4.Формирование синтетической теории эволюции 11 класс углубленка

1.

Формирование
синтетической
теории эволюции
11 класс углубленный курс
РАЗРАБОТЧИК МАЙОРОВА А.И.

2.

Синтетическая теория эволюции (СТЭ) —
современное учение об эволюции,
сформировавшееся в XX веке на основе объединения
идей Чарльза Дарвина с достижениями генетики,
экологии, систематики и математической биологии.
Главная идея СТЭ:
эволюция — это изменение частот аллелей в
популяциях под действием эволюционных факторов.

3.

Если Дарвин объяснил, почему происходит
эволюция, то СТЭ объяснила, как именно она
происходит на генетическом уровне.
Интересный факт: современная биология
рассматривает СТЭ как один из важнейших научных
синтезов XX века — наряду с квантовой теорией и
современной космологией.

4.

Почему возник кризис
классического дарвинизма
К началу XX века теория Дарвина столкнулась с
серьёзными вопросами.
Дарвин доказал роль естественного отбора, но не
мог объяснить:
• откуда возникают новые признаки;
• как они наследуются;
• почему полезные признаки не исчезают.
Главная проблема — отсутствие генетики.

5.

Современники считали, что признаки смешиваются как
краски.
Если это так — любые полезные изменения должны
исчезать.
Эту проблему назвали «кошмаром Дженкина».
Пример:
если чёрная ворона появляется среди белых, то через
несколько поколений признак должен «размыться».
СТЭ показала: гены не смешиваются.

6.

Роль законов Менделя в
формировании СТЭ
В 1900 году были заново открыты законы
наследственности Грегора Менделя.
Оказалось:
• наследственные признаки дискретны;
• передаются через гены;
• не исчезают при скрещивании.
Это стало фундаментом новой эволюционной теории.

7.

Пример:
рецессивный аллель голубых глаз может
сохраняться много поколений.
Даже если внешне признак не
проявляется.
Вопрос для размышления:
Почему скрытые признаки играют важную
роль в эволюции?

8.

Кто создавал синтетическую
теорию эволюции
СТЭ создавали учёные разных направлений.
Основатели:
• С. С. Четвериков;
• Рональд Фишер;
• Джон Холдейн;
• Сьюэлл Райт;
• Феодосий Добжанский;
• Эрнст Майр;
• И. И. Шмальгаузен.

9.

Кто создавал синтетическую
теорию эволюции
Каждый внёс вклад:
• генетика;
• математика;
• систематика;
• экология;
• теория отбора.
Интересный факт:
Добжанский сформулировал известую фразу:
«Ничто в биологии не имеет смысла кроме как в свете
эволюции».

10.

Основная идея СТЭ
СТЭ рассматривает эволюцию как
процесс изменения генофонда.
Генофонд — совокупность всех генов
популяции.
Ключевой объект:
не отдельный организм, а популяция.

11.

Почему?
Организм не изменяет свои гены
после рождения.
Эволюционные изменения становятся
заметны только через поколения.
Пример: отдельный волк не
превращается в новый вид.
Изменяется популяция волков.

12.

Популяция — элементарная
единица эволюции
Популяция:
совокупность особей одного вида, длительно
живущих на общей территории.
Признаки:
• свободное скрещивание;
• общий генофонд;
• относительная изоляция.

13.

Почему именно популяция эволюционирует?
Потому что именно в ней меняются частоты
аллелей.
Пример:
у бактерий устойчивость к антибиотикам
возникает не у одной клетки, а
распространяется в популяции.

14.

Элементарный материал
эволюции — мутации
Мутации создают новые варианты генов.
Типы:
• генные;
• хромосомные;
• геномные.
Особенности:
• возникают случайно;
• не зависят от потребностей организма;
• могут быть полезными, вредными или
нейтральными.

15.

Пример:
мутация гемоглобина вызывает
серповидноклеточную анемию.
Но в регионах малярии повышает
выживаемость.

16.

