Основные доказательства эволюции: Урок 2. доказательства эволюции — Биология — 11 класс

Содержание

Доказательства эволюции органического мира

Понятие эволюции

Сам термин «эволюция» означает «развитие». Более полное философское определение этого понятия выглядит так:

Определение 1

Эволюция – это необратимый процесс развития, изменения чего-нибудь от одного состояния к другому.

Живая природа – это особая форма материи. Поэтому любое понятие необходимо соотносить с особенностями организации и самого существования жизни на нашей планете. Сегодня биологи склонны давать такое определение эволюции в живой природе:

Определение 2

Биологическая эволюция — это естественный необратимый процесс развития живой природы, который сопровождается изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.

Многие ученые пытались создать эволюционную теорию. Но только Ч. Дарвину удалось объединить множество разрозненных фактов и явлений, осмыслить результаты, полученные другими учеными, и собственные наблюдения. Он проанализировал эту массу фактов и создал стройную научную теорию, опирающуюся на материалистические взгляды.

Что же служит доказательствами эволюционного процесса? Этой теме и посвящена данная статья.

Клеточная теория и биогенетический закон

Микробиологи М. Шлейден и Т. Шванн исследовали клеточное строение живых организмов. Они доказали, что все живые организмы состоят из клеток. Клетки живых организмов имеют общий план строения. Различия в строении клеток обусловлены особенностями функций, которые эти клетки выполняют в организме. Благодаря исследованиям этих ученых была сформулирована клеточная теория. Она дала возможность утверждать о единстве органического мира Земли.

К подобным результатам пришли и российские ученые:

  • Р. Вихров,
  • Х. И. Пандер,
  • К. М. Бэр.

Исследуя зародышевые листки, К. Бэр сформулировал закон сходства эмбрионов. Это дало возможность в дальнейшем доказать происхождение высших хордовых от более низких групп животных.

Готовые работы на аналогичную тему

В дальнейшем был сформулирован биогенетический закон, который гласит:

«Каждый организм в ходе своего индивидуального развития проходит все стадии развития органического мира».

Данные палеонтологии

Люди часто находили ископаемые останки животных и растений, которых уже нет на нашей планете. Найденные кости и окаменелости показывали. Что растения и животные прошлых эпох существенно отличались от современных .Этот факт отрицал тезис о неизменности живой природы и служил подтверждением факта постоянных изменений, происходящих в организмах. Различия в строении подтверждали взаимосвязь между строением организма и условиями среды обитания.

Французский ученый-палеонтолог Ж. Кювье, изучая ископаемые останки организмов, установил последовательные изменения определенных флор и фаун в прошлом Земли. Он был одним из основателей сравнительной анатомии. Он же выдвинул гипотезу катастроф, объясняя смену видов, населявших Землю.

Сравнительная анатомия

Ученые давно заметили, что у различных организмов могут быть очень похожие черты строения. Другие организмы, несмотря на относительно близкое родство, имеют значительные внешние отличия. Благодаря исследованиям Т Гексли, К. Гегенбаура, А. А. Ковалевского и других были разработаны эволюционные понятия об аналогии, гомологии, рудиментах и атавизмах.

Определение 3

Гомологическими органами называются органы, имеющие общее происхождение, не зависимо от того, какие функции они выполняют.

Передние (верхние) конечности человека, обезьяны, кита, собаки, птицы, летучей мыши, крота имеют похожий план строения и происхождение общее для всех позвоночных. Ног выполняют эти органы различные функции. Это свидетельствует о том, что в процессе эволюции организмы адаптировались к условиям среды обитания. И органы, изначально имеющие общее строение, начали выполнять специфические функции – хватание, плавание, ходьба, полет, рытье грунта и пр.

Определение 4

Аналогичные органы — это органы, которые имеют различное происхождение, но выполняющие похожие функции.

Эти органы появились у организмов, населяющих похожие среды обитания. Например. жабры рака и жабры рыбы выполняют функцию дыхания (газообмена), но их происхождение различно. Крыло птицы – это передняя конечность, а крыло насекомых – вырост кожи. Но функция у этих органов – полет.

Ученые заметили, что некоторые органы у живых организмов развиты не полностью или имеют упрощенное строение. Ученые допустили, что эти органы утратили свое значение.

Определение 5

Рудименты – это органы живых организмов, имеющие упрощенное строение, по сравнению с другими образованиями предковых форм, которые утратили свои функции в ходе филогенеза.

У человека рудиментарными органами являются, например, аппендикс, волосяной покров и хвостовые позвонки.

Определение 6

Атавизмы – это проявление у отдельных представителей вида качеств, которые были свойственны их далеким предкам.

Такими примерами могут быть появление у человека хвоста, густого волосяного покрова по всему телу, развитие дополнительных пар молочных желез (многососковость).

Наличие рудиментов и атавизмов свидетельствует о том, что в ходе эволюции функции некоторых органов становится ненужной из-за изменений условий среды. Поэтому они постепенно упрощаются и могут даже исчезнуть. Но иногда в ходе индивидуального развития наследственность проявляется неадекватно. И тогда у организма появляются черты, которые были уже утрачены в ходе эволюции.

Все эти примеры подтверждают тезис о непрерывном развитии организмов и их неразрывной связи с условиями внешней среды.

Доказательства эволюции органического мира

Тема урока Доказательства эволюции органического мира

Урок – семинар с приглашеним специалистов (подготовленнызх учеников из данного класса)

Сабақтың мақсаты/Цель урока:  

• закрепить знания о процессе «эволюция»,

• определить основные доказательства развития органического мира 

• продолжить формирование навыков самостоятельной работы с текстом, с раздаточным материалом; 

• продолжить формирование умения делать выводы о доказательствах эволюции на основе знаний полученных самостоятельно 

Ход урока

1. Организационный момент. Постановка цели урока (3 мин)

2. Изучение нового материала.

Ознакомление учащихся с планом урока.

Учитель:

 – на сегодняшнем уроке мы продолжаем знакомство с эволюционным учением Ч.Дарвина.

Сегодня у нас будет не простой урок, а урок – семинар с приглашением специалистов из разных областей науки. Работать вы будете в специальных инструктивных карточках. 

— Существуют явления природы, составляющие объективную картину окружающего мира. Например, выпустив из рук предмет, не имеющий двигателя, мы можем поручиться, что он полетит вниз, а не вверх.  При нагревании вода закипает, а не замерзает. В основе мироздания лежат фундаментальные законы природы. Одним из таких фундаментальных законов является и эволюционное учение. Как любой из законов, это учение опирается на факты, называемые доказательствами эволюции.

Тема сегодняшнего урока «Доказательства эволюции».

• На уроке мы должны закрепить знания о процессе «эволюция»,

• определить основные доказательства развития органического мира 

• продолжить формирование навыков самостоятельной работы с текстом, с раздаточным материалом; 

• продолжить формирование умения делать выводы о доказательствах эволюции на основе знаний полученных самостоятельно 

На сегодняшний день в науке существует несколько доказательств эволюции. Я предлагаю подробно остановиться на четырех, самых значительных из них. 

Итак, я предоставляю слово Доктору медицинских наук ________________ (опережающее задание ). Она познакомит нас с основными эмбриологическими доказательствами. А пока __________ будет рассказывать, вы параллельно должны заполнить поле №1 в инструктивной карточке. 

1 Выступление учащейся  у доски с показом слайдов. 

Анализ выступления 

Закрепление по «Эмбриологическим доказательствам».

Слово ______________ Кандидату палеонтологических наук

 

2. Выступление учащейся  у доски с показом слайдов. 

Анализ выступления 

Закрепление по «Палеонтологическим доказательствам» (поле №2 в инструктивной карточке).

Рассмотрение раздаточного материала.

Слово для выступления предоставляется  Доценту кафедры анатомии _________________________

 

3. Выступление учащегося  у доски с показом слайдов. 

Анализ выступления 

Закрепление по «Анатомическим доказательствам» (поле №3 в инструктивной карточке).

Слово предоставляется  Заведующему кафедрой прикладной анатомии и эволюции __________

 

4. Выступление учащегося  у доски с показом слайдов. 

Анализ выступления 

Закрепление по разделу «рудименты и атавизмы»  (поле №4 в инструктивной карточке)..

Подведение итогов самостоятельной работы учащихся с инструктивными карточками. 

 

Общее закрепление материала: разгадывание кроссворда «Эволюция»

Общий итог урока

Инструктаж домашнего задания: параграф 34, самостоятельно изучить генетические и биохимические доказательства.

Комментирование оценок за урок. 

 

 

Приложение 

Инструктивная карточка для работы по теме «Доказательства эволюции»

 

«Эмбриологические доказательства»

1. Допишите определения

Онтогенез_________________________________________________________________________________________________________________

Филогенез________________________________________________________________________________________________________________

2. Запишите формулировку биогенетического закона ____________________________________________________________________________________________________________________

 

3. Используя рисунок, запишите, два признака сходства  зародышей позвоночных ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ «Палеонтологические доказательства»

1. Какие доказательства эволюции представляет палеонтология

(на чем основываются доказательства) _____________________________________________________

2. Приведите примеры доказательств ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

® 3 . О чем свидетельствуют общие черты строения археоптерикса с пресмыкающимися и птицами ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

«Анатомические доказательства»

1. На чем основаны анатомические доказательства эволюции?

_________________________________________________________

2. Приведите примеры доказательств ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

«Рудименты и атавизмы»

1. Объясните, появление «Гусиной кожи» у человека при испуге или понижении температуры окружающей среды.________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Прокомментируйте иллюстрацию_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Кроссворд «Доказательства эволюции»

 

 

Задания: 

1. Наука о изучении зародышей разных организмов

2. Появление у отдельных особей признаков, свойственных далеким предкам

3. Зверозубый ящер

4. Историческое развитие живого

5. Фамилия ученого, исследователя зародышей

6. Кистеперая рыб


Соңғы жарияланған материалдар тізімі

Сравнительно-анатомические доказательства эволюции

К сравнительно-анатомическим доказательствам эволюции относятся:

1) гомологичные и аналогичные органы;
2) рудименты и атавизмы;
3) общий план строения позвоночных.
Доказательства эти основываются на анализе сходных и отличающихся анатомических и морфологических особенностей строения различных групп организмов. Рассмотрим подробнее каждое из них.

   

Наличие гомологичных органов

Гомологичные органы имеют общий план внутреннего строения. Развиваются в эмбриогенезе из сходных зародышевых листков или других сходных структур и зачатков в организме. Могут быть приспособлены к выполнению различных функций (руки-ласты-крылья), но нередко их функции одинаковы. Поэтому функция органа не является определяющей для ответа на вопрос ЕГЭ по данной теме.
Различия в строении органов возникают в результате дивергенции (расхождения признаков у родственных форм).

Примеры гомологичных органов

1.     Передние конечности представителей различных групп позвоночных (плавник дельфина и рука обезьяны).

2.     Косточки среднего уха млекопитающих и кости черепа пресмыкающихся.

3.     Обычный лист и лист-усик.

4.     Тычинки и листья.

5.     Тычинки и плодолистики (пестик).

Аналогичные органы не имеют общего плана внутреннего строения, однако могут быть похожи внешне.
Имеют разное происхождение в эмбриогенезе.
Имею схожие функции (крылья у птиц и крылья у бабочек).
Сходство внешнего вида органов возникает в результате конвергенции (схождения признаков у неродственных форм).

Примеры аналогичных органов

1.     Жабры рака и рыбы.

2.     Крылья бабочки и птицы.

3.     Бегательные конечности собаки и жука.

4.     Глаза головоногих моллюсков и позвоночных животных.

5.     Усики винограда (побеговое происхождение) и усики гороха (листовое происхождение).

6.     Клубни картофеля (побеговое происхождение) и корневые шишки георгина (корневое происхождение).

7.     Колючки барбариса (лист) и колючки боярышника (побег).

8.     Усики сома и усы таракана.

Рудименты

Рудименты — это органы, которые утратили свое функциональное значение в процессе эволюции. Примеры рудиментарных органов у человека: копчик, ушные мышцы, аппендикс, дарвинов бугорок, слабый волосяной покров на теле. 
Рудименты имеются у всех особей вида, скажем, у лошадей — грифельные косточки в конечностях, у птиц — первый и третий пальцы в крыльях, у кротов — глаза, у человека — зубы мудрости. 
У растений также существуют рудиментарные органы: цветочные чешуи и цветочные пленочки у злаков, редуцированный околоцветник у ветроопыляемых растений, чешуйки на корневищах ландыша. Только у мужчин молочные железы — рудимент.

Атавизмы

Атавизмами называют случаи проявления признаков дальних предков особи. Основная причина их — наличие «генов предков», ответственных за данный признак. В норме они заблокированы регуляторными генами-репрессорами, однако в некоторых случаях при нарушении индивидуального развития, иногда при общей задержке онтогенеза, эти гены перестают функционировать. 
Атавизмы проявляются внезапно только у отдельных представителей вида. Примеры атавизмов: хвост, многососковость, жаберные щели, избыточное оволосение у человека, второй и третий пальцы у лошади. 


 

Урок «Доказательства эволюции» 9 класс | План-конспект урока по биологии (9 класс):

Тема: «Доказательства эволюции животных»

Цель: Рассмотреть основные доказательства эволюции животного мира

и подтверждают ли они непрерывное развитие природы.

Задачи:

Обучающая:

  • познакомить учащихся с основными группами доказательств эволюции в животном мире;
  • выяснить значение для науки ископаемых переходных форм как палеонтологических доказательств;
  • раскрыть научное значение обнаружения в развитии зародышей следов далекой истории систематических групп;
  • — расширить кругозор знаний учащихся о разнообразных формах жизни на Земле. 

Развивающая:

  • развивать умение аргументировать высказываемую точку зрения, находить и выделять главное,;
  • формировать у учащихся критическое отношение к точкам зрения, не обоснованным научными фактами;

Воспитательная:

  • формирование бережного отношения к животному миру;

Тип урока: изучение нового материала

Методы обучения:

 -передача информации аудиовизуальными средствами — (беседа, рассказ объяснительного характера с использованием мультимедийной презентации),

— проблемный, частично-поисковый, личностно ориентированный, практический,

— групповая работа

Ход урока: 
I. Организационный момент.

Приветствие учащихся.


П. Опрос по теме: » Периодизация и продолжительность жизни. «

Какие периоды можно выделить в жизни животных?

 Какова продолжительность жизни животных?

Продолжительность жизни животных ограничена. Индивидуальное развитие особи (от зарождения до смерти)  — онтогенез.

Онтогенез можно разделить на 4 периода.  Какие?  

Эмбриональный

Формирование и рост организма

Половая зрелость

Старость

Что позволяет выделить 4 основных периода в жизни животных, размножающихся половым путем?

