Лекция. Доказательства эволюции. Макроэволюция. Палеонтологические доказательства. Филогенетические ряды

1. Какие факты могут свидетельствовать о связи между вымершими и современными растениями и животными?

Ответ. Согласно синтетической теории эволюции, протекающий в природе эволюционный процесс разделяется на два этапа: микроэволюцию и макроэволюцию.

Макроэволюция включает процессы, приводящие к появлению систематических единиц крупнее вида. Изучая макроэволюцию, современное естествознание накопило ряд научных фактов, доказывающих эволюцию органического мира. Доказательством эволюции может считаться любой научный факт, который доказывает хотя бы одно из следующих положений.

Единство происхождения жизни (наличие общих признаков у всех живых организмов).

Родственные связи между современными и вымершими организмами или между организмами в крупной систематической группе (наличие общих признаков у современных и вымерших организмов или у всех организмов в систематической группе).

Действие движущих сил эволюции (факты, подтверждающие действие естественного отбора).

Доказательства эволюции, добытые и накопленные в рамках определенной науки, составляют одну группу доказательств и называются по названию данной науки.

Палеонтология - наука об ископаемых остатках вымерших организмов. Основателем эволюционной палеонтологии считается русский ученый В. О. Ковалевский. К доказательствам эволюции можно отнести ископаемые переходные формы и филогенетические ряды современных видов.

Ископаемые переходные формы - это вымершие организмы, сочетающие в себе признаки более древних и эволюционно более молодых групп. Они позволяют выявить родственные связи, доказывающие историческое развитие жизни. Такие формы установлены как среди животных, так и среди растений. Переходной формой от кистеперых рыб к древним земноводным - стегоцефалам - является ихтиостега. Эволюционную связь между пресмыкающимися и птицами позволяет установить первоптица (археоптерикс). Связующим звеном между пресмыкающимися и млекопитающими является звероящер из группы терапсид. Среди растений переходной формой от водорослей к высшим споровым являются псилофиты (первые наземные растения). Происхождение голосеменных от папоротниковидных доказывают семенные папоротники, а покрытосеменных от голосеменных - саговниковые.

Филогенетические (от греч. phylon - род, племя, genesis - происхождение) ряды - последовательности ископаемых форм, отражающие историческое развитие современных видов (филогенез). В настоящее время такие ряды известны не только для позвоночных, но и для некоторых групп беспозвоночных животных. Русский палеонтолог В. О. Ковалевский восстановил филогенетический ряд современной лошади

2. Какие виды древних растений и животных вам известны?

Ответ. Ровно 75 лет назад у берегов южной части Африки была обнаружена самая древняя рыба в мире – латимерия, которая существовала на Земле ещё сотни миллионов лет назад. В честь этого события предлагаем вам узнать о ней и других древних животных и растениях, которые населяют нашу планету и сегодня.

Ранее считалось, что эти рыбы вымерли в позднем мелу (100,5 – 66 миллионов лет назад), однако в декабре 1938 года куратор Ист-Лондонского музея (ЮАР) Марджори Кортни-Латимер в улове местных рыбаков обнаружила рыбу с жесткой чешуей и необычными плавниками. Впоследствии выяснилось, что эта рыба жила ещё сотни миллионов лет назад, и представляет собой живое ископаемое.

Поскольку эта латимерия была обнаружена в реке Чалумна, её назвали Latimeria chalumnae. А в сентябре 1997 года в водах возле города Манадо, расположенного на северном побережье острова Сулавеси, ученые заметили второй вид этих рыб - Latimeria menadoensis. Согласно генетическим исследованиям, эти виды разделились 30-40 миллионов лет назад, но различия между ними небольшие.

2. Гинкго двулопастный.

В дикой природе это растение произрастает только на востоке Китая. Однако 200 миллионов лет назад оно было распространено по всей планете, особенно в Северном полушарии, в районах с умеренным климатом и высокой влажностью. В Сибири юрского и раннего мелового периода растений класса гинкговых было так много, что их остатки встречаются в большинстве отложений тех периодов. По убеждению исследователей, осенью того времени земля была буквально покрыта листьями гинкго, словно ковром.

3. Малый оленёк, или канчиль, - это не только самый маленький (его рост в холке не больше 25 сантиметров, а максимальный вес около 2,5 килограмма), но и самый древний вид парнокопытных на Земле. Эти животные существовали ещё 50 миллионов лет назад, как раз тогда, когда только начали формироваться отряды древних копытных. С того времени канчиль почти не изменилась и больше других видов напоминает своих древних предков.

4. Миссисипский панцирник.

Похожая на аллигатора рыба, миссисипский панцирник – одна из самых древних рыб, живущих сегодня на Земле. В мезозойскую эру её предки населяли многие водоемы. Сегодня миссисипский панцирник обитает в долине нижнего течения реки Миссисипи, а также в некоторых пресноводных озерах США.

