Darwin rozpoznal realitu druhu a dokázal, že v přírodě existuje proces speciace- vznik nových druhů na základě stávajících pod vlivem hybných sil evoluce. Podle moderní nápady o evoluci dochází v rámci populace ke vzniku nového druhu – elementární jednotky evoluce. Populace jsou geneticky otevřené systémy. A dokud mezi nimi probíhá tok genů v důsledku migrace jedinců, druh zůstává jediným geneticky uzavřeným systémem. Vznik izolace (bariéry) mezi dvěma populacemi však vede k hromadění dědičných rozdílů v nich, které brání jedincům těchto populací v křížení při následných setkáních. To dokazuje, že populace se stávají geneticky uzavřenými systémy a tedy novými druhy. To znamená, že proces speciace proběhl.

Speciace je evoluční proces přeměny geneticky otevřených systémů – populací – na geneticky uzavřené systémy – nové druhy.

Speciace je složitý a zdlouhavý proces, který zahrnuje mezistupně a vyžaduje přítomnost určitých faktorů.

Speciační faktory

V populacích jednoho druhu vede působení předpokladů evoluce ke vzniku rozmanitosti genotypů a fenotypů. To je základ pro boj o existenci a přírodní výběr. Působení přirozeného výběru na populace, jejichž životní podmínky jsou odlišné, je mírně odlišuje. Rozdíly mezi jedinci, které vznikly v důsledku selekce, se však zahladí, pokud se jedinci populací začnou mezi sebou křížit. Aby proces speciace mohl začít na úrovni těchto populací, musí mezi nimi existovat izolace, která brání výměně genetické informace. Existují dvě formy izolace: geografická a biologická.

Geografická (prostorová) izolace- izolace určité populace od jiné populace stejného druhu nějakými těžko překonatelnými bariérami. Prvním důvodem jsou velké územní rozdíly mezi populacemi u druhů s mozaikovitými areály. Výskyt těchto mezer může být spojen s ledovci, lidskou činností nebo rozptýlením populací mimo původní areál. Druhým důvodem jsou geografické bariéry oddělující populace (řeky, hory, soutěsky, lesní oblasti, louky, bažiny). Geografická izolace brání jedincům z oddělených populací volně se křížit kvůli nemožnosti jejich setkání kvůli geografické bariéře.

biologická izolace kvůli biologickým rozdílům mezi jednotlivci populací. Podle charakteru rozdílů se rozlišují čtyři typy biologické izolace: ekologická, etologická, morfofyziologická a genetická.

Izolace prostředí v důsledku posunu reprodukčních období (z hlediska kvetení, hnízdění, páření, tření) nebo různých hnízdišť, což brání volnému křížení jedinců v populacích.

Pokud populace bylinné rostliny spadají do zóny zvýšené vlhkosti, pak se jejich doba květu oproti ostatním populacím posouvá. U ptáků se populace stejného druhu mohou lišit z hlediska hnízdění a páření v závislosti na umístění hnízd v různých částech koruny stromu nebo v keřovém patře.

Etologická izolace vzhledem ke zvláštnostem chování jedinců v období páření. Na první pohled nevýznamné rozdíly v námluvních rituálech ve výměně vizuálních, zvukových, chemických signálů mohou vést k ukončení tohoto rituálu a omezení páření.

Morfofyziologická izolace kvůli rozdílům ve velikosti jedinců nebo ve stavbě samčích kopulačních orgánů (některé druhy plicních měkkýšů, hlodavci). Nepřekáží při setkání pohlaví, ale brání křížení jedinců z důvodu nemožnosti oplodnění.

genetická izolace v důsledku velkých chromozomálních a genomových přestaveb, které způsobují rozdíly v počtu, tvaru a složení chromozomů. Nezasahuje do setkání pohlaví a oplodnění. Vylučuje ale výměnu genetické informace mezi populacemi v důsledku úhynu zygot po oplodnění, různého stupně sterility hybridů a jejich snížené životaschopnosti.

Vliv jakékoli formy izolace na evoluční materiál není řízený, ale je nezbytnou podmínkou pro posílení genetických rozdílů mezi populacemi. Důležitou charakteristikou izolace je její trvání, díky kterému působení vícesměrného přírodního výběru vede k divergenci znaků populací - odchylky. V důsledku toho se populace stávají odrůd nebo závod. Udržování izolace vede ke zvýšeným rozdílům mezi odrůdami a ty se mění v poddruh. Pokud jim rostoucí rozdíly mezi poddruhy brání ve vzájemném křížení, pak se z nich staly geneticky uzavřené systémy. Byla mezi nimi reprodukční izolace. Poddruh se stal nové druhy.

Faktory speciace jsou tedy:

1. předpoklady evoluce: mutační a kombinační variabilita, populační vlny, tok a drift genů, izolace;
2. hnací síly evoluce: boj o existenci, přírodní výběr.

Procesy probíhající v rámci druhu na populační úrovni pod vlivem těchto faktorů a vedoucí ke vzniku nových druhů lze považovat za počáteční fázi evoluce - mikroevoluce.

Dále evoluce pokračuje na úrovni druhů, rodů, čeledí podle stejného mechanismu a pod vlivem stejných předpokladů a hnacích sil evoluce. Tato fáze evoluce se nazývá makroevoluce. Mikroevoluce a makroevoluce jsou fáze jediného evolučního procesu.

Speciační metody

V závislosti na formě izolace populací se rozlišují dvě metody speciace: alopatrická a sympatrická.

alopatrický(z řečtiny. allos- odlišný, patris- vlast) speciace probíhá v přítomnosti geografické izolace. Populace stejného druhu jsou odděleny velkými vzdálenostmi nebo geografickými bariérami. Výsledné geografické rasy a poddruhy mají rozsahy, které se nepřekrývají s rozsahem mateřské. Příkladem alopatrické speciace je přítomnost dvou poddruhů americké veverky a tří poddruhů modrých sojek. Žijí v různých zeměpisné oblasti Severní Amerika. Na euroasijském kontinentu žijí tři poddruhy sýkory koňadry, které vznikly v důsledku geografické izolace. Existují také poddruhy vrabců, střízlíků, datlů, kteří mají různé areály rozšíření.

Sympatická speciace(z řečtiny. syn- spolu, patris- vlast) se vyskytuje v přítomnosti biologické izolace. Populace stejného druhu jsou v mateřském rozsahu, ale nemohou se křížit kvůli biologickým rozdílům mezi jejich jedinci. Sympatická speciace se může projevit u rostlin se specializací opylujícího hmyzu na opylování květů určitého tvaru. Například včely jsou izolačním faktorem mezi rasami hledavek. Nikdy se nepohybují od létání kolem květů jedné rasy ke druhé. Některé rostliny (chrastítko velké, bílé mari) tvoří sezónní rasy, které se liší kvetením. U řady druhů ryb (sleď, okoun, kapr atd.) koexistují sezónní rasy s různými obdobími tření.

Speciační faktory jsou: předpoklady a hnací síly evoluce. Přidělte geografické a biologické formy izolace. V závislosti na formě izolace se v přírodě může vyskytovat alopatrická nebo sympatická speciace. Speciace je výsledkem mikroevoluce.

BIOLOGICKÝ TEST 11. STUPEŇ

Část 1

Možnost 1
A1. Který z vědců považoval snahu o dokonalost za hnací sílu evoluce a tvrdil
dědičnost získaných vlastností?
1) Carl Line
2) Jean-Baptiste Lamarck
3) Charles Darwin
4) A.N. Chetverikov
A2. Soubor volně se křížících jedinců stejného druhu, který existuje již delší dobu
v určité části areálu relativně oddělené od jiných populací stejného druhu,
volal:
1) Zobrazit
2) Obyvatelstvo
3) Rozmanitost
4) Kolonie
A3. Jaké kritérium druhů zahrnuje znaky vnějších a vnitřní struktura pole
myši?
1) Morfologické
2) Genetické
3) Environmentální
4) Zeměpisné
A4. Které kritérium druhu zahrnuje souhrn faktorů prostředí, ke kterému
upravený lední medvěd?
1) Morfologické
2) Genetické
3) Environmentální
4) Zeměpisné
A5. NA statistika populace zahrnují:
1) Úmrtnost
2) Číslo
3) Plodnost
4) Tempo růstu
A6. Jak se nazývá náhodná nesměrová změna ve frekvencích alel a genotypů v
populace?
1) Mutační variabilita
2) Populační vlny
3) Genový drift
4) Izolace
A7. Jak se nazývají periodické a neperiodické fluktuace populace?
směr nárůstu nebo poklesu počtu jedinců?
1) Vlny života
2) Genový drift
3) Izolace
4) Přírodní výběr

