследственность – способность живых организмов сохранять и передавать потомству в ряду поколений особенности физиологического строения и развития. Через механизм наследственности сохраняются признаки вида живых организмов.

Изменчивость – это способность живых организмов изменяться. Благодаря изменчивости особей в популяции сама популяция разнородна. Ч. Дарвин выделил два типа изменчивости – ненаследственную (возникает у особи под влиянием факторов среды, не передается другим поколениям, например, развитые мышцы спортсмена не будут переданы его ребенку генетически) и наследственную (сопровождается изменением генотипа, например, возникает вследствие мутаций).

Естественный отбор проходит через сложное взаимодействие живых организмов с факторами неживой природы и друг с другом. Ч. Дарвин называл процесс естественного отбора борьбой за существование.

Рудименты (одно из доказательств эволюции) – это недоразвитые или недостаточно выраженные признаки современных форм, присутствующие в более развитом состоянии у предков этих форм. Наличие рудиментов обязательно у всех особей вида (например, рудиментами являются волосы на теле человека, доставшиеся «в наследство» от шерстяного покрова предков – приматов семейства гоминид).

Атавизмы (одно из доказательств эволюции) представляют собой недоразвитые органы у отдельных организмов в популяции (например, хвост у человека).

Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц):

1.	Естествознание. 10 класс [Текст]: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд., испр. – М.: Просвещение, 2017. : с 242-246.

2. Дробышевский С. В. Эволюция мозга человека: Анализ эндокраниометрических признаков гоминид. М.: КомКнига. 2007 с. 67-123.

Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);

Научно-популярный портал «Антропогенез.Ру» / URL: http://antropogenez.ru

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Эволюционная теория сегодня представляет собой не идеологически выверенную систему положений и утверждений (в отличие от иных теорий), а богатую разнообразными и альтернативными подходами область знаний, причем разные подходы могут входить в противоречие, предоставляя правдоподобную и самокритичную интерпретацию процесса развития живого мира.

Эволюционные представления по своей сути – это не просто теория, а одновременно и своеобразный взгляд на мир и способ объяснения различных процессов и явлений, использующийся в разнообразных отраслях биологии.

Развитие эволюционного учения изначально основывалось на палеонтологических данных, и лишь по мере его развития возникали новые методы (например, метод анализа ареалов, эмбриологический метод – анализ сходства эмбриональных стадий развития организмов и другие).

Эволюция, таким образом – это серия последовательных изменений, имеющих исторически значимый результат и развивающихся в ряду поколений.

Доказательства эволюции сегодня представлены многими естественными науками.

Палеонтология (от «палео» - древний, «логос» - наука) – наука о вымерших живых организмах, доказала следующее:

1. Существование переходных форм живых организмов, сочетающих признаки более древних и близких к современным, например звероящер – организм – переходная форма между рептилиями и млекопитающими.

2. Последовательную связь друг с другом ископаемых живых организмов в процессе эволюции.

3. Хронологическую последовательность осадочных отложений и ископаемых форм в них (по хронологии формирования отложений, можно определить период происхождения и скорость эволюционного процесса для отдельных групп организмов, в особенности, тех, которые, благодаря морфологии, сохраняются хорошо, например, моллюски).

Биогеография в части доказательств эволюции указывает на то, что материки находятся в постоянном движении, между ними периодически возникают переходные места суши, которые в иное время изолированы. Различия и сходства животного и растительного мира разных континентов определяются временем изолированности отдельных территорий суши. Например, в Австралии, рано отделившейся от других материков, сохранились сумчатые и яйцекладущие млекопитающие – наиболее древние формы класса млекопитающих, являющиеся эндемиками (то есть организмами, обитающими только на этой территории).

Кроме того, существуют биогеографические данные описания реликтов – видов живых организмов с комплексом признаков, присущих ископаемым группам (например, гаттерия, рыба латимерия).

Морфология в процессе доказательства эволюции устанавливает соответствие гомологичных и аналогичных органов у разных живых организмов. Гомологи – это органы, имеющие единое происхождение и сходные взаимоотношения с окружающими тканями и органами, но различные внешне (например, разнообразные ротовые аппараты насекомых). Аналоги – это органы различного происхождения, но сходные по своему строению (например, крылья птиц и насекомых).

Кроме того, одним из морфологических доказательств эволюции является наличие у некоторых организмов рудиментов и атавизмов.

Рудименты – это недоразвитые или недостаточно выраженные признаки современных форм, присутствующие в более развитом состоянии у предков этих форм. Наличие рудиментов обязательно у всех особей вида (например, рудиментами являются волосы на теле человека, доставшиеся «в наследство» от шерстяного покрова предков – приматов семейства гоминид).

Атавизмы представляют собой недоразвитые органы у отдельных организмов в популяции (например, хвост у человека).

Эмбриология – наука о закономерностях эмбрионального развития живых организмов также приводит ряд доказательств эволюции:

1. Принцип «зародышевого сходства», который указывает на сходство эмбрионов разных видов. При этом, на более ранних стадиях эмбрионального развития между относительно неродственными видами существует больше сходства, а чем ближе друг к другу филогенетически виды, тем дольше сохраняется в процессе эмбрионального развития сходство.