Эти небольшие пресноводные ракообразные считаются самыми древними существами, живущими сегодня на Земле. Представители этого вида почти не изменились с триасового периода. В то время ещё только появились динозавры. Сегодня эти животные обитают почти на каждом материке, кроме Антарктиды. Однако щитни вида Triops cancriformis наиболее распространены в Евразии.

6. Метасеквойя глиптостробоидная.

Эти хвойные растения были широко распространены по всему Северному полушарию с мела по неоген. Однако сегодня в диком виде метасеквойю можно увидеть лишь в центральной части Китая, в провинциях Хубэй и Сычуань.

7. Акула-гоблин.

О роде Mitsukurina, к которому принадлежит этот вид акул, впервые стало известно благодаря окаменелостям, которые датируются средним эоценом (около 49-37 миллионов лет назад). Единственный ныне существующий вид этого рода, акула-гоблин, обитающая в Атлантическом и Индийском океанах, сохранила некоторые примитивные черты своих древних сородичей, и сегодня является живым ископаемым.

Вопросы после § 61

1. Что такое макроэволюция? Что общего между макро– и микроэволюцией?

Ответ. Макроэволюция – надвидовая эволюция, в отличие от микроэволюции, происходящей внутри вида, внутри его популяций. Однако принципиальных различий между этими процессами нет, так как в основе макроэволюционных процессов лежат микроэволюционные. В макроэволюции действуют те же факторы – борьба за существование, естественный отбор и связанное с ним вымирание. Макроэволюция, так же как микроэволюция, носит дивергентный характер.

Макроэволюция происходит в исторически грандиозные промежутки времени, поэтому она недоступна непосредственному изучению. Несмотря на это, наука располагает множеством доказательств, свидетельствующих о реальности макроэволюционных процессов.

2. Какие доказательства макроэволюции дают нам палеонтологические данные? Приведите примеры переходных форм.

Ответ. Палеонтология изучает ископаемые остатки вымерших организмов и устанавливает их сходство и различия с современными организмами. Палеонтологические данные позволяют узнать о растительном и животном мире прошлого, реконструировать внешний облик вымерших организмов, обнаружить связь между древнейшими и современными представителями флоры и фауны.

Убедительные доказательства изменений органического мира во времени дает сопоставление ископаемых остатков из земных пластов разных геологических эпох. Оно позволяет установить последовательность возникновения и развития разных групп организмов. Так, например, в самых древних пластах находят остатки представителей типов беспозвоночных животных, а в более поздних пластах – уже и остатки хордовых. В еще более молодых геологических пластах содержатся остатки животных и растений, относящихся к видам, похожим на современные.

Данные палеонтологии дают большой материал о преемственных связях между различными систематическими группами. В одних случаях удалось установить переходные формы между древнейшими и современными группами организмов, в других – реконструировать филогенетические ряды, т. е. ряды видов, последовательно сменяющих один другой.

На берегах Северной Двины была найдена группа зверозубых рептилий. Они совмещали признаки млекопитающих и пресмыкающихся. Зверозубые рептилии имеют сходство с млекопитающими в строении черепа, позвоночника и конечностей, а также в делении зубов на клыки, резцы и коренные.

Большой интерес с эволюционной точки зрения представляет находка археоптерикса. Это животное величиной с голубя имело признаки птицы, но сохраняло еще черты пресмыкающихся. Признаки птиц: задние конечности с цевкой, наличие перьев, общий вид. Признаки пресмыкающихся: длинный ряд хвостовых позвонков, брюшные ребра и наличие зубов. Археоптерикс не мог быть хорошим летуном, так как у него слабо развиты грудная кость (без киля), грудные мышцы и мышцы крыльев. Позвоночник и ребра не являлись жесткой костной системой, устойчивой при полете, как у современных птиц. Археоптерикса можно считать переходной формой между пресмыкающимися и птицами. Переходные формы сочетают в себе одновременно признаки как древних, так и более эволюционно молодых групп. Еще одним примером служат ихтиостеги – переходная форма между пресноводными кистеперыми рыбами и земноводными.

3. В чем состоит значение реконструкции филогенетических рядов?

Ответ. Филогенетические ряды. По целому ряду групп животных и растений палеонтологам удалось воссоздать непрерывные ряды форм от древнейших до современных, отражающие их эволюционные изменения. Отечественный зоолог В. О. Ковалевский (1842–1883) воссоздал филогенетический ряд лошадей. У лошадей по мере перехода к быстрому и длительному бегу уменьшалось число пальцев на конечностях и одновременно увеличивались размеры животного. Эти изменения явились следствием изменений образа жизни лошади, перешедшей на питание исключительно растительностью, в поисках которой было необходимо перемещаться на большие расстояния. Считается, что на все эти эволюционные преобразования ушло 60–70 млн лет.