V 1. Jaké evoluční změny lze připsat aromorfózám?
1) Vzhled květiny
2) Tvorba orgánů a pletiv u rostlin
3) Vznik termofilních bakterií
4) Atrofie kořenů a listů v dodderu
5) Specializace některých rostlin na určité opylovače
6) Konstantní tělesná teplota
AT 2. Mezi evoluční faktory patří:
1) Divergence
2) Dědičná variabilita
3) Konvergence
4) Boj o existenci
5) Paralelnost
6) Přírodní výběr

Příčina smrti rostlin
A) plody spolu se senem padají do
žaludek býložravců
B) rostliny odumírají silnými mrazy a
sucha
C) semena odumírají v pouštích a
Antarktida
D) rostliny se navzájem vytlačují
D) Ovoce jedí ptáci
E) rostliny umírají na bakterie a viry
Forma boje o existenci
1) vnitrodruhové
2) mezidruhové
3) boj proti nepříznivým podmínkám
A
B
V
G
D
E

odpovídá
Zvířecí znamení
A) pohlavní rozmnožování
B) výchova k ploutvím kytovcům
C) vznik 4-komorového srdce
D) vznik autotrofní metody
jídlo
D) přeměna listů v trny
pouštní rostliny
E) ztráta listů, kořenů a chlorofylu v
třást se
Směr evoluce
1) aromorfóza (arogeneze)
2) idioadaptace (alogeneze)

A
B
V
G
D
E

BIOLOGICKÝ TEST 11. STUPEŇ
K TÉMATU "ZÁKLADNÍ NAUKY O EVOLUCI"
Část 1
U každé úlohy A1A15 jsou uvedeny 4 možné odpovědi, z nichž pouze jedna je správná.
Možnost 2
A1. Kdo je autorem první evoluční doktríny?
1) Carl Line
2) Jean-Baptiste Lamarck
3) Charles Darwin
4) A.N. Chetverikov
A2. Strukturní jednotkou druhu je...
1) Individuální
2) Obyvatelstvo
3) Kolonie
4) Hejno
A3. Jaké kritérium druhu zahrnuje soubor chromozomů charakteristických pro Homo sapiens: jejich
číslo, velikost, tvar?
1) Morfologické
2) Genetické
3) Environmentální
4) Zeměpisné
A4. Jakým kritériem druhu je růst tetřeva grandiflora v lesích
skalnatá místa?
1) Zeměpisné
2) Morfologické
3) Environmentální
4) Etologické
A5. Dynamika populace zahrnuje:
1) Úmrtnost
2) Číslo
3) Hustota
4) Struktura
A6. Populační vlny nejsou způsobeny:
1) Sezónní výkyvy teplot
2) Přírodní katastrofy
3) Agresivita predátorů
4) Mutační variabilita
A7. Co brání výměně genetické informace mezi populacemi?
1) Mutační variabilita
2) Populační vlny
3) Genový drift
4) Izolace
A8. Jak se nazývá komplex různorodých vztahů mezi organismy a faktory?
neživá a živá příroda:
1) Přírodní výběr
2) Boj o existenci
3) Fitness

4) Variabilita
A9. Jakou formou boje o existenci okounek pojídá svůj potěr?
1) Mezidruhové
2) Vnitrodruhové
3) S nepříznivými podmínkami prostředí
4) Vnitrodruhová vzájemná pomoc
A10. Jaká forma přirozeného výběru má tendenci zachovat mutace, které vedou k méně
variabilita střední hodnoty znaku?
1) Řízení přirozeného výběru
2) Trhání přirozeného výběru
3) Stabilizace přirozeného výběru
4) Rušivý přírodní výběr
A11. Jaký evoluční faktor přispívá ke vzniku bariér volného křížení
Jednotlivci?
1) Vlny života
2) Přírodní výběr
3) Úpravy
4) Izolace
A12. Která skupina důkazů pro evoluci organický svět jsou fylogenetické
hodnosti?
1) Srovnávací anatomické
2) Embryologické
3) Paleontologické
4) Biogeografické
A13. Uveďte správné schéma pro klasifikaci rostlin:
1) Druh rod čeleď řád třídy typ
2) Druh rod čeleď řád třídy typ
3) Druh rod čeleď řádová třída oddělení
4) Druh rodu řád čeleď typ třídy
A14. Jaké orgány vznikají v důsledku divergence?
1) Homologní
2) Podobné
3) Atavistické
4) Základní
A15. Která z následujících adaptací je klasifikována jako idioadaptace?
1) Vznik akordu
2) Vznik plazivé natě u jahod
3) Vytvoření 2 kruhů krevního oběhu
4) Ztráta oběhových orgánů u tasemnice býčí

Část 2.
Při plnění úkolů B1B2 vyberte tři správné odpovědi ze šesti.
Při plnění úkolů B3B4 zajistěte soulad mezi obsahem prvního a druhého
sloupec. Do tabulky zadejte čísla vybraných odpovědí.
V 1. Jaké jsou vlastnosti biologického pokroku?
1) Snížení počtu druhů
2) Rozšíření areálu druhu
3) Vznik nových populací, druhů
4) Zúžení areálu druhu
5) Zjednodušení organizace a přechod na sedavý způsob života
6) Nárůst počtu druhů
AT 2. Jaké znaky ilustrují stabilizující formu přirozeného výběru?
1) Funguje v měnících se podmínkách prostředí
2) Funguje za stálých podmínek prostředí
3) Udržuje reakční rychlost vlastnosti
4) Mění průměrnou hodnotu atributu buď ve směru snižování jeho hodnoty, nebo v
směr nárůstu
5) Řídí fungující orgány
6) Vede ke změně reakční rychlosti
AT 3. Vytvořte soulad mezi smrtí rostlin a formou boje o existenci.
Příčina smrti rostlin
A) rostliny stejného druhu se navzájem vytlačují
B) rostliny umírají na viry, houby, bakterie
C) semena odumírají silnými mrazy a suchem
D) rostliny umírají na nedostatek vláhy, když
klíčení
D) lidé, auta šlapou mladé rostliny
E) ptáci jedí plody rostlin a
savců
Forma boje o existenci
1) mezidruhové
2) vnitrodruhové
3) boj proti nepříznivým
podmínky
A
B
V
G
D
E
AT 4. Vytvořte soulad mezi znamením zvířete a směrem evoluce, ke kterému se zvíře ubírá
odpovídá
Zvířecí znamení
A) zmenšení zrakových orgánů u krtka
B) přítomnost přísavek v motolice jaterní
B) teplokrevnost
D) vznik 4-komorového srdce
D) ztráta nervového a trávicího systému v
vepřová tasemnice
E) zploštělé tělo platýse
Směr evoluce
1) aromorfóza (arogeneze)
2) idioadaptace (alogeneze)
3) celková degenerace (katageneze)
A
B
V
G
D
E

C1. Jaký typ přirozeného výběru je znázorněn na obrázku? V jakých podmínkách prostředí
pozorováno? Jaké mutace si zachovává?

Účel: zjistit úroveň zvládnutí studentů vzdělávací materiál kurz „Generál
BIOLOGICKÝ TEST V 11. TŘÍDĚ
NÁVOD K PROVÁDĚNÍ
biologie“ na probíraná témata

Předpokládaný čas na vyplnění administrativního testu je 40 minut.
Téma "Základy nauky o evoluci" se studuje v 11. ročníku v předmětu " Obecná biologie» a je
rozsáhlé a poměrně složité téma.
V průběhu studia této části se studenti seznámí s historií evolučních idejí, s
díla C. Linného, ​​učení J. B. Lamarcka, evoluční teorie Ch. Darwina, role
evoluční teorie při utváření moderního přírodovědného obrazu světa. studentů
seznámit se se syntetickou evoluční teorií. Studium populace jako strukturální jednotky
druh, jednotka evoluce; hnací síly evoluce, jejich vliv na genofond populace.
Spolehlivě určit úroveň asimilace teoretického materiálu každým studentem
je vhodné použít testovací kontrolu. Kontrola zahrnuje nejen dovednosti
reprodukovat poznatky, ale také je aplikovat k formulaci světonázorových závěrů a
zobecnění. Testování je navíc kvalitativní a objektivní způsob
hodnocení znalostí žáků staví všechny děti na roveň, s vyloučením subjektivity
učitelé.
Testovací úkoly: prověřit znalosti z historie evolučních idejí, vědeckých zásluh K. Linného a
J. B. Lamarck, C. Darwin; systematizovat poznatky o druhu, populaci, hnacích silách
evoluce a její výsledky; otestovat, jak studenti rozumí makroevoluci a speciaci,
hlavní směry vývoje organického světa.
Kritéria hodnocení testu.
Všechny úkoly jsou rozděleny podle úrovní obtížnosti.
Úkoly základní úroveň odpovídají minimálnímu obsahu biologické výchovy a
požadavky na úroveň přípravy absolventů. Jsou vyrobeny v souladu s normou
střední biologické vzdělání. U každé otázky jsou uvedeny možnosti odpovědi.
z nichž pouze jeden je pravdivý. Pro správné provedení každé takové úlohy je nastavena 1.
skóre.
Úkoly pokročilá úroveň zaměřené na kontrolu rozvoje žáků komplexněji
obsah. Obsahují úkoly s odpověďmi z více možností z daného, ​​na
navázání korespondence, určení sledu biologických jevů,
označení pravdivosti nebo nepravdivosti tvrzení. Pro správné splnění každého takového úkolu
uděleny 2 body.
Úloha části C obsahuje úlohu s volnou odpovědí. Pro správné splnění úkolu
Udělují se 3 body.
Struktura práce:
1) Podle obsahu práce zahrnuje následující bloky:
 Vývoj evolučního učení Ch.Darwina
 Typ a jeho kritéria
 Populace

