Популяционно-видовой уровень Митрофанов

1.

Проектная работа по биологии
Тема: «Популяционно-видовой
уровень организации жизни»
Презентацию подготовил
ученик 11 класса
Митрофанов Михаил

2.

Популяционно-видовой уровень:
общая характеристика. Виды и
популяции
Популяционно-видовой уровень является надорганизменным и
занимает центральное место в эволюционной теории. Именно
на этом уровне происходят элементарные эволюционные
явления — изменения генофонда, ведущие к образованию
новых видов.
Общая характеристика:
Этот уровень представлен популяциями и видами. Главная
особенность заключается в том, что особи здесь реально не
изолированы, а объединены в системы (популяции), способные
к историческому развитию. Единицей этого уровня выступает
популяция, а элементарным эволюционным материалом —
мутации, возникающие в генофонде.

3.

Вид и популяция
Вид — это основная структурная единица биологической
классификации. Это совокупность особей, обладающих
наследственным сходством морфологических,
физиологических и биохимических признаков, свободно
скрещивающихся и дающих плодовитое потомство,
занимающих определенный ареал (территорию) и
изолированных от других видов репродуктивными барьерами.
Популяция — это форма существования вида. Это
совокупность особей одного вида, длительно населяющих
определенную территорию (часть ареала), свободно
скрещивающихся между собой и частично изолированных от
других таких же совокупностей. Популяция является
элементарной единицей эволюции, так как именно в ней
начинают накапливаться и закрепляться наследственные
изменения.

4.

Развитие эволюционных идей:
додарвиновский период
Эволюционные идеи прошли долгий путь развития, прежде чем
сформировалась современная синтетическая теория эволюции
(СТЭ).
Додарвиновский период:
К. Линней (XVIII век): Создал систематику, ввел бинарную
номенклатуру, но придерживался идеи «неизменности видов».
Ж.Б. Ламарк (начало XIX века): Создал первую целостную
эволюционную теорию («Философия зоологии»). Основные
принципы: градация (стремление к усложнению) и
упражнение/неупражнение органов под влиянием внешней
среды с наследованием приобретенных признаков. Теория
Ламарка была прогрессивной, но не объяснила механизм
приспособленности.

5.

Теория Чарльза Дарвина
Теория Чарльза Дарвина (1859 год):
Основной труд: «Происхождение видов путем
естественного отбора».
Дарвин выявил главные движущие силы эволюции:
наследственность, изменчивость и естественный отбор.
Он объяснил, как из-за борьбы за существование
выживают и оставляют потомство наиболее
приспособленные особи.
Современный этап (СТЭ): Синтез дарвинизма с генетикой
(XX век). Было доказано, что единицей эволюции
является не особь, а популяция. Генофонд популяции
насыщен рецессивными мутациями, которые служат
резервом наследственной изменчивости.

6.

Движущие силы эволюции, их
влияние на генофонд популяции
Эволюционные факторы (движущие силы) вызывают изменения генетической
структуры популяции — генофонда (совокупности всех генотипов).
Наследственная изменчивость (мутационный процесс): Поставляет элементарный
эволюционный материал. Мутации (генные, хромосомные, геномные) повышают
генетическое разнообразие особей, создавая неоднородность популяции.
Популяционные волны (волны жизни): Периодические колебания численности особей.
В период спада численности (из-за хищников, болезней) случайно выживают
определенные генотипы, что может резко изменить частоту аллелей («эффект
бутылочного горлышка»).
Изоляция: Возникновение барьеров (географических, экологических, репродуктивных),
препятствующих свободному скрещиванию. Изоляция закрепляет генетические
различия между частями популяции.
Дрейф генов: Случайное (неадаптивное) изменение частот аллелей в малых
популяциях. В малой популяции некоторые аллели могут полностью исчезнуть или,
наоборот, зафиксироваться вне зависимости от их полезности.
Влияние: Эти факторы нарушают генетическое равновесие (закон Харди-Вайнберга),
насыщают популяцию мутациями и создают предпосылки для действия естественного
отбора.

7.