Исследование филогенетических рядов, построенных на основе данных палеонтологии, сравнительной анатомии и эмбриологии, важно для дальнейшего развития общей теории эволюции, построения естественной системы организмов, воссоздания картины эволюции конкретной систематической группы организмов. В настоящее время для построения филогенетических рядов ученые все больше привлекают данные таких наук, как генетика, биохимия, молекулярная биоло­гия, биогеография, этология и др

Первая наша задача – сформировать понятие «макроэволюция» и сравнить с понятием «микроэволюция» (Слайды 3, 4)
Различие макроэволюции и микроэволюции:
Макроэволюция – надвидовая эволюция, приводит к образования таксонов более высокого ранга, чем вид (родов, семейств, отрядов, классов, типов и т.д.)
Микроэволюция – происходит внутри вида, внутри его популяции.
Макроэволюция происходит в исторически грандиозные промежутки времени и недоступна непосредственному изучению.
Сходство макро- и микроэволюции:
– В основе лежат процессы: наследственная изменчивость, борьба за существование, естественный отбор, изоляции.
– Носят дивергентный характер.
Наука располагает множеством доказательств, свидетельствующих о реальности макроэволюционных процессов .
Группы доказательств эволюционного процесса: палеонтологические, эмбриологические, сравнительно-анатомические (морфологические),молекулярно-биологические и цитологические, биогеографические (Слайд 5)
Работа по терминами . (Слайды 6, 7)
Что изучают науки?
Палеонтология, эмбриология, сравнительная анатомия, молекулярная биология, биогеография
Что обозначают термины?
Онтогенез, филогенез, дивергенция, конвергенция, гомологичные органы, аналогичные органы, рудименты, атавизмы, эндемики, реликты
Учитель дает задания группам. (Презентация, Слайд 8)
Задания.
1. Используя учебник А.А.Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник «Общая биология» 10-11 кл § 61, (дополнительно) учебник Д.К. Беляева «Общая биология» 10-11 кл § 41 и материалы, лежащие на столах найти факты, доказывающие существование эволюционного процесса на нашей планете.
I группа – палеонтологические доказательства эволюции;
II группа – эмбриологические доказательства эволюции
III группа – сравнительно-анатомические доказательства эволюции;
IV группа – молекулярно-биологические и цитологические доказательства эволюции;
V группа – биогеографические доказательства эволюции.
2. Лидер каждой группы представляет наработки группы классу.
3. Работа группы оценивается в баллах (группы получают жетоны):
Учитель делает установку на заполнение таблицы.
(Слайд 9)
После каждого выступления группы учитель демонстрирует доказательства эволюции, используя УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» и Презентацию и подводит итог работы группы.
Палеонтологические доказательства эволюции:
(УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» Слайд 2-5, урок 7, Слайды 22-24);
– наличие ископаемых остатков;
– наличие переходных форм;
– наличие филогенетических рядов (лошади)
Эмбриологические доказательства эволюции:
(УМК «Виртуальная школа Кирилла и Мефодия» Слайды 6-8, урок 7);
– закон зародышевого сходства;
– биогенетический закон.
Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства эволюции: (Слайды 12-19)
– клеточное строение организмов;
– общий план строения позвоночных;
– наличие гомологичных и аналогичных органов;
– наличие рудиментов и атавизмов;
– наличие ныне живущие промежуточные формы
Молекулярно-биологические и цитологические доказательства эволюции: (Слайды 20-21)
– элементарный химический состав;
– строение и функции органических молекул;
– аккумулятор энергии – молекулы АТФ;
– генетический код (универсален);
– биосинтез белка;
– строение и функция органоидов клетки;
– деление клеток (митоз и мейоз).
Биогеографические доказательства эволюции. (Слайды 25-32)
А. Уоллес выделил 6 зоогеографических областей по распространению животных и растений на нашей планете.

Вопросы:

1. Почему флора и фауна Неарктической области (Северная Америка) и Палеоарктической области (Евразия) имеют много общего, хотя изолированы Беринговым проливом?
2. Почему флора и фауна Неарктической области (Северная Америка) отличается от Неотропической области (Южная Америка), хотя они соединены Панамским перешейком?
3. Почему флора и фауна Неотропической области (Южная Америка) и Эфиопской области (Африка) имеют много общего?
4. Почему только в Австралии существуют сумчатые животные?
5. Почему на Британских островах флора и фауна близка к материковой, а на острове Мадагаскар нет типичных для Африки крупных копытных, крупных хищников, высших обезьян?
Однако там много низших обезьян – лемуров, которые нигде больше не встречаются (эндемики).
Учитель: Особенность фауны и флоры островов свидетельствуют в пользу эволюции.
Вопрос: Почему океанические острова очень бедны, по сравнению с материковыми островами?
Являются результатом случайного занесения некоторых видов птиц, рептилий, насекомых, семян растений, спор, которые смогли преодолеть водные преграды и занестись с помощью ветра, воды, птицами. Представители таких видов, попавшие на океанические острова, получают широкие возможности для размножения.
Например, на Галапагосских островах из 108 видов птиц 82 и 8 видов рептилий эндемичны
На Гавайских островах 300 эндемичных видов улиток, принадлежащих к одному роду.
Распределение животных и растений по поверхности планеты и их группировка в биогеографические зоны отражает процесс исторического развития Земли и эволюции органического мира.
Вывод: (Слайд 33)
Чтобы доказать, подлинность эволюции живого мира на Земле, необходимо использовать данные разных наук.

Сравнение понятий «макроэволюция» и «микроэволюция»Различие макроэволюции и
микроэволюции:
Макроэволюция –
надвидовая эволюция,
приводит к образования
таксонов более высокого
ранга, чем вид (родов,
семейств, отрядов, классов,
типов и т. д.)
Микроэволюция –
происходит внутри вида,
внутри его популяции.
Макроэволюция происходит в
исторически грандиозные
промежутки времени и
недоступна
непосредственному изучению.

Сходство макроэволюции и микроэволюции:

В основе лежат процессы:
1. наследственная изменчивость;
2. борьба за существование;
3. естественный отбор;
4. изоляции.
Носят дивергентный характер.

Группы доказательств эволюционного процесса
Палеонтологические
Эмбриологические
Молекулярно-биологические
и цитологические
Сравнительноанатомические
(Морфологические)
Биогеографические

Что изучают науки?

Палеонтология
Палеонтология изучает ископаемые остатки древних организмов,
сохранившихся в земной коре, и дает возможность устанавливать
изменения органического мира во времени
Эмбриология
Эмбриология - наука, изучающая строение и развитие зародышей
различных организмов
Сравнительная анатомия
Сравнительная анатомия изучает строение организмов разных видов. На
основании их сходства устанавливает родство организмов
Молекулярная биология
Молекулярная биология изучает строение и функционирование
макромолекул, входящих в состав особей разных видов
Биогеография
Биогеография – наука о закономерностях распространения организмов на
Земле.

Что обозначают термины?

Онтогенез
Филогенез
Дивергенция
Конвергенция
Рудименты
Атавизмы
Эндемики
Реликты

Таблица №1 Доказательства эволюции органического мира

Группы доказательств
эволюционного процесса
Факты, доказывающие существование
эволюционного процесса
1. Палеонтологические
Находки промежуточных ископаемых видов,
животных, растений.
2. Эмбриологические
Соотношение онтогенеза и филогенезабиологический закон: индивидуальное
развитие кратко повторяет историческое
развитие вида.
3. Сравнительноанатомические
(морфологические)
Клеточное строение организмов, похожее
строение живых организмов близких
систематических групп(строение
позвоночных)
Возврат к признакам предков-атавизмы(рост
хвоста у человека), переходные
формы(утконос и ехидна)

Эмбриологические доказательства эволюции

В пользу эволюционного
происхождения органического
мира говорят данные
эмбриологии
К. Бер сформулировал закон
зародышевого сходства:
« В пределах типа эмбрионы,
начиная с самых ранних
стадий, обнаруживают общее
сходство»
Стадии эмбрионального
развития позвоночных.

Эмбриологическое доказательство эволюции

Ф. Мюллер и Э. Геккель
сформулировали
биогенетический
закон:
«Индивидуальное развитие
особи (онтогенез)
повторяет кратко и быстро
историческое развитие
вида (филогенез)
А.Н. Северцев установил,
что в эмбриогенезе
повторяются признаки
зародышей, а не взрослых
особей

10. Сравнительно- анатомические (морфологические) доказательства эволюции

Общий план
строения
позвоночных

11. доказательства эволюции

Наличие в
современной флоре и
фауне переходных
форм (эвглена зеленая
, латимерия, утконос,
ехидна, асцидия)

12.

Сравнительно-анатомические (морфологические)
доказательства эволюции
Гомологичные органыобразования, сходные
друг с другом по общему
плану строения,
положению в теле и
возникновению в
процессе онтогенеза.
Гомология передних конечностей наземных
позвоночных

13. Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства эволюции

Аналогичные
органы - не
имеющие общего
плана строения и
происхождения, но
выполняющие
одинаковые
функции.

14.

Сравнительно-анатомические (морфологические)
доказательства эволюции
Наличие рудиментов –
недоразвитых органов,
утративших свое основное
значение в ходе эволюции.
Рудимент
задних
конечностей
питона

15.

Сравнительно-анатомические (морфологические)
доказательства эволюции
Наличие атавизмов
признаков появляющихся у
отдельных особей,
существовавших у
отдаленных предков и
утраченных в процессе
эволюции.

16.

Сравнительно-анатомические (морфологические)
доказательства эволюции

17.