 Boj o existenci své formy
 Přírodní výběr a jeho formy
Genetické složení a změny v genofondu populací

 Izolační mechanismy. Speciace
 Makroevoluce a její důkazy
 Systém rostlin a živočichů - ukázka evoluce

Hlavní směry vývoje organického světa
2) Podle úrovní úkolů vám práce umožňuje identifikovat asimilaci materiálu na základně,
zvýšené a vysoké hladiny.
3) Podle formulářů zkušební položky práce se skládá z testů s výběrem jednoho správného
možnost odpovědi, otevřený typ s krátkou odpovědí, otevřený typ s plnou rozbalenou
Odpovědět.
Rozdělení pracovních úkolů podle obsahu:
Bloky
Testovací čísla
úkoly
A1
A2, A3, A4
A5
A6, A7
Vývoj evoluční doktríny
Ch. Darwin
Zadejte e jeho kritéria
Populace
Genetické složení a variace
populační genofond
Boj o existenci její formy A8, A9
Přírodní výběr a jeho formy
izolačních mechanismů.
Speciace
makroevoluce a její
důkaz
rostlinný a živočišný systém
evoluční displej
Hlavní směry evoluce
organický svět
CELKEM10
A10
A11
15
A12
A13
A14, A15
Číslo
úkoly
1
Procento pracovních míst pro
tento blok
6,7%
3
1
2
2
1
1
1
1
2
15
20%
6,7%
13,3%
13,3%
6,7%
6,7%
6,7%
6,7%
13,3%
100%
Rozdělení pracovních úkolů po částech.
№
1
2
3
Části práce
Počet pracovních míst
Část 1 (A)
Část 2 (B)
Část 3 (C)
Celkový
15
4
1
20
Maximum
primární skóre
15
8
3
26
Typ práce
S možností výběru
Odezva
Se zkratkou
Odpovědět
S nasazeným
Odpovědět
Rozdělení pracovních úkolů podle úrovně složitosti:
Stupeň obtížnosti
úkoly
Testovací čísla
úkoly
Počet pracovních míst
Základna
A1A15
15
Procento pracovních míst pro
danou úroveň
Obtížnost 1:
1) Stabilizace výběru
2) Pozorováno relativně
stálé podmínky prostředí
prostředí
3) Ukládá mutace vedoucí k
menší variabilita průměru
hodnoty vlastností
výběr jízdy
Pozorováno jednosměrně
C1:
1)
2)
měnící se podmínky prostředí
3)
Ukládá mutace vedoucí k
jiné extrémní projevy velikosti
znamení (buď ve směru posilování nebo v
strana oslabení)
Systém hodnocení dokončených testových prací (škála převodu na hodnocení):
Maximální počet bodů za práci 26
Známka „2“ je udělena, pokud student dosáhl méně než 33 %. celkový počet body
Skóre „3“, pokud je dosaženo od 33 % do 48 % bodů
Známkou „4“, pokud student dosáhl 49 % až 81 % bodů
Hodnocení „5“, pokud student dosáhl více než 82 % bodů
stupeň "2"
stupeň "3"
Hodnocení "4"
Hodnocení "5"
Méně než 8 bodů
8 až 12 bodů
13 až 21 bodů
22 až 26 bodů

Postupné hromadění rozdílů mezi navzájem izolovanými populacemi může vést k tomu, že se změní ve dva různé druhy, tzn. dojde ke speciaci.

Typy izolace/speciace:

Geografická – pokud je mezi populacemi nepřekonatelná bariéra – hora, řeka, nebo velmi velká vzdálenost (nastává při rychlém rozšiřování areálu). Například modřín sibiřský (na Sibiři) a modřín dahurský (na Dálném východě).

Ekologické (biologické) - pokud dvě populace žijí na stejném území (ve stejném rozsahu), ale nemohou se křížit. Například v jezeře Sevan žijí různé populace pstruhů, kteří se však třou v různých řekách, které se do tohoto jezera vlévají.

Izolace jako biologický termín označuje oddělení jednotlivců nebo skupin jednotlivců od sebe navzájem. Takové oddělení vede k druhovým změnám, které jsou hnací silou evoluce, protože skupiny izolované od sebe získávají zcela odlišné druhové vlastnosti. Izolace je tedy jedním z faktorů evoluce – hybnou silou, která způsobuje a udržuje změny v jednotlivých populacích. Hlavními faktory evoluce jsou přirozený výběr a mutační procesy. Mezi takové faktory patří také genetický drift, který je zvláště patrný v podmínkách izolace. Genetický drift vede k výraznému snížení genetické diverzity jedné izolované populace a zároveň se v řadě druhových znaků zvyšují rozdíly mezi jednotlivými populacemi. Tak se izolace stává příčinou vzniku určitého druhu, který se svými vlastnostmi liší od ostatních. Jako příklad mohou posloužit lidé – kolik různých ras a národů a kolik kmenů existovalo a existuje nyní. Rozdíl ve vývoji každého jednotlivého člověka je také velmi orientační.

Podle povahy izolačních bariér jsou klasifikovány:

Geografická izolace - izolace určité populace od jiných populací stejného druhu nějakou nepřekonatelnou geografickou překážkou. Taková izolace může být důsledkem změny zeměpisné podmínky v rámci areálu druhu nebo při rozptylu skupin jedinců mimo areál, kdy se „populace zakladatelů“ mohou prosadit v některých izolovaných oblastech s pro ně příznivými podmínkami prostředí. Geografická izolace je jedním z důležitých faktorů speciace, protože brání křížení a tím výměně genetické informace mezi izolovanými populacemi.

reprodukční izolace. Reprodukční (biologická) izolace vede k narušení volného křížení nebo k tvorbě sterilního potomstva. Klasifikuje se ekologická, etologická, časová, anatomicko-morfologicko-fyziologická a genetická reprodukční izolace. S etologickým charakterem reprodukční izolace u jedinců různých populací klesá pravděpodobnost oplodnění v důsledku rozdílů v životním stylu a chování, např. odlišné typy ptáci se liší rituály námluv a písněmi o páření. Ekologickým charakterem se liší životní podmínky živých organismů, například rybí populace se třou na různých místech. Při dočasné izolaci se načasování reprodukce liší. Při anatomicko-morfologicko-fyziologické reprodukční izolaci u živých organismů dochází k rozdílům ve stavbě, velikosti jednotlivých orgánů reprodukčního systému, případně jsou rozdíly v biochemických aspektech reprodukční funkce. S genetickou povahou reprodukční izolace se objevují nekompatibilní gamety nebo hybridy se sníženou životaschopností, plodností nebo sterilitou.

Uvedené formy reprodukční izolace se vyskytují nezávisle na sobě a lze je kombinovat v libovolné kombinaci. Je to však genetická izolace, která je považována za jednu z nejdůležitějších forem reprodukční izolace, protože jiné formy reprodukční izolace během speciace nakonec vedou ke vzniku nezávislosti genofondů dvou populací. Reprodukční izolaci často usnadňuje dlouhodobá geografická izolace.

Populační vlny jako hnací faktor evoluce.

V přírodní podmínky Neustále dochází k periodickým výkyvům v počtu populací mnoha organismů. Říká se jim populační vlny nebo životní vlny. Tento termín navrhl S. S. Chetverikov.

Početnost populací prochází výraznými změnami souvisejícími se sezónním charakterem vývoje mnoha druhů a jejich stanovištními podmínkami. Může se také velmi lišit různé roky. Jsou známy případy hromadné reprodukce populací určité typy například lumíci, sarančata, patogenní bakterie a houby (epidemie) atd.

Časté jsou případy prudkého, někdy až katastrofálního snížení počtu populací spojené s invazí chorob, škůdců, přírodní jev(lesní a stepní požáry, povodně, sopečné erupce, dlouhotrvající sucha atd.).

Jsou známy příklady prudkého vzplanutí v populaci některých druhů, jejichž zástupci se pro ně ocitli v nových podmínkách, kde nemají nepřátele (např. mandelinka mandelinka bramborová a elodea kanadská v Evropě, králíci v Austrálii aj.).