Чем вы объясните разную продолжительность жизни животных?

Продолжительность жизни животных  неодинакова. На продолжительность жизни животных влияют факторы среды обитания: температура, влажность, газовый и минеральный состав воды и почвы, свет, питательные вещества

II. Актуализация знаний.

1. Как вы думаете, всегда ли животный мир был таким?

Нет не всегда, вначале животный мир развивался в воде, а затем когда водоемы уменьшались животные появились на суше и дали начало новым классам животных, появились теплокровные и холоднокровные животные. Современный животный мир формировался постепенно в течение многих миллионов лет.

2. Как вы понимаете, что такое эволюция? 

Эволюция (от лат. evolution – развертывание) необратимый процесс исторического изменения (развития) живого. 

ПI. Изучение нового материала.

Как вы понимаете фразу: «Доказательства ценятся по качеству, а не по количеству» (слайд 1)

Какие существуют доказательства эволюции?

 Сегодня мы с вами рассмотрим основные типы доказательств эволюции: палеонтологические, эмбриологические, сравнительно-анатомически. (слайд 2).

Проследим стадии развития зародышей различных организмов. Что вы можете сказать о внешнем виде (сходстве) зародышей на ранней стадии развития? (слайд 3).

Сравнение особенностей эмбрионального развития представителей различных групп позвоночных, например рыбы, саламандры, черепахи, крысы и человека, показало, что все зародыши на ранних стадиях развития очень сходны между собой.

Дальнейшее развитие приводит к исчезновению черт сходства между зародышами. У каждого представителя вида возникают только ему присущие характерные черты строения. В конце эмбрионального периода появляются признаки, характерные определенному виду животного.

Что позволяет выявить изучение последовательных стадий развития каждого эмбриона?

Изучение последовательных стадий развития каждого эмбриона позволяет восстановить облик далекого предка. Например, ранние стадии развития зародышей всех классов, в том числе и млекопитающих похожи на зародыш рыб: имеются жаберные щели. 

Что происходит с зародышами по мере развития, насколько они сходны между собой? 

Сходство ослабевает, все более четко проявляются черты тех классов, к которым они принадлежат. 

Какой вывод мы можем сделать, узнав о поразительном сходстве зародышей на ранних стадиях развития? 

Вывод: Таким образом, изучение эмбрионального развития различных групп позвоночных животных показывает родство сравниваемых организмов, выясняет путь их исторического развития и служит доказательством в пользу существования эволюции живых организмов. Сходство зародышей различных систематических групп свидетельствует об общности происхождения, о родстве сравниваемых организмов.

Что такое палеонтология? На чем основываются палеонтологические доказательства? (слайд 4). Как образуются ископаемые останки древних животных?

Палеонтология – наука, изучающая останки древних вымерших животных. Ископаемые остатки сохраняются в различных слоях земной коры в виде отпечатков и окаменелостей. По окаменевшим находкам, слепкам, останкам костей палеонтологии воссоздают животный мир прошлых эпох.

 Приведите примеры найденного в Европе ископаемого животного? Какие черты есть у этого животного, характерные для пресмыкающихся, а какие для птиц? (слайд 5)

Большой интерес представляют вымершие животные переходных форм, т.е. те животные, которые имели признаки разных классов, например археоптерикс — это животное имело признаки и рептилий и птиц.

Давайте проанализируем и выявим черты сходства, характерные для пресмыкающихся и птиц?

Для пресмыкающихся: мощные зубы, длинный хвост, нижние конечности покрыты роговыми чешуями, кроме того они имели очень тяжелый скелет, планировали.

Черты сходства, характерные для птиц: крылья, покрытые перьями, общий вид.

Зверозубый ящер: с пресмыкающимися — тело покрыто роговыми чешуями, общий облик; с млекопитающими – расположение конечностей, зубы (клыки, резцы и коренные).

Вывод: Палеонтология дает богатый доказательный материал,  но сведения о самых древних животных обычно неполны и отрывисты.

Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства (Слайд 6-11).

Учащиеся делятся на 2 группы, каждая из которых получает задания:

Задание № 1. Рассмотрите рисунки, на которых изображены передние конечности разных животных (рыбы, лягушки, ящерицы и крыла птицы) и человека. Найдите черты сходства в их строении.

Задание № 2. Сравните строение кровеносной системы, рыб, земноводных, птиц и млекопитающих. Укажите черты сходства.

  

1 группа: Передние конечности имеют единый план строения, состоят из одинакового числа костей: плечо, предплечье, кисть, хотя имеют разную форму и величину. Сходство строения свидетельствует о родстве животных.

 Гомологичные органы – органы, сходные по общему плану строения, но имеющие различную форму, величину и приспособленность (передние конечности позвоночных животных). 

Аналогичные органы — органы, выполняющие однородные функции, но не имеющие сходного плана строения и происхождения.  

Например, крылья бабочки и птицы служат для полета. Но крылья бабочки — особое образование на спинной стороне груди, а крылья птицы — измененные передние конечности. Внешние сходства связаны с приспособлениями к среде, но родства не имеют.

Проблемный вопрос: гомологичные органы, имеющие общее происхождение,  считаются одним из доказательств эволюции. А почему аналогичные органы считают  доказательством эволюции, ведь они имеют сходство только внешнее?

Ответ: Аналогичные органы, свидетельствуют о сходных приспособлениях, выработанных у разных групп организмов в близких условиях среды. Поэтому их можно считать доказательством эволюции.  

 2 группа: Прослеживается усложнение (эволюционные изменения) строения кровеносной системы (от 2-камерного сердца с 1 кругом кровообращения у рыб до 4-камерного сердца и 2 кругов кровообращения у птиц и млекопитающих), общие черты строения: кровеносная система замкнутого типа, сердце, круги кровообращения. Все это свидетельствует о родстве животных и общности происхождения органического мира.

 У некоторых животных имеются рудиментарные органы, которые утратили свое первоначальное значение, т.к. длительно не применялись животными: современные киты, питоны не имеют задних конечностей, но они представлены небольшими косточками, значит, когда-то их предки имели эти конечности.

Что доказывает утрата некоторых органов различными животными?

( Киты и дельфины не имеют задних конечностей, но есть небольшие косточки, находящиеся в теле).

Рудименты — органы, утратившие свою функцию в результате их длительного неприменения.

— О чем свидетельствуют рудиментарные органы?

Атавизмы — случаи проявления признаков предков у современных особей.

Примеры – трехпалость у современных лошадей, дополнительные пары молочных желез, наличие волосяного покрова на всем теле.

— Найдите общие черты и отличия между этими органами.

Наличие рудиментарных органов у животных также свидетельствует об эволюционных изменениях. В современной фауне существуют животные, представляющие собой переходные формы, например, утконос и ехидна. (слайд 9-11)

Утконос и ехидна: обитают в Австралии, Новой Гвинее. Имеют ряд признаков пресмыкающихся: температура тела непостоянна – 22 – 30 градусов, размножаются откладкой яиц, которые покрыты ороговевшей скорлупой, как у пресмыкающихся, конечности располагаются по бокам тела, детеныши раскалывают оболочку яйца яйцевым зубом. Но тело их покрыто густой шерстью, а у ехидны иглами, детенышей вскармливают молоком, как и другие млекопитающие. Существование этих животных доказывает, что млекопитающие возникли из отдельной группы рептилий – звероящеров. 

Вывод: Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства свидетельствуют об эволюционных изменениях и историческом развитии всего органического мира.

Биогеографические доказательств эволюции — особенности распространения животных и растений по разным континентам. Сравнение фаун и флор разных континентов. Яркое свидетельство эволюционного процесса — распространение животных и растений по поверхности нашей планеты. Во все времена путешественников и натуралистов поражало своеобразие растительного и животного мира Австралии, Южной Америки, океанических островов и вызывало интерес сходство фауны некоторых материков, например Северной Америки и Евразии. (Слайд 12).

IV. Закрепление.

  1. Что такое эволюция?
  2. Какие доказательства эволюционного процесса приведены на уроке? Насколько они убедительны для вас?
  3. Перечислите основные группы доказательств и приведите примеры.
  4. Дайте определения понятиям «эмбриогенез», «рудимент», «атавизм», «гомолог», «аналог». Рассмотрите их на примере человека и других животных.

V. Задание на дом. §49, термины наизусть

Проверочная работа по теме «Эволюция животного мира. Наследственная изменчивость. Борьба за существование. Естественный отбор. Приспособленность животных к окружающей среде».

7 класс.

Вариант 1

Задание 1. Выберите один верный ответ.

1.Эволюционная теория признает, что организмы:

  1. не изменяются
  2. Приобретают только полезные изменения
  3. Изменяются, приобретая различные изменения.

2.Какое из представлений об эволюции ошибочно?:

  1. Наследуются приобретенные в течение жизни только полезные признаки;
  2. Наследуются и полезные, и вредные, и безразличные признаки;
  3. Естественным отбором сохраняются полезные в определенных условиях признаки;
  4. Образование новых видов связано с различными условиями среды, в которых оказались предки этих видов.

3.Сколько точных видов животных представлено в данном списке: лягушка озерная, тритон, мышь белая, цепень бычий.

  1. 4
  2. 3
  3. 2
  4. 1

4.Две собаки одной породы, одного возраста и пола отличаются друг от друга в результате:

  1. Изменчивости
  2. Наследственности
  3. Наследственной изменчивости.

5.Эволюция- это процесс:

  1. индивидуального развития особи
  2. длительного исторического развития
  3. длительного развития особи одного вида
  4. исторического развития нескольких поколений.

6. К сравнительно- анатомическим доказательствам эволюции НЕ относится:

  1. рудименты
  2. атавизмы
  3. сходство эмбрионов
  4. гомологи органов.

7. Гомологичными называют органы, имеющие:

  1. разное строение, но сходные функции
  2. сходное строение, но выполняющие разные функции
  3. сходное строение, выполняющие сходные функции
  4. разное строение, выполняющие разные функции.

8. Рудиментарными органами НЕ являются:

  1. кости задних конечностей кита
  2. кости задних конечностей дельфина
  3. глаза крота
  4. кости задних конечностей птиц.

9.Возможная причина сохранения зеленых кузнечиков на зеленом лугу связана с тем, что:

  1. Птицы не едят зеленых кузнечиков
  2. Птицы их не видят
  3. Зеленые кузнечики размножаются активнее кузнечиков другого цвета.

10.Наиболее остро проходит борьба за существование между особями:

  1. Одного вида
  2. Разных видов
  3. Одинаково остро в обоих случаях.

Задание 2. Выберите правильные утверждения.

  1. Наука о древних вымерших организмах называется палеонтологией.
  2. Выявлением сходства и различий в строении животных занимается эмбриология.
  3. Сходство в строении зародышей позвоночных животных указывает на общность их происхождения.
  4. Основоположником современной эволюционной теории считается Ч. Дарвин.
  5. Все полезные изменения организмов обязательно передаются по наследству.
  6. Выживание и плодовитость животных не зависят от условий среды.

Задание 3. Дайте определения понятиям

«Наследственность», «ненаследственная изменчивость», «естественный отбор».

Проверочная работа по теме «Эволюция животного мира. Наследственная изменчивость. Борьба за существование. Естественный отбор. Приспособленность животных к окружающей среде».

7 класс.

Вариант 2.

Задание 1. Выберите один верный ответ.

1.Сколько точных видов животных представлено в данном списке: лягушка озерная, мышь полевая, тигр амурский, налим белый.

  1. 4
  2. 3
  3. 2
  4. 1

2.Два кота одной породы, одного возраста и пола отличаются друг от друга в результате:

  1. Изменчивости
  2. Наследственности
  3. Наследственной изменчивости.

3. К доказательствам эволюции НЕ относятся:

  1. сравнительно- анатомические
  2. палеонтологические
  3. взаимосвязи строения и окружающей среды
  4. эмбриологические.

4. Рудиментами называют органы, которые:

  1. имеют сходное строение, но выполняют разные функции
  2. имеют разное строение, но выполняют сходные функции
  3. утратили свою функцию в результате их длительного неприменения.

5. Гомологичными органами НЕ являются:

  1. плавники кита
  2. плавники рыбы
  3. крылья летучей мыши
  4. крылья птицы.

6. Примером атавизма может служить:

  1. пятипалая конечность у земноводных
  2. трёхпалая конечность у кита
  3. задняя конечность у кита
  4. задняя конечность у дельфина.

7. Что называют борьбой за существование?

  1. Сложные отношения организмов с другими организмами и окружающей средой.
  2. Выживание наиболее приспособленных особей и оставление ими плодовитого потомства;

8.Чем объяснить, что морской конёк и рыба-игла одинаково хорошо приспособлены к жизни в морях:

  1. Наследственной изменчивостью и естественным отбором
  2. Случайной приспособленностью
  3. Ненаследственной изменчивостью

9.В каком случае одно и то же приспособление животного может оказаться и полезным, и вредным?

  1. Если условия среды постоянно изменяются
  2. Если условия среды неизменны
  3. В обоих случаях.

10.Верблюжьей колючкой питаются верблюды, козы. Это доказывает, что:

  1. Приспособления растения к среде бесполезны
  2. Приспособления растения к среде вредны
  3. Приспособления растения к среде относительны.

Задание 2. Выберите правильные утверждения.

  1. Белый мех зайца-беляка всегда маскирует его от хищников.
  2. От количества растительноядных животных зависит количество хищников.
  3. различия в размерах между щенками одного помёта определяется изменчивостью организмов и условиями, в которых они росли.
  4. Между особями одного вида нет конкуренции за пищу и условия существования.
  5. В борьбе за существование выживают наиболее приспособленные к среде особи.
  6. Выживание и плодовитость животных зависят от условий среды.

Задание 3. Дайте определения понятиям

  1. «Наследственная изменчивость», «борьба за существование», «искусственный отбор».

Проверочная работа по теме «Эволюция животного мира. Наследственная изменчивость. Борьба за существование. Естественный отбор. Приспособленность животных к окружающей среде».

7 класс.

Ключи.

Задание 1. 1В, 2А, 3Б, 4В, 5Б, 6В, 7Б, 8Г, 9Б, 10А.

Задание 2. А,В,Г.

Вариант 2.

Задание1. 1А. 2В, 3В, 4В, 5Б, 6Б, 7А, 8А, 9В, 10В

Задание 2. Б В Д Е.

конспект урока и презентация по теме «Доказательства эволюции животных» 7 класс

МОУ Красносельская средняя общеобразовательная школа

Красносельского муниципального района Костромской области

Конспект урока по биологии

для 7 класса по теме «Доказательства эволюции животных»

Автор: учитель биологии

Христова Любовь Сергеевна

пос. Красное – на – Волге

2012 -2013 учебный год

Урок предназначен для учащихся 7 класса, изучающих раздел «Эволюция».

