Практическая работа №1 по биологии

Практическая работа № 1 «Главные направления органической эволюции».

Цель: закрепить знания о направлениях эволюции и путях их достижения

Задачи:

• ознакомиться с теоретическим материалом ( повторить)

• заполнить таблицы №1 и №2

• описать предложенных животных: Ирбис или Сокол балобан (занесены в красную книгу Алтайского края), человеческая аскарида; растения: верблюжья колючка

Оборудование: лекционный материал, иллюстрации; презентация

Ход работы:

1. Проанализируйте данный материал и заполнить таблицу №1 «Биологический прогресс и биологический регресс»; - описать предложенных животных: Ирбис или Сокол балобан (занесены в красную книгу Алтайского края), тля обыкновенная

   Признаки

   Биологический прогресс

   Биологический регресс

   Численность вида

   Количество популяций вида

   Соотношение рождаемости и смертности в популяциях

   Ареал вида

   Состояние надвидовых таксонов

   
   

2. Заполнить таблицу: № 2 «Пути достижения биологического прогресса» Описать животных и растения: Ирбис, человеческая аскарида; растения: верблюжья колючка

   Признак

   Ароморфоз

   Идиоадаптация

   Общая дегенерация

   Какими преобразованиями сопровождаются

   Изменение общего уровня организации

   Уровень осуществления эволюции

   Уровень возникающих таксономических различий

   Примеры

   
   

3. Ответьте на вопросы письменно:

• Вопрос 1. Что такое биологический прогресс?

• Вопрос 2. Что является показателями биологического прогресса? Регресса?

• Вопрос 3. Как можно объяснить существование на Земле организмов разной степени сложности?

• Вопрос 4. Какое направление биологической эволюции поднимает группу организмов на более высокую ступень организации?

• Вопрос 5. Каковы причины вымирания видов?

• Вопрос 6. Объясните, что такое генетическая эрозия.

4. Вывод: о главных направлениях органической эволюции

Материал к практической работе «Главные направления органической эволюции».

1. Сущность макроэволюции;

2. Способы осуществления макроэволюции:

• - дивергенция;

• - конвергенция

• - параллелизм

3. Роль прогресса и регресса в эволюции

4. Пути достижения биологического прогресса

5. Правила эволюции

1. Макроэволюция - надвидовая эволюция, в ходе которой виды ещё больше обособляются друг от друга, образуя более крупные систематические группы. Так, виды пшеница твёрдая, мягкая, однозернянка и другие образуют род пшеница, а пшеница, рожь и ячмень составляют семейство злаковых. Все представители семейства произошли от какого-то одного общего предка в результате микроэволюции, осуществлённой в популяциях этого предка. Для воссоздания макроэволюции одновременно используются данные сравнительной анатомии, палеонтологии и эмбриологии, благодаря чему было выявлено происхождение пшеницы, кукурузы и др; в животном мире - современной лошади и слона. Между микро - и макроэволюцией нет резкой грани, так как процесс микроэволюции, вызывающий дивергенцию популяций, продолжается без перерыва и на микроэволюционном уровне внутри вновь возникающих форм.

2. Способы осуществления макроэволюции. Основной способ - дивергенция - расхождение признаков в пределах популяции, вида, возникающие под действием изменчивости, закреплённое наследственно и сохранённое естественным отбором. Общая закономерность эволюции, приводящая к образованию новых видов, родов, классов и т. д. Примером дивергенции является возникновение разнообразных по морфофизиологическим особенностям вьюрков от одного или немногих предков видов на Галапагосских островах. Механизм дивергенции основан на эволюционных факторах. В результате мутации, изоляции, борьбы за существование и естественного отбора, в какой-то момент эволюции накопившиеся различия окажутся настолько значительными, что приведут к распаду исходного вида на два и более дочерних. Второй способ осуществления макроэволюции- параллелизм. Это процесс эволюционного развития в сходном направлении двух или нескольких первоначально дивергировавших групп. Пример - развитие саблезубости у представителей разных подсемейств кошачьих. Третий способ - конвергенция - сближение признаков в пределах разных систематических групп живых организмов, возникающее при действии относительно одинаковых условий существования в ходе естественного отбора. Так, рыба акула, ископаемое пресмыкающееся ихтиозавр и млекопитающее дельфин имеют одинаковую форму тела, поскольку одинакова среда их обитания - водная. При конвергентном развитии сходство между неродственными организмами бывает только внешним. При конвергентном способе эволюции возникают аналогичные органы.

3. Прогресс и его роль в эволюции. Этой проблемой занимался А.Н.Северцов. учение о прогрессе в эволюции было в дальнейшем развито его учеником И.И.Шмальгаузеном. Процесс эволюции идёт непрерывно в направлении максимального приспособления живых организмов к условиям окружающей среды. Такое возрастание приспособляемости организмов к окружающей среде А.Н.Северцов назвал биологическим прогрессом. Критериями биологического прогресса являются:

• а) увеличение численности;

• б) расширение ареала;

• в) повышение темпов внутривидовой изменчивости.

• Биологический прогресс - результат успеха вида в борьбе за существование.

Биологический регресс - явление, противоположное биологическому прогрессу. Он характеризуется обратными признаками:

• • а) снижением численности особей;

  • б) сужением ареала;

  • в) уменьшением темпов внутривидовой изменчивости, подверженностью массовой гибели и в конечном счёте свидетельствует об угасании вида.