Естественный отбор как фактор
эволюции
Естественный отбор — это главный, направляющий фактор эволюции. В отличие от
других факторов (мутации, дрейф), он имеет направленный характер: обеспечивает
преимущественное выживание и размножение особей, наиболее приспособленных к
условиям среды.
Формы естественного отбора: Движущий (ведущий): Действует при изменении условий
среды. Способствует сдвигу средней нормы реакции признака в сторону адаптации к
новым условиям. Пример: Потемнение окраски березовой пяденицы в индустриальных
районах (индустриальный меланизм).
Стабилизирующий: Действует в постоянных условиях. Направлен против особей с
крайними отклонениями, сохраняет устоявшуюся среднюю норму. Пример: Сохранение
размеров и формы цветков у насекомоопыляемых растений; выживание
новорожденных со средней массой тела.
Половой отбор: Форма естественного отбора, основанная на конкуренции особей
одного пола (чаще самцов) за спаривание. Способствует развитию вторичных половых
признаков (яркое оперение павлинов, рога оленей).
Результат отбора: Повышение приспособленности (адаптированности) организмов к
среде обитания и накопление генетических различий между популяциями.

8.

Эволюционный процесс принято разделять
на два взаимосвязанных уровня
Критерий
Микроэволюция
Макроэволюция
Процесс
Изменения внутри вида,
ведущие к образованию
новых популяций и
видов.
Формирование
надвидовых таксонов
(родов, семейств,
классов, типов).
Единица
Популяция.
Вид и надвидовые
группы.
Время
Происходит в
исторически обозримое
время (сотни, тысячи
лет).
Длится миллионы лет,
недоступна
непосредственному
наблюдению.
Механизмы
Естественный отбор,
изоляция, мутации,
дрейф генов.
Дивергенция
(расхождение признаков),
ароморфозы,
идиоадаптации,
вымирание.

9.

Связь
Макроэволюция является суммированным
итогом процессов микроэволюции. Нет
специфических механизмов
макроэволюции, отличных от
микроэволюционных. Изучение ископаемых
переходных форм (например, ихтиостега —
переходная форма между рыбами и
амфибиями) подтверждает этот принцип.

10.

Направления эволюции
Учение о направлениях эволюции разработано А.Н. Северцовым и И.И.
Шмальгаузеном. Выделяют три главных пути:
Ароморфоз (морфофизиологический прогресс): Повышение уровня организации,
расширение ареала обитания. Ароморфозы не являются узкими
приспособлениями к конкретной среде, а открывают новые возможности для
эволюции.
Примеры: Возникновение фотосинтеза, появление теплокровности, возникновение
легких, четырехкамерного сердца, полового размножения.
Идиоадаптация (алломорфоз): Частные приспособления к конкретным условиям
среды без принципиального усложнения организации. Возникают на базе
ароморфозов.
Примеры: Разнообразие форм клювов у вьюрков (адаптация к разной пище),
покровительственная окраска, форма тела у водных млекопитающих.
Дегенерация (катагенез): Общее упрощение организации, часто связанное с
переходом к паразитическому или сидячему образу жизни.
Примеры: Упрощение строения ленточных червей (отсутствие пищеварительной
системы), утрата зрения и корней у растения-паразита повилики.

11.

Принципы классификации. Систематика
Систематика — это наука о разнообразии организмов, их классификации и
эволюционных взаимоотношениях. Ее главная задача — построить систему живой
природы, отражающую филогению (историческое развитие) групп.
Основные принципы классификации:
Иерархичность (соподчиненность): Таксоны объединяются в более крупные
группы по принципу «матрешки». Основные таксономические категории: Вид →
Род → Семейство → Отряд (Порядок) → Класс → Тип (Отдел) → Царство.
Принцип монофилии: Все таксоны должны происходить от одного общего предка и
включать всех его потомков. Полифилетические группы (собранные по сходству,
но от разных предков) в современной систематике не допускаются.
Бинарная номенклатура: Введена К. Линнеем. Название вида состоит из двух
слов: род (существительное) и видовой эпитет (прилагательное). Пример: Homo
sapiens (Человек разумный).
Современные подходы: Сегодня систематика опирается не только на
морфологические критерии, но и на молекулярно-генетические данные
(секвенирование ДНК). Это позволило пересмотреть взаимоотношения многих
групп. Например, выделены новые домены (Археи, Бактерии, Эукариоты) вместо
классического деления на растения и животных.

12.

Заключение:
Популяционно-видовой уровень является
ключевым для понимания эволюции.
Именно в популяциях, под действием
движущих сил (мутации, волны, изоляция)
и направляющего влияния естественного
отбора, происходят микроэволюционные
процессы, которые при накоплении
приводят к макроэволюционным
преобразованиям. Принципы
иерархической систематики позволяют
отобразить этот сложный путь
исторического развития органического
мира.