Цель: Рассмотреть основные доказательства эволюции органического мира.

Задачи:

Образовательные:

— Познакомить учащихся с основными группами доказательств эволюции в животном мире;

— Выявить ключевые понятия доказательств эволюции; расширить кругозор знаний учащихся о разнообразных формах жизни на планете Земля. Развивающие:

— Развивать у школьников умения аргументировать высказываемую точку зрения;

— Формировать у учащихся критическое отношение к точкам зрения, не обоснованным научными фактами; — Продолжение формирования умений учащихся вести диалог, находить и выделять главное, правильно и четко отвечать на поставленные вопросы.

Воспитательные:

— Воспитывать у учащихся познавательный интерес к предмету, формировать культуру общения, коммуникативные качества.

Оборудование:

1) электронная презентация «Доказательства эволюции животных»,

2) таблицы «Эмбриологические доказательства эволюции», «Биогеографические доказательства эволюции», «Сравнительно-анатомические доказательства эволюции»,

3) окаменелости, отпечатки, слепки, модели.

Ключевые биологические понятия урока: эволюция, палеонтология, переходные формы, эмбриология, рудименты.

Методы обучения: Частично поисковый.

Планируемые результаты: Учащиеся получают представление об основных доказательствах эволюции животных.

Форма организации учебной деятельности: урок с использованием ИКТ (презентация «Доказательства эволюции животных»).

План урока.

  1. Актуализация знаний.

  2. Изучение нового материала: 1) Палеонтологические доказательства эволюции животных. 2) Эмбриологические доказательства эволюции животных. Проведение физкультминутки 3) Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства эволюции животных (работа в группах и совместная, сообщение учащегося).

  3. Закрепление изученного материала (проведение тестирования с использованием сигнальных карточек).

  4. Подведение итогов урока.

  5. Домашнее задание.

Ход урока:

  1. Актуализация знаний:

Урок хотелось бы начать со слов А.В. Яблокова: « Изо дня в день, из года в год нас окружают одни и те же, на первый взгляд, растения и животные: в лугах лежат ковром одни и те же травы, по лугам снуют в поисках нектара одни и те же пчелы, раздается пение одних и тех же птиц. И не сразу на ум может прийти мысль об эволюции, о том, что все живое подвержено непрерывному изменению. Однако кажущаяся неизменность живой природы так же обманчива, как обманчиво ощущение, будто Солнце, движется по небосводу вокруг Земли…» (слайд 2). Как вы считаете, ребята, что хотел сказать автор этими словами, на какие природные процессы указывает эта цитата? (об изменяемости природы с течением времени, о длительности этого процесса в историческом времени). Ребята, здесь нам встретилось слово «эволюция», если вы еще раз внимательно посмотрите на текст, то сможете ответить на вопрос что это за процесс (непрерывное изменение природы). Как вы понимаете, что такое эволюция? Замечательно, а сейчас давайте посмотрим, насколько правильно вы дали определение этому понятию (слайд 3) Эволюция (от лат. evolution – развертывание) необратимый процесс исторического изменения (развития) живого. (Новый термин и определение записывается учащимися в тетрадь). Попытки понять, как возникли живые организмы на Земле, почему они так разнообразны, появились у людей в глубокой древности. Сформулировать учение об эволюции удалось английскому ученому-естествоиспытателю Ч.Дарвину в 19 веке. Именно Дарвин впервые сумел не только привести многочисленные доказательства эволюции органического мира, но и объяснил причины этого развития. Об этом ученом и его трудах вы будете узнавать много нового и интересного на последующих уроках биологии. Можно ли наблюдать эволюцию? Жизнь человека коротка, поэтому наблюдать ее невозможно. Эволюция идет несколько миллионов лет, а существование человека ограничивается тысячелетиями. Может сложиться впечатление, что эволюции нет, ничего не изменяется в природе. Но есть науки, которые смогли представить доказательства в пользу эволюции. Выяснить, какие доказательства эволюции животных существуют и подтверждают ли они непрерывное развитие природы – цель нашего сегодняшнего урока.

  1. Изучение нового материала: Сегодня мы с вами рассмотрим основные типы доказательств эволюции: палеонтологические, эмбриологические, сравнительно-анатомические (слайд 5).

1. Палеонтологические доказательства эволюции (слайд 6-15) Посмотрите внимательно на этот слайд (№6), как вы думаете, на чем основываются палеонтологические доказательства?

Палеонтология – наука, изучающая останки древних вымерших животных. Ископаемые остатки сохраняются в различных слоях земной коры в виде отпечатков и окаменелостей. Как бы листая гигантские страницы окаменевшей летописи, мы можем себе представить, как происходило появление, расцвет и вымирание целых групп живых организмов. Многие животные, жившие раньше, не имеют аналогов в современном животном мире – они вымерли, но ученые до сих пор находят их останки, воссоздают их реконструкции и пытаются разгадать причины их вымирания. Наиболее крупными вымершими животными были динозавры (такие реконструкции можно посмотреть в Дарвиновском музее г. Москвы). По окаменевшим находкам, слепкам, останкам костей палеонтологии воссоздают животный мир прошлых эпох. Изучение дошедших до нас палеонтологических образцов из самых глубоких слоев Земли убедительно показывает, что животный мир древнего времени значительно отличался от современного. Палеонтология дает возможность изучить так называемые переходные формы живых организмов и палеонтологические ряды. Большой интерес представляют вымершие животные переходных форм, т.е. те животные, которые имели признаки разных классов, например археоптерикс — это животное имело признаки и рептилий и птиц. — Ребята, давайте проанализируем и выявим черты сходства, характерные для пресмыкающихся: мощные зубы, длинный хвост, нижние конечности покрыты роговыми чешуями, кроме того они имели очень тяжелый скелет, планировали. Черты сходства, характерные для птиц: крылья, покрытые перьями, общий вид.

Зверозубый ящер: с пресмыкающимися — тело покрыто роговыми чешуями, общий облик; с млекопитающими – расположение конечностей, зубы (клыки, резцы и коренные). Палеонтологические ряды – это ряды ископаемых форм, связанные друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход филогенеза (Новый термин и определение записывается учащимися в тетрадь). Наличие многих последовательно сменяющих друг друга форм позволило построить филогенетический ряд от эогиппуса (предка современной лошади) до современной лошади. Большой вклад в развитие учения о палеонтологических рядах внес Владимир Онуфриевич Ковалевский (1842-1883) — известный русский зоолог, основоположник эволюционной палеонтологии. Автор классической реконструкции филогенетического ряда лошадей. Вывод: Ребята, какой вывод вы можете сделать о палеонтологических доказательствах? Палеонтология дает богатый доказательный материал, решает следующие задачи: выявление ранних этапов эволюции жизни; выявление основных этапов развития органического мира; но сведения о самых древних животных обычно неполны, отрывисты, поэтому для доказательства эволюции животного мира используют данные эмбриологии – науки о зародышах.

2. Эмбриологические доказательства эволюции (слайд 16-17)

Ребята, вы уже знаете, что большинство организмов развиваются из оплодотворенного яйца. Проследим стадии развития зародышей различных организмов. Что вы можете сказать о внешнем виде (сходстве) зародышей на ранней стадии развития? Верно, удивительное сходство! Сравнение особенностей эмбрионального развития представителей различных групп позвоночных, например рыбы, саламандры, черепахи, птицы, кролика, свиньи и человека, показало, что все зародыши на ранних стадиях развития очень сходны между собой. Последующее развитие эмбрионов сохраняет сходство только у близкородственных групп, например — у кролика, собаки, человека, имеющих общий план строения во взрослом состоянии. Дальнейшее развитие приводит к исчезновению черт сходства между зародышами. У каждого представителя вида возникают только ему присущие характерные черты строения. В конце эмбрионального периода появляются признаки, характерные определенному виду животного. Изучение последовательных стадий развития каждого эмбриона позволяет восстановить облик далекого предка. Например, ранние стадии развития зародышей всех классов, в том числе и млекопитающих похожи на зародыш рыб: имеются жаберные щели. По-видимому, далекими предками были рыбы. В следующей стадии развития зародыш млекопитающего похож на зародыш саламандры, следовательно, в ряду их предков были и земноводные. Что происходит с зародышами по мере развития, насколько они сходны между собой? Сходство ослабевает, все более четко проявляются черты тех классов, к которым они принадлежат. Какой вывод мы можем сделать, узнав о поразительном сходстве зародышей на ранних стадиях развития? Вывод: Таким образом, изучение эмбрионального развития различных групп позвоночных животных показывает родство сравниваемых организмов, выясняет путь их исторического развития и служит доказательством в пользу существования эволюции живых организмов. Сходство зародышей различных систематических групп свидетельствует об общности происхождения, о родстве сравниваемых организмов.

Физкультминутка:

МЫ УСТАЛИ, ЗАСИДЕЛИСЬ

Мы устали, засиделись,

Нам размяться захотелось.

Отложили мы тетрадки,

Приступили мы к зарядке. (Одна рука вверх, другая вниз, рывками менять руки)

То на стену посмотрели,

То в окошко поглядели.

Вправо, влево, поворот,

А потом наоборот (Повороты корпусом)

Приседанья начинаем,

Ноги до конца сгибаем.

Вверх и вниз, вверх и вниз,

Приседать не торопись! ( Приседания)

И в последний раз присели, а теперь за парты сели. (Дети садятся на свои места)

ФМ для улучшения мозгового кровообращения:

  1. Исходное положение (и.п.) — сидя на стуле, 1-2 — отвести голову назад и плавно наклонить назад, 3-4 — голову наклонить вперед, плечи не поднимать. Повторить 4-6 раз. Темп медленный.

  2. И.п. — сидя, руки на поясе. 1 — поворот головы направо, 2 — и.п., 3 — поворот головы налево, 4 — и.п. Повторить 6 — 8 раз. Темп медленный.

3 Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства (Слайд 18-26).

Учащиеся делятся на 2 группы, каждая из которых получает задания:

Задание № 1. Рассмотрите рисунки, на которых изображены передние конечности разных животных (рыбы, лягушки, ящерицы и крыла птицы) и человека. Найдите черты сходства в их строении.

Задание № 2. Сравните строение кровеносной системы, рыб, земноводных, птиц и млекопитающих. Укажите черты сходства.

1 группа: Передние конечности имеют единый план строения, состоят из одинакового числа костей: плечо, предплечье, кисть, хотя имеют разную форму и величину. Сходство строения свидетельствует о родстве животных. Доказательство эволюции! Гомологичные органы – органы, сходные по общему плану строения, но имеющие различную форму, величину и приспособленность (передние конечности позвоночных животных). (Новый термин и определение записывается учащимися в тетрадь).

2 группа: Прослеживается усложнение (эволюционные изменения) строения кровеносной системы (от 2-камерного сердца с 1 кругом кровообращения у рыб до 4-камерного сердца и 2 кругов кровообращения у птиц и млекопитающих), общие черты строения: кровеносная система замкнутого типа, сердце, круги кровообращения. Все это свидетельствует о родстве животных и общности происхождения органического мира. Молодцы, хорошо поработали! Но на этом доказательства не заканчиваются! У некоторых животных имеются рудиментарные органы, которые утратили свое первоначальное значение, т.к. длительно не применялись животными: современные киты, питоны не имеют задних конечностей, но они представлены небольшими косточками, значит, когда-то их предки имели эти конечности. (Новый термин и определение записывается учащимися в тетрадь).

Ребята, а кто из вас знает птицу киви? Давайте поближе с ней познакомимся. (Рассказ учащегося, которому было дано индивидуальное задание). Киви — нелетающие птицы, крылья очень плохо развиты – они всего 5 см в длину и почти незаметны среди оперения. Однако у киви сохранилась привычка, отдыхая прятать клюв под крыло. Размеры небольшие, с обычную курицу. Весят от 1,4 до 4 кг. Нормальная температура тела киви — 38 °С, что на два градуса ниже, чем у других птиц, и ближе к температуре тела млекопитающих. На охоту киви выходят примерно через 30 минут после заката. Их корм составляют насекомые, моллюски и земляные черви, а также опавшие ягоды и плоды. (Демонстрация видеоролика о киви – слайд 25). Наличие рудиментарных органов у животных также свидетельствует об эволюционных изменениях. В современной фауне существуют животные, представляющие собой переходные формы, например, утконос и ехидна.

Утконос и ехидна: обитают в Австралии, Новой Гвинее. Имеют ряд признаков пресмыкающихся: температура тела непостоянна – 22 – 30 градусов, размножаются откладкой яиц, которые покрыты ороговевшей скорлупой, как у пресмыкающихся, конечности располагаются по бокам тела, детеныши раскалывают оболочку яйца яйцевым зубом. Но тело их покрыто густой шерстью, а у ехидны иглами, детенышей вскармливают молоком, как и другие млекопитающие. (Демонстрация видеоролика об утконосе – слайд 24). Существование этих животных доказывает, что млекопитающие возникли из отдельной группы рептилий – звероящеров. Ребята, какие выводы вы можете сделать, познакомившись с примерами сравнительно — анатомических (морфологических) доказательств? Вывод: Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства: рудиментарные органы, сходство скелетов, систем органов, сохранившиеся переходные формы свидетельствуют об эволюционных изменениях и историческом развитии всего органического мира!

Ш. Закрепление:

Ребята, а сейчас проверим знания, проведем небольшой тест. Отвечайте на вопросы, пользуясь сигнальными карточками, которые есть у вас на партах (слайд 27-28). (После проведения тестирования, делаются общие выводы урока)

Выводы урока: Данные палеонтологии, эмбриологии, сравнительной анатомии позволяют установить сходство между отдельными группами животных, указывающее на их родство, что очень важно для доказательства эволюции животного мира! (слайд 29).

IV. Домашнее задание: §49, термины наизусть.

Источники информации и литература:

  1. Латюшин, В.В., Шапкин, В.А. Биология. Животные. 7класс: учебник для общеобразовательных учреждений. — М.: Дрофа, 2007.

  2. Биология. Животные 7 класс: поурочные планы по учебнику В.В. Латюшина, В.А. Шапкина /авт.-сост. Н.И. Галушкова. – Волгоград: Учитель, 2009.

  3. Пепеляева, О.А., Сунцова, И.В. Биология 7 класс. Универсальные поурочные разработки. – М.: ВАКО, 2007.

  4. Д. Эттенборо Живая природа. Пер с англ. – М.: ООО «Мир книги», 2003.

