Теория эволюции. Лекция 18

1.

НАЗВАНИЕ (ТЕМА)
Автор (докладчик)

2.

ЭВОЛЮЦИЯ
(от лат. evolution – развёртывание) – исторический
процесс
развития
живой
природы
на основе
наследственности, изменчивости и естественного
отбора
Впервые
термин был
использован в
1762 г.
Карлом Бонэ

3.

Сущность процесса исторического развития органического мира
состоит в непрерывном приспособлении живого к разнообразным
и постоянно меняющимся условиям окружающей среды, в
возрастающем со временем усложнении организации живых
существ.
В ходе эволюции осуществляется преобразование одних видов в
другие.
Главное в эволюционной теории – идея исторического развития от
сравнительно
простых
форм
жизни
к
более
высокоорганизованным.

4.

ОСНОВЫ НАУЧНОЙ МАТЕРИАЛИСТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ
ЗАЛОЖИЛ АНГЛИЙСКИЙ НАТУРАЛИСТ ЧАРЛЬЗ ДАРВИН
До Дарвина в биологии в основном господствовало неправильное
понятие об исторической неизменности видов, о том, что их
столько, сколько создано Творцом (Богом).
Лишь некоторые признавали эволюционное развитие всего
живого.

5.

КОНЦЕПЦИИ ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЖИЗНИ
Креационизм
(от лат. creatio –
созидание)
Трансформизм
(от лат. transformare –
преобразовывать)
Представление о
возникновении жизни в
результате
сверхъестественного
события и неизменности
видов
Представление об
изменяемости мира и
возможности развития
видов организмов

6.

ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОЙ
ЭВОЛЮЦИИ
1.
Образование и вымирание видов
2.
Изменения в генотипе организмов
3.
Повышение общего уровня организации жизни
4.
Адаптация организмов к среде
5.
Происходит в ряду поколений, потомки
отличаются от предков
6.
Преобразование биосферы в целом

7.

Жан Батист Ламарк (1744-1828) –
первое эволюционное учение
Ламарк (полное имя звучит Жан - Батист-Пьер Антуан де Моне шевалье де Ламарк) родился 1
августа 1744 года в Базентин – ле –Петит
(фран.). Его отец носил баронский титул и был
лейтенантом
пехотных
войск.
Будущий
основоположник нового эволюционного учения
стал одиннадцатым ребенком в семье. Отец
Ламарка хотел, чтобы сын стал священником, и
поэтому он был послан в иезуитскую школу. В
1760-м
году
отец
умирает.
Ламарк
отказывается от богословской карьеры и
записывается в армию. Уволившись в возрасте
25-ти лет из армии, он начинает изучать
медицину и ботанику.

8.

Ж.Б. Ламарк предшественник Ч.
Дарвина
В
начальном
периоде
своей
научной
деятельности Ламарк не признавал эволюции и
верил в постоянство видов. Первый раз он
высказал эволюционные мысли в 1800 г. в своих
лекциях. На три года раньше он еще верил в
постоянство видов.
Ламарк одним из первых предположил, что
виды
животных
изменяются
с
течением
времени. В труде «Философия зоологии» (1809
г.) ученый дал свое обоснование того, как
известные ныне организмы развились из очень
простых форм. В то время считалось, что
серьезная наука должна лишь описывать и
классифицировать виды и не заниматься
подобными «дилетантскими» умствованиями.

9.

Положения теории Ж.Б. Ламарка
•Материя первична и пассивна
•Творец всё привёл в движение
•Видов нет, идёт непрерывный
процесс исторического развития
организмов
•Движущая
сила
эволюции
–
стремление
к
самосовершенствованию

10.

ПРИЧИНЫ ИЗМЕНЧИВОСТИ ПО
ЛАМАРКУ

11.

Положения теории Ж.Б. Ламарка
В труде «Философия зоологии» (1809
г.) Ж. Ламарк дает эволюционное
обоснование «Лестницы существ».
По его мнению, эволюция идет на
основании внутреннего стремления
организмов к прогрессу (принцип
градации).
Это
«стремление
к
прогрессу»
не
определяется
внешними причинами, они лишь
нарушают правильность градации.

12.

Эволюционные идеи Ламарка
К началу 19 века все идеи, имеющиеся в теории Ламарка, были уже
кем-то выдвинуты. Ламарк связал их воедино и создал целостную
теорию. Этими идеями были:
• изменчивость видов под влиянием внешних условий;
• изменение видов под влиянием упражнения и не упражнения
органов;
• образование видов в результате скрещивания двух других;
• существование родоначальных общих форм для определенных
групп видов;
• естественное
возникновение
организмов
путем
самозарождения;
• значение фактора времени в эволюции;
• иерархия и последовательность форм (“Лестница существ”);
• общий план строения разных организмов;
• существование отбора в природе.

13.

«Лестница существ»
Все организмы были поделены Ламарком на 14
классов и размещены на «Лестнице существ» в
следующем порядке:
• Ступень 1: классы — Инфузории и Полипы;
• Ступень 2: Лучистые и Черви;
• Ступень 3: Насекомые и Паукообразные;
• Ступень 4: Ракообразные, Кольчецы, Усоногие
и Моллюски;
• Ступень 5: Рыбы и Рептилии,
• Ступень 6: Птицы и Млекопитающие.
«Лестница существ» отображает эволюцию
животного мира.
Ламарк считал, что в пределах одного класса
изменения происходят под влиянием внешних
условий.

14.

15.

Последовательность процессов
при изменении форм
По мнению Ламарка изменение форм в пределах
одного
класса
состоит
из
следующих
последовательных процессов:
• изменение условий внешней среды;
• изменение потребностей животного;
• изменение его действий;
• выработка новых привычек;
• упражнение органов, необходимых для выработки
этих привычек;
• изменение органов под влиянием длительного
упражнения, или не упражнения (1-й закон Ламарка);
• закрепление
изменений,
произошедших
в
организме в результате передачи их по наследству (2й закон Ламарка).

16.

Закон «упражнений и неупражнений»
Вот как Ламарк объяснял образование рогов у животных: «Во время
приступов ярости у самцов их внутренние чувства благодаря усилиям
вызывает интенсивный приток флюидов к этой части головы и происходит
выделение у одних – рогового, у других – костного вещества, в результате
чего в этих местах образуются твердые наросты».

17.

«У низших животных и у растений,
у
которых
нет
воли
(воля
необходима
для
выработки
привычки),
наследующиеся
целесообразные
изменения
возникают
под
непосредственным
влиянием
условий внешней среды».

18.

Создал
определительные
таблицы

19.

Открыл два закона: об изменчивости и
наследственности.
Закон изменчивости: все меняется под действием лишь одной
движущей
силы: условий внешней среды.
Закон наследственности: индивидуальные изменения, если
они
повторяются в ряде поколений, передаются по наследству и
становятся
признаками вида.

20.

Научный труд «Французская флора»
В 1778 г. Ламарк издает трехтомный
труд «Французская флора». Его труд
представлял определитель растений,
произрастающих
во
Франции.
Благодаря этой работе Ламарк был
избран
членом
Французской
Академии.
Он много путешествует по центральной
Европе, собирая образцы растений и
посещая ботанические сады. Работает
главным смотрителем Королевского
гербария.

21.

Труд «Гидрогеология»
В труде «Гидрогеология» (1802 г.)
Ламарк представляет историю
Земли как серию затоплений
суши океаном и последующих
его
отступлений.
Во
время
затоплений
(по
Ламарку)
происходит
отложение
органогенных осадков и рост
континентов. В этой работе
ученый предвосхитил некоторые
методы анализа земной коры и
расширил временные рамки
геологической истории.

22.

Музей Естественной Истории
В
1789
году
Ламарк
обратился
к
Национальному Собранию с просьбой
помочь созданию большого национального
естественно
исторического
музея.
Предложил разбить все музейные объекты
на группы: минералы, растения, животные.
Каждую группу – на классы, порядки,
семейства, роды. Музей должен был стать
подспорьем для систематиков и биологов.
В 1793 году во Франции был основан
Национальный Музей Естественной Истории.

23.

Книга Ламарка «Систематическая
биология беспозвоночных»
В
труде
«Систематическая
биология
беспозвоночных» Ламарк подверг критике
систему классификаций беспозвоночных
животных
К.
Линнея
и
предложил
собственную.
Главным
критерием
классификации
сделал
гомологичность
внутренних органов.
Систематика беспозвоночных, предложенная
Ламарком, была основной до конца 19 века.

24.

(+)
1.Создал первую
целостную теорию
происхождения видов
2.Первым применил термин
«родство» для обозначения
единства происхождения живых
систем
3.Вид изменчив. Развитие происходит от простого к сложному.
(-)
1.Вид реально не существует.
2.Неверно определил движущие
силы эволюции.
(стремление живого к совершенствованию)
3.Передаются все приобретенные
признаки.
4.Обязательное появление только
4.Открыл два закона об изменчи- полезных изменений и их
вости и наследственности.
наследование
5.Впервые поставил вопрос о
факторах эволюции.
Доказательства эволюционной теории были недостаточны,
и она не была принята.

25.

Благодарная память потомков
Слова дочери, запечатленные на памятнике,
оказались
пророческими:
потомство
действительно оценило труды Ламарка и
признало его великим ученым. Это случилось
после того, как появилось в 1859 году
замечательное
сочинение
Дарвина
"Происхождение видов…". Дарвин подтвердил
правильность эволюционной теории, доказал ее
на многих фактах и заставил вспомнить о своем
забытом предшественнике.
Общепризнан вклад Жана Ламарка в ботанику,
зоологию и палеонтологию беспозвоночных,
зоопсихологию, историческую геологию и учение
о биосфере, в разработку и
усовершенствование биологической
терминологии.

26.

ЧАРЛЬЗ РОБЕРТ ДАРВИН
(1809 – 1882)
1831-1836 – путешествие на корабле
«Бигль»
1859 – «Происхождение видов путём
естественного отбора, или
сохранение благоприят-ствуемых
рас в борьбе за жизнь»
Английский
естествоиспытатель
Роберт Чарльз Дарвин
1871 – «Происхождение человека и
половой отбор»

27.

ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ
ТЕОРИИ Ч. ДАРВИНА:
1) открытия в биологии (клеточное строение организмов,
сходство зародышей животных, ископаемые организмы);
2) работы геолога Ч.Лайеля об эволюции поверхности Земли
под влиянием естественных причин (t, ветра, осадков и т.д.);
3) развитие капитализма, сельского хозяйства, селекции

28.

УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА
Результата эволюции – многообразие видов
Движущие силы эволюции сортов растений и пород животных –
наследственная изменчивость и искусственный отбор
Главные движущие силы эволюции – борьба за существование и
естественный отбор
Материал для е.о. – наследственная изменчивость
Стабильность вида обуславливает – наследственность
Причина видообразования – дивергенция
Результат е.о. – адаптация видов к среде

29.

УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА ОБ
ИСКУССТВЕННОМ ОТБОРЕ:
1. все породы (сорта) одного вида организма имеют
одного общего предка;

30.

УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА ОБ
ИСКУССТВЕННОМ ОТБОРЕ:
2. Породы (сорта) созданы человеком путём отбора среди
потомства тех особей, которые имеют набор признаков, ценных
для человека (искусственный отбор);

31.

ИСКУССТВЕННЫЙ ОТБОР – ПРОЦЕСС
СОЗДАНИЯ НОВЫХ ПОРОД (СОРТОВ) ПУТЁМ
СИСТЕМАТИЧЕСКОГО ОТБОРА И
РАЗМНОЖЕНИЯ ОСОБЕЙ С ЦЕННЫМИ ДЛЯ
ЧЕЛОВЕКА ПРИЗНАКАМИ

32.

УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА ОБ
ИСКУССТВЕННОМ ОТБОРЕ:
3. многообразие потомков объясняется разными комбинациями
признаков от родителей и мутациями (наследственная
изменчивость);

33.

УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА ОБ
ИСКУССТВЕННОМ ОТБОРЕ:
4. особи, отобранные человеком для
размножения, передадут свои признаки
потомкам (наследственность)

34.

ЭВОЛЮЦИОННАЯ ТЕОРИЯ Ч.
ДАРВИНА
1842 г. – начало работы над книгой
«Происхождение видов»
1858 г. - письмо Альфреда Уоллеса
1859 г. - первое издание книги «Происхождение
видов»

35.

УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА ОБ
ЕСТЕСТВЕННОМ ОТБОРЕ:
1. Каждый вид организма способен к неограниченному
размножению. При этом признаки от родителей передаются
потомкам (наследственность)

36.

УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА ОБ
ЕСТЕСТВЕННОМ ОТБОРЕ:
2. Потомки одних и тех же родителей разные (наследственная
изменчивость)

37.

УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА ОБ
ЕСТЕСТВЕННОМ ОТБОРЕ:
3. Нехватка жизненных ресурсов приводит к борьбе за
существование

38.

УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА ОБ
ЕСТЕСТВЕННОМ ОТБОРЕ:
Виды борьбы за существование:
1. Внутривидовая (между особями одного вида)

39.

УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА ОБ
ЕСТЕСТВЕННОМ ОТБОРЕ:
Виды борьбы за существование:
2. Межвидовая (между особями разных видов)

40.

УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА ОБ
ЕСТЕСТВЕННОМ ОТБОРЕ:
Виды борьбы за существование:
3. Борьба с неблагоприятными условиями (высокие и низкие t,
нехватка воды и пищи и т.д.)

41.

УЧЕНИЕ Ч. ДАРВИНА ОБ
ЕСТЕСТВЕННОМ ОТБОРЕ:
4. В борьбе за существование выживают наиболее
приспособленные к данным условиям особи (естественный
отбор)
Результат – повышение приспособленности
особей к условиям жизни и образование новых
видов

42.

Показатели
Исходный
материал
Отбирающий
фактор
Искусственный отбор
Естественный отбор
Индивидуальные признаки организма
(изменчивость)
Человек
Условия среды
Характер
действия творческий
Накопление,
закрепление признаков полезных
человеку
Выживание, размножение
особей приспособленных
к условиям среды
Результат
Новые породы
животных, сорта
растений
Адаптация к среде, новые
виды
Формы отбора
Стихийный,
методический
Дизруптивный, движущий,
стабилизирующий

43.

БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ
Непрерывная прямая и косвенная конкуренция
между особями за факторы среды
Внешняя среда:
Свойства организма:
неоднородность;
наследственность,
ограниченность
интенсивность
ресурсов
размножения
несоответствие
Борьба за жизнь
Естественный
отбор

44.

ПРИЧИНЫ И ФОРМЫ
БОРЬБЫ ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ

45.

Естественный отбор (ЕО)
Процесс,
приводящий
к
выживанию
и
преимущественному
размножению
более
приспособленных к данным условиям среды особей,
обладающих полезными наследственными признаками.

46.

47.

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР
Стабилизирующий
Движущий
- Давление отбора
Дизруптивный

48.

ДВИЖУЩИЙ
Движущий отбор — форма естественного отбора, которая
действует при направленном изменении условий внешней среды. В
этом случае особи с признаками, которые отклоняются в
определённую сторону от среднего значения, получают
преимущества. При этом иные вариации признака подвергаются
отрицательному отбору. В результате в популяции из поколения к
поколению происходит сдвиг средней величины признака в
определённом направлении. При этом давление движущего отбора
должно отвечать приспособительным возможностям популяции и
скорости мутационных изменений. Современным случаем
движущего отбора является «индустриальный меланизм английских
бабочек». Он сохраняет наследственные изменения в определённом
направлении, перемещая соответственно и норму реакции.
Например, при освоении почвы, как среды обитания у различных
неродственных групп животных конечности превратились в

49.

СТАБИЛИЗИРУЮЩИЙ
Стабилизирующий отбор — форма естественного отбора, при котором
действие направлено против особей, имеющих крайние отклонения от средней
нормы, в пользу особей со средней выраженностью признака. Описано множество
примеров действия стабилизующего отбора в природе. Например, на первый взгляд
кажется, что наибольший вклад в генофонд следующего поколения должны вносить
особи с максимальной плодовитостью. Однако наблюдения над природными
популяциями птиц и млекопитающих показывают, что это не так. Чем больше
птенцов или детёнышей в гнезде, тем труднее их выкормить, тем каждый из них
меньше и слабее. В результате наиболее приспособленными оказываются особи со
средней плодовитостью. Отбор в пользу средних значений был обнаружен по
множеству признаков. У млекопитающих новорождённые с очень низким и очень
высоким весом чаще погибают при рождении или в первые недели жизни, чем
новорождённые со средним весом.

50.

ПОЛОВОЙ
Половой отбор - это естественный отбор на успех в размножении. У самцов
многих видов обнаруживаются явно выраженные вторичные половые
признаки, которые на первый взгляд кажутся неадаптивными: хвост павлина,
яркие перья райских птиц и попугаев, алые гребни петухов, феерические цвета
тропических рыбок, песни птиц и лягушек, и т.п. Многие из этих
особенностей осложняют жизнь их носителей, делают их легко заметными для
хищников.

51.

ДИЗРУПТИВНЫЙ
Дизруптивный (разрывающий) отбор — форма естественного отбора, при
котором условия благоприятствуют двум или нескольким крайним вариантам
(направлениям) изменчивости, но не благоприятствуют промежуточному,
среднему состоянию признака. В результате может появиться несколько новых
форм из одной исходной. Действием дизруптивного отбора объясняют образование
сезонных рас у некоторых сорных растений. Было показано, что сроки цветения и
созревания семян у одного из видов таких растений - погремка лугового- растянуты
почти на все лето, причем большая часть растений цветет и плодоносит в середине
лета. Однако на сенокосных лугах получают преимущества те растения, которые
успевают отцвести и дать семена до покоса, и те, которые дают семена в конце лета,
после покоса. В результате образуются две расы погремка – ранне- и
позднецветущая.

52.

53.

54.

55.

СИНТЕТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ
Материал для эволюции – мутации
Движущий фактор эволюции – естественный отбор на основе борьбы за
существование
Популяция – наименьшая эволюционная единица
Основа видообразования – дивергенция
Макроэволюция – надвидовая эволюция, охватывает большие промежутки
времени
Микроэволюция – внутривидовая эволюция (возникновение популяций,
подвидов, видов)
Эволюция имеет ненаправленный характер, нет финалистической цели

56.

БИОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ЗАКОН
Сформулировали немецкие учёные
XIX века Эрнст Геккель и Фриц Мюллер: «Онтогенез
есть краткое и быстрое повторение филогенеза»

57.

ФАКТОРЫ ЭВОЛЮЦИИ
Не направляют
эволюционный
процесс
♦ Мутации
♦ Изоляция
♦ Популяционные
волны
♦ Дрейф генов
Направляет
эволюционный
процесс
♦ Естественный
отбор на основе
борьбы за жизнь
Изменение
генетического
состава популяций

58.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ

59.

ВИДЫ ИЗМЕНЧИВОСТИ
Ненаследственная
(модификационная)
Наследственная
Направленная, может
проявиться у многих
особей вида при данных
условиях
Ненаправленная,
неопределённая,
случайная
Причина: изменения во
внешней среде
Причина: изменения в
генотипе
Повышает пластичность
вида
Поставляет материал для
эволюционных
процессов

60.

НАСЛЕДСТВЕННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ
Мутационная
Редкие, случайно
возникшие, стойкие
изменения генотипа:
полезные, вредные,
нейтральные
Комбинативная
Разнообразие генотипов,
вследствие полового
размножения: сочетание
генов, полученных от
родителей