Комбинативная изменчивость
Новые сочетания генов возникают благодаря:
• кроссинговеру;
• независимому расхождению хромосом;
• случайному оплодотворению.
Это создаёт огромное разнообразие.
Интересный факт:
теоретическое число комбинаций хромосом у
человека превышает миллионы вариантов.

17.

Генетическое равновесие
популяции
Если эволюционные факторы отсутствуют —
генофонд стабилен.
Это описывает принцип Харди—Вайнберга.
Где:
• p — частота одного аллеля;
• q — другого.
Нарушение равновесия означает начало эволюции.

18.

Мутационный процесс как
фактор эволюции
Мутации постоянно появляются.
Большинство не закрепляется.
Но они создают генетический резерв.
Пример:
в природных популяциях дрозофил
обнаружены тысячи скрытых мутаций.

19.

Популяционные волны
Численность популяций постоянно изменяется.
Причины:
• климат;
• эпидемии;
• нехватка пищи.
После резкого сокращения состав популяции
меняется случайно.
Пример: массовая гибель животных после засухи.

20.

Дрейф генов
Дрейф генов — случайное изменение
частот аллелей.
Особенно важен в маленьких популяциях.
Пример:
после катастрофы осталось 20 особей.
Именно их гены определят будущее вида.

21.

Эффект бутылочного
горлышка
Резкое сокращение численности.
Даже восстановив размер популяции, вернуть
исходное разнообразие невозможно.
Пример:
современные гепарды обладают крайне низким
генетическим разнообразием.

22.

Эффект основателя
Новая популяция возникает из небольшой
группы переселенцев.
Пример:
небольшая группа птиц заселяет остров.
Через поколения появляются отличия от
исходного вида.

23.

Изоляция как фактор
эволюции
Изоляция прекращает обмен генами.
Типы:
• географическая;
• экологическая;
• временная;
• этологическая.
Пример:
разные сроки цветения у растений.

24.

Естественный отбор в СТЭ
Естественный отбор:
не создаёт признаки.
Он сохраняет полезные варианты.
Механизм:
мутация → фенотип → отбор →
изменение генофонда.

25.

Формы естественного отбора
Основные формы:
• стабилизирующий;
• движущий;
• разрывающий.
Примеры:
• средняя масса новорождённых;
• индустриальный меланизм;
разделение популяции на экологические группы.

26.

Микроэволюция
Изменения внутри вида.
Результаты:
• адаптации;
• образование рас;
• возникновение новых видов.
Пример:
устойчивость бактерий к антибиотикам.

27.

Видообразование
Типы:
• аллопатрическое;
• симпатрическое.
Пример:
галапагосские вьюрки.
Один предковый вид дал начало
множеству новых.

28.

Макроэволюция
Образование крупных таксонов.
Роды → семейства → классы.
СТЭ утверждает:
макроэволюция — результат
накопления микроэволюционных
изменений.

29.

Современное развитие СТЭ
Новые направления:
• молекулярная эволюция;
• эпигенетика;
• нейтральная теория Кимуры;
• геномика.
Интересный факт:
геномы человека и шимпанзе
совпадают примерно на 98–99%.

30.

Практическое значение СТЭ
СТЭ применяется в:
• медицине;
• селекции;
• экологии;
• борьбе с устойчивостью бактерий;
• охране природы.
Пример:
сохранение редких видов через управление
генофондом.

31.

Итоги. Почему СТЭ называют
современной теорией
эволюции
СТЭ объединила:
• дарвинизм;
• генетику;
• экологию;
• математику;
• молекулярную биологию.

32.

Эволюция — это закономерное изменение
генофонда популяций под действием отбора и
других эволюционных факторов.
Вопросы для обсуждения:
1.Может ли вид существовать без генетического
разнообразия?
2.Почему случайные мутации приводят к
закономерным результатам?
3.Какие факторы сегодня сильнее всего влияют
на эволюцию человека?

33.

Спасибо за
урок!