  5. Сайт «Доказательства эволюции» www.darwin.museum.ru/expos/floor3/Evol/defrus.htm

  6. Сайт «Эволюция – Пути и механизмы» http://evolution2.narod.ru/index.htm

  7. Биология 2000 «Обучающая энциклопедия» http://informika.ru/text/database/biology/data/biology39.html

эмбриологические, сравнительно анатомические, биогеографические, палеонтологические, морфо-физиологические доказательства эволюции органического мира

Очень многих людей во всем мире интересуют доказательства эволюции. Каждый из нас с детства находится в окружении разнообразных людей — от верующих христиан до любителей фантастических историй про инопланетян и других категорий граждан, которые приписывают человеку самые удивительные истории происхождения.

На практике же мало кто способен принять ту простую мысль, что человек – это творение природы, и, как любой другой организм на планете, развивался постепенно от более простых форм к той, в которой он существует сейчас.

На эту тему постоянно возникают самые ожесточенные споры, в которых каждая теория находит своих поклонников. Но стоит однозначно признать тот факт, что именно у почитателей теории эволюции больше всего козырей на руках, и только они способны предоставлять по-настоящему научные и полностью обоснованные подтверждения своего взгляда на данный вопрос.

Доказательств эволюции существует великое множество, и они постоянно обновляются. Спорить с ними очень и очень тяжело. Рассмотрим все это более подробно.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

Мой мир

Эмбриологические доказательства эволюции

Группа доказательств правильности теории эволюции, которые выведены на основе наблюдений за развитием плода будущего ребенка, получили название эмбриологические доказательства. В середине 19-го века ученые заметили, что на разных этапах формирования человеческого организма в утробе матери он очень напоминает другие, более простые формы жизни на земле.

Эмбрион человека (6 недель)

К примеру, в начале своего развития у человека есть зачатки жабр, свойственных существам, живущим в воде; в теле наблюдается вполне конкретный хвост, который в будущем просто закрывается другими тканями, на всю жизнь оставаясь с человеком в виде копчика; зародыш имеет всего один контур для обращения крови, что также свойственно низшим по развитию существам.

Пример. Раннее состояние системы среднего уха оказалось поздним этапом перерождения нижней части челюсти рептилий.

Замечено, что в своем эмбриональном развитии плод проходит состояния, которые в значительной степени связывают его с разными систематическими группами существ, постепенно суживаясь до более определенных классов, отрядов, семейств, родов и в последнюю очередь подходит к своему родному виду – homo sapiens.

Эмбриональные доказательства уже сами по себе являются довольно красноречивыми и сполна подтверждают теорию эволюции. Но их проблема в том, что они доступны для научного наблюдения и понимания в основном учеными и приближенными к ним более образованными людьми. Поэтому простого человека ими прошибить может быть сложно.

Сравнительно-анатомические доказательства эволюции

Группа доказательств эволюции, которая основывается на схожести некоторых частей тела и характеристик человека с другими животными и его предполагаемыми предками, называется сравнительно-анатомической.

Эта группа делится на такие более узкие разделы:

  1. Рудиментарные органы. Это те части тела нашего вида, которые были важны для далеких предков, но сейчас они потеряли свою актуальность и не используются ни для каких действий и процессов. Пример – аппендицит. Это классический рудимент, который совершенно не нужен человеку в жизни и достался ему от предков млекопитающих, у которых он играл роль слепой кишки. Точно таким же рудиментом является кобчик – остаток хвоста, который постепенно уменьшался и в итоге был полностью скрыт. Известны случаи, когда люди рождались с увеличенным кобчиком, который выглядел как самый настоящий хвост, правда небольшого размера. Убирать его приходилось с помощью операции.
  2. Гомологические органы. Различные животные и человек имеют массу органов и систем, которые по своей структуре практически идентичны, но в процессе эволюционного развития могли приобрести несколько разный внешний вид. Такие органы имеют совершенно одинаковое происхождение и аналогичное устройство. Пример — крылья летучей мыши и рука человека, ласты кита, имеющие одни и те же кости и функциональные части.
  3. Аналогичные органы. Еще одна группа доказательств, суть которой состоит в том, что многие органы человека и животных имеют совершенно различное эволюционное происхождение, но в конечном итоге играют одну и ту же роль. Пример — глаза моллюсков развиваются из удлинения эктодермального слоя, в то время как у позвоночных глаза происходят из боковых ростков головного мозга.
  4. Еще одна крупная группа сравнительно-анатомических доказательств – это атавизмы. Атавизмами называются характеристики человека, которые возвращают его к особенностям предков. Примеры — чрезмерная волосатость, которая отсылает нас к обезьянам; более двух сосков на груди человека, что напоминает о родстве с другими млекопитающими; некоторые люди умеют двигать ушами, как животные, и многое другое.

Сравнительно-анатомические факты довольно говорящие и не требуют даже серьезного обоснования. Ведь достаточно нам увидеть человека, физиономия которого очень похожа на гориллу, мысли об эволюции начинают напрашиваться сами собой.

Биогеографические доказательства эволюции

Биогеография изучает развитие имеющихся форм жизни в разных частях планеты, на разных континентах, живущих в самых непохожих условиях и климате. С помощью таких исследований удается выявить интересную закономерность – живущие в одинаковом климате существа, но на разных частях земли, могут значительно отличаться.

Это является прямым доказательством того, что везде игра эволюции достаточно непредсказуема, и она порождает самые разные варианты живых существ в хаотическом творческом беспорядке.

Это можно наблюдать как у представителей растительного мира, так и у животных. Суть этого типа доказательств сводится к тому, чтобы указать – животный и растительный мир всей планеты берут начало в одной точке, но позже, в результате миграции и изоляции групп друг от друга, они эволюционировали различными путями.

Пример — рыбы-цихлиды в озере Малави, где вода чистая и прозрачная, имеют фиолетовую или синюю окраску, а в озере Виктория, где воды мутные – желтую. Так данный вид приспосабливался к условиям проживания.

Палеонтологические доказательства эволюции

Палеонтология сделала огромный вклад в развитие теории эволюции, так как она занимается поиском и изучением останков древних организмов.

Находки ученых в очередной раз доказывают, что человек и другие современные существа имеют массу сходств со своими вымершими предками, подобное строение скелета, измененные некоторые его части. Что-то уходит по ненадобности, что-то появляется, но всегда остается связь между предком и современным организмом.

Большая проблема палеонтологии – обнаружение переходных форм. Известен скандал, когда верность эволюции ставилась под сомнение тем фактом, что промежуточное звено между обезьяной и человеком все еще не обнаружено. Пример — эволюция китообразных, которая поэтапно исследована палеонтологами.

Морфологические доказательства

Эта группа доказательств сводится к сравнению внешнего вида организмов и поиск схожих черт между ними. К примеру, сравнивая черепа разного вида обезьян и человека, можно найти между ними массу похожих и даже общих характеристик.

Морфофизиологические факты могут быть до такой степени очевидными, что пытаться их оспаривать просто глупо и совершенно бессмысленно.

Биохимические доказательства

Более тонкие исследования, которые проводятся на уровне клеток, ДНК, еще больше подтверждают единство всех живых организмов на земле. Интересно, что это касается не только животных, но и растений. Как вы считаете, играет ли это важную роль в доказательстве эволюции?

В природе существует около 100 разных нуклеотидов, но в ДНК совершенно любого организма их всего 4. Из имеющихся на планете почти 400 типов аминокислот, в белке любого организма можно встретить только одни и те же 22 аминокислоты.

Любая сравнительная таблица покажет, что все живые организмы в большей степени состоят из одного и того же химического набора, хотя окружающее многообразие намного больше.

Пример — метаболизм всех организмов происходит по одному и тому же пути, с использованием одинаковых ферментов.

Реликтовые доказательства

Кому мало всего вышеперечисленного, включая биографические, химические и прочие факты, могут обратиться к реликтовым доказательствам, которые заключаются в том, что даже сейчас на земле существуют некоторые виды организмов, которые были присущи очень древнему миру.

Примеры. На островах в Новой Зеландии можно встретить удивительное животное – гаттерию, которая является очень похожей на живших 70-80 млн лет назад динозавров. Дерево гинкго – еще один пример, оно существовало еще около 150 млн лет назад.

Заключение

В качестве заключения отметим, что цитологические, молекулярно-генетические, палеонтологические и другие исследования прямо указывают на правильность теории эволюции и ее полную адекватность по отношению к реальности. Многие люди не хотят принимать эту точку зрения и имеют на это полное право.

Так или иначе, но эволюция – это реальность, доказанная уже миллионами фактов и просто здравым смыслом и наблюдением, и, возможно, в будущем она восторжествует в значительно большем масштабе, нежели сейчас.

Доказательства эволюции для верующих и неверующих

Группа российских биологов опубликовала популярный обзор «Доказательства эволюции». В нём рассмотрены основные группы данных, на основании которых мировое научное сообщество считает биологическую эволюцию твердо установленным фактом. Публикация является ответом на активизацию креационистской пропаганды, которая вынуждает ученых вновь и вновь обосновывать давно доказанные истины. Авторы призывают верующих людей к примирению с наукой и надеются, что представленный обзор послужит полезным пособием для тех, кто дорожит знанием в противовес гипнотическому внушению креационистских агитаторов.

Представьте, что вы учитель истории и собираетесь рассказывать на уроке о завоевательных войнах римлян или о традициях древних латинян. Вы подготовили красочные таблицы и многозначительные цитаты из классики, подобрали наглядные артефакты и, снаряженные этими дидактическим атрибутами, вошли в класс и начали урок. И тут с задней парты великовозрастные неучи, подбадривая друг дружку неучтивыми шуточками, бросают: «А не было никаких римлян! Я вот никаких римлян не видел. И никто из моих друганов не видел. Вы сначала докажите, что не туфта всё это — про римлян ваших». И вам приходится вместо задуманного урока сбиваться на пересказ давно и хорошо известных и потому неинтересных более образованным ученикам фактов о реальности древнеримской истории. При этом невозможно игнорировать подобный дурацкий вопрос, потому что это урок и перед вами ученики. Если бы такая ситуация продолжалась из урока в урок, то учителя истории или вывелись, или на эту профессию стали бы подбираться люди с космическим терпением.

Такой метафорой о бедолаге-историке Ричард Докинз предваряет свою книгу «Самое грандиозное шоу» (The greatest show on Earth). Современные биологи порой чувствуют себя подобно нашему учителю. Вместо рассказа о новых достижениях науки им приходится раз за разом пересказывать начала эволюционного учения, повторять результаты многочисленных предшественников, доказывать, что в течение предыдущего века биологи всего мира не орехи кололи, а занимались делом и продвинулись далеко вперед. Хотя каждому работающему ученому интереснее рассказывать о передовых завоеваниях, чем о боях минувших эпох.

Во времена Дарвина еще уместен был спор о реальности эволюции, о происхождении человека — слишком мало в XIX веке биологам было известно об изменчивости живого, геологической истории земли, ископаемой летописи, а науки генетики не было вовсе. Сегодня подобные споры выглядят как нелепый анахронизм. Наше общество больно невежеством, только этим можно объяснить удивительный феномен отрицания биологической эволюции широкими слоями населения (см.: Популярность креационизма в Европе объясняется не религиозностью, а научной безграмотностью, «Элементы», 02.03.2009).

Многие биологи просто-напросто игнорируют креационистов, благо внутри научного сообщества никаких сомнений в реальности эволюции давно уже не осталось, и даже поиск новых доказательств эволюции никем специально не ведется (астрономы ведь тоже не ищут новых свидетельств в пользу того, что звезды — это не шляпки гвоздей, вбитых в небесную сферу). Однако активная пропагандистская кампания, развернутая противниками эволюции, всё же требует какой-то реакции со стороны ученых. Нельзя допустить, чтобы противники науки беспрепятственно морочили людям головы. В связи с этим в просветительских целях коллектив российских биологов опубликовал на сайте «Проблемы эволюции» обзор, в котором собраны факты, доказывающие реальность эволюционного развития жизни на Земле. Обзор написан легким языком, обильно иллюстрирован и адресован широкому кругу читателей, которым небезразличен вопрос о происхождении удивительного многообразия живых существ, обитающих на нашей планете.

Авторы представили те группы доказательств эволюции, которыми располагают палеонтологи, генетики, анатомы, эмбриологи и биогеографы. Кроме того, они описали эксперименты, в которых удается наблюдать вживую эволюционные изменения организмов (это для тех оболтусов с задней парты, которые утверждают, что «никто не видел» древних римлян, поэтому их и не было).

Неудивительно, что доказательств набралось очень много. Новые подтверждения реальности эволюции появляются постоянно и неизбежно, даже без целенаправленных усилий со стороны ученых, в ходе повседневной научно-исследовательской работы многомиллионной армии биологов (см.: «Эволюционная теория подтверждается практикой»). Палеонтологи постоянно наблюдают плавные превращения одних видов в другие в последовательных слоях осадочных пород (см. разделы «Ископаемая летопись» и «Биостратиграфия»), находят заранее предсказанные эволюционной теорией «недостающие звенья» и выстраивают полные ряды переходных форм, соединяющие крупные подразделения животного и растительного мира (см.: «Переходные формы»). Эмбриологи обнаруживают всё новые недвусмысленные следы эволюции в индивидуальном развитии организмов, такие как зачатки задних ног у зародышей китообразных или яичная скорлупа у сумчатых (см.: «Свидетельства эволюции в индивидуальном развитии организмов»). Подобранные примеры должны убедить даже самых неисправимых скептиков, утверждающих, что правило Геккеля — не более чем устаревшее упрощение.

Обзор «Доказательства эволюции» не является статичным, раз и навсегда законченным текстом. Авторы продолжают дополнять и редактировать его с учетом поступающих критических замечаний. Некоторые разделы находятся пока в «зародышевой» стадии. В особенности это относится к разделу о биогеографических доказательствах эволюции, который требует существенного расширения. В действительности, вся современная биогеография строится на эволюционном принципе; все значительные работы биогеографии — о происхождении культурных растений, о центрах диверсификации, о видах-интродуцентах и т. д. — основаны явно или неявно на признании эволюции, а их выводы подтверждают эволюционную теорию. Вне эволюционной концепции биогеография превращается в простое описание «физиономии» природы, в котором многое остается необъяснимым.

Важным разделом работы является разбор возражений, которые выдвигают креационисты в дискуссиях с эволюционистами (см.: «Ответы на некоторые типичные доводы антиэволюционистов»). Как показывает опыт, аргументы креационистов стандартные и не отличаются разнообразием, и ответить на них при современном уровне накопленных знаний не составляет труда. Почему реален возраст, определяемый косвенными методами для ископаемых остатков? Как могли случайные мутации привести к возникновению сложных органов? На некоторые из подобных вопросов авторы отвечают кратко, на другие — более развернуто, иногда ответ представляет собой целую статью. Наверняка даже сведущим читателям будет полезно узнать, как грамотно ответить любознательному креационисту (нелюбознательный вряд ли будет спрашивать, а спросив, не станет слушать). Впрочем, как показывает опыт, любознательные люди в креационистах не засиживаются.

Публикация имеет не только дидактическое значение, но и, в некоторой степени, мировоззренческое. Она показывает, что на сегодняшнем уровне знаний эволюционное развитие живого отрицать бессмысленно. Биологическая эволюция — это факт, с которым необходимо считаться любому думающему человеку независимо от его вероисповедания, политических или идеологических пристрастий и уж тем более от эмоциональных оценок типа «нравится — не нравится».

Среди авторов публикации есть и атеисты, и агностики, и верующие (православные христиане). При этом все они, будучи профессиональными учеными, убеждены в том, что различия в мировоззрении не должны влиять на научную объективность. Пропаганда антинаучных взглядов, основанных на буквальном понимании первых глав книги Бытия, не столько вредит науке (в научную среду этим веяниям всё равно не удастся проникнуть), сколько дискредитирует религию в глазах образованных людей. Понимание этого простого обстоятельства, по-видимому, в последнее время стало быстро распространяться среди верующих. Например, в нынешнем году на ежегодных «Рождественских чтениях» впервые была отменена креационистская секция, которую на прежних «Чтениях» регулярно проводили представители Миссионерско-просветительского центра «Шестодневъ» (эта организация известна своей непримиримой борьбой с «эволюционизмом» во всех его проявлениях). Еще одним обнадеживающим симптомом стала публикация анонса обсуждаемого обзора на сайте «Богослов.ru». Хочется верить, что эти благоприятные тенденции получат дальнейшее развитие, так что в конечном счете креационисты потеряют возможность оправдывать свою борьбу с наукой и здравым смыслом ссылками на авторитет Церкви.

Источник: Н. М. Борисов, Ф. Ю. Воробьев, А. М. Гиляров, К. Ю. Еськов, А. Ю. Журавлев, А. В. Марков, А. А. Оскольский, П. Н. Петров, А. Б. Шипунов. Доказательства эволюции.

Елена Наймарк, Александр Марков

Что свидетельствует об эволюции? • Ясно указано

Каковы доказательства эволюции?

Теория биологической эволюции делает два очень смелых утверждения о живых существах:

Первое: Все живые существа на земле связаны между собой. Они произошли от общего предка.

Секунда: Эволюция живых существ поддерживается естественными процессами. Вещи, которые можно изучить и понять.

Но есть ли на самом деле какие-либо доказательства того, что эти два утверждения верны?

Да.Существует так много наблюдаемых фактов из стольких разных областей исследования, что единственный способ, которым мы можем даже начать говорить о них, — это сгруппировать их по категориям или линиям доказательств.

Чтобы упростить задачу, здесь мы сосредоточимся на первом заявлении Evolution о том, что все живые существа на Земле связаны между собой.

Мы не можем взяться за все древо жизни сразу (в конце концов, сегодня существует примерно 8,7 миллиона видов), поэтому вместо этого мы сосредоточим большую часть нашего внимания на одной довольно маленькой, но интересной ветви эволюционного древа: китообразных.В эту отрасль входят киты, дельфины и морские свиньи.

Биологи утверждают, что все эти существа тесно связаны между собой и что вся группа произошла от древних четырехногих наземных млекопитающих.

Вместо того, чтобы верить им на слово, давайте посмотрим на факты. Мы начнем с нескольких из области сравнительной анатомии: изучения различий и сходств между живыми существами.

Киты живут в воде и издали выглядят как гигантские рыбы. Однако внимательное изучение их анатомии говорит нам совсем другую историю.

Киты похожи на наземных млекопитающих и не похожи на рыб:

  • иметь плаценту и родить живыми
  • они кормят молоком своих детенышей
  • теплокровные (что для рыб крайне редко)
  • и киты не имеют жабр, вместо этого, как и у нас, они дышат воздухом двумя полностью развитыми легкими.

У китов, похоже, нет носов, как у млекопитающих. Вместо этого они дышат через дыхательные отверстия, выходящие на макушку головы. У некоторых китов есть два дыхательных отверстия, которые почти похожи на ноздри, но у дельфинов и морских свиней только одно.Удивительно, но если вы посмотрите на их черепа, вы обнаружите, что дыхало разделяется на 2 носовых прохода внутри головы. Может ли дыхание на самом деле является сильно измененным носом млекопитающего? Похоже, что это так, но нам нужно больше доказательств, чтобы быть уверенным.

У многих китов есть волосы, как у наземных млекопитающих. На этой фотографии вы действительно можете увидеть усы этого детеныша серого кита, когда он кладет подбородок на спину мамы.

Как ни странно, у китов есть кости рук, запястий, кистей и пальцев внутри передних ласт.Вот фотография этих костей, тех же костей, которые есть у летучих мышей, бегемотов и людей в передних придатках: одна кость, две кости, кости запястий и кости пальцев.

У современных китов нет задних ног, но у них есть пара странных крошечных костей там, где должны быть бедра и задние лапы. Вот изображение этих костей гренландского кита. Они почти похожи на сморщенные кости бедра, бедра и голени. У этого даже есть то, что выглядит как деформированное шарнирное соединение между бедренной и бедренной костью, точно так же, как шарнирное соединение в вашем собственном бедре.Это совпадение — простое совпадение или это настоящие кости ног? Возможно, это остатки истории эволюции китов?

Прежде чем делать какие-либо смелые выводы, давайте посмотрим, подтвердят ли наши подозрения совершенно отдельные доказательства.

Эмбриология — это изучение того, как существа развиваются до рождения или вылупления из яйца.

Здесь мы видим дельфина и человеческий эмбрион бок о бок, находящихся на одинаковых стадиях развития. Обратите внимание, что у них обоих есть что-то вроде зачатков рук и ног.У людей зачатки ног превращаются в ноги. У китов они какое-то время растут, но затем останавливаются, эффективно угасая по мере того, как остальная часть кита продолжает расти.

Это все фотографии обыкновенного дельфина на разных стадиях развития. Обратите внимание, что вначале мы видим две бороздки для ноздрей на передней части лица, как и следовало ожидать у щенка или человека.

По мере того, как дельфин продолжает расти, бороздки ноздрей перемещаются к макушке головы и сливаются вместе, образуя дыхало дельфина.

На данный момент у нас есть несколько фактов из двух независимых источников, сравнительной анатомии и эмбриологии, которые рассказывают нам одну и ту же историю: предки китов когда-то были четырехногими наземными существами! Будет ли летопись окаменелостей служить третьим свидетелем, подтверждающим эту идею?

Это два вида вымерших китов-базилозавров!

Эти существа известны по множеству хорошо сохранившихся скелетов. Похоже, они жили бок о бок примерно 34-40 миллионов лет назад.

На этой фотографии мы видим верхнюю часть черепа базилозаврида. Это не модель или слепок, это настоящие кости, которые были вытащены из земли. Обратите внимание, что носовое отверстие находится не на макушке головы, как у современных китов, и не на конце морды, как у большинства наземных млекопитающих. Вместо этого их ноздри расположены прямо посередине, это промежуточный вид, именно то, что теория эволюции говорит нам, мы должны найти!

В задней части тела базилозаврида есть маленькие, но полностью развитые бедра, ноги, лодыжки, ступни, и мы подозреваем, что у них было по крайней мере 3 пальца ноги, хотя мы нашли кости только для одного.

Эти ноги слишком малы для ходьбы по суше, но, возможно, были полезны для спаривания или царапания паразитов и кожного зуда.

Эволюционная теория говорит нам, что чем дальше мы возвращаемся во времени, тем труднее будет отличить китов от обычных наземных млекопитающих.

Познакомьтесь с Майакетом. Ученые обнаружили несколько хорошо сохранившихся скелетов этого вида, один из которых, судя по всему, принадлежит беременной матери.

Бедренные кости Maiacetus кажутся достаточно крепкими, чтобы ходить по суше, но это животное по многим причинам считается китом:
Все их скелеты были найдены среди окаменелостей морских существ

Их короткие ноги в сочетании с длинными плоскими пальцами рук и ног позволяют предположить, что они были сильными пловцами с перепончатыми руками и ногами.

Здесь мы видим нижнюю часть челюсти и черепа maiacetus, если смотреть на место раскопок. Ее зубы совпадают с зубами китов-базилозавров, которых мы видели ранее.

И уникальное строение ее костей среднего уха, луковиц за челюстью, соответствует строению китов-базилозавров и современных китов.

Кажется, Майакет — ходячий кит!

Были найдены окаменелости многих древних китоподобных млекопитающих, и люди продолжают находить их. Вместе эти окаменелости стирают грань между четырехногими наземными млекопитающими и полностью водными китами, подтверждая идею о том, что киты действительно произошли от наземных существ.

Теперь давайте посмотрим на 4-ю линию доказательств: ДНК?

молекул ДНК содержат химические коды, которые действуют как рецепты для живых существ.

Даже не глядя на кости, эмбрионы или анатомию, исследователи могут сравнивать код ДНК разных живых существ, чтобы выяснить, кто с кем связан наиболее близким родством.

ДНК кита сравнивали со всеми видами других животных: рыбами, морскими львами, вы называете это, и до сих пор наиболее близким генетическим совпадением является пухлый, любящий воду бегемот.

Это не означает, что киты произошли от бегемотов, но если этот генетический вывод верен, киты и бегемоты произошли от общего предка, который жил примерно 54 миллиона лет назад.

Связь между китами и бегемотами сначала удивила исследователей. Киты в основном хищники — они едят рыбу и мелких ракообразных, а бегемоты в основном вегетарианцы.

Однако более пристальный взгляд показывает, что бегемоты и киты на самом деле имеют много странных черт, некоторые из которых, возможно, произошли от их общего предка.

Древние ходячие киты имеют кости лодыжек особой формы, которые встречаются только у бегемотов, а их близкие родственники бегемоты, точно так же, как киты, часто рожают и даже кормят своих детенышей под водой, у них обоих многокамерные желудки (что характерно для травоядных, но неслыханное для рыбоядных млекопитающих), у них обоих отсутствует мех, и вот забавный факт: киты и бегемоты — одни из немногих млекопитающих на Земле, у которых есть внутренние яички.

Итак, у вас есть десятки фактов из 4 независимых линий свидетельств, все рассказывают нам одну и ту же историю, киты произошли от четырехногих наземных млекопитающих, но история китов — не единственная эволюционная история, в которой мы участвовали. способен работать.

Мы знаем из окаменелостей, ДНК, эмбриологии и многих других доказательств, что крылья птиц на самом деле являются модифицированными руками и когтями! Птицы произошли от предков, похожих на динозавров.

Мы также можем ясно видеть, что крылья летучей мыши произошли от пятипалых рук, похожих на крылья обезьян и землероек.

Мы обнаружили, что у людей довольно недавний общий предок с шимпанзе, что млекопитающие произошли от рептилоидных существ, эти рептилоидные существа произошли от земноводных существ, эти земноводные существа произошли от рыбоподобных существ и рыба, если вы уйдете достаточно далеко, поделитесь общим предком с сегментированными червями.

Итак, чтобы подвести итог, тысячи наблюдаемых фактов из совершенно независимых областей исследования собираются вместе, чтобы рассказать нам одну и ту же историю.

Все живые существа на земле связаны между собой.

Меня зовут Джон Перри, и это базовый обзор свидетельств эволюции.

Читать полную стенограмму

11.3 Свидетельства эволюции — концепции биологии

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:
  • Объясните источники доказательств эволюции
  • Определить гомологические и рудиментарные структуры

Доказательства эволюции убедительны и обширны.Глядя на каждый уровень организации живых систем, биологи видят следы прошлой и настоящей эволюции. Дарвин посвятил большую часть своей книги, О происхождении видов , выявлению закономерностей в природе, которые соответствовали эволюции, и после Дарвина наше понимание стало более ясным и широким.

Окаменелости

Окаменелости являются твердым доказательством того, что организмы прошлого не такие, как те, что были обнаружены сегодня; окаменелости показывают прогрессию эволюции.Ученые определяют возраст окаменелостей и классифицируют их по всему миру, чтобы определить, когда организмы жили относительно друг друга. Полученная в результате летопись окаменелостей рассказывает историю прошлого и показывает эволюцию формы на протяжении миллионов лет (рис. 11.10). Например, были восстановлены очень подробные летописи окаменелостей последовательностей видов в эволюции китов и современных лошадей. Летопись окаменелостей лошадей в Северной Америке особенно богата, и многие из них содержат окаменелости переходного периода: те, которые демонстрируют промежуточную анатомию между более ранними и более поздними формами.Летопись окаменелостей восходит к предку, похожему на собаку, около 55 миллионов лет назад, который дал начало первому лошадиоподобному виду от 55 до 42 миллионов лет назад в роду Eohippus . Ряд окаменелостей отслеживает изменение анатомии в результате тенденции к постепенному высыханию, которая изменила ландшафт с лесного на прерии. Последовательные окаменелости показывают эволюцию формы зубов и анатомии ступней и ног до привычки пасти с приспособлениями для спасения от хищников, например, у видов Mesohippus , найденных от 40 до 30 миллионов лет назад.Более поздние виды показали увеличение размеров, например, Hipparion , который существовал примерно 23–2 миллиона лет назад. Летопись окаменелостей показывает несколько адаптивных излучений в потомстве лошадей, которое в настоящее время значительно сокращено до одного рода, Equus , с несколькими видами.

Фигура 11.10 На этой иллюстрации показаны изображения этих видов, выполненные художником на основе окаменелостей эволюционной истории лошади и ее предков. Изображенные виды — это всего четыре вида из очень разнообразной линии, которая содержит множество ответвлений, тупиков и адаптивных излучений.Одна из тенденций, изображенных здесь, — это эволюционное отслеживание высыхания климата и увеличение среды обитания в прериях по сравнению с лесами, что отражается в формах, более приспособленных к выпасу и бегству хищников. Лошадь Пржевальского — один из немногих ныне живущих видов лошадей.

Анатомия и эмбриология

Другой тип свидетельств эволюции — наличие структур в организмах, которые имеют одну и ту же основную форму. Например, кости в придатках человека, собаки, птицы и кита имеют одинаковую общую конструкцию (рис.11.11). Это сходство объясняется их происхождением от придатков общего предка. Со временем эволюция привела к изменениям формы и размера этих костей у разных видов, но они сохранили одну и ту же общую структуру, что свидетельствует о происхождении от общего предка. Ученые называют эти синонимичные части гомологичными структурами. Некоторые структуры существуют в организмах, которые вообще не имеют видимой функции и кажутся остаточными частями от прошлого предка. Например, у некоторых змей есть тазовые кости, несмотря на отсутствие ног, потому что они произошли от рептилий, у которых были ноги.Эти неиспользуемые структуры без функции называются рудиментарными структурами. Другими примерами рудиментарных структур являются крылья нелетающих птиц (которые могут иметь другие функции), листья некоторых кактусов, следы тазовых костей у китов и слепые глаза пещерных животных.

Фигура 11.11 Подобное строение этих придатков указывает на то, что эти организмы имеют общего предка.

Ссылка на обучение

Концепция в действии

Просмотрите занятия на этом интерактивном сайте, чтобы угадать, какие костные структуры гомологичны, а какие аналогичны, и увидеть примеры всех видов эволюционных адаптаций, которые иллюстрируют эти концепции.

Еще одно свидетельство эволюции — конвергенция форм в организмах, которые имеют сходную среду обитания. Например, виды неродственных животных, такие как песец и белая куропатка (птица), обитающие в арктическом регионе, имеют временный белый покров зимой, чтобы сливаться со снегом и льдом (рис. 11.12). Сходство происходит не из-за общего происхождения (действительно, один покров из меха, а другой из перьев), а из-за схожего давления отбора — преимуществ того, что хищники не видят его.

Фигура 11,12 Белая зимняя шерсть (а) песца и (б) оперение белой куропатки — это приспособление к окружающей среде. (кредит А: модификация работы Кейта Морхауса)

Эмбриология, изучение развития анатомии организма до его взрослой формы, также предоставляет доказательства родства между широко расходящимися в настоящее время группами организмов. Структуры, отсутствующие в некоторых группах, часто появляются в их эмбриональных формах и исчезают к моменту достижения взрослой или ювенильной формы.Например, у эмбрионов всех позвоночных, включая человека, на каком-то этапе своего раннего развития появляются жаберные щели. Они исчезают у взрослых особей наземных групп, но сохраняются у взрослых форм водных групп, таких как рыбы и некоторые земноводные. Эмбрионы обезьян, в том числе человека, в процессе развития имеют структуру хвоста, которая утрачивается к моменту рождения. Причина, по которой эмбрионы неродственных видов часто похожи, заключается в том, что мутационные изменения, которые влияют на организм во время эмбрионального развития, могут вызывать усиление различий у взрослых, даже при сохранении эмбрионального сходства.

Биогеография

Географическое распределение организмов на планете следует закономерностям, которые лучше всего объясняются эволюцией в сочетании с движением тектонических плит в течение геологического времени. Широкие группы, возникшие до распада суперконтинента Пангея (около 200 миллионов лет назад), распространены по всему миру. Группы, которые возникли после распада, уникально проявляются в регионах планеты, например, уникальная флора и фауна северных континентов, образовавшаяся из суперконтинента Лавразия, и южных континентов, образовавшихся из суперконтинента Гондвана.Присутствие Proteaceae в Австралии, на юге Африки и в Южной Америке лучше всего объясняется присутствием там семейства растений до распада южного суперконтинента Гондвана (рис. 11.13).

Фигура 11,13 Семейство растений Proteacea возникло до распада суперконтинента Гондвана. Сегодня представители этого семейства растений встречаются по всему южному полушарию (показано красным). (кредит «Proteacea flower»: модификация работы «dorofofoto» / Flickr)

Большое разнообразие сумчатых в Австралии и отсутствие других млекопитающих отражает длительную изоляцию этого островного континента.Австралия богата эндемичными видами — видами, которые больше нигде не встречаются, — что типично для островов, изоляция которых водными просторами предотвращает миграцию видов в другие регионы. Со временем эти виды эволюционно расходятся в новые виды, которые сильно отличаются от своих предков, которые могли существовать на материке. Сумчатые животные Австралии, зяблики на Галапагосских островах и многие виды на Гавайских островах — все они не встречаются больше нигде, кроме их острова, но демонстрируют отдаленные отношения с предковыми видами на материке.

Молекулярная биология

Подобно анатомическим структурам, структуры молекул жизни отражают происхождение с модификацией. Доказательства наличия общего предка для всей жизни отражаются в универсальности ДНК как генетического материала и почти универсальности генетического кода и механизма репликации и экспрессии ДНК. Фундаментальные разделения в жизни между тремя доменами отражаются в основных структурных различиях в других консервативных структурах, таких как компоненты рибосом и структуры мембран.В общем, родство групп организмов отражается в сходстве их последовательностей ДНК — в точности такая же закономерность, какой можно было бы ожидать от происхождения и разнообразия от общего предка.

последовательности ДНК также пролили свет на некоторые механизмы эволюции. Например, ясно, что развитие новых функций белков обычно происходит после событий дупликации генов. Эти дупликации представляют собой своего рода мутацию, при которой целый ген добавляется в качестве дополнительной копии (или множества копий) в геном.Эти дупликации позволяют свободно модифицировать одну копию путем мутации, отбора и дрейфа, в то время как вторая копия продолжает производить функциональный белок. Это позволяет сохранить исходную функцию белка, в то время как эволюционные силы изменяют копию, пока она не начнет функционировать по-новому.

8.1A: Свидетельства эволюции — Биология LibreTexts

Свидетельства эволюции были получены из летописей окаменелостей, эмбриологии, географии и молекулярной биологии.

ЦЕЛИ ОБУЧЕНИЯ

Объясните развитие теории эволюции

ОСНОВНЫЕ ВХОДЫ

Ключевые точки

  • Окаменелости служат для того, чтобы подчеркнуть различия и сходства между нынешними и вымершими видами, показывая эволюцию формы с течением времени.
  • Сходная анатомия у разных видов подчеркивает их общее происхождение и прослеживается в гомологичных и рудиментарных структурах.
  • Эмбриология предоставляет доказательства эволюции, поскольку зародышевые формы расходящихся групп чрезвычайно похожи.
  • Естественное распространение видов на разных континентах поддерживает эволюцию; виды, которые эволюционировали до распада суперконтинента, распространены по всему миру, тогда как виды, которые эволюционировали позже, более локализованы.
  • Молекулярная биология показывает, что молекулярная основа жизни возникла очень рано и поддерживалась с небольшими вариациями во всей жизни на планете.

Ключевые термины

  • гомологичная структура : признаки организмов, являющиеся результатом общего предка; такие черты часто имеют схожее эмбриологическое происхождение и развитие
  • биогеография : изучение географического распределения живых существ
  • рудиментарная структура : генетически детерминированные структуры или атрибуты, которые явно утратили большую часть или всю свою предковую функцию у данного вида

Свидетельства эволюции

Доказательства эволюции убедительны и обширны.Глядя на каждый уровень организации живых систем, биологи видят следы прошлой и настоящей эволюции. Дарвин посвятил большую часть своей книги О происхождении видов выявлению закономерностей в природе, согласующихся с эволюцией. Со времен Дарвина наше понимание стало яснее и шире.

Ископаемые, анатомия и эмбриология

Окаменелости являются убедительным доказательством того, что организмы прошлого не такие, как те, что были обнаружены сегодня; они показывают прогрессию эволюции.Ученые вычисляют возраст окаменелостей и классифицируют их, чтобы определить, когда организмы жили относительно друг друга. Полученная в результате летопись окаменелостей рассказывает историю прошлого и показывает эволюцию формы на протяжении миллионов лет. Например, ученые восстановили подробные записи, показывающие эволюцию людей и лошадей. Плавник кита имеет сходную морфологию с придатками птиц и млекопитающих, что указывает на общего предка этих видов. Со временем эволюция привела к изменениям формы и размера этих костей у разных видов, но они сохранили общую структуру.Ученые называют эти синонимичные части гомологичными структурами.

Рисунок: Общие предки : Подобная конструкция этих придатков указывает на то, что эти организмы имеют общего предка. Рисунок: Эволюция людей и лошадей : (a) На этом изображении ископаемые гоминиды расположены от самых старых (внизу) к новейшим (Топ). По мере развития гоминидов форма черепа менялась. (б) Художественное изображение вымерших видов рода Equus показывает, что эти древние виды напоминали современных лошадей (Equus ferus), но различались по размеру.

В организмах существуют некоторые структуры, которые вообще не выполняют никаких видимых функций и выглядят как остаточные части от общего предка. Эти неиспользуемые структуры (например, крылья нелетающих птиц, листья некоторых кактусов и кости задних ног у китов) являются рудиментарными.

Эмбриология, исследование развития анатомии организма до его взрослой формы, предоставляет доказательства эволюции, поскольку формирование эмбриона у широко расходящихся групп организмов имеет тенденцию к сохранению. Структуры, которые отсутствуют у взрослых особей некоторых групп, часто появляются в их эмбриональных формах, исчезают к тому времени, когда достигается взрослая или ювенильная форма.Например, у эмбрионов всех позвоночных, включая человека, на каком-то этапе своего раннего развития обнаруживаются жаберные щели и хвосты. Они исчезают у взрослых особей наземных групп, но сохраняются у взрослых особей водных групп, таких как рыбы и некоторые земноводные. У эмбрионов больших обезьян, в том числе человека, во время развития структура хвоста утрачивается при рождении.

Еще одна форма свидетельства эволюции — конвергенция форм у организмов, которые имеют сходную среду обитания. Например, виды неродственных животных, такие как песец и белая куропатка, обитающие в арктическом регионе, были отобраны по сезонным белоснежным фенотипам зимой, чтобы сливаться со снегом и льдом.Это сходство происходит не из-за общего происхождения, а из-за схожего давления отбора: преимуществ того, что хищники не заметят их.

Рисунок: Адаптации: зимние пальто : Белая зимняя шуба (а) песца и оперение (б) белой куропатки — это приспособления к окружающей среде.

Биогеография

Географическое распределение организмов на планете следует закономерностям, которые лучше всего объясняются эволюцией в сочетании с движением тектонических плит в течение геологического времени.Широкие группы, возникшие до распада суперконтинента Пангея (около 200 миллионов лет назад), распространены по всему миру. Группы, возникшие после распада, уникально проявляются в регионах планеты, таких как уникальная флора и фауна северных континентов, сформировавшаяся из суперконтинента Лавразия, по сравнению с южными континентами, образовавшимися из суперконтинента Гондвана.

Большое разнообразие сумчатых в Австралии и отсутствие других млекопитающих отражают длительную изоляцию Австралии.Австралия изобилует эндемичными видами (которые больше нигде не встречаются), что типично для островов, изоляция которых водными просторами не позволяет видам мигрировать. Со временем эти виды эволюционно расходятся в новые виды, которые сильно отличаются от своих предков, которые могли существовать на материке. Сумчатые животные Австралии, зяблики на Галапагосских островах и многие виды на Гавайских островах — все они уникальны в своей единственной точке происхождения, однако они демонстрируют отдаленные отношения с предковыми видами на материке.

Молекулярная биология

Подобно анатомическим структурам, структуры молекул жизни отражают происхождение с модификацией. Доказательства общего предка для всей жизни отражаются в универсальности ДНК как генетического материала, в почти универсальности генетического кода и в механизмах репликации и экспрессии ДНК. В целом родство групп организмов отражается в сходстве их последовательностей ДНК. Это именно тот образец, которого можно было бы ожидать от происхождения и разнообразия от общего предка.

последовательности ДНК также пролили свет на некоторые механизмы эволюции. Например, очевидно, что эволюция новых функций белков обычно происходит после дупликаций генов, которые позволяют свободную модификацию одной копии путем мутации, отбора или дрейфа (изменения генофонда популяции в результате случайности), в то время как вторая копия продолжает производить функциональный белок.

Три свидетельства, подтверждающие, что эволюция является фактом

За более чем 150 лет — со времен Чарльза Дарвина — теория эволюции подверглась более тщательному изучению и тщательному исследованию, чем любое другое научное утверждение.И теория только усилилась по мере накопления новых доказательств. Хотя есть много людей, которые по идеологическим причинам хотят создать впечатление, будто эволюция не получила широкого признания в научном сообществе, на самом деле это не так.

В университетах, исследовательских институтах и ​​научных организациях эволюция не только почти повсеместно признана, но и является основой для активных, интересных и важных исследований. Действительно, научный факт, которым является эволюция, лежит в основе большей части биологии.

С этой целью это полный обзор самых прямых свидетельств в поддержку эволюции.

Общие черты. Общий предок.

Подумайте о своей семье. Вы и ваши ближайшие родственники похожи больше, чем вы и ваши двоюродные братья. Точно так же вы больше похожи на своих кузенов, чем на дальних родственников, и больше на дальних родственников, которые живут на другом конце земного шара. Чем ближе вы связаны, тем больше у вас общего. Конечно, это сходство выходит далеко за пределы поверхностного уровня, проникая в нашу генетику.

(Источник изображения: Sinauer Associates, Inc.)

Этот паттерн, как и в вашей семье, распространяется на всю жизнь на Земле. Схема сходства говорит о многом. В эволюции эти «сходства» известны как «синапоморфии». Это характеристики, которые присутствуют у предковых видов и разделяются исключительно (в более или менее измененной форме) эволюционными потомками этого вида. Синапоморфии образуют вложенные иерархии, которые связаны с разнообразием и интенсивностью сходства.

Почему это так? Сходства были унаследованы от общих предков, и чем дальше во времени у любых двух видов был общий предок, тем более блеклыми и отдаленными становятся сходства. Важно отметить, что виды с большим количеством общих черт, как правило, живут рядом друг с другом — виды пингвинов обитают только в Южном полушарии, сумчатые — почти исключительно в Австралии, кактусы — почти исключительно в Северной и Южной Америке, лемуры на Мадагаскаре и т. Д. Если бы эволюция была неправдой, это географическое построение не имело бы абсолютно никакого смысла.Более того, эти сходства часто кажутся совершенно произвольными, а не имеющими некоторого избирательного преимущества.

Иллюстративный пример:

Насекомые, хотя и невероятно разнообразны, имеют 6 ног. Вероятно, существует несколько сотен тысяч видов насекомых, и все они имеют примерно одинаковое строение тела.
(Источник изображения: Wikimedia Commons)

Мы видим, как виды меняются с течением времени

Одним из самых важных открытий, которые привели к теории эволюции Дарвина, были вымершие животные, найденные в виде окаменелостей.Ранние палеонтологи, такие как Чарльз Лайель и Джордж Кювье, заметили очень простой факт: виды, которые жили в прошлом, очень часто резко отличаются от всего живого сегодня. Трилобиты, динозавры, гигантские ленивцы, бакулиты и т. Д. — все они предполагают, что жизнь на Земле сильно изменилась.

Это было бы достаточно интересно само по себе. Что делает его более интересным, так это то, что чем дальше назад, тем на больше разных видов по сравнению с современными видами.Эти всеобъемлющие тенденции также можно увидеть на индивидуальном уровне, поскольку можно увидеть, что родословная меняется с течением времени.