  • В настоящее время виды, подвергшиеся биологическому регрессу, находятся под охраной человека. К числу исчезающих видов можно отнести уссурийского тигра и пятнистого оленя, ехидну и утконоса.

  • Вымирание вида означает, что навсегда утратятся гены, которыми человек мог бы воспользоваться для восстановления его или для селекции, а в конечном счёте беднеет генофонд Земли.

• Проанализируйте данный материал и заполнить таблицу №1 «Биологический прогресс и биологический регресс»; - описать предложенных животных: Ирбис или Сокол балобан (занесены в красную книгу Алтайского края), тля обыкновенная

Признаки

Биологический прогресс

Биологический регресс

Численность вида

Высокая

Низкая

Количество популяций вида

Большое, образуются новые популяции

Небольшое, происходит сокращение числа популяций

Соотношение рождаемости и смертности в популяциях

Преобладает рождаемость

Преобладает смертность

Ареал вида

Расширяется

Сужается

Состояние надвидовых таксонов

Таксон высшего ранга включает в себя большое число таксонов низшего ранга: род включает большое число видов, семейство - много родов и т. д.

Таксон высшего ранга включает в себя небольшое число таксонов низшего ранга: род включает мало видов, семейство - один, два рода и т. д.

Биологический прогресс достигается различными путями.

• Арогенез - путь развития групп организмов с выходом в другую адаптивную зону, под влиянием приобретённых новых приспособлений.

• Такой путь достижения биологического прогресса А.Н.Северцов определил как ароморфоз, или морфофизиологический прогресс. Примером может служить половая дифференцировка, переход на лёгочное дыхание и другое.

• Ароморфоз означает усложнение организации, которое сохраняется при дальнейшей эволюции и приводит к возникновению новых крупных систематических групп.

• Крупные ароморфозы дали возможность освоить животным новые среды обитания и источники питания. Это привело к перестройке общего уровня организации.

• В результате ароморфозов в процессе эволюции возникли новые типы животных, отделы растений, их классы.

• Аллогенез - направление эволюции группы организмов, при которой у близких видов происходит смена одних частных приспособлений другими, а общий уровень организации остаётся прежними. Такие частные приспособления называются идиоадаптациями.

• Идиоадаптации возникают после ароморфоза, когда группа организмов заняла новую среду обитания и начались приспособительные изменения у отдельных популяций. Поэтому все популяционные, видовые, родовые особенности растений и животных относятся к идиоадаптациям. Примером могут служить различные формы тела рыб, цвета оперения у птиц, приспособления к опылениям у цветковых растений.

• Катагенез - особый путь развития эволюции, связанный с проникновением организмов в более простую среду обитания и резким упрощением строения и образа жизни.

• Этот путь достижения биологического прогресса А.Н.Северцов назвал «общей дегенерацией». Примером служат паразитические ленточные черви, утратившие пищеварительную систему.

Заполнить таблицу: № 2 «Пути достижения биологического прогресса» Описать животных и растения: Ирбис, человеческая аскарида; растения: верблюжья колючка

Признак

Ароморфоз

Идиоадаптация

Общая дегенерация

Какими преобразованиями сопровождаются

Усложнения строения и функций, не являющееся приспособлением к условиям среды, но носящее самый общий характер. Даёт возможность расширять использование условий внешней среды.

Частные приспособления к специфическим условиям среды.

Приспособления к долее простым условиям существования: упрощение организации, возникновение приспособлений.

Изменение общего уровня организации

Повышается

Сохраняется

Понижается

Уровень осуществления эволюции

Выход в другую адаптивную зону

В пределах одной адаптивной зоны

Как в пределах, так и с выходом в другую зону

Уровень возникающих таксономических различий

Как правило, не ниже класса

Таксоны невысокого ранга - семейство, род, вид. Приводит к увеличению видового разнообразия

Таксоны невысокого ранга - семейство, род, вид.

Примеры

Возникновение эукариотической клетки, многоклеточности, автотрофности. Появление пучков поперечнополосатых мышц у членистионогих; появление челюстей у позвоночных, теплокровности, совершенствование отделов головного мозга.

Покровительственная окраска животных, возникновение ластов у морских млекопитающих, видоизменения вегетативных органов растений, соответствие строения цветков размерам тела насекомых - опылителей.

Утрата корней и листьев растениями - паразитами, развитие приспособлений к паразитированию. Исчезновение органов чувств и пищеварительной системы у паразитических червей, появление у них присосок и крючков, огромная плодовитость паразитов.

В эволюции происходит закономерная смена одних направлений другими.

Правила эволюции

1. Неограниченность эволюции (пока существует жизнь на земле)

2. Необратимость эволюции (невозможность возврата к состоянию своих предков)

3. Направленность эволюции - естественный отбор направляет развитие вида в сторону большей приспособленности к конкурентным условиям среды.

4. Происхождение от неспециализированных предков

5. Прогрессирующая специализация (совершенствование приспособлений к определённым условиям жизни)

6. Адаптивная радиация - филогенетическое развитие группы идёт дивергентно в разных направлениях, в результате чего один ствол распадается на несколько дочерних, осваивающих разные экологические условия.

7. Чередование главных направлений эволюции - для всех групп животных и растений свойственно чередование ароморфозов, сопровождающихся выходом группы в новую среду, и идиоадаптацией (освоение новых условий среды)