Tyto procesy jsou náhodného charakteru, vedou k odumírání některých genotypů a stimulují vývoj jiných, v důsledku čehož může dojít k výrazným přestavbám genofondu populace. V malých populacích bude potomstvo dávat malý počet náhodně přežívajících jedinců, proto se u nich výrazně zvyšuje frekvence blízce příbuzných křížení, což zvyšuje pravděpodobnost, že jednotlivé mutace a recesivní alelické geny přejdou do homozygotního stavu. Mutace se tak skutečně mohou projevit v populacích a sloužit jako počátek tvorby nových forem nebo dokonce nových druhů. Vzácné genotypy mohou buď zcela vymizet, nebo se náhle množit v populacích a stát se dominantními. Dominantní genotypy mohou být buď zachovány v nových podmínkách, nebo prudce zredukovány v počtu a dokonce zcela vymizet z populací. Jevy reorganizace struktury genofondu a změny frekvencí výskytu různých alelických genů v něm, spojené s prudkou a náhodnou změnou velikosti populací, se nazývají genový drift.

Populační vlny a související jevy genetického driftu tedy vedou k odchylkám od genetické rovnováhy v populacích. Tyto změny mohou být zachyceny selekcí a mohou ovlivnit další procesy evolučních přeměn.

Migrace – jako hnací faktor evoluce.

Genová introgrese – výměna genů mezi populacemi různých druhů

Migrace je pohyb jedinců z jednoho biotopu do druhého, způsobený změnou podmínek existence v biotopu těchto jedinců. Existují pravidelné migrace (sezónní, denní atd.) a nelegální migrace.

Evoluční význam migrací spočívá v tom, že v přírodě plní dvě nejdůležitější funkce: 1) přispívají ke sjednocení druhů jako kompletní systémy zajišťující pravidelné nebo periodické kontakty mezi jednotlivými populacemi; 2) přispívají k pronikání druhů do nových biotopů (v tomto případě může dojít k izolaci vzdálených populací od hlavních druhů).

Populace stejného druhu zpravidla nejsou od sebe izolovány. Mezi nimi probíhá neustálá výměna genů. Intenzita výměny genů mezi populacemi závisí na vzdálenosti mezi nimi.

Díky volnému křížení během migrace dochází k výměně genů mezi jedinci populace stejného druhu (genový tok). V tomto případě jsou geny migrujících jedinců při křížení zařazeny do genofondu populace. Výsledkem je aktualizace genofondu populací.

Přírodní výběr

Darwinův princip přirozeného výběru je základem evoluční teorie. Přírodní výběr je řízený, hnací faktor ve vývoji organického světa. V současnosti jsou představy o přírodním výběru doplňovány o nová fakta, rozšiřovány a prohlubovány. Přírodní výběr je třeba chápat jako selektivní přežívání a možnost zanechání potomstva jednotlivými jedinci. Biologický význam jedince, který dal potomstvo, je určen přínosem jeho genotypu do genofondu populace. Selekce působí v populaci, jejím objektem jsou fenotypy jednotlivých jedinců. Fenotyp organismu vzniká na základě realizace genotypové informace v určitých podmínkách prostředí.

Selekce z generace na generaci podle fenotypů tedy vede k selekci genotypů, protože na potomky se nepřenášejí znaky, ale genové komplexy. Pro evoluci jsou důležité nejen genotypy, ale také fenotypy a fenotypová variabilita.

Existují tři hlavní formy výběru: stabilizace, pohyb a trhání (rušivé).

F1-F3 - generace (stínované varianty eliminovány výběrem)

1). Stabilizační selekce přispívá k zachování vlastností druhu v relativně konstantních podmínkách prostředí. Udržuje průměrné hodnoty, odmítá mutační odchylky dříve vytvořené normy. Stabilizační forma selekce působí tak dlouho, dokud přetrvávají podmínky, které vedly k vytvoření určitého znaku.

2) Výběr motivu podporuje změnu průměrné hodnoty znaku ve změněných podmínkách prostředí. To podmiňuje trvalou transformaci adaptace druhů v souladu se změnami podmínek existence. Jedinci populace mají určité rozdíly ve fenotypu a genotypu.

Účel akce: na základě výsledků 1. pololetí identifikovat úroveň zvládnutí výukového materiálu předmětu "Obecná biologie" studenty.

Test je sestaven na téma: "Základní učení o evoluci" k učebnici A.A. Kamensky, E.K. Kriksunov, V.V. Pasechnik.

Předpokládaný čas na vyplnění administrativního testu je 40 minut.

Předmět"Základy nauky o evoluci" se studují v 11. ročníku v kurzu "Obecná biologie" a je to rozsáhlé a poměrně složité téma.

V průběhu studia této sekce se studenti seznamují s historií evolučních myšlenek, s díly C. Linného, ​​učením J. B. Lamarcka, evoluční teorií Ch. Darwina, studuje se role evoluční teorie při utváření moderního přírodovědného obrazu světa. Studenti se seznámí se syntetickou evoluční teorií. Studují populaci jako strukturální jednotku druhu, jednotku evoluce; hnací síly evoluce, jejich vliv na genofond populace.

Pro spolehlivé zjištění úrovně asimilace teoretické látky každým studentem je vhodné použít kontrolu testu. Test zahrnuje schopnost znalosti nejen reprodukovat, ale také je aplikovat k formulaci světonázorových závěrů a zobecnění. Testování je navíc kvalitativní a objektivní způsob hodnocení znalostí žáků, staví všechny děti na roveň, s vyloučením subjektivity učitele.

Testovací úlohy: prověřit znalosti dějin evolučních idejí, vědecké zásluhy C. Linného a J. B. Lamarcka, C. Darwina; systematizovat poznatky o druzích, populacích, hnacích silách evoluce a jejích výsledcích; ověřit, jak studenti rozumí makroevoluci a speciaci, hlavním směrům evoluce organického světa.

Stažení:

Náhled:

Možnost 1

Část 1

jeden je správný.

A1. Který z vědců považoval snahu o dokonalost za hnací sílu evoluce a přihlásil se k dědičnosti získaných vlastností?

1. Karlem Lineym
2. Jean-Baptiste Lamarck
3. Charles Darwin
4. A.N. Chetverikov

A2. Soubor volně se křížících jedinců stejného druhu, který existuje dlouhodobě v určité části areálu relativně odděleně od jiných souborů téhož druhu, se nazývá:

1. populace
2. Odrůda
3. Kolonie

A3. Jaké kritérium druhu zahrnuje znaky vnější a vnitřní struktury myši polní?

1. Morfologické
2. genetický
3. Ekologický
4. Zeměpisný

A4. Jaké kritérium druhu odkazuje na souhrn environmentálních faktorů, na které je lední medvěd adaptován?

1. Morfologické
2. genetický
3. Ekologický
4. Zeměpisný

A5. Statistiky populace zahrnují:

1. Úmrtnost
2. populace
3. plodnost
4. tempo růstu

A6. Jak se nazývá náhodná nesměrová změna ve frekvencích alel a genotypů v populacích?

1. Mutační variabilita
2. populační vlny
3. Genový drift
4. Izolace

A7. Jaké jsou periodické a neperiodické výkyvy velikosti populace ve směru zvyšování nebo snižování počtu volaných jedinců?

1. Vlny života
2. Genový drift
3. Izolace
4. Přírodní výběr

A8. Příkladem vnitrodruhového boje o existenci je vztah:

1. Černí švábi mezi sebou
2. Černé a červené šváby
3. Černí švábi s pesticidy
4. Černí švábi a černé krysy

A9. Jaká forma boje o existenci je nejintenzivnější?

A10. Jaká forma přírodního výběru funguje v postupně se měnících podmínkách prostředí?

1. Řízení přirozeného výběru

A11. Biologická izolace je způsobena:

1. Malý počet druhů
2. Nemožnost páření a oplodnění
3. Geografické bariéry
4. kombinační variabilita

A12. Která skupina důkazů pro evoluci organického světa zahrnuje podobnost embryí plazů a ptáků?

1. Srovnávací anatomické
2. Embryologické
3. Paleontologické
4. biogeografické

A13. Uveďte správné schéma pro klasifikaci zvířat:

A14. Jaké orgány vznikají v důsledku konvergence?

1. Homologní
2. Podobný
3. atavistický
4. Základní

A15. Které z následujících zařízení Ne je aromorfóza?

1. Původ páteře u strunatců
2. Sloní chobot
3. Tvorba 3-komorového srdce u obojživelníků

Část 2

tři správné odpovědi ze šesti.

V 1. Jaké evoluční změny lze připsat aromorfózám?

1. Vzhled květiny
2. Tvorba orgánů a pletiv v rostlinách
3. Vznik termofilních bakterií
4. Atrofie kořenů a listů v dodderu
5. Specializace některých rostlin na určité opylovače
6. Konstantní tělesná teplota

AT 2. Mezi evoluční faktory patří:

1. Divergence
2. dědičná variabilita
3. Konvergence
4. Boj o existenci
5. Rovnoběžnost
6. Přírodní výběr

Administrativní test z biologie pro 1. pololetí 11. ročníku

Na téma "Základní učení o evoluci"

do učebnice A.A.Kamenskij, E.K.Kriksunov, V.V.Pasechnik

Možnost 2

Část 1

U každého úkolu A1-A15 jsou uvedeny 4 možnosti odpovědi, z toho pouze jeden je správný.

1. Karlem Lineym
2. Jean-Baptiste Lamarck
3. Charles Darwin
4. A.N. Chetverikov

A2. Strukturní jednotkou druhu je...

1. Individuální
2. populace
3. Kolonie
4. stádo

A3. K jakému kritériu druhu se vztahuje soubor chromozomů charakteristických pro Homo sapiens: jejich počet, velikost, tvar?

1. Morfologické
2. genetický
3. Ekologický
4. Zeměpisný

A4. Jakým kritériem druhu je růst tetřeva velkokvětého v lesích na skalnatých místech?

1. Zeměpisný
2. Morfologické
3. Ekologický
4. etologický

A5. Dynamika populace zahrnuje:

1. Úmrtnost
2. populace
3. Hustota
4. Struktura

A6. Příčina populačních vln není:

1. Sezónní výkyvy teplot
2. Přírodní katastrofy
3. Agresivita predátorů
4. Mutační variabilita

A7. Co brání výměně genetické informace mezi populacemi?

1. Mutační variabilita
2. populační vlny
3. Genový drift
4. Izolace

A8. Jak se nazývá komplex různých vztahů mezi organismy a faktory neživé a živé přírody:

1. Přírodní výběr
2. Boj o existenci
3. Zdatnost
4. Variabilita

A9. Jakou formou boje o existenci okounek pojídá svůj potěr?

1. Mezidruhové
2. Vnitrodruhové
3. S nepříznivými podmínkami prostředí
4. Vnitrodruhová vzájemná pomoc

A10. Jaká forma přirozeného výběru má tendenci zachovat mutace, které vedou k menším odchylkám v průměrné hodnotě vlastnosti?

1. Řízení přirozeného výběru
2. Trhání přirozeného výběru
3. Stabilizace přirozeného výběru
4. Rušivý přírodní výběr

A11. Jaký evoluční faktor přispívá ke vzniku bariér volného křížení jedinců?

1. Vlny života
2. Přírodní výběr
3. Modifikace
4. Izolace

A12. Do které skupiny důkazů pro evoluci organického světa patří fylogenetické řady?

1. Srovnávací anatomické
2. Embryologické
3. Paleontologické
4. biogeografické

A13. Uveďte správné schéma pro klasifikaci rostlin:

1. Druh rod čeleď řád třídy typ
2. druh rod čeleď řád třída typ
3. druh rod čeleď řád třída oddělení
4. Druh rodový řád rodina třída typ

A14. Jaké orgány vznikají v důsledku divergence?

1. Homologní
2. Podobný
3. atavistický
4. Základní

A15. Která z následujících adaptací je klasifikována jako idioadaptace?

1. Vznik akordu
2. Vznik plazivé natě u jahod
3. Tvorba 2 kruhů krevního oběhu
4. Ztráta oběhových orgánů u tasemnice býčí

Část 2.

Při dokončení úkolů B1-B2 vybertetři správné odpovědi ze šesti.

Při plnění úkolů B3-B4 zajistěte shodu mezi obsahem prvního a druhého sloupce. Do tabulky zadejte čísla vybraných odpovědí.

V 1. Jaké jsou vlastnosti biologického pokroku?

1. Ubývá druhů
2. Rozšíření rozsahu druhu
3. Vznik nových populací, druhů
4. Zúžení rozsahu druhu
5. Zjednodušte organizaci a přechod na sedavý způsob života
6. Zvyšování počtu druhů

AT 2. Jaké znaky ilustrují stabilizující formu přirozeného výběru?

1. Funguje v měnících se podmínkách prostředí
2. Funguje za stálých podmínek prostředí
3. Udržuje reakční rychlost vlastnosti
4. Změní průměrnou hodnotu prvku buď ve směru klesající jeho hodnoty, nebo ve směru zvyšování
5. Řídí fungující orgány
6. Vede ke změně rychlosti reakce

AT 3. Vytvořte soulad mezi smrtí rostlin a formou boje o existenci.

AT 4. Stanovte soulad mezi znamením zvířete a směrem evoluce, kterému odpovídá

C1. Jaký typ přirozeného výběru je znázorněn na obrázku? Za jakých podmínek prostředí se vyskytuje? Jaké mutace si zachovává?

NÁVOD K PROVÁDĚNÍ

Administrativní testV BIOLOGII V 11 TŘÍDĚ

(I polovina akademického roku 2013-2014)

Účel akce:na základě výsledků 1. pololetí identifikovat úroveň zvládnutí výukového materiálu předmětu "Obecná biologie" studenty.

Test je sestaven na téma: "Základní nauky o evoluci" kučebnice A.A. Kamensky, E.K. Kriksunov, V.V. Pasechnik.

Předpokládaný čas na vyplnění administrativního testu je 40 minut.

Předmět "Základy nauky o evoluci" se studují v 11. ročníku v kurzu "Obecná biologie" a je to rozsáhlé a poměrně složité téma.

V této části se studenti seznámí s adějiny evolučních myšlenek, s díly K. Linného, ​​učení J. B. Lamarcka, evoluční teorie Ch. Darwina, studuje se role evoluční teorie při utváření moderního přírodovědného obrazu světa. Studenti se seznámí se syntetickou evoluční teorií. Studují populaci jako strukturální jednotku druhu, jednotku evoluce; hnací síly evoluce, jejich vliv na genofond populace.

Pro spolehlivé zjištění úrovně asimilace teoretické látky každým studentem je vhodné použít kontrolu testu. Test zahrnuje schopnost znalosti nejen reprodukovat, ale také je aplikovat k formulaci světonázorových závěrů a zobecnění. Testování je navíc kvalitativní a objektivní způsob hodnocení znalostí žáků, staví všechny děti na roveň, s vyloučením subjektivity učitele.

Testovací úlohy: prověřit znalosti dějin evolučních idejí, vědecké zásluhy C. Linného a J. B. Lamarcka, C. Darwina; systematizovat poznatky o druzích, populacích, hnacích silách evoluce a jejích výsledcích; ověřit, jak studenti rozumí makroevoluci a speciaci, hlavním směrům evoluce organického světa.

Kritéria hodnocení testu.

Všechny úkoly jsou rozděleny podle úrovní obtížnosti.

Úkoly základního stupně odpovídají minimálnímu obsahu biologického vzdělávání a požadavkům na úroveň přípravy absolventů. Jsou sestaveny v souladu se standardem středního biologického vzdělávání. Každá otázka má více odpovědí, z nichž pouze jedna je správná. Pro správné provedení každého takového úkolu 1 bod.

Úkoly zvýšené úrovně jsou zaměřeny na testování vývoje složitějšího obsahu studenty. Obsahují úkoly s výběrem více odpovědí z daných, navázat korespondenci, určit posloupnost biologických jevů, označit pravdivost či nepravdivost tvrzení. Pro správné provedení každého takového úkolu 2 body každý.

Úloha části C obsahuje úlohu s volnou odpovědí. Pro správné provedení úkolu je nastaveno 3 body.

Struktura práce:

1) Podle obsahu práce zahrnuje následující bloky:

• Typ a jeho kritéria
• Populace

2) Podle úrovní úkolů vám práce umožňuje identifikovat asimilaci materiálu na základní, pokročilé a vysoké úrovni.

3) Podle forem testových úloh se práce skládá z testů s výběrem jedné správné odpovědi, otevřeného typu s krátkou odpovědí, otevřeného typu s úplnou podrobnou odpovědí.

Rozdělení pracovních úkolů podle obsahu:

Bloky	Čísla zkušebních položek	Počet pracovních míst	Procento úkolů pro tento blok
Vývoj evolučního učení Charlese Darwina			6,7%
Zadejte e jeho kritéria	A2, A3, A4
Populace			6,7%
Genetické složení a změny v genofondu populací	A6, A7		13,3%
Boj o existenci její formy	A8, A9		13,3%
Přírodní výběr a jeho formy	A10		6,7%
izolačních mechanismů. Speciace	A11		6,7%
Makroevoluce a její důkazy	A12		6,7%
Systém rostlin a živočichů - ukázka evoluce	A13		6,7%
Hlavní směry vývoje organického světa	A14, A15		13,3%
CELKEM-10			100%

Rozdělení pracovních úkolů po částech.

	Části práce	Počet pracovních míst	Maximální primární skóre	Typ práce
	Část 1 (A)			Výběr odpovědi
	Část 2 (B)			S krátkou odpovědí
	Část 3 (C)			S rozšířenou odpovědí
	Celkový

Rozdělení pracovních úkolů podle úrovně složitosti:

Úroveň obtížnosti úkolu	Čísla zkušebních položek	Počet pracovních míst	Procento úkolů pro danou úroveň obtížnosti
Základna	A1-A15		57,7%
zvýšené	B1-B4		15,5%
Vysoký			3,8%

Odpovědi na úkoly administrativního testu:

Možnost 1	Možnost 2
A1 - 2 A2 - 2 A3 - 1 A4 - 3 A5 - 2 A6 - 3 A7 - 1 A8 - 1 A9 - 1 A10 - 2 A11 - 2 A12 -2 A13 - 1 A14 - 2 A15 - 2	A1 - 2 A2 - 2 A3 - 2 A4 - 3 A5 - 1 A6 - 4 A7 - 4 A8 - 2 A9 - 2 A10 - 3 A11 - 4 A12 - 3 A13 - 3 A14 - 1 A15 - 2
B1 - 1, 2, 6 B2 - 2, 4, 6 AT 3 - AT 4 -	B1 - 2, 3, 6 B2 - 2, 3, 5 AT 3 - AT 4 -
C1: Stabilizace výběru Pozorováno za relativně konstantních podmínek prostředí Zachovává mutace vedoucí k menší variabilitě střední hodnoty znaku	C1: 1) Volba jízdy 2) Pozorováno při jednosměrné změně podmínek prostředí 3) Udržuje mutace vedoucí k dalším extrémním projevům velikosti znaku (buď ve směru posilování nebo ve směru oslabení)

Na základě velkého množství příkladů Darwin také poznamenává, že každý pár organismů může dát značný počet potomků (zvířata kladou mnoho vajíček, vajíčka, mnoho semen a spor dozrává v rostlinách), ale jen malá část z nich přežije. Většina jedinců umírá před dosažením nejen pohlavní dospělosti, ale i dospělosti. Příčinou smrti jsou nepříznivé podmínky prostředí: nedostatek potravy, nepřátelé, nemoc nebo horko, sucho, mráz atd. Na tomto základě Darwin dospívá k závěru, že v přírodě existuje nepřetržitý boj o existenci(obr. 46). Provádí se jak mezi jedinci různých druhů ( mezidruhový boj o existenci a mezi jedinci stejného druhu (vnitrodruhový boj o existenci). Dalším projevem boje o existenci je

boj s neživou přírodou.

V důsledku boje o existenci, některé variace ve vlastnostech u jednoho jedince mu dávají výhodu přežití oproti jiným jedincům stejného druhu s jinými variacemi v zděděných vlastnostech. Někteří jedinci s nepříznivými variacemi zemřou. Ch. Darwin tento proces nazval přírodní výběr. Dědičné znaky, které zvyšují pravděpodobnost přežití a rozmnožování daného organismu, přenášené z rodičů na potomky, se budou v dalších generacích vyskytovat stále častěji (protože dochází ke geometrické progresi rozmnožování). Výsledkem je, že za určitou dobu existuje mnoho takových jedinců s novými znaky a ukazuje se, že jsou natolik odlišní od organismů původního druhu, že již představují jedince nového druhu. Darwin tvrdil, že přírodní výběr ano společná cesta formování nových druhů.

Darwin předkládá důležitou novou hypotézu o přítomnosti přírodního výběru v přírodě, který se uskutečňuje vlivem vnějších podmínek mezi velkým počtem jedinců druhu s různými variacemi dědičných znaků.

„Přirozený výběr,“ píše Charles Darwin, „působí výlučně tak, že zachovává a hromadí změny, které jsou příznivé v těch organických a anorganických podmínkách, kterým je každý tvor vystaven ve všech obdobích svého života. Z hlediska naší teorie nepředstavuje další existence našich organismů žádné potíže, protože přirozený výběr neboli přežití nejschopnějších nemusí nutně znamenat progresivní vývoj, ale pouze zachycuje projevy změn, které jsou příznivé pro bytost, která je má, v těžkých podmínkách jejího života. Přírodní výběr – na to se nesmí nikdy zapomínat – působí pouze ve prospěch dané bytosti a prostřednictvím tohoto prospěchu...

Přírodní výběr vede k divergenci charakterů a výraznému vyhubení méně vyspělých a středních forem života.

Na základě myšlenky přírodního výběru určil Charles Darwin cesty evolučních transformací.

Zvažoval hlavní bod evolučního procesu divergence symptomů nebo divergence (lat.divergo - „odchyluji se“, „odcházím“). Divergence znaků vede k poklesu konkurence, protože organismy díky novým vlastnostem dokázaly využívat různé podmínky existence. Na této cestě se pomocí divergence tvoří nové druhy z již existujících druhů, které odpovídají novým podmínkám prostředí.

Přírodní výběr Darwin považoval za hlavní hnací sílu evoluce. Výsledkem působení této síly jsou následující jevy: 1) postupná komplikace a zvyšování úrovně organizace živých bytostí; 2) adaptace organismů na podmínky prostředí; 3) rozmanitost druhů.

Pomocí přirozeného výběru podle Darwina v přírodě vznikají nové druhy z již existujících druhů.

Darwin dospěl k závěrům o roli přirozeného výběru po důkladném studiu historie vzniku nových plemen zvířat a odrůd kulturních rostlin. V podmínkách domestikace selekci provádí člověk. Z rozmanitosti možností určených variabilitou si člověk vybere formu, která nejlépe vyhovuje jeho zájmům. Darwin to nazval cílevědomým vytvářením nových druhů umělý výběr(obr. 47). Studium mechanismu a výsledků umělého výběru se ukázalo být pro Darwina milník na cestě

zdůvodnění teorie přirozeného výběru a jeho působení v přírodě bez účasti člověka.

Darwinova doktrína evoluce organického světa vysvětluje způsobilost (adaptaci) organismů k životní prostředí a považuje rozmanitost druhů za nevyhnutelný výsledek působení přirozeného výběru v souvislosti s divergenci dědičných vlastností. Adaptace (latinsky adaptatio - „přizpůsobení“, „přizpůsobení“) je soubor morfologických, fyziologických, behaviorálních, populačních a dalších adaptačních znaků druhu, které mu poskytují schopnost existovat v určitých podmínkách prostředí. Adaptace dávají struktuře a životu organismů rysy funkční účelnosti, které vznikly pod vlivem přirozeného výběru. Darwin zdůraznil, že jakákoli adaptivní vlastnost je v přírodě relativní, protože je pro tělo užitečná pouze v jeho specifickém, obvyklém prostředí. I ve známém prostředí jsou však vždy možné jiné, dokonalejší adaptace organismů na vnější podmínky.

Ch.Darwin objevil hybné síly evoluce, kterým přisoudil dědičnost, proměnlivost, boj o existenci a přírodní výběr. Zároveň také zaznamenal velkou roli schopnosti organismů reprodukovat se podle typu geometrická progrese. Darwin poprvé ve vědě zdůraznil roli druhů v evoluci a dokázal to moderní pohledy(v přírodě a domestikaci) pocházející z již existujících druhů.

Po vytvoření vědecké teorie evoluce Darwin komplexně zdůvodnil historická metoda ve studiu přírody. Teorie původu druhů radikálně změnila představy o evoluci organického světa a stala se největším vědeckým úspěchem, významnou událostí 19. století. Fundamentální povaha Darwinovy ​​teorie přiměla představitele všech biologických věd uvést do souladu své myšlenky s jejími ustanoveními. Moderní obecné chápání evoluce je také založeno na učení Darwina.

1. Jaké jsou hlavní závěry evoluční teorie Ch. Darwina?

2*. Vysvětlete mechanismus přirozeného výběru. 3*. Dokažte svůj názor.

Proč se ukázalo, že Darwinovo učení je přesvědčivější než učení J.B. Lamarck?

Jaký je význam Ch. Darwina v konceptu „boje o existenci“?

§ 38 Moderní představy o vývoji organického světa

Moderní evoluční doktrína se často nazývá syntetická. Zahrnuje totiž nejen darwinismus (tedy představy Charlese Darwina o selekci a boji o existenci), ale také objevy genetiky, taxonomie, morfologie, biochemie, fyziologie, ekologie a dalších věd.

Pro rozvoj evoluční teorie byly zvláště produktivní údaje z genetiky a molekulární biologie. Chromozomální teorie a genová teorie odhalila příčiny mutací a mechanismy přenosu dědičnosti, a molekulární

biologie a molekulární genetika přišli na to, jak uchovávat, implementovat a přenášet genetickou informaci pomocí DNA. Bylo zjištěno, že základní jednotka evoluce, schopný reagovat na změny v prostředí přeskupením svého genofondu je populace. Podle tohoto objevu nejde o druh, ale jeho populace jsou nasyceny mutacemi, které slouží jako hlavní materiál evolučního procesu pod vlivem přirozeného výběru.

Moderní doktrína evoluce je založena na populačním konceptu.

Populace (latinsky populus - „lidé“, „populace“) je strukturální jednotka druhu. Je reprezentován souborem jedinců druhu, kteří mají společný genofond a zaujímají určité území v areálu rozšíření (areálu rozšíření) tohoto druhu. Populace podléhají působení různých směrů přirozeného výběru, neboť územní izolace brání časté výměně genetické informace mezi izolovanými populacemi (obr. 48). Proto postupně mezi těmito populacemi dochází divergence) pro řadu genetických vlastností. Hromadí se prostřednictvím mutací. Navíc jedinci populací získávají znatelné odlišnosti od původního, rodičovského druhu. Pokud rozdíly, které se objeví, zajistí nekřížení jedinců jedné populace s jedinci jiných populací původního druhu, pak se izolovaná populace stává samostatným novým druhem, odděleným od původního druhu divergencí.

Populace je nejmenší pododdělení druhu, které se v čase mění. Proto se populace nazývá základní jednotkou evoluce.

V moderní evoluční výuce takové pojmy jako elementární

mentální jednotka evoluce, elementární jevy evoluce, elementární materiál evoluce a elementární faktory evoluce.

Každá populace je charakterizována následujícími vlastnostmi: areál, počet a hustota jedinců, genetická heterogenita (pestrost) jedinců, věková a pohlavní struktura, speciální fungování v přírodě (vnitropopulační, mezipopulační kontakty a vztahy s jinými druhy a s prostředím). Sexuální kontakty mezi jedinci v rámci stejné populace jsou mnohem snazší a častější než s jedinci z různých populací stejného druhu. Proto změny kumulující se v jedné populaci pomocí rekombinací, mutací a přirozeného výběru určují její kvalitativní a reprodukční izolaci (divergenci) od ostatních populací. Tyto změny v populacích se nazývají elementární jevy evoluce. Změny u jednotlivých jedinců nevedou k evolučním změnám, protože je zapotřebí výrazná akumulace podobných dědičných vlastností, a to je dostupné pouze integrální skupině jedinců, kterou je populace.

Elementární materiál evoluce slouží jako dědičná variabilita (kombinativní a mutační) u jedinců v populaci. Je dobře známo, že oba typy genotypové variability jsou pozorovány u všech studovaných prokaryot a eukaryot. Oba tyto typy variability mohou ovlivnit všechny znaky a vlastnosti organismů, které se mohou lišit (morfologické, fyziologické, chemické a behaviorální), což vede ke vzniku kvalitativních i kvantitativních fenotypových rozdílů v populaci. Za určitých podmínek a po určitou dobu mohou nové zděděné znaky, které vznikly, dosáhnout dostatečně vysokých koncentrací v jedné nebo několika sousedních populacích druhu. Skupiny jedinců s takovými novými znaky lze nalézt na „jejich“ území v dosahu druhu.

Základní faktory evoluce zahrnují takové jevy, jako je přirozený výběr, mutace, populační vlny a izolace.

Přírodní výběr eliminuje z populace jedince s neúspěšnými kombinacemi genů a zachovává jedince s genotypy, které nenarušují proces adaptivní morfogeneze. Přírodní výběr řídí evoluci.

mutační proces zachovává genetickou heterogenitu přirozených populací.

populační vlny dodávat masivní elementární evoluční materiál pro přírodní výběr. Pro každou populaci je charakteristické určité kolísání počtu jedinců ve směru buď nárůstu, nebo poklesu. Tyto výkyvy v roce 1905 domácí genetický vědec S.S. jménem Chetverikov vlny života.

Izolace poskytuje bariéry, které brání volnému křížení organismů. Může být vyjádřen v územně-mechanickém (prostorovém, geografickém) popř

biologická (behaviorální, fyziologická, ekologická, chemická a genetická) inkompatibilita (obr. 49).

Narušením křížení izolace rozdělí původní populaci na dvě nebo více, které se od sebe liší, a opraví rozdíly v jejich genotypech. Rozdělené části populace jsou již samostatně vystaveny působení přírodního výběru.

Izolace, mutační proces a populační vlny jako faktory evoluce ovlivňují vývoj druhu, ale neřídí jej. Směr evoluce je dán přirozeným výběrem.

1. Nahraďte zvýrazněná slova výroku termínem.

Nejmenší pododdělení druhu, které se v čase mění, se podílí na vzniku nových druhů.

Divergence znaků organismůCh. Darwin vysvětloval

o rozmanitosti forem ve vývoji organismů.

2*. Jaký je rozdíl moderní výuka o evoluci z Darwinovy ​​evoluční teorie? 3. Přemýšlejte.

Proč se populace nazývá strukturální jednotka evoluce?

Jak přirozený výběr řídí průběh evoluce?

§ 39 Typ, jeho kritéria a struktura

Druh je jedním z nejzákladnějších a nejsložitějších pojmů v biologii. Tento koncept umožňuje nejen systematizovat obrovskou rozmanitost živých organismů na Zemi, ale také řešit problém způsobů, příčin a mechanismů speciace a evoluce živé přírody.

Druh je skutečně existující geneticky nedělitelná jednotka živého světa.

Koncept formy je základem evoluční teorie Ch. Darwina. Každý druh má svou charakteristiku životní cyklus, v rámci kterého probíhají určité procesy růstu a vývoje těl jedinců, změny projevů vztahu organismů k prostředí a střídání způsobů jejich rozmnožování.

Druh se skládá z populací. Shodnost genů zděděných po předcích a charakterizujících daný druh je mezi populacemi udržována pomocí jednotlivců. Změny v populacích vedou ke změně druhů.

Druh je hlavní strukturní jednotkou v systému organismů, kvalitativní fází evoluce života.

Na počátku 60. let. 20. století americký evolucionistický vědec E. Mayr navrhl „biologický koncept“ druhu a předložil následující myšlenky: druhy se nevyznačují odlišností, ale izolací; druhy se neskládají z jedinců, ale z populací; hlavní rys druh je jeho reprodukční izolace od ostatních. Mayrovy názory posílily pojetí druhu jako rozmanitého polytypického systému sestávajícího z různých vnitrodruhových strukturních pododdělení – populací. Myšlenka polytypického druhu je nyní přijímána všemi evolučními vědci v rozdílné země a doktrína evoluce je odhalena na základě populačního konceptu.

Striktní definice pojmu „druh“ v biologii dosud nebyla vytvořena. Nejčastěji je druh považován za soubor samostatných skupin podobných jedinců - populací. Díky rozdílným populacím tento druh plně využívá rozmanitosti prostředí ve svém areálu rozšíření, a proto se lépe přizpůsobuje životním podmínkám. Druh zároveň působí jako integrální a nezávislý přírodní útvar, charakterizovaný historií vzniku, zvláštním evolučním „osudem“.

K charakterizaci druhu se používá pět hlavních kritérií (znaků): morfologické, fyziologicko-biochemické, ekologické, geografické a reprodukční.

Morfologické kritérium umožňuje rozlišovat mezi různými typy vnějších a vnitřních prvků. Například rod rybízu obsahuje několik dobře diferencovaných vzhled druhy rybízu: černý,

červená, zlatá, alpská, Tien Shan, krásná atd. Mají různé barvy květů a plodů, na výhonku jinak se nacházejí květenství, existují určité rozdíly ve tvaru listů (obr. 50).

Fyziologické a biochemické kritérium řeší odlišnost chemické vlastnosti odlišné typy. Takže všechny druhy rybízu jsou specifické složením bílkovin, cukrů a dalších. organické sloučeniny v rostlinných buňkách, což lze snadno zjistit i podle chuti jejich plodů, podle vůně květů, plodů, listů, poupat a kůry.

Geografické kritérium znamená, že každý druh má svůj vlastní rozsah. Například oblast černý rybíz jsou severní oblasti Eurasie, zatímco rozsah zlatý rybíz - centrální území Severní Ameriky, Tyanyanský rybíz - lesní pás středohoří

Tien Shan ve střední Asii.

Environmentální kritérium umožňuje rozlišovat druhy podle komplexu abiotických a biotických podmínek, ve kterých vznikly, adaptující se na život. Tak,černý rybíz vznikl v podmínkách výrazné půdní vlhkosti, jeho přirozené houštiny se často nacházejí podél břehů řek, v nížinách na záplavových loukách,

zatímco zlatý rybíz

vzniká v aridních podmínkách stepního podhůří a neroste na vlhkých místech. V umělých plantážích (v zahradách a parcích) tyto dva druhy někdy

rostou vedle sebe, ale kvetou v různých časech: černý rybíz kvete brzy na jaře rybíz zlatý- v první polovině léta.

Reprodukční kritérium způsobuje reprodukční (genetickou) izolaci druhu od ostatních, i blízce příbuzných. Všechny druhy mají speciální mechanismy, které chrání jejich genofond před přílivem cizích genů. Toho je dosaženo především zvláštnostmi genotypu u jedinců každého druhu -

počet a struktura jeho chromozomů. Genetické kritérium je nejdůležitější, protože řídí reprodukční izolaci druhu.

Izolace druhů je dosahováno i řadou dalších pomocných mechanismů, např. nesoulad v načasování rozmnožování u různých druhů, rozdílné rituální chování při křížení, pozorované u mnoha zvířat, morfologické rozdíly v reprodukčních orgánech atd.) oplození.

Křížení je v přírodě vzácné. Takto vzniklí kříženci jsou však buď neživotaschopní a brzy hynou, nebo sterilní.

Každý druh je geneticky uzavřený systém reprodukčně izolovaný od jiných druhů.

Ve skutečnosti tento druh existuje ve formě populací. A přestože je druh jediným genetickým systémem, jeho genofond je reprezentován genofondy populací. Nové genové variace v genofondu populace, které se časem nahromadily ve velkém množství, mohou vést k její izolaci od ostatních populací tohoto druhu. Tímto způsobem vznikají nové druhy. Proto je populace jako nejmenší podskupina druhu, která se v čase mění, považována za elementární jednotku evoluce.

1. Vyjmenujte druhy rostlin a živočichů, které znáte a které žijí v blízkosti vašeho domova nebo školy.

2*. Jaké mechanismy brání křížení mezi různými druhy?

3. Proč je reprodukční kritérium považováno za nejdůležitější charakteristiku druhu?

§ 40 Speciační procesy

Speciace- nejsložitější proces ve vývoji živé hmoty. Vznik nového druhu je vždy doprovázen přerušením vazeb s rodičovským druhem a přeměnou v nový, samostatný soubor populací a organismů. Nový druh může vzniknout z jedné populace nebo skupiny sousedních populací.

Vznik nového druhu je ústřední událostí evoluce.

Problém speciace zásadně vyřešil Charles Darwin, který ukázal roli divergence (divergence znaků), přirozeného výběru a akutní vnitrodruhové konkurence mezi organismy.

Podle moderních koncepcí se speciace provádí díky populacím, které nashromáždily stabilní genotypové a fenotypové rozdíly adaptivní povahy. Tyto rozdíly mají za následek izolaci populace a vznik nového, nezávislého druhu. Evoluční procesy probíhající v populacích na základě dědičné variability pod kontrolou přirozeného výběru a vedoucí ke vzniku nových druhů,

tzv. mikroevoluce.

Vznik druhů je dán mnoha důvody. V některých případech k tomu dochází v důsledku prostorově-teritoriální (geografické) izolace, která brání pravidelné výměně genetických informací. V jiných případech může být tento proces způsoben expanzí druhu do nových podmínek mimo jeho areál. Ve třetích případech může být vznik nového druhu způsoben biologickou (reprodukční) izolací, která vznikla náhle, například v důsledku polyploidie nebo mutace. Mikroevoluce je hlavním způsobem, jak zvýšit rozmanitost druhů na Zemi a celkový „součet života“ v biosféře.

Mikroevoluce vede ke změně genofondu populace v rámci druhu a ke vzniku nových druhů na Zemi.

Nové druhy mohou vznikat ze sousedních populací na různých územích nebo v dosahu původních druhů.

Geografické (alopatrické) speciace vzniká jako výsledek prostorově-územní izolace jedné populace nebo skupiny populací druhu. Například jednotlivé populace v rozsahu druhů mohou být odděleny horami, řekami, pouštěmi, dálnicemi, budovami a dalšími krajinnými bariérami, které brání časté výměně genů mezi populacemi.

Geografická izolace Charles Darwin vysvětlil výskyt různých Darwinových pěnkav na několika ostrovech souostroví Galapágy v roce Tichý oceán. Je pravděpodobné, že Darwinovy ​​pěnkavy jsou potomky několika jedinců pěnkavy z Jižní Amerika, náhodně přenesený do moře během bouře, usazený a uchovaný na Galapágách. Pěnkavy, které se tam dostaly, se staly zakladateli populací na různých ostrovech. Izolované od sebe se tyto populace po nějaké době oddělily do nových nezávislých druhů.

Pěnkavy, které rozfoukal vítr, se dostaly na samostatný ostrov souostroví Galapágy a ocitly se v prostředí odlišném od toho, které opustily. Zároveň byli konfrontováni s podmínkami toho konkrétního ostrova, kde se náhodou nacházeli. Pod tlakem přirozeného výběru se populace pěnkav vyvíjely na různých ostrovech různými směry. V tomto procesu získali neobvyklé vzhled, stavbou zobáku a zvláštními návyky zejména při získávání potravy.

Totéž se stane, když se druh rozšíří na velké území. V důsledku toho se periferní populace a jejich skupiny, které jsou vzdálenější od centra osídlení, intenzivně přetvářejí v souvislosti s rozvojem nových biotopů a stávají se předky nových druhů. Příkladem je druh pampeliška na území Eurasie nebo candát obývající vodní plochy.

Evropa (obr. 51).

candáta

(Stizostedion lucioperka)

má velký dvorec. Je distribuován v povodích Baltského, Černého, ​​Azovského a Kaspického moře. Obývá řeky

čistá jezera a moře. Candát se dostává do slaných vod moří na výkrm, ale tří se pouze tam čerstvou vodu. Candát obecný (S. volgensis)žije v řekách povodí Kaspického, Azovského a Černého moře, ale vyskytuje se tam hlavně na dolním a středním toku řek, kde se tře. Za výkrmem nechodí daleko do moře, udržuje hlavně sladké vody Bersh je menší velikosti candát obecný, a na spodní čelisti nemá žádné tesáky. Candát mořský (S. marinusj - velký, ale jiný candáta Iberské menší oči, méně rozvětvených paprsků ve hřbetní ploutvi. Na rozdíl od jiných candátů candát mořský vůbec nevplouvá do řek, vyhýbá se odsolovaným oblastem a roztírá se v moři na skalnatých pobřežních oblastech.

Je charakteristické, že tyto druhy candátů mohou být současně ve stejných vodních nádržích, ale nekříží se, protože se již od sebe izolovaly.

Nové druhy mohou také vzniknout v důsledku diskontinuity (mozaiky) areálu. Příkladem takového procesu je vznik blízce příbuzných druhů pampelišek z široce rozšířeného rodičovského druhu.

Původní druh pampelišky před miliony let zabíral rozsáhlé území celého kontinentu Eurasie. Změny půdních a klimatických podmínek v této oblasti, vznik hor, stepí, pouští, slaných a vlhkých půd vedly ke vzniku četných druhů pampelišek (více než 200 druhů) žijících v chladných, mírných a subtropických pásmech. Rozšířený druh pampeliška lékařská (Taraxacum officinale) zachována na loukách, lesních mýtinách, podél cest a na zaplevelených místech v blízkosti obydlí Pampeliška kok-saghyz (T. kok-saghyz) vznikla v horkém aridním klimatu na tvrdé brakické půdě. Na rozdíl od pampeliška obecná, listy pampelišky kok-saghyz jsou úzké, hluboce členité a mléčné cévy kořene obsahují značné procento kaučuku. Na vysočině, na chladných alpských loukách středního Tien Shan, druh pampeliška růžová (T. roseum), vzhledově vypadá velmi podobně pampeliška obecná, ale s květenstvími růžových rákosových květů.

Geografické speciace vždy postupuje poměrně pomalu. Tento proces probíhá po statisíce generací jedinců v populaci. Pouze po tak dlouhé časové úseky se v izolovaných populacích druhu s pomocí jejich organismů vyvinou zvláštní rysy a vlastnosti, které vedou k reprodukční izolaci.

Sympatická (biologická) speciace se vyskytuje v dosahu původního druhu v důsledku biologické izolace. Provádí se na základě územně jednotné populace, která má zřetelně odlišné formy jedinců. Ke vzniku nových druhů během sympatrické speciace může dojít různými způsoby.

Jedním z nich je vznik nových druhů s rychlým změna genotypu. K tomu dochází například u polyploidie, kdy jsou nové formy okamžitě geneticky izolovány z rodičovského druhu.

Pokud jsou polyploidi, kteří se v přírodě náhodně objevili, schopni produkovat životaschopné potomstvo a odolávat přirozenému výběru, pak se mohou rychle rozšířit a koexistovat vedle původního druhu. Tento způsob speciace se často vyskytuje u rostlin a prvoků. U mnohobuněčných živočichů je pozorován zřídka - pouze u některých bezobratlých, například u žížaly.

Nové druhy mohou vzniknout i při hybridizaci s následným zdvojnásobením počtu chromozomů. Tedy mnoho pěstované druhy rostliny. Například,

pěstovaná švestka (Prunus domestica) vzniklé hybridizací trnka (Pr. spinosa)

třešňová švestka (Pr. divaricata)c následná duplikace chromozomů.

Další způsob sympatrické speciace je způsoben ekologickými událostmi, například: sezónní izolace populací v rámci druhu; izolace v důsledku produkce jiných trávicích enzymů v souvislosti s přechodem na krmení jiným rostlinným druhem (často pozorováno u mšic); izolace způsobená výskytem zvláštního chování u jednotlivců.