Но откуда мы знаем, что эволюция окаменелостей не просто представляет собой отдельные, не связанные между собой виды? Во-первых, у них есть сходства, которые предполагают, что они связаны (см. Рассуждения о сходстве между видами выше). Во-вторых, они представляют тренд , также известный как прогрессия изменений. Например, со временем вид переходит от низкого уровня экспрессии определенного признака к промежуточному выражению и к высокому.Например, эволюция ног. Фактически, поскольку мы находимся на этой теме, в эволюции нет недостающего звена.

Наконец, окаменелости датируются и систематизируются с помощью прямых средств (например, радиометрическое датирование) или косвенных средств (например, относительного датирования с использованием уникальных слоев маркеров, окаменелостей или других методов).

Примеры окаменелостей:

Эволюция человека. (источник)

Ископаемые останки — не единственный способ увидеть смену видов. Мы можем наблюдать это в лаборатории, по географическому распределению по мере распространения вида или с помощью искусственного отбора, выполняемого людьми.

Примеры смены видов в зарегистрированной истории:

Все эти обычные овощи когда-то были дикой горчицей. (источник)

Остатки прошлых поколений

Переверните произведенный продукт сегодня, и вы, вероятно, увидите небольшую наклейку или бирку с указанием страны, в которой он был произведен. Как и эти ярлыки, виды имеют отметки о том, откуда они пришли из. Эти признаки происхождения могут проявляться в виде измененных черт, которые снижают шансы вида на выживание или воспроизводство.Проще говоря, виды несовершенны, и именно эти недостатки ясно говорят об их естественном происхождении.

Примеры:

Если вы не знали ничего лучше, вы могли подумать, что это приплюснутая слоновья лапа. Что ж, это недалеко от истины, поскольку ламантины тесно связаны со слонами. У вест-индийского ламантина ( Trichechus manatus ) есть ногти на ластах и ​​волосы на теле (видно на этой фотографии).
(Источник изображения: Фриц Геллер-Гримм) Другие млекопитающие, кроме человека, могут вырабатывать витамин С.Они не нуждаются в нем из своего рациона. С другой стороны, у людей были предки, которые так долго ели фрукты (с высоким содержанием витамина С), что наши гены витамина С давно мутировали. Однако у нас все еще есть его остатки в псевдогенной форме. (источник)

Что такого важного в изучении этих трех основных фактов об эволюции, так это то, что теперь у вас есть возможность взглянуть на любой вид и задать себе следующие вопросы:

  • Имеет ли этот вид сходство с другими видами, которое могло бы предположить, что они тесно связаны?
  • Есть ли у этого вида прогрессии изменений, которые мы можем наблюдать в летописи окаменелостей, в письменной истории или по всей географии?
  • Есть ли у этого вида черты, оставшиеся от прошлых поколений?

Эти три простых вопроса могут, если вы им позволите, изменить ваш взгляд на биологическое царство вокруг вас.Вперед, продолжать. Спрашивай. Биология никогда не будет выглядеть так же.

Заботитесь о поддержке внедрения чистой энергии? Узнайте, сколько денег (и планеты!) Вы можете сэкономить, переключившись на солнечную энергию, на UnderstandSolar.com. Регистрируясь по этой ссылке, Futurism.com может получать небольшую комиссию.

Свидетельства эволюции | Природа

Создание сильнейших: ДНК и окончательная криминалистическая запись эволюции

Шон Б.Carroll WW Norton: 2006. 301 pp. $ 25.95 0393061639

Шон Кэрролл начинает свою превосходную книгу The Making of the Fittest , указывая на то, что около 50% американской общественности сомневаются в истинности дарвиновской эволюции, но принимают другие аспекты биологии. наука, такая как использование ДНК в судебной медицине. Его цель состоит в том, чтобы использовать данные современных исследований ДНК, чтобы убедить обычного читателя в том, что «биологическая эволюция является основой разнообразия жизни, вне всяких разумных сомнений».Он намеренно не вводит никаких стандартных доказательств эволюции как исторического процесса, а лишь кратко описывает использование данных последовательностей ДНК для реконструкции филогении. Вместо этого он использует серию примеров, призванных предоставить убедительные доказательства основных процессов, вовлеченных в эволюционные изменения, с особым акцентом на мутации и естественный отбор.

Первый пример касается необычной ледяной рыбы в Антарктике, которая потеряла свои эритроциты и позволила своим генам гемоглобина распасться.Кэрролл показывает, как это можно интерпретировать как адаптивную реакцию на жизнь в очень холодной воде с ее высокой растворимостью кислорода в воде и высокой вязкостью крови. Далее следует изложение идей Дарвина о естественном отборе. Далее следует хорошее, но упрощенное изложение стандартной теории отбора по единичным мутациям, которые повышают приспособленность, показывая, что они могут распространяться до высоких частот за время, тривиально короткое по сравнению с геологическими данными. Затем Кэрролл применяет эти результаты к тому, как один вид мышей, живущих в пустыне, адаптировался к пространственным различиям в цвете земли, вплоть до мутационных изменений, которые приводят к более темному цвету шерсти.

Кэрролл демонстрирует способность естественного отбора генерировать эволюционные новинки, обсуждая дупликации генов опсина, участвующих в цветовом зрении позвоночных. Примеры генов и геномов, которые распадаются, когда их функция больше не поддерживается естественным отбором, иллюстрируют, как «отбор действует только в настоящем, а не как инженер или конструктор».

Предоставлено: ИЛЛЮСТРАЦИИ ДЖО МАДЖИ

Излюбленная уловка креационистов — принять возможность мелкомасштабных эволюционных изменений дарвиновскими средствами, но отрицать, что это имеет какое-либо отношение к эволюции сложных структур или новых видов.Кэрролл не обсуждает, как развиваются новые виды, но он исследует проблему сложности на примере глаза Дарвина, приводя недавние результаты на молекулярной основе формирования глаза. Все это сделано хорошо, хотя тон иногда неприятно простоват, и есть некоторая неравномерность в предполагаемом уровне знаний (например, нанометры и натуральные логарифмы используются без определения). Объяснения ясны и просты для понимания, а уровень фактической точности очень высок, хотя в единственном уравнении книги неправильно используется эффективный размер популяции вместо размера популяции.

Кэрролл также обращает внимание на иррациональные взгляды на множество тем, включая генетику Трофима Лысенко, хиропрактическую «медицину» и противодействие вакцинации. Это открывает путь к обсуждению неверия в эволюцию, проиллюстрированному некоторыми замечательными цитатами американских антиэволюционистов. Меня потрясает способность людей принимать абсурдное и сбрасывать со счетов рациональное. Кэрролл, кажется, уверен, что основные религии не отвергают эволюцию, но он не упоминает ислам, для которого это далеко не ясно.Он с одобрением цитирует заявление Папы Иоанна Павла II об эволюции, но не ссылается на антидарвиновскую диатрибу кардинала Кристофа Шёнборна в The New York Times от 7 июля 2005 года. Последняя глава Кэрролла предупреждает об опасностях, связанных с изменением климата и чрезмерная эксплуатация природных ресурсов, при которой научные советы часто игнорируются правительствами по экономическим соображениям.

Как справедливо заключает Кэрролл: «Понимание и принятие эволюции — это вопрос соблюдения научного процесса.«Для ученых чрезвычайно важно бороться с идеей о том, что эволюцию можно отделить от остальной науки просто из-за ее неприятных последствий для традиционных религиозных представлений о происхождении человека. Мы должны настаивать на том, что научные выводы основаны исключительно на изучении природы, без ссылки на религиозные или другие авторитеты.

Книга Кэрролла, безусловно, поможет публике лучше понять эволюцию, но, к сожалению, рациональные аргументы вряд ли убедят тех, чьи убеждения исходят из предшествующего авторитета, будь то фетва, энциклика или первая глава Книги Бытия.Срочно необходимо более широкое общественное понимание природы научных доказательств в целом.

Информация об авторе

Принадлежности

  1. Институт эволюционной биологии, Школа биологических наук, Эдинбургский университет, Эдинбург, EH9 2BR, Великобритания

    Брайан Чарльзуорт

Об этой статье

2 9 Цитируйте эту статью Charles

, Б. Свидетельства эволюции. Nature 443, 910 (2006).https://doi.org/10.1038/443910a

Скачать цитату

Поделиться этой статьей

Все, с кем вы поделитесь следующей ссылкой, смогут прочитать это содержание:

Получить ссылку для совместного использования

К сожалению, в настоящее время ссылка для совместного использования недоступна доступно для этой статьи.

Предоставлено инициативой по обмену контентом Springer Nature SharedIt

Что такое эволюция? | Биологические принципы

Цели обучения

  1. Вспомните общие черты земной жизни
  2. Перечислите условия, вызывающие эволюцию популяций живых организмов.
  3. Отличить биологическую эволюцию популяций от изменений отдельных организмов в течение жизни.
  4. Приведите доказательства того, что все живое на Земле имеет общее происхождение
  5. Объясните, чем научная «теория» отличается от гипотез или предположений.
  6. Различия между гомологичными и аналогичными структурами
  7. Определите распространенные заблуждения об эволюции

Жизнь на Земле

Вспомните с самого начала этого курса пять общепринятых критериев жизни:

  1. Потребность в энергии
  2. Организация в мембраносвязанных клетках
  3. Генетическая информация
  4. Возможность репликации
  5. Изменения со временем

Эволюция как возникающее свойство жизни

Ключевой частью любого определения жизни является то, что живые организмы размножаются.Теперь добавим пару наблюдений:

  • Процесс воспроизведения хотя и в основном точен, но несовершенен. Когда клетки делятся, они должны реплицировать свою ДНК. Хотя репликация ДНК очень точна, она все же делает примерно 1 ошибку на 10 миллионов нуклеотидов. Через несколько поколений популяция будет содержать множество наследственных вариаций.
  • Популяция данного типа организмов будет иметь тенденцию к экспоненциальному росту, но достигнет предела, когда особи должны будут соревноваться друг с другом за ограничивающий ресурс (пища, пространство, товарищей, солнечный свет и т. Д.))

Предположим, что некоторые наследственные вариации (скорость, сила, более острые когти, более крупные зубы) сделают некоторых людей более конкурентоспособными за ограниченный ресурс — что произойдет?
Особи с превосходными вариантами приобретут больше ресурсов и будут иметь больше потомства. Если высшие варианты наследуются, то их потомство будет иметь такие же высшие варианты. Таким образом, через поколения все большая и большая часть населения будет состоять из особей с превосходящими наследственными вариантами.Это биологическая эволюция.
Определение: Биологическая эволюция — это изменение наследственных характеристик популяции на протяжении последующих поколений. Говоря техническим языком, эволюция определяется как изменение генофонда популяции, измеряемое как изменение частот аллелей в популяции.
Предположим, что существует наследственная изменчивость в популяции, и наследственная изменчивость влияет на выживание и воспроизводство отдельных организмов. Если эти условия существуют, а они существуют для всех естественных популяций живых организмов, эволюция должна происходить.Жизнь развивается!
Чарльз Дарвин назвал этот процесс естественным отбором. Он и Альфред Уоллес были первыми, кто предположил, что эволюция путем естественного отбора может объяснить происхождение всех множеств видов на Земле и то, как они выглядят настолько хорошо адаптированными по форме и функциям к своей конкретной среде. Более того, Дарвин предположил, что вся жизнь на Земле произошла от общего предка в результате медленного, постепенного накопления наследственных (генетических) изменений.
Поскольку определение эволюции — это изменение наследственных характеристик популяции на протяжении поколений, эволюция может происходить иными способами, кроме естественного отбора. Эволюция также может происходить посредством случайных процессов, особенно в небольших популяциях, где частота некоторых наследуемых признаков может увеличиваться или уменьшаться случайно. Мы обсудим эти механизмы эволюции на будущих занятиях.
Видео ниже определяет и дает примеры биологической эволюции и заканчивается тизером о роли естественного отбора в биологической эволюции.

Эволюция — это теория, а не просто гипотеза

Дарвин опубликовал свою теорию эволюции в «Происхождении видов» (1859 г.) с тщательно аргументированными доказательствами, подтверждающими теорию о том, что вся жизнь на Земле произошла от общего предка.Эта теория была проверена многими способами в работах многих тысяч ученых. Каждый тест давал результаты, согласующиеся с теорией. Эволюционные биологи проводят исследования, чтобы разработать или уточнить теорию и понять механизмы, действующие в конкретных популяциях. Эволюционная теория теперь формирует основу для биологического мышления, так что один известный биолог-эволюционист написал: «Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции» (Добжанский, 1973).
Научное использование слова теория сильно отличается от повседневного, повседневного использования. Научная теория — это всеобъемлющее, объединяющее объяснение явлений, которое хорошо подтверждается многочисленными независимыми доказательствами, то есть состоящими из сотен или тысяч независимых, хорошо обоснованных гипотез. Например, теория зародышей — это теория, объясняющая, как микроорганизмы вызывают заболевания, а клеточная теория объясняет, как клетки функционируют как основная единица жизни.

Титульный лист книги Дарвина «Происхождение видов» 1859 г. из Википедии

Несколько ключевых строк подтверждающих доказательств:

  • геологическая летопись и окаменелости, показывающие, что Земле около 4 лет.Возраст 5 миллиардов лет, и последовательные изменения видов и форм живых организмов в геологических временных масштабах
  • гомологий в строении тела, структурах и последовательностях ДНК, указывающих на общее происхождение
  • Общая биохимия для всей жизни на Земле — те же аминокислоты, те же биологические строительные блоки, один и тот же генетический код
  • Вывод
  • об эволюционных отношениях из сравнения последовательностей генов в значительной степени согласуется с летописью окаменелостей и согласуется с общим происхождением всей существующей на Земле жизни.

Видео ниже освещает некоторые из этих ключевых подтверждающих свидетельств в контексте эволюции китов:

Гомологичный или аналогичный?

Сравнивая характеристики организмов, мы должны помнить, что организмы могут иметь схожие характеристики либо потому, что они унаследовали характеристику от общего предка, либо потому, что оба они независимо развили сходные характеристики. Например, хвостовые плавники дельфинов, косаток и китов похожи по форме, и они унаследованы от общего предка этих морских млекопитающих.Их хвостовые плавники гомологичны на , что означает , что означает, что их сходство связано с наследованием от общего предка. С другой стороны, хвостовые плавники косаток и акул не гомологичны, потому что общий предок всех млекопитающих не имел хвостовых плавников. Это аналогичные структуры , которые независимо развились у акул и морских млекопитающих. Когда ученые анализируют эволюционные отношения между группами организмов, они должны быть осторожны, чтобы различать, являются ли наблюдаемые сходства между группами гомологичными или аналогичными.

Распространенные заблуждения об эволюции

Вот исправления некоторых распространенных заблуждений об эволюции путем естественного отбора:

  1. Особь , подвергающаяся естественному отбору, не эволюционирует — она ​​просто живет или умирает! Вместо этого эволюционирует популяций и организмов. Напомним, что эволюция — это изменение частот аллелей, и только популяции имеют частоты аллелей. У людей просто есть аллели.
  2. Эволюция — это не направленный процесс с фиксированной конечной точкой или наилучшим фенотипом.Скорее, среда служит селективным агентом . Никакое количество планирования со стороны организма не может предсказать, будет ли организм хорошо приспособлен к окружающей среде, в которой он находится. Человек не может «пытаться» развиваться или «предвидеть» типы мутаций, которые он должен иметь для окружающей среды в будущем. изменение.
  3. Организмы и содержащиеся в них гены не ведут себя для «блага вида». Скорее, каждый человек живет и размножается, что увеличивает его представленность в генофонде, либо он умирает или не может воспроизводиться и не представлен в генофонд.Те, кто больше всего представлен после встречи с отборным агентом, считаются «наиболее подходящими» для этой среды в то время и в том месте.
  4. Отбор не всегда приводит к наилучшему приспособлению организма к окружающей среде из-за ограничений и компромиссов . Иногда те же гены, которые кодируют признак, также вызывают появление второго, неоптимального признака.
  5. Мутации не вызываются и не индуцируются в результате изменения окружающей среды. Вариация уже присутствует в популяции.Когда окружающая среда изменяется, те люди, у которых уже есть некоторые полезные вариации (мутации), которые хорошо подходят для новой среды, с большей вероятностью выживут и будут воспроизводиться; организмы не развивают новые мутации в ответ на изменение окружающей среды. (И если в популяции нет таких вариаций, что некоторые особи выживают и размножаются, то популяция, вероятно, вымрет).

В самом простом случае эволюция сводится к идее, что пока существует изменчивость в популяции, пока эта вариация является наследственной, и пока существует различный репродуктивный успех (не все воспроизводят одинаково), то следующий поколение будет генетически отличаться от предыдущего поколения.Мы исследуем механизмы, которые способствуют развитию на следующих занятиях.

Для размышлений и обсуждения:

Подумайте о некоторых способах, которыми эволюция может быть проверена. Какие проверяемые предсказания вытекают из теории эволюции?
Как работа многих геологов или некоторых физиков проверяет эволюционную теорию?
Какие распространенные заблуждения об эволюции?

Evolution Ресурсы:

Evolution 101 Университет Калифорнии, Беркли, сайт эволюции, полный ресурс для изучения и преподавания теории эволюции.Захватывающий, хорошо иллюстрированный, точный.
Как эволюционировали перья? Видео Карла Циммера на TED-Ed, 3 1/2 минуты.
Анимация Evolution от Тайлера Роудса, созданная из рисунков, сделанных детьми, копирующих рисунок животного, похожего на саламандру, с последовательными поколениями вариаций, массового вымирания и отбора. Процесс описан в этом сообщении в блоге Scientific American http://blogs.scientificamerican.com/psi-vid/2012/02/29/an-evolution-animation-unlike-any-youve-seen-before/ и в блоге Тайлера Родса. http: // evolutionanimation.wordpress.com/ описывает как рисование «игры», так и его процесс анимации. Его «Колесо жизни» — удивительное филогенетическое древо рисунков.
Недавно обнаруженные: самые старые окаменелости в мире Сообщение Джерри Койна в блоге Why Evolution Is True, в котором объясняется статья Wacey, D., M. Р. Килберн, М. Сауднерс, Дж. Клифф и М. Д. Бразье. 2011. Микрофоссилии клеток, метаболизирующих серу, в скалах Западной Австралии возрастом 3,4 миллиарда лет. Nature Geoscience online: doi: 10.1038 / ngeo1238
Darryl Cunningham Investigates: Evolution Ясное, манящее представление в виде комиксов, посвященное основной теории эволюции и свидетельствам.Предназначен для начинающих.
Эволюция стала проще BBC Bang иллюстрирует эволюцию, начинающуюся с простой прямой линии, а повторение с ошибками быстро ведет к диверсификации.
Ничто в биологии не имеет смысла, кроме как в свете эволюции, эссе Добжанского 1973 года в The American Biology Teacher 35: 125-129, столь же актуально сегодня, как и тогда, и мне еще предстоит прочитать лучшее объяснение.

Эволюция

: факты и теория | Национальный центр естественнонаучного образования

Для научного понимания необходимы как факты, так и теории, которые могут связно объяснить эти факты.В этом контексте эволюция — это и факт, и теория. Это неопровержимый факт, что организмы изменились или эволюционировали в течение истории жизни на Земле. А биологи определили и исследовали механизмы, которые могут объяснить основные закономерности изменений.

Узоры в природе

Область эволюционной биологии пытается дать объяснения четырем заметным закономерностям, которые проявляются в природе. Первые три относятся к живым видам, а четвертый — к окаменелостям.

  • Генетическая вариация. Почти все виды, включая человека, обладают огромным генетическим разнообразием. Нет двух людей с одинаковой последовательностью ДНК, за исключением однояйцевых близнецов или клонов. Эта генетическая изменчивость способствует фенотипической изменчивости, то есть разнообразию внешнего вида и поведения особей одного и того же вида.
  • Адаптация. Живые организмы обладают морфологическими, биохимическими и поведенческими особенностями, которые делают их хорошо приспособленными к жизни в той среде, в которой они обычно обитают.Например, рассмотрите полые кости и перья птиц, которые позволяют им летать, или загадочную окраску, которая позволяет многим организмам прятаться от своих хищников. Эти особенности могут создавать внешнее впечатление, будто организмы были созданы создателем (или инженером) для жизни в определенной среде. Эволюционная биология показала, что адаптации возникают в результате отбора, воздействующего на генетические вариации.
  • Дивергенция. Все живые виды отличаются друг от друга.В некоторых случаях эти различия незначительны, в то время как в других случаях различия существенны. Карл Линней (1707-1778) предложил классификацию, которая с небольшими изменениями используется до сих пор. В современной схеме похожие виды сгруппированы в роды, похожие роды — в семейства и т. Д. Этот иерархический образец отношений создает древовидный образец, который подразумевает процесс расщепления и расхождения от общего предка.
  • Ископаемые виды. Окаменелости — это минерализованные остатки или отпечатки некогда живых организмов.Многие окаменелости, такие как трилобиты и динозавры, принадлежат к группам, которые больше не существуют на Земле. И наоборот, многие современные виды похожи на другие окаменелости, но окаменелости современных видов отсутствуют в породах соответствующего возраста. Возраст Земли оценивается примерно в 4,5 миллиарда лет, а самым ранним окаменелостям бактерий — примерно 3,5 миллиарда лет. Окаменелости около 550 миллионов лет назад (кембрийский период) показывают разнообразный комплекс многоклеточных животных.

Эволюционная биология обеспечивает научную основу для понимания изменений, которые произошли с тех пор, как первые формы жизни возникли на Земле несколько миллиардов лет назад. Биохимики, геологи и физики ищут естественные объяснения происхождения жизни на Земле. Хотя в этой области был достигнут прогресс, происхождение жизни остается интересным, но без ответа вопросом.

Механизмы эволюции
  • Биологическая эволюция является результатом изменений во времени генетической конституции видов.Генетические изменения часто, но не всегда, вызывают заметные изменения во внешнем виде или поведении организмов. Эволюция требует как создания вариаций, так и распространения одних вариантов, которые заменяют другие.
  • Генетическая изменчивость возникает в результате двух процессов: мутации и рекомбинации. Мутация происходит, когда ДНК копируется несовершенно во время репликации, что приводит к различию между геном родителя и геном его потомства. Некоторые мутации затрагивают только один бит ДНК; другие производят перестройки больших блоков ДНК.
  • Рекомбинация происходит, когда гены двух родителей перетасовываются, чтобы произвести потомство, что обычно происходит при половом размножении. Обычно два родителя принадлежат к одному виду, но иногда (особенно у бактерий) гены перемещаются между более отдаленными родственными организмами.
  • Судьба любого конкретного генетического варианта зависит от двух процессов: дрейфа и отбора. Дрейф относится к случайным колебаниям частоты генов, и его эффекты обычно проявляются на уровне ДНК.Десять бросков монеты не всегда дают ровно пять орлов и пять решек; Дрейф относится к той же статистической проблеме, которая применяется к передаче генетических вариантов от поколения к поколению.
  • Принцип естественного отбора был открыт Чарльзом Дарвином (1809–1882), и это процесс адаптации организмов к окружающей среде. Отбор происходит, когда некоторые отдельные организмы имеют гены, которые кодируют физические или поведенческие особенности, которые позволяют им лучше добывать ресурсы, избегать хищников и т. Д. По сравнению с другими особями, не несущими те же гены.Люди, обладающие этими полезными свойствами, будут иметь тенденцию оставлять больше потомства, чем другие люди, поэтому ответственные гены со временем станут более распространенными, что приведет к лучшей адаптации популяции в целом.
  • . Процесс, который многих сбивает с толку в эволюции, — это видообразование, которое вовсе не является отдельным механизмом, а, скорее, следствием предыдущих механизмов, разыгрываемых во времени и пространстве. Видообразование происходит, когда популяция со временем изменяется настолько, что становится удобным называть ранние и поздние формы разными именами.Видообразование также происходит, когда одна популяция разделяется на две отдельные формы, которые больше не могут скрещиваться. Репродуктивная изоляция обычно не происходит в одном поколении; для этого могут потребоваться многие тысячи поколений, когда, например, одна часть населения становится географически отделенной от остальных и адаптируется к новой среде. Со временем две популяции, живущие отдельно, неизбежно будут расходиться в результате мутаций, дрейфа и отбора до тех пор, пока в конечном итоге их гены не станут несовместимы для успешного воспроизводства.

Свидетельства эволюции и ее значение в нашей жизни:

Невозможно рассмотреть все свидетельства эволюции в такой короткой статье, как эта. Однако нижеследующее предлагает образец доказательств, которые были обнаружены и неоднократно подтверждены учеными. Эти примеры также иллюстрируют важность этих данных для науки и общества в целом.

  • Свидетельства по окаменелостям . Основываясь на бесчисленных сходствах и различиях между живыми видами, эволюционная биология делает прогнозы об особенностях предковых форм.Например, многочисленные признаки указывают на то, что птицы произошли от предков-рептилий. Напротив, эти данные отвергают возможность того, что птицы произошли от других групп, таких как летающие насекомые. Ученые обнаружили ископаемых птиц с перьями и ногами, как у современных птиц, но у которых также есть зубы, когтистые пальцы на передних конечностях и копчик, как у их предков-рептилий. Окаменелости являются особенно важным свидетельством эволюции, потому что каждый из нас, приложив небольшие усилия, может использовать наши глаза и разум, чтобы наблюдать и интерпретировать динозавров и другие древние окаменелости в общественных музеях.
  • Данные генетики. Геномы всех организмов содержат неопровержимые доказательства эволюции. Все живые виды обладают одним и тем же основным механизмом наследственности с использованием ДНК (или РНК в некоторых вирусах) для кодирования генов, которые передаются от родителей к потомству и которые транскрибируются и транслируются в белки в течение жизни каждого организма. Используя последовательности ДНК, биологи количественно определяют генетические сходства и различия между видами, чтобы определить, какие виды более тесно связаны друг с другом, а какие — более отдаленно.При этом биологи используют в основном те же доказательства и логику, которые используются для определения отцовства в судебных процессах. Образец генетического родства между всеми видами указывает на ветвящееся дерево, которое подразумевает отклонение от общего предка. Внутри этого древа жизни также бывают случайные сети, в которых две ветви сливаются, а не разделяются. (Например, митохондрии — это органеллы, обнаруженные в клетках растений и животных. Митохондрии имеют свои собственные гены, которые больше похожи на гены бактерий, чем на гены хромосом в ядре клетки.Таким образом, один из наших далеких предков возник в результате симбиоза двух разных типов клеток.) ​​Генетическое сходство между видами, которое существует благодаря эволюции от одной и той же предковой формы, является важным фактом, лежащим в основе биомедицинских исследований. Это сходство позволяет нам начать понимать влияние наших собственных генов, проводя исследования генов других видов. Например, было обнаружено, что гены, контролирующие процесс восстановления ДНК у бактерий, мух и мышей, влияют на некоторые виды рака у людей.Эти результаты также предлагают стратегии вмешательства, которые можно изучить на других видах, прежде чем проводить испытания на людях.
  • Эволюция в действии. Эволюционные изменения продолжаются по сей день, и они будут продолжаться, пока существует сама жизнь. В последние годы у многих бактериальных патогенов выработалась устойчивость к антибиотикам, используемым для лечения инфекций, что потребовало разработки новых и более дорогостоящих методов лечения. В некоторых пугающих случаях у бактерий выработалась устойчивость ко всем доступным антибиотикам, поэтому эффективного лечения больше нет.В случае ВИЧ, который вызывает СПИД, значительная вирусная эволюция происходит в ходе инфицирования одного пациента, и эта быстрая эволюция позволяет вирусу уклоняться от иммунной системы. Многие сельскохозяйственные вредители выработали устойчивость к химическим веществам, которые фермеры использовали всего несколько десятилетий. Пока мы работаем над борьбой с болезнями и вредителями, ответственные организмы эволюционировали, чтобы ускользнуть от нашего контроля. Более того, ученые могут проводить эксперименты для изучения эволюции в реальном времени, точно так же, как эксперименты используются для наблюдения динамических процессов в физике, химии и других областях биологии.Чтобы изучить эволюцию в действии, ученые используют такие организмы, как бактерии и плодовые мухи, которые быстро размножаются, поэтому они могут видеть изменения, которые требуют многих поколений.

Выводы

Эволюционная биология — сильная и динамичная область науки. Теоретическая основа, охватывающая несколько основных механизмов, согласуется с закономерностями, наблюдаемыми в природе; и существует множество свидетельств, демонстрирующих действие этих механизмов, а также их вклад в природу.Следовательно, эволюция — это и теория, и набор установленных фактов, которые теория объясняет.

Как и в любой другой науке, существуют научные дебаты о некоторых аспектах эволюции, но ни один из этих дебатов не может поколебать основы этой области. Не существует другого научного объяснения, которое могло бы объяснить все закономерности в природе, только ненаучные объяснения, требующие чудодейственной силы, такой как творец. Такие сверхъестественные объяснения лежат за пределами науки, которая не может ни доказать, ни опровергнуть чудеса.Наука дает нам убедительный отчет и объяснение меняющейся жизни на Земле. Это также должно напоминать нам о том, что нам выпала удача, и о нашей огромной ответственности за обеспечение непрерывности жизни.

Author: alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *