83. Голосеменные (Pinophita или Gymnospermae) происхождение и особенности репродукции

Голосеменные – древняя группа растений, появились 350 млн лет назад. Относятся к концу Палеозоя. Возникновение семенных имело большое значение, т.к. половой процесс стал независим от жидкой среды. Растения смогли обитать в более сухом климате. К концу мезозоя многие группы голосеменных вымерли. Сейчас насчитывается около 720 видов. Они широко распространены, особенно в северном полушарии. Играют очень важную роль в современной флоре Земли. Это древесные или кустарниковые, преимущественно вечнозеленые разноспоровые растения. Распространяются не спорами, а семенами. Семя образуется из семязачатка (семяпочки) - видоизмененного мегаспорангия, покрытого снаружи интегументом (покровом). Внутри мегаспорангия (семязачатка) образуется мегаспора, которая, не покидая его, прорастает в женский гаметофит. На нем возникает два или несколько архегониев с одной яйцеклеткой в каждом. Микроспоры образуются в микроспорангиях. Здесь же начи­нается их прорастание в крайне редуцированный мужской гамето­фит, состоящий всего из нескольких клеток. Микроспоры, содер­жащие в своей оболочке мужские гаметофиты, называются пыль­цой. Для осуществления полового процесса у голосеменных необ­ходимо опыление, т. е. перенос пыльцы на семязачаток. Здесь, в пылинках завершается развитие мужского гаметофита и возникают мужские гаметы. При этом пылинка образует особую пыльцевую трубку, по которой мужские гаметы передвигаются к архегониям. У большинства голосеменных мужские половые элементы не обла­дают подвижностью и называются спермиями; только у наиболее древних голосеменных - сперматозоиды. Из оплодотворенной яйцеклетки одного из архегониев формируется зародыш, имеющий в зачатке все органы будущего взрослого растения, а весь семязачаток превращается в семя. Семена распола­гаются открыто («голо») на мегаспорофиллах. Отсюда и произошло название отдела - голосеменные.

84. методы изучения эволюции

1.Палеонтологические: выявление ископаемых форм, сочетающие признаки более древних групп, восстановление филогенетических рядов, последовательности ископаемых форм. Являются ведущими при изучении макроэволюции. Напр., ихтиостега – переходная форма от рыб к наземным позвоночным; от рептилий к птицам – археоптерикс. Сменяющие друг друга ископаемые формы приобретали все большее сходство с современными. Последовательность ископаемых форм дает возможность определить скорость протекания эволюции. 2.Методы биогеографии позволяют проанализировать ход эволюционного процесса на основании изучения особенностей развития континентов с анализом их населения. Т.к. сравнительно недавно существовал мост между отделенными ныне континентами, существуют сходства во флоре и фауне этих территорий. Биогеографический анализ позволяет выявить центры происхождения. О флоре и фауне прошлого свидетельствуют реликты – отдельные виды и группы с признаками, характерные для давно вымерших групп. Напр., гаттерия – в ней отражены черты рептилий, живших в мезозое. Латимерия (кистеперая рыба) сохранилась с девона. Изучение реликтов позволяет предположить облик исчезнувших групп, их образ жизни и др. Т.о. биогеографические методы дают возможность изучения как макро и микроэволюционных процессов. 3.Морфологические (сравнительно-анатомические, гистологические и др.) методы изучения эволюции основаны на принципе: глубокое внутреннее сходство организмов может показать родство сравниваемых форм. Органы с общим планом строения, развивающиеся из сходных зачатков, выполняющие как сходные так и различные функции, называются гомологичными. Конечности млеков состоят из сходных элементов, сохраняют единый план строения. Гомология органов позволяет сделать вывод о родстве исследуемых организмов. Гомология отлична от аналогии. Аналогичные органы лишь сходны внешне, что вызвано выполнением сходных функций, а не общим происхождением. Есть органы недоразвитые и утратившие былое значения – рудиментарные органы. У киви от крыльев остались зачатки, свидетельствующие, что у предков киви были настоящие крылья. У человека – ушные мышцы, мелкая мускулатура, поднимающая волосяные фолликулы. Органы, показывающие возврат к предкам, наз. атавизмами (у человека хвост, мощный волосяной покров, многососковость). Рудименты встречаются у всех членов популяции, выполняют определенную функцию, а атавизмы у немногих и не несут специфических функций, важных для вида. 4.эмбриологические методы: Выявление зародышевого сходства, свидетельствующего о единстве происхождения. К.Бэр сформулировал закон зародышевого сходства: чем более ранние стадии онтогенеза исследуются, тем больше сходства обнаруживается между различными организмами. Напр., на ранних стадиях развития эмбрионы позвоночных не отличаются друг от друга. Лишь на средних стадиях у зародышей появляются особенности, характерные для рыб и амфибий; на более поздних стадиях – рептилий, птиц и млеков. Принцип рекапитуляции. Дарвин и Геккель заключили, что в процессе онтогенеза повторяются (рекапитулируют) многие черты строения предковых форм: на ранних стадиях развития повторяются признаки более отдаленных предков, а на поздних – близких предков. Все многоклеточные проходят в развитии одноклеточность. Они проходят также стадию однослойного шара – ей соответствует строение некоторых простейших (вольвокс). Следующая стадия – двухслойный мешок – этому соответствует строение кишечнополостных (гидра). 5.Экологические: Экология, изучая условия существования и взаимоотношения между организмами, играет важную роль в познании процессов эволюции. Весь эволюционный процесс является адаптациогенезом – процессом возникновения и развития адаптаций; Напр., при заселении островов виды с высокой скоростью размножения (r-стратегия) имеют больше преимуществ. На поздних стадиях заселения преимущество получают виды с меньшим потенциалом размножения, но обладающие высокой конкурентной способностью (К-стратегия). Данные экологии позволяют уточнить и углубить доказательства эволюции из других областей биологии посредством выяснения роли конкретных адаптаций.

85. макро- и микроэволюция

Микроэволюция — процесс преобразования популяции или популяций под действием факторов эволюции. Термин