Атавизмы- признаки свойственные далеким
предкам

18. Молекулярно-биологические и цитологические доказательства эволюции

Клеточное строение
организмов
Сходный элементарный
химический состав живых
организмов (98%
приходится на четыре
элемента- С,О, H, N)
Одинаковое строение и
функционирование
органических молекул
(белков, жиров,
углеводов, нуклеиновых
кислот)

19. Молекулярно-биологические и цитологические доказательства эволюции

Аккумулятором энергии во
всех живых организмах
являются молекулы АТФ
Генетический код
универсален для всех
живых организмов от
бактерий до человека
Одинаково происходит
процесс биосинтеза белка
во всех живых организмах
Деление клеток (митоз,
мейоз) протекает сходно у
животных и растений

20. Палеонтологические доказательства эволюции Ископаемые формы

21. Палеонтологические доказательства эволюции

Археоптерикс
Ископаемые
переходные
формы

22. Филогенетический ряд лошади (Воссоздал В.О.Ковалевский)

23. Биогеографические доказательства эволюции

А. Уоллес выделил 6
зоогеографических
областей по
распространению
животных и
растений на нашей
планете

24. Биогеографические доказательства эволюции

Почему флора и фауна
Неарктической области
(Северная Америка) и
Палеоарктической области
(Евразия) имеют много
общего, хотя изолированы
Беринговым проливом?
Почему флора и фауна
Неарктической области
(Северная Америка)
отличается от
Неотропической области
(Южная Америка), хотя они
соединены Панамским
перешейком?

25. Биогеографические доказательства эволюции

Почему флора и фауна Неотропической области
(Южная Америка) и Эфиопской области (Африка)
имеют много общего?

26. Биогеографические доказательства эволюции

Современные континенты
возникли из единого
массива суши - Пангеи,
существовавшей в
палеозое, в результате
дрейфа континентов
Пангея; конец палеозоя,
230 млн. лет назад
Лавразия и Гондвана;
мезозой, 180 млн. лет
назад
Нынешние континенты
сформировались в конце
мезозоя, 110 млн. лет
назад

27. Биогеографические доказательства эволюции

Почему только в
Австралии
существуют
сумчатые
животные?

28. Особенность фауны и флоры островов свидетельствуют в пользу эволюции

Почему на Британских островах флора и фауна близка к материковой, а на
острове Мадагаскар нет типичных для Африки крупных копытных (быков,
антилоп, носорогов, зебр), крупных хищников (львов, леопардов, гиен),
высших обезьян (павианов, мартышек)?
Однако там много низших обезьян – лемуров, которые нигде больше не
встречаются (эндемики)

29. Заселение островов

Почему
океанические
острова очень
бедны по
сравнению с
материковыми
островами?

30. Биогеографические доказательства эволюции

Виды животных и растений,
попавшие на океанические
острова, получают широкие
возможности для
размножения.
Например, на
Галапагосских островах из
108 видов птиц 82 вида
эндемичны и 8 видов
рептилий(нигде больше не
встречающихся)
На Гавайских островах 300
эндемичных видов улиток

31. Вывод:

Чтобы доказать, подлинность эволюции
живого мира на Земле, необходимо
использовать данные разных наук.
Это данные генетики, палеонтологии,
молекулярной биологии, селекции,
эмбриологии, биогеографии, экологии,
цитологии, сравнительной анатомии и
других наук.

Подготовила:Малофеева Т.Н. учитель биологии высшей категории ГУ "Пешковская СШ"

Слайд 2

• Макроэволюция - эволюция на уровне выше вида, идет лишь путем микроэволюции.
• Согласно СТЭ, не существует закономерностей макроэволюции, отличных от микроэволюционных.
• Естественный направляющий фактор эволюции- естественный отбор, основанный на сохранении и накапливании случайных и мелких мутаций.

Слайд 3

Доказательства единства происхождения органического мира.

1. Близкий элементарный химический состав;

2. Белки и нуклеиновые кислоты, построены всегда по единому принципу и из сходных компонентов, играют особо важную роль в жизненных процессах всех организмов;

3. Сходство обнаруживается как в строении, так и функционировании биологических молекул;

4. Едины для всего живого принципы генетического кодирования, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот;

5. АТФ-молекулы - аккумуляторы энергии, для большинства организмов;

6. Одинаковы механизмы расщепления сахаров и основной энергетический цикл клетки;

7. Митоз и мейоз осуществляется одинаково у всех эукариот;

8. Клетка - элементарная единица живого, её строение и функционирование очень сходно.

Слайд 4

Основные доказательства эволюции

• Палеонтологические
• Морфологические
• Биогеографические
• Эмбриологические
• Молекулярно-генетические
• Биохимические

Слайд 5

Палеонтология– это наука об ископаемых остатках животных и растений.

• Кости ископаемого мезозавра.
• Окаменевшая кладка яиц динозавров.

Слайд 6

Паук в янтаре.

Слайд 7

Процесс образования ископаемых остатков.

Слайд 8

• Ископаемые переходные формы
• Палеонтологические доказательства
• Палеонтологические ряды

Слайд 9

Ихтиостега – ископаемая форма, которая позволяет связать рыб с наземными позвоночными.