2. Принцип рекапитуляции, согласно которому в эмбриональном развитии прогрессивные виды проходят все стадии развития более примитивных.

Биохимия и генетика выявляют генетическое родство видов, знания о котором положены в основу современной теории эволюции. Например геном человека имеет 66% общих генов с геномом макаки, 17% общих генов с геномом крысы.

Несмотря на то, что само изучение эволюции связывают с именем Чарльза Дарвина, существуют и додарвиновские представления об эволюции, в том числе и достаточно комплексные теории эволюции.

Например, представитель милетской школы Анаксимандр полагал, что современные животные были созданы из воды, и затем вышли на сушу. Человек, согласно данной теории зародился в рыбе и «освободился» из ее тела. Демокрит считал, что существующие наземные животные изначально были земноводными, самозародившимися в иле.

Аристотель называл природные «вещи» (живые организмы) несовершенными проявлениями естественных природных возможностей, обозначаемых им как «формы», «идеи» (в латинской транскрипции это можно перевести, как «виды» – species). В современной систематике виды живых организмов также обозначаются, как species.

Карл Линней, основоположник бинарной – двойной классификации, по которой все живые организмы имеют обязательно родовое и видовое название на латинском языке, (например, Paramécium caudátum – инфузория туфелька) допускал возможность возникновения новых видов вследствие гибридизации существующих, но говорил о создании живых организмов по божественному плану.

Ж. Бюффон, разработавший одну из гипотез происхождения Земли, предположил, что виды живых организмов могут превращаться друг в друга и дегенерировать (упрощаться).

Первой наиболее «комплексной» эволюционной теорией стал научный креационизм – вера в сотворение мира Богом в «законченном» виде, включающий следующие основные положения:

1. Вопросы естествознания раскрыты в Библии, являющейся самым надежным источником.

2. Мир был сотворен из пустоты.

3. Земля была создана около 10000 лет назад (а не 4,5 млрд. лет назад).

4. Сотворение мира осуществилось за 6 дней.

5. Все крупные группы животных, а также люди были сотворены Богом «функционально законченными».

6. Современную геологическую картину мира сформировал Всемирный Потоп, покрывший всю Землю.

7. В мире Богом был создан «идеальный порядок», а существующие сегодня негативные процессы (вымирание, смерть человека и другие) возникли из-за изменений в первозданном порядке.

Следующую теорию эволюции создал Жан Батист Ламарк, выделивший две формы эволюции:

1. Градация – усложнение организации живых организмов, которое, по его мнению, базировалось на стремлении всех организмов к совершенствованию.

2. Приспособительная эволюция, основанная на стремлении организмов приспособиться к условиям внешней среды. Приспособительная эволюция включала по Ж.Б. Ламарку, два механизма – прямое влияние на организм условий существования и изменение привычек и потребностей организма. В общем виде, данный механизм учитывается и современном эволюционном учении – синтетической теории эволюции.

Более совершенной теорией эволюции является теория, предложенная Чарльзом Робертом Дарвином.

Основные положения теории Ч. Дарвина включают:

1. Все виды живых организмов не были кем-то созданы.

2. Живые организмы, возникнув естественным путем, постепенно (в ряду множества поколений) преобразовывались в соответствии с условиями окружающей среды.

3. В основе естественного преобразования живых организмов лежат такие их свойства, как наследственность и изменчивость, а также процесс естественного отбора. Наследственность представляет собой способность живых организмов сохранять и передавать потомству в ряду поколений особенности физиологического строения и развития. Через механизм наследственности сохраняются признаки вида живых организмов.

Естественный отбор проходит через сложное взаимодействие живых организмов с факторами неживой природы и друг с другом. Ч. Дарвин называл процесс естественного отбора борьбой за существование.

4. Результатом эволюции, по Ч. Дарвину является приспособленность живых организмов к условиям окружающей среды, а также многообразие их видов в природе.

На современном этапе теория Ч. Дарвина дополнена рядом других положений, в результате чего возникла качественно новая теория – синтетическая теория эволюции, основоположниками которой стали Джулиан Хаксли и Эрнст Майер.

Выводы:

Эволюция – это серия последовательных изменений, имеющих исторически значимый результат и развивающихся в ряду поколений.

Перед современными эволюционными биологами поставлены две ключевые задачи:

1. Выявление механизмов эволюции.

2. Реконструкция произошедших эволюционных преобразований в хронологическом порядке.

Несмотря на то, что само изучение эволюции связывают с именем Чарльза Дарвина, существуют и додарвиновские представления об эволюции, в том числе и достаточно комплексные теории эволюции.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

1. Какая теория эволюции ближе к современной?

1) Теория Ж.Б. Ламарка;

2) Теория Ч. Дарвина;

3) Научный креационизм.

Правильный ответ: 2) Теория Ч. Дарвина;

2. Расположите теории эволюции в порядке их появления:

1) Теория Ч. Дарвина;

2) Теория Ж.Б. Ламарка;

3) Синтетическая теория эволюции.

Правильная последовательность:

2) Теория Ж.Б. Ламарка;

1) Теория Ч. Дарвина;

3) Синтетическая теория эволюции.