1. Синтетична теорія еволюції (сте) як сукупність сучасних поглядів на розвиток органічної природи. Методи вивчення еволюції

Синтети́чна тео́рія еволю́ції — комплекс уявлень про еволюційний процес, що виник унаслідок поєднання положень класичного дарвінізму з ученням про мутації та уявленнями про популяцію як елементарну одиницю еволюції.

Термін «синтетична теорія» походить від назви книги відомого англійського еволюціоніста Джуліана Гакслі — «Еволюція: сучасний синтез» (1942).

Теорія склалася у 1920-их-1950-их роках завдяки працям різних учених, зокрема О. М. Сєверцова та І. І. Шмальгаузен.

Основні положення синтетичної теорії еволюції:

• головним джерелом спадкової мінливості є мутації

• елементарною одиницею еволюції є популяції, в яких діють усі елементарні фактори еволюції

• еволюційний процес відбувається у формах макроеволюції, видоутворення і мікроеволюції

• рушійною силою еволюції є природний добір, який є наслідком боротьби за існування в різних її формах

• будь-яка систематична група організмів може або процвітати (перебувати у стані біологічного прогресу), або вимирати (стан біологічного регресу). В наш час у стані біологічного прогресу перебувають ссавці, комахи, регресу — голонасінні, плазуни тощо

Методи вивчення:

7. Вид – як якісний етап еволюційного процесу. Критерії виду. Загальні ознаки виду.

Вид — сукупність особин, схожих за основними морфологічними і функціональними ознаками, каріотипом, поведінковими реакціями, що мають загальне походження, заселяють певну те­риторію (ареал), що схрещується в природних умовах виключно між собою і що при цьому породжує плодовите потомство. Традиційне визначення виду: вид — сукупність особин з такими властивостями:

• Здатних до схрещування з утворенням плідного потомства

• Таких, що населяють чітко визначений ареал

• Таких, яким притаманний ряд спільних морфологічних та фізіологічних ознак та типів взаємовідношень з біотичним та абіотичним середовищем

• Відділена від інших аналогічних груп практично повною відсутністю гібридних форм.

Критерії виду 

• морфологічний — сукупність подібностей особин виду за будовою. До нього відносять усі матеріальні структури: від хромосом до особливостей будови органів та їхніх систем.

• фізіологічний — подібність або відмінність у процесах життєдіяльності особин одного чи різних видів.

• біохімічний — особливості хімічного складу та перебігу певних біохімічних реакцій, характерні для особин певного виду.

• географічний — полягає в тому, що популяції кожного виду заселяють певну частину біосфери (ареал), яка відрізняється від ареалів близьких видів, і площа та контури ареалів є видовою ознакою.

• екологічний — охоплює всі критерії, оскільки популяції кожного виду мають свою екологічну нішу в біогеоценозі.

• генетичний — Полягає у схожості ДНК окремих представників або груп особин.

• Історичні

2. Чергування ядерних фаз і поколінь у водоростей.

Для кожного виду рослин, якому властиве статеве розмножен¬ня, в ядрах клітин відповідних поколінь є обов’язковий певний диплоїдний чи вдвоє менший гаплоїдний набір хромосом. Перехід від гаплоїдного до диплоїдного стану здійснюється шляхом за¬пліднення, і, навпаки, перехід від диплоїдного до гаплоїдного за¬безпечується редукційним поділом ядра (мейозом). Мейоз відбу¬вається у різних груп рослин і в різний період життя, тобто редук¬ція може бути зиготичною, споритичною або гаметичною. Цим відрізняються більшість тварин і людина, у яких редукція хромо¬сом відбувається обов’язково тільки перед утворенням гамет (гаметична редукція). Для рослин відомо кілька варіантів зміни ядерних фаз, а та¬кож тривалість їх. Рослину з гаплоїдною кількістю хромосом на¬зивають гаплобіонтом, оскільки всі клітини такої рослини у веге¬тативному стані мають гаплоїдний набір хромосом, а рослину з диплоїдним набором – диплобіонтом. У багатьох водоростей в життєвому циклі домінуючою є гаплоїдна фаза. Такими, напри¬клад, є більшість зелених водоростей. Диплоїдною в них є лише зигота. Перший поділ її під час проростання, після періоду спо¬кою, – редукційний. Отже, нова рослина, що розвивається після цього, буде гаплоїдною. Детальніше подібний цикл розвитку мож¬на простежити на прикладі одноклітинної зеленої водорості хла¬мідомонади (Chlamydomonas). Це одноклітинна дводжгутикова водорість кулястої, овальної або яйцеподібної, іноді несиметрич¬ної форми, з м’якою пектиновогеміцелюлозною оболонкою. Хро¬матофор чашоподібний з піреноїдом. Клітина має дві скоротливі вакуолі, стигму і одне гаплоїдне ядро. Розмножується вона дводжгутиковими зооспорами. При цьому клітина втрачає джгутики, а її вміст ділиться мітозом і дає 2-4 або 8 зооспор. Зооспори звільняються з оболонки материнської клітини через отвір під час її ослизнення, даючи нові дочірні, також гаплоїдні, особини. Статеве розмноження частіше зустрічається у вигляді ізогамії, рідше – гетерогамії і оогамії. Статеве розмноження настає за несприятливих умов. За таких умов у клітинах водорості відбувається мітотичний багатократ¬ний поділ ядра, внаслідок чого виникає багато ізогамет (32-64). Після виходу в воду ізогамети попарно копулюють. Утворена зи¬гота, яка набула диплоїдного стану, вкривається твердою оболон¬кою. У зиготі накопичується достатньо запасних продуктів і червоний пігмент – гематохром. Після деякого періоду спокою (під час зими) зигота проростає, ділячись мейотично, утворюючи чо¬тири гаплоїдні клітини, які є типовими мейоспорами. З утворен¬ням джгутиків вони, розірвавши оболонку, випливають у воду і там розвиваються в гаплоїдні особини. Отже, в процесі відтворен¬ня, після копуляції двох гамет, сформована зигота дає чотири га¬плоїдні особини, що й забезпечує більш ефективне розмноження виду. Звертає на себе увагу і той факт, що як при нестатевому, так і статевому розмноженні дочірні особини гаплоїдні, а диплоїдною стає лише зигота. Зовсім протилежним у ряду рослин є повне домінування в життєвому циклі диплоїдної фази (диплобіонта). Прикладом мо¬жуть бути деякі зелені, діатомові, червоні та бурі водорості. Так, у прісноводної зеленої водорості кладофори грудкуватої (Cladophora glomerata) кожна особина є диплобіонтом. Розгалужені нитки її тіла складаються з диплоїдних клітин. З настанням ста¬тевого розмноження деякі клітини ниток починають функціонува¬ти як гаметангії. У кожному майбутньому гаметангії відбуваєть¬ся мейотичний поділ ядер з утворенням дводжгутикових ізогамет. Копуляція гамет відбувається у воді з наступним утворенням зиготи. Зигота проростає без . періоду спокою в нову диплоїдну особину. Для кладофори характерне також і нестатеве розмножен¬ня з участю частіше 4-джгутикових зооспор, що формуються піс¬ля мітотичного поділу ядер. Після проростання вони дають диплоїдні молоді водорості. Отже, в кладофори спостерігається домі¬нування диплоїдної фази, гаплоїдними є лише гамети (мал. 21). Зміна ядерних фаз у бурої водо¬рості фукуса (Fucus) дещо подібна до таких процесів, які є типовими для ви¬щих тварин. Ця водорість – диплобіонт, досить складної зовнішньої і вну¬трішньої будови. У рослини, яка до¬сягла статевої зрілості, у окремих спе¬ціальних заглибинах утворюються, жі¬ночі статеві органи – оогонії, в інших чоловічі – антеридії, в яких формуванню гамет передує мейотичний по¬діл. Утворені яйцеклітини і спермато¬зоїди гаплоїдні. Після виходу їх із ста¬тевих органів у воду відбувається за¬пліднення яйцеклітин сперматозоїда¬ми. Кожна утворена зигота вкриває¬ться оболонкою і відразу розвиваєть¬ся в нову диплоїдну особину фукуса (мал.22 ). Отже, фукус все своє жит¬тя, як і організми вищих тварин, пере¬буває в диплофазі, гаплофаза обмеже¬на лише часом існування гамет. Не¬має також і спороношення.  Отже, у процесі життя рослин спостерігається явище переходу від гаплоїдного стану до диплоїдного і навпаки, воно зумовлене зміною ядерних фаз. Слід зазначити, що зміна ядерних фаз не залежить від рівня морфологічної організації особин чи особли¬востей їхньої життєдіяльності, вона властива всім нижчим еукаріотам і всім вищим рослинам.

3. Способи вегетативного і нестатевого розмноження водоростей.

Нестатеве розмноження водоростей умовно можна поділити на два типи:

1. споруляція розмноження за допомогою спеціалізованих клітин (спор)

2. вегетативне (частиною талому)

Споруляція

Розмноження за допомогою спеціалізованих клітин — спор — проходить шляхом поділу протопласта клітини (спорангію) на частини з наступним виходом продуктів поділу з оболонки батьківської клітини. Спорангії найчастіше не відрізняються від звичайних вегетативних клітин, але іноді виникають як їх вирости, виконуючи лише функцію утворення спор. Спори бувають кулеподібними, еліпсоїдними, яйцеподібними, тетраедричними, покритими клітинною оболонкою або ж і без неї. Кількість спор може коливатись від однієї (наприклад, у роду Oedogonium) до кількох сотен (у зелених Chlorophyta та бурих Phaeophyta водоростей). Відповідно до здатності до активного руху спори поділяють на рухливі із джгутиками (зооспори), нерухомі з клітинними покривами (гемізооспори), апланоспори та автоспори, та малорухливі амебоїдні, що позбавлені джгутиків (моноспори, диспори та тетраспори). Синьозелені (Cyanophyta) мають два типи спор: ендоспори, що утворились всередині спорангію внаслідок дроблення його вмісту, та екзоспори, що виникають як виріст протопласту на верхівці клітин.

Вегетативне розмноження

Вегетативне розмноження у одноклітинних водоростей відбувається переважно шляхом поділу клітини навпіл. У багатоклітинних та колоніальних представників вегетативне розмноження частіше пов'язане з фрагментацією таломів та колоній відповідно. Причиною розпаду талому можуть бути різні фактори, як от: механічні (дія хвиль, течій, виїдання тваринами), відмирання частини клітин або порушення зв'язку між ними (наприклад, у Cyanophyta). Утворені таким шляхом фрагменти багатоклітинних водоростей цієї групи називаються гормогоніями.