Ископаемые переходные формы

Слайд 10

Археоптерикс (первоптица)

Признаки рептилий:

• длинный хвост с несросшимися позвонками
• брюшные ребра
• развитые зубы

Признаки птиц:

• тело покрыто перьями
• передние конечности превращены в крылья

Ископаемые переходные формы

Слайд 11

Зверозубый ящер

Ископаемые переходные формы

Слайд 12

Палеонтологические ряды – это ряды ископаемых форм, связанные друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход филогенеза

Слайд 13

Владимир Онуфриевич Ковалевский(1842-1883).

• Выдающиеся достижения в накоплении прямых доказательств эволюции принадлежит отечественным ученым, прежде всего В.О. Ковалевскому.
• Работы В.О. Ковалевского были первыми палеонтологическими исследованиями, которым удалось показать, что одни виды происходят от других.
• Исследуя историю развития лошадей, В.О.Ковалевский показал, что современные однопалые животные происходят от мелких пятипалых всеядных предков, живших 60-70 млн. лет назад в лесах. Параллельно изменению конечностей происходило преобразование всего организма: увеличение размеров тела, изменение формы черепа и усложнение строения зубов, возникновение свойственного травоядным млекопитающим пищеварительного тракта и многое другое.

Слайд 14

Эволюционное древо семейства лошадиных:1 – Эогиппус; 2 – Миогиппус; 3 – Меригиппус; 4 – Плиогиппус; 5 – Эквус (современная лошадь)

Филогенетический ряд лошадей

Слайд 15

• Увеличение размера (от 0,4 до 1,5 м)
• Удлинение ног и стопы
• Редукция боковых пальцев
• Удлинение и утолщение среднего пальца
• Увеличение ширины резцов
• Замещение ложнокоренных зубов коренными
• Удлинение зубов
• Увеличение высоты коронки коренных зубов

Слайд 16

• Какая наука лежит в основе палеонтологических доказательств?
• Какие организмы являются переходными формами? Что они доказывают? Приведите примеры переходных форм.
• Дайте определение филогенетическим рядам. Назовите ученного, обнаружившего последовательные ряды ископаемых форм. Расскажите об истории развития лошадей.
• Сделайте вывод о роли палеонтологических материалов в доказательстве эволюции.

Слайд 17

• Рудименты

Морфологические доказательства

• Атавизмы
• Гомология органов

Слайд 18

• В основе морфологических доказательств лежат данные науки сравнительной анатомии.
• Сравнительная анатомия – наука, изучающая и сравнивающая внутреннее и внешнее строение живых организмов.

Слайд 19

Гомологичные органы – это органы, имеющие сходный план строения, выполняющие как сходные, так и различные функции и развивающиеся из сходных зачатков.

Слайд 20

Кости конечностей позвоночных похожи друг на друга, несмотря на всё различие в

жизнедеятельности животных.

Слайд 21

Гомология органов

Гомология слуховых косточек позвоночных

1 – череп костной рыбы; 2 – череп пресмыкающегося; 3 – череп млекопитающего. Красным цветом обозначена наковальня, синим –молоточек, зеленым – стремечко

Изучение анатомии черепа в ряду позвоночных позволило установить гомологию костей черепа у рыб и слуховых косточек у млекопитающих.

Слайд 22

Органы или их части, сходные по строению, разные по происхождению, но выполняющие одинаковые функции, называются аналогичными.

Слайд 23

Рудиментарные органы – это органы, утратившие в филогенезе свое значение и функцию и остающиеся у организмов в виде недоразвитых образований

Рудименты

Слайд 24

Рудиментарные органы у человека

Слайд 25

• Рудименты
• Третье веко
• Дарвинов бугорок

Слайд 26

• Бугорок ушной раковины (дарвинов бугорок), встречающийся у 10 % людей.
• Справа - гомологичная острая верхушка уха у макаки.

Рудименты

Слайд 27

Рудименты у кита и питона

• Рудиментарные косточки у китообразных на месте тазового пояса указывают на происхождение китов и дельфинов от типичных четвероногих
• Рудиментарные задние конечности питона свидетельствуют о его происхождении от организмов с развитыми конечностями.

Слайд 28

Атавистический орган – это орган (или структура), показывающий «возврат к предкам», в норме не встречающийся у современных форм.

Атавизмы

Слайд 29

Атавизмы

Рудименты встречаются у всех особей популяции, атавизмы – у отдельных индивидов.

Слайд 30

• Какая наука лежит в основе морфологических доказательств?
• Какие органы называются гомологичными (примеры), аналогичными (примеры), рудиментарными (примеры), атавизмами (примеры)?
• Сделайте вывод о роли сравнительно-анатомических данных в доказательстве эволюции.

Слайд 31

• Реликты
• Биогеографические доказательства
• Сравнение флоры и фауны

Слайд 32

Австралия на протяжении более 120 млн. лет не соединялась с другими материками. В этот период происходило формирование особой фауны, развивались сумчатые и клоачные млекопитающие.

Сравнение флоры и фауны

Различия или сходства состава флоры и фауны могут быть связаны со временем геологического разделения материков.

Слайд 33

• Коала
• Кенгуру
• Ехидна
• Утконос
• Кускус

Слайд 34

Игуана

Следы геологического единства Южной Америки, Африки, острова Мадагаскар сохраняются в современной фауне. Например, ящерицы-игуаны Мадагаскара и Южной Америки.

Слайд 35

Лемуры - эндемики Мадагаскара

Слайд 36

Реликты

Реликтовые формы – это ныне живущие виды с комплексом признаков, характерных для давно вымерших групп прошлых эпох. Реликтовые формы свидетельствуют о флоре и фауне далекого прошлого Земли.

Слайд 37

Гинкго двулопастный

Гинкго двулопастный – реликтовое растение. В настоящее время распространено в Китае и Японии только как декоративное растение. Облик гинкго позволяет представить древесные формы, вымершие в юрском периоде.

Слайд 38

Гаттерия

Гаттерия – рептилия, обитающая в Новой Зеландии. Этот вид является единственным ныне живущим представителем подкласса Первоящеров в классе Рептилий.

Слайд 39

Латимерия

Латимерия (целокант) – кистеперая рыба, обитающая в глубоководных участках у берегов Восточной Африки. Единственный представитель отряда Кистеперых рыб, наиболее близкий к наземным позвоночным.

Слайд 40

• В отличие от Африки на острове Мадагаскар отсутствуют ядовитые змеи. Но много питонов и не ядовитых змей.
• Объясните этот факт с точки зрения истории живого мира?
• Как доказательством эволюции будет являться этот факт?

Слайд 41

Дарвин опубликовал «Происхождение видов» почти за 100 лет до расшифровки структуры ДНК. Новые знания, полученные с тех пор, могли бы однозначно опровергнуть эволюционное учение, если бы оно было ложно. Вместо этого, анализ ДНК даёт доказательства теории эволюции. Сам факт наличия наследственной изменчивости необходим для эволюции, и если бы оказалось, что ДНК устойчива к изменениям, это означало бы конец теории. Но ДНК постоянно мутирует, причём эти мутации соответствуют различиям между геномами разных видов. Например, основные отличия генома человека от генома шимпанзе включают 35 млн замен отдельных нуклеотидов, 5 млн делеций (удалений) и инсерций (вставок), слияние двух хромосом и девять хромосомных инверсий. Все эти мутации наблюдаются и сегодня, в противном случае версию об эволюционном происхождении от общего предка пришлось бы пересматривать, то есть это ещё один пример фальсифицируемости теории эволюции. http://ru.wikipedia.org/wiki/Доказательства_эволюции

Молекулярно-генетические доказательства

Слайд 42

Носителем наследственной информации во всех клетках являются молекулы ДНК, у всех известных организмов в основе размножения - репликация этой молекулы. В ДНК всех организмов используются 4 нуклеотида (аденин, гуанин, тимин, цитозин), хотя в природе встречаются не менее 102 различных нуклеотидов.

Если не учитывать эволюционное происхождение всех организмов от общего предка, то ничто не мешает каждому виду иметь собственный генетический код. Такое положение вещей было бы крайне выгодным, так как при этом исключалось бы преодоление вирусами межвидовых барьеров. Тем не менее, ничего подобного не наблюдается, и теория эволюции исключает такую возможность: изменения генетического кода приводят к изменению большинства белков организма, такая мутация практически всегда оказывается летальной, поэтому код не мог значительно измениться со времён последнего общего предка, что гарантирует его универсальность.

Биохимическое единство жизни

Слайд 43

У всех представителей семейства гоминид по 24 хромосомы, за исключением людей, у которых лишь 23 хромосомы. Человеческая 2-я хромосома, согласно широко признанной точке зрения, является результатом слияния двух хромосом предков.

Доказательства слияния основываются на следующих фактах:

Хромосома человека соответствует двум хромосомам обезьян. Ближайший человеческий родственник, бонобо, имеет практически идентичные находящимся во 2-й хромосоме человека последовательности ДНК, но они расположены на двух отдельных хромосомах. То же самое верно и для более дальних родственников: гориллы и орангутана.

На хромосоме человека имеются рудиментарные центромеры. Обычно хромосома имеет только одну центромеру, но на длинном плече 2-й хромосомы наблюдаются остатки второй.

Кроме того, на хромосоме человека имеются рудиментарные теломеры. Обычно теломеры находятся только на концах хромосомы, но последовательности нуклеотидов, характерные для теломер, наблюдаются ещё и в середине 2-й хромосомы.

2-я хромосома, таким образом, представляет собой убедительное доказательство эволюционного происхождения людей и других обезьян от общего предка.

2-я хромосома

Слайд 44

Генетические доказательства

Эти доказательства позволяют уточнить филогенетичекую близость разных групп животных и растений. Используются цитогенетические методы, методы ДНК, гибридизации.

Пример. Изучение повторных инверсий в хромосомах разных популяций у одного или близких видов позволяет установить возникновение этих инверсий и восстановить филогенез таких групп.

Слайд 45

• Медленно изменяются, то есть являются консервативными уникальные гены, кодирующие жизненно важные белки (глобин, цитохром – дыхательный фермент и др.).
• Некоторые белки вируса гриппа эволюционируют в сотни раз быстрее, чем гемоглобин или цитохром. Благодаря этому к вирусу гриппа не формируется прочный иммунитет.
• Сравнение аминокислотной последовательности в белках рибосом, последовательности нуклеотидов рибосомных РНК у разных организмов подтверждает классификацию основных групп организмов.

Макроэволюция - это процесс, который ведет к образованию надвидовых, систематических категорий (родов, семейств, отрядов). Для изучения макроэволюции требуются огромные промежутки времени, поэтому возникают трудности во время исследований. В конце 20 ст. с этой целью стали применять компьютерное моделирование.

Изучение макроэволюции и ее закономерности

При изучении макроэволюции были выявлены следующие закономерности:

1. Необоротность макроэволюционных изменений - возникшие новые формы жизни уже не вернутся к обличию предков.
2. Постоянное приспособление к меняющимся условиям среды - усложнение внутреннего строения, поведения.
3. Непредсказуемость - эволюция не имеет конкретной цели, а определяется естественным отбором.

Процессы, которые происходят на микро- или макроэволюционном уровне не имеют существенных отличий. Систематические единицы (таксоны) высшего ранга самостоятельно не возникают. Они образуются в результате появления новых видов, что обусловлено изменением генетической информации, дивергенцией и естественным отбором.

Макроэволюционные процессы возможны только благодаря микроэволюционным. Макроэволюция в отличие от микроэволюции ведет к образованию новых родов, семейств, классов, всех высших таксонов.

Микроэволюция обеспечивает изменения только внутривидовые и популяционные. Макроэволюция приводит к появлению новых органов, примеры: внутриутробное развитие потомства млекопитающих, живорождение, появление молочных желез.

Доказательства макроэволюции

Данные, подтверждающие возникновение новых надвидовых таксонов в эволюционной истории организмов сводятся к следующей таблице:

Макроэволюция и ее доказательства
Доказательства макроэволюции	Характеристика макроэволюции
Сравнительно анатомические	Представители животного мира имеют сходный план строения, что свидетельствует о единстве происхождения. Примером служит пятипалая конечность, зачатки которой встречались в плавниках кистеперых рыб. Теперь такое строение характерно для млекопитающих, птиц, рептилий, земноводных, рыб. Доказательством макроэволюции служат также атавизмы и рудименты. Атавизмы - органы давних предков, которые развиваются у современных видов (человек может родиться с несколькими сосками или полностью покрыты волосами). Рудименты – органы, которые утратили свою роль, но не исчезли полностью (остатки третьего века, копчик).
Эмбриологические	Первые этапы развитиявсех позвоночных животных на эмбриональном уровне практически идентичны (форма тела, жаберные дуги, хвост, один круг кровообращения).Но постепенно по мере созревания и роста, отличия стают существенными, каждый организм развивается и приобретает черты своего вида.
Палеонтологические	Данная группа доказательств объединяет находки останков вымерших предков, которые относились к переходным формам. Они позволяют отследить путь от одного вида животных к другому. К примеру, найдена пятипалая лошадь, которая является предком современных видов, которые имеют один палец. Это свидетельствует, что у предков лошадей было по 5 пальцев на конечностях.
Биохимические	Одинаковый химический состав клеток, как современных представителей, так и их предков. Сходство генетической информации у всего живого (ДНК, РНК). Процессы пластического и энергетического обмена имеют единые принципы. Большинство живых существ для выживания используют универсальный источник энергии АТФ. Сходные также этапы расщепления питательных веществ (белков, жиров, углеводов), их зависимость от ферментативных систем.
Биогеографические	Распространение флоры и фауны на разных континентах Земли отражает процессы макроэволюции. Чем ближе находятся континенты, тем больше похожих видов их населяет, чем дольше они были в изоляции, тем больше отличий в животном и растительном мире.

Какие доказательства макроэволюции дают нам палеонтологические данные?

Палеонтологические раскопки позволяют получить информацию о растениях и животных прошлого, возобновить прежний облик давно вымерших существ, установить связь между древними предками и современными потомками.

Изучение останков, полученных из земных пластов различных эр и эпох, дает возможность установить закономерности появления и развития разных видов. К примеру, самые древние пласты - это источники останков беспозвоночных животных, а более поздние пласты - хордовых. Молодые геологические слои содержат тела, похожие на современных животных и растений.

Ученые обнаружили также переходных существ, которые обладали свойствами древних и молодых видов. Такие находки доказывают существование макроэволюции. Ископаемая первоптица археоптерикс - связывает рептилий и птиц. Археоптерикс, как и рептилии, обладает длинным хвостом и несросшимися позвонками, а как птица - крыльями и покрывающими тело перьями.

Доказательством макроэволюции служат и филогенетические ряды. Сходство между остатками ранее живших животных и растений свидетельствует о происхождении одних видов от других.