'

Теория эволюции

Понравилась презентация – покажи это...





Слайд 0

Теория эволюции Иванчихин В.Г., учитель биологии МОУ «Лицей № 36» (г. Осинники) Кемеровской области


Слайд 1

Теория эволюции


Слайд 2

Идея эволюции – это идея развития Вселенной от простых форм к сложным


Слайд 3

Ничто в биологии не имеет смысла иначе, как в свете эволюции. Феодосий Добжанский Nothing in biology makes sense except in the light of evolution


Слайд 4

Теории происхождения видов Креационизм (лат. creatio – творение) Трансформизм (лат. transformare – преобразовывать) Карл Линней Жорж Кьвье – теория катастроф (многократное творение) По-разному объясняют движущие силы эволюции


Слайд 5

Эволюционная теория должна объяснять Почему виды изменяются Их адаптацию к среде обитания


Слайд 6

Менделевская генетика Дарвинизм 30-40е годы 20 века – Синтетическая Теория Эволюции СТЭ Популяционная генетика Начало 20 в. Современный дарвинизм 19 век, вторая половина 30-40-е годы 20 в.


Слайд 7

Николай Иванович Вавилов 1887-1943 У истоков СТЭ Сергей Сергеевич Четвериков 1880-1959 Феодосий Григорьевич Добжанский 1900-1975 1926 – «О некоторых моментах эволюционного процесса с точки зрения современной генетики» С.С. Четвериков


Слайд 8

Рональд Фишер 1890-1962 Джон Холдэйн У истоков СТЭ Эрнст Майр Сэмюэль Райт


Слайд 9

Карл Линней – «шведский Ломоносов» 18 век Создатель систематики и креационист 1735 – «Система природы» Иерархический принцип: виды разбиты на таксоны разного ранга Поместил в эту систему человека – отряд Приматы Ввел бинарную номенклатуру – Род вид Carolus Linnaeus 1707 – 1778


Слайд 10

Иерархический принцип систематики, заложенный Линнеем, отражает степень эволюционного родства видов Вид Canis lupus Семейство Псовые Отряд Хищные Класс Млекопитающие Тип Хордовые Царство Животные Надцарство Эукариота Волк Род Canis


Слайд 11

Жан Батист Ламарк, 1744-1829 1809 – «Философия зоологии» Первый эволюционист В организмах заложено стремление к совершенству Признаки меняются путем «упражнения-неупражнения» Приобретенные признаки наследуются


Слайд 12

Невозможность наследования приобретенных признаков Август Вейсман (1834 -1914) Сома – зародышевый путь Смертна Потомки Изменения признаков по Ламарку происходят здесь


Слайд 13

Приобретенные признаки не наследуются Купирование ушей и хвостов не приводит к рождению таких же щенков


Слайд 14

Чарлз Дарвин 1809-1882 Происхождение видов путем естественного отбора 1859


Слайд 15

Downe House


Слайд 16

Alfred Wallace 1823-1913 Опубликовал статью, содержащую идею естественного отбора в том же, 1859 г. Альфред Уоллес


Слайд 17

Источники идей Дарвина Книга Мальтуса «О народонаселении» Результаты селекции домашних животных Путешествие на «Бигле»


Слайд 18

В 22 года Дарвин уходит в пятилетнее плавание на «Бигле» натуралистом без жалованья 1831-1836


Слайд 19

Мальтус «О народонаселении» Thomas Malthus 1766 - 1832 Английский экономист. В 1798г. высказал идею об экспоненциальном росте численности населения, тогда как ресурсы растут лишь в арифметической прогрессии. Дарвин применил идею Мальтуса ко всем живым организмам в природе. t численность ресурсы Точка кризиса (эпидемий, войн)


Слайд 20

Искусственный отбор


Слайд 21

Наблюдения Дарвина Количество производимого потомства способно обеспечить экспоненциальный рост численности. Численность популяций в природе относительно постоянна.


Слайд 22

Ресурсы ограничены Выживет только малая часть потомков Потомки с самого начала своего существования неодинаковы – существует наследственная изменчивость Эта изменчивость случайная (неопределенная – термин Дарвина) Наблюдения Дарвина


Слайд 23

Из потомков выживут лишь немногие – борьба за существование. Выводы Дарвина «Конечно, задолго до того, как вы станете взрослыми, большинство из вас будет съедено».


Слайд 24

Те, кто имеет полезные наследственные уклонения имеют больше шансов выжить, т.е. победить в этой борьбе – естественный отбор Выводы Дарвина


Слайд 25

Накопление малых наследственных уклонений в череде поколений приводит к изменению облика популяции – эволюция. Изменение не случайно, а идет в сторону большей приспособленности к среде обитания Так, путем постепенных изменений возникают новые виды Выводы Дарвина


Слайд 26

Потенциал к безграничному размножению Ограниченные ресурсы Борьба за существование Изменчивость Естественный отбор: наиболее приспособленные выживают и оставляют потомство Часть изменчивости – наследственная Эволюция: изменение облика популяции Факты Выводы


Слайд 27

Рисунок Дарвина из «Происхождения видов» Наследственность Изменчивость Отбор Принцип дивергенции от общего предка Дарвиновская триада


Слайд 28

Синтетическая теория эволюции Элементарный эволюционный материал – мутации Элементарная эволюционирующая единица – популяция Элементарное эволюционное явление – изменение генофонда популяции. Движущий фактор эволюции – естественный отбор Основа видообразования – дивергенция У эволюции нет конечной цели (ненаправленный характер)


Слайд 29

Доказательства эволюции Биогеография Палеонтология Сравнительная анатомия Эмбриология Молекулярная и клеточная биология


Слайд 30

Solomon et al., 1996 Виды, обитающие на одном континенте, имеют больше сходства, чем виды из географически удаленных областей. Биогеография = Карта распространения видов


Слайд 31

Ископаемые.


Слайд 32

Information obtained through fossil record Реконструкция по ископаемым


Слайд 33

Strickberger, 1996 Archaeopteryx fossil Переходные формы


Слайд 34

Последовательность появления видов в палеонтологической летописи


Слайд 35

Сравнительная анатомия


Слайд 36

Сравнительная анатомия рудиментарные органы


Слайд 37

Strickberger, 1996 рудиментарные органы человека


Слайд 38

Атавизмы органы и признаки, существовавшие у отдалённых предков, но затем утраченные в процессе эволюции. Их появление у отдельных представителей говорит о том, что старые программы развития сохраняются в геноме в заблокированном виде но могут «проснуться» в результате мутаций.


Слайд 39

Эмбриологические доказательства эволюции Биогенетический закон Мёллера-Геккеля


Слайд 40

Доказательства эволюции: молекулярная и клеточная биология Общность фундаментальных биологических процессов: Клеточного строения Деления клеток Строения и функционирования генов Генетического кода Гомология генов и белков


Слайд 41

Концепция вида Морфологический Генетический (кариотипы, геномы) Эколого-географический (ареал, экологическая ниша, поведение) Репродуктивная изоляция Проблема реальности вида Критерии вида


Слайд 42

Популяционная структура вида Популяции изолированы – полностью или частично Эволюционирует не особь, и не вид в целом, а популяция Предковая популяция в центре ареала Изолят на границе ареала


Слайд 43

Разные виды имеют разную популяционную структуру Одна популяция Несколько, сообщающихся между собой Несколько изолятов


Слайд 44

Биологический вид совокупность популяций, обладающих общими морфологическими и молекулярными признаками, способных скрещиваться между собой в природных условиях и репродуктивно изолированных от других видов.


Слайд 45

Если популяция – элементарная эволюционирующая единица, то вид – качественная ступень эволюции На уровне вида достигается генетический гомеостаз – согласованная работа всех генов > устойчивый онтогенез.


Слайд 46

Типы видообразования (Эрнст Майр) Филетическое Гибридное Дивергенция Предковый вид Новый вид Предковый вид Два новых вида Два предковых вида Новый гибридный вид


Слайд 47

Изоляция – необходимое условие видообразования Первичная Вторичная Внешние причины разделяют вид на две популяции Невозможность скрещивания Возникает, когда различия уже дошли до уровня видовых I II Встретившись снова на одной территории, виды не скрещиваются ДО образования нового вида ПОСЛЕ видообразования


Слайд 48

По механизму первичной изоляции – два типа видообразования Симпатрическое – на одной территории Изоляция экологическая или генетическая Другая родина Одна родина Аллопатрическое – разделение ареала


Слайд 49

Аллопатрическое видообразование Большой Каньон разделил две популяции белок ~ 10 000 лет назад Sciurus aberti aberti Sciurus aberti kaibabensis На сегодня различия достигли уровня подвидов. Черное брюшко и лапки


Слайд 50

Цепь подвидов больших чаек – серебристой Larus argentatus и клуши-хохотуньи L. fuscus Образование подвидов С и В Подвид А2 В районе встречи два вида – А2 и В3, В4 не скрещиваются


Слайд 51

Симпатрическое видообразование Изоляция на одной территории, без разделения ареала. Механизмы: 1. Разделение экологических ниш (временное, пространственное) 2. Генетический – полиплоидия (мгновенное видообразование)


Слайд 52

Rhagoletis pomonella Старое растение-хозяин Новый хозяин (с 1860) New York Apple Association UC IPM project Robert H. Mohlenbrock Боярышник Процесс симпатрического видообразования путем пищевой специализации у мухи Rhagoletis pomonella Яблоня Скрещивание мух этого вида происходит на растении-хозяине, поэтому расы не скрещиваются между собой.


Слайд 53

Bush, G.L. 1969. Sympatric host race formation and speciation in frugivorous flies of the genus Rhagoletis (Diptera: Tephritidae). Evolution 23: 237-251. Экологическая изоляция, возникшая как пищевая и по месту обитания, постепенно стала и временной – в связи с разными сроками плодоношения у растений-хозяев.


Слайд 54

Прямое доказательство изоляции – различие аллельных частот у двух рас Боярышник Яблони


Слайд 55

Cichlid fish phylogeny in African Lakes reveals massive expansions in three different lake systems. Nature 435, 29, 5 May 2005. Симпатрическое видообразование – не редкость http://www.cichlidlovers.com/ Эндемичные виды цихлид в озерах Африки.


Слайд 56

Вторичная изоляция Главный критерий сформировавшегося вида Вид – генетически замкнутая система. И равновесная – изоляция выгодна, потому что межвидовое скрещивание разрушает генетический гомеостаз. I II Встретившись снова на одной территории, виды не скрещиваются = репродуктивный барьер Если скрещиваются – то это не виды, а подвиды или популяции одного вида


Слайд 57

Механизмы вторичной изоляции Поведение Анатомическая невозможность скрещивания Гаметическая изоляция Презиготические барьеры Постзиготические барьеры


Слайд 58

Градуализм (Дарвин) Постепенное накопление отличий (частот и состава аллелей, хромосомных перестроек) Новый вид: постепенно или быстро? Градуализм Прерывистое равновесие Примеры градуализма – видообразование у белок и чаек, описанное выше.


Слайд 59

Палеонтологическая летопись говорит о том, что виды могут долгое время существовать неизменными, а потом быстро исчезать или превращаться в другие. «Быстро» в геологическом масштабе времени означает сотни-тысячи поколений – тем не менее, этот период намного короче, чем средний срок существования вида.


Слайд 60

Вид может долго оставаться неизменным, если стабильны условия среды существования. Если же среда резко меняется – начинает действовать интенсивный движущий или дизруптивный отбор. Прежде максимально приспособленная видовая норма оказывается в проигрыше – а отбираются крайние фенотипы. Гены, отвечающие за эти фенотипы, не сбалансированы с остальными – они вызывают резкие отклонения в нормальном онтогенезе и его дестабилизацию. Вид входит в генетически неравновесное состояние, которое очень опасно – в большей части случаев заканчивается вымиранием.


Слайд 61

Если же разбалансированность генов удается преодолеть, через ряд поколений наступает состояние нового равновесия – и образуется новый биологический вид. Эту теорию видообразования предложил в 1970-х гг. американский эволюционист Стефан Гоулд – Теория прерывистого равновесия Stephen Jay Gould & Niles Eldredge. 1993. Punctuated equilibrium comes of age. Nature: 366: 223-227.


Слайд 62

Макроэволюция Закономерности выявляемые на уровне выше видового, в масштабах, измеряемых миллионами лет


Слайд 63

Макроэволюция = микроэволюция + время Микро – уровень вида и ниже Макро-


Слайд 64

Закономерности макроэволюции Биологический прогресс вида – это повышение его приспособленности к среде и > увеличение численности и ареала. Для крупных таксонов (классов, типов) – это увеличение числа видов и их общей численности. Биологический регресс – уменьшение численности и ареала, вплоть до вымирания.


Слайд 65

Направления эволюции (биологического прогресса) 1 3 2 Ароморфоз Идиоадаптации Общая дегенерация 2 Адаптивные зоны


Слайд 66

Ароморфозы Крупные изменения организации, позволяющие виду занять новую адаптивную зону (границы условий, в которых данная группа организмов может существовать). К ароморфозам относят все новшества, давшие начало крупным таксонам – царствам, типам и классам. Ароморфозы возникают вначале как идиоадаптации – и станет ли это ароморфозом, зависит от наличия адаптивных зон.


Слайд 67

Адаптивная радиация - быстрая дивергенция предкового вида на много новых Возникает, когда вид попадает на новую территорию, где много экологических ниш, которые он может занять. Часто наблюдается на островах. Дарвиновские вьюрки на Галапагосах


Слайд 68

Дарвиновские вьюрки Галапагосские острова


Слайд 69

Закономерности эволюции Дивергенция Гомологи: Одно происхождение Разные функции Конвергенция Аналоги: Разное происхождение Одна функция Параллелизм Одна функция развивается независимо из гомологичных (общих по происхождению) структур у родственных видов Родственные виды Неродственные виды Родственные виды Гомологи + аналоги


Слайд 70

Закономерности эволюции Передние конечности позвоночных Глаз моллюска и млекопитающего Крыло бабочки и птицы Летучая мышь Птица Человек Кит Крот


Слайд 71

Параллелизм Форма тела тюленя, котика, моржа Конвергенция на основе гомологичных органов и генов Параллелизм форм сумчатых и плацентарных млекопитающих


Слайд 72

Необратимость эволюции вымерший вид никогда не возникнет заново. У эволюции нет конечной цели – нельзя предсказать, какие виды появятся в будущем.


Слайд 73


Слайд 74

R. A. Fisher J. B. S. Haldane Sewall Wright GENES EVOLVE! The Modern Synthesis of Biology


×

HTML:





Ссылка: