Тема 7.Образование новых видов. Макроэволюция. Современная система органического мира

Задачи:

1. Сформировать представление о гео­графическом и экологическом способах видообра­зования.

2. Научить определять способы видооб­разования и сравнивать их друг с другом.

3. Продолжить формирование убеж­денности в необходимости сохранения видового многообразия растений и животных.

Основное учебное содержание и методические материалы:

При характеристике эволюционного процесса необ­ходимо четко определить, что понимают современные биологи под макроэволюцией и микроэволюцией, так как эти термины постоянно встречаются в специальной литературе. В большинстве случаев под макроэволюцией понимают процесс образования новых семейств, отря­дов, классов, типов и других надвидовых систематиче­ских единиц (таксономических групп живых существ). Под микроэволюцией понимают сложнейший эволюци­онный процесс возникновения нового вида. При этом новый вид превращается в обособленную совокупность организмов. Микроэволюцию нередко называют также видообразованием.

Механизмы микроэволюции и макроэволюции прин­ципиально сходны.

Эволюционный процесс

Макроэволюция

Микроэволюция (видообразование)

Возникают новые роды, семейства, отряды, классы, типы и т.д.

Появляются новые популяции, подвиды, виды.

Идеи Ч. Дарвина заложили основу для современного понимания процессов видообразования. Вспоминая исто­рию своих исследований, он подчеркивал, что долгое время после открытия принципа естественного отбора он не мог решить вопрос о возникновении разнообра­зия видов. Термин «видообразование» означает расщеп­ление одного вида на несколько, т. е. увеличение числа видов. Виды стремятся к максимально возможному заполнению мест обитания и освоению различных спосо­бов существования. При этом происходит дивергенция (расхождение признаков) у групп особей, осваивающих различную среду обитания.

Однако бывают ситуации, когда представители эволюционно и систематически удаленных друг от друга.

Освоение неоднородных новых территорий представителями одной систематической группы (например, одного класса – млекопитающие)

ДИВЕРГЕНЦИЯ (расхождение признаков у родственных форм)

Возникновение гомологичных органов (например, крыло летучей мыши и конечность лошади)

Имеют различия во внешнем строении (существенные)

Принципиально сходны по внутреннему строению

Выполняют разные функции

Имеют общее происхождение

групп осваивают одну и ту же среду обитания. В этом случае наблюдается противоположный процесс — кон­вергенция (сближение признаков).

Освоение сходных условий обитания представителями разных систематических групп

КОНВЕРГЕНЦИЯ (появление общих признаков у неродственных форм)

Выполняют одинаковые функции

Имеют принципиально различное внутреннее строение

Имеют разное происхождение

Возникновение аналогичных органов (например, крыло бабочки и крыло птицы

Сходные по внешнему строению

В процессе видообразования ведущая роль принад­лежит дивергенции.

Видообразование бывает двух типов: географическое и экологическое. Различие между ними состоит в том, какой именно способ изоляции послужил исходным для первоначального расхождения популяций. Сущность процесса видообразования в обоих случаях одинакова.

В результате географической изоляции (возникнове­ния почти непреодолимой водной преграды) сложилась уникальная фауна Австралии и Новой Зеландии. Так­же в результате географического видообразования воз­никло удивительное многообразие видов галапагосских вьюрков, подвидов и популяций большой синицы.

ВОДООБРАЗОВАНИЕ

Географическое

Экологическое

Обострение борьбы за существование между особями вида

Обострение борьбы за существование между особями вида

Расселение на новые территории (расширение ареала)

Расселение на новые территории (расширение ареала)

Географическая изоляция между популяциями

Экологическая изоляция между популяциями

Естественный отбор, протекающий в каждой из изолированных популяций в своем направлении

Накопление различий между популяциями

Возникновение и обособление подвидов

Продолжение отбора в разных условиях среды, накопление различий между подвидами

Накопление различий между популяциями

Появление биологической изоляции

Возникновение и становление новых видов

Итогом экологического видообразования является, например, формирование разных популяций речного окуня, обитающих в одном водоеме, но на разных глу­бинах.

Как уже отмечалось выше, видообразование лежит в основе макроэволюционного процесса. Отображением же эволюции в целом является современная классифи­кация живых организмов.

Система органического мира, предложенная К. Лин­неем, впоследствии была существенно изменена. В самом общем виде современную классификацию органического мира можно представить следующим образом.

ОРГАНИЧЕСКИЙ ВИД

Империя доклеточные

Царство Вирусы

Империя клеточные

Надцарство Безъядерные (прокариоты)

Надцарство Ядерные (эукариоты)

Царство Грибы

Царство животные

Царство растения

Царство Дробянки

Подцарство Сине-зеленые

Царство дробянки

Лишайники (особая, симбиотическая группа организмов)

Необходимо подчеркнуть, что сине-зеленые организ­мы и одноклеточные водоросли относятся к разных цар­ствам и даже разным надцарствам. Поэтому словосочета­ние «сине-зеленые водоросли», часто встречаемое в учеб­никах и пособиях по биологии, звучит некорректно.

Важно также понимать, что лишайники — это осо­бая, «сборная» группа организмов. В состав лишайни­ка обязательно входит представитель царства грибов. Вторым компонентом лишайника является либо, одно­клеточная водоросль, либо представитель группы сине – зеленых. Между организмами, входящими в состав тела лишайника, складываются особые взаимоотношения, часто выражающиеся в форме взаимопомощи. Ги­фы гриба, оплетающие клетки водоросли, доставляют к ним минеральные соли, растворенные в воде. Одно­клеточная водоросль (или представитель сине-зеленых) осуществляет процесс фотосинтеза и созданными та­ким образом органическими веществами «делится» с грибом. Наши знания о строении и жизнедеятельно­сти лишайников не позволяют отнести их к какой-то одной систематической группе (растениям, грибам или дробянкам).

Каждое из перечисленных царств, включает в себя последовательно несколько более мелких систематиче­ских единиц. Рассмотрим эту ситуацию на примере цар­ства животных и царства растений.

	ЦАРСТВО ЖИВОТНЫЕ

ЦАРСТВО РАСТЕНИЯ

Т ип (Хордовые) Отдел (Цветковые)

Класс (Млекопитающие) Класс (Однодольные)

О тряд (Хищные) Порядок (Мятликоцветные)

Семейство (Кошачьи) Семейство (Злаковые)

Род (Кошка) Род (Пырей)

Вид (Кошка домашняя) Вид (Пырей ползучий)

При классификации организмов современные ученые-систематики обращают внимание на целый комплекс признаков, характеризующих данное растение или жи­вотное. Рассмотрим некоторые признаки, на основании которых цветковые растения разделяются на два клас­са — Однодольные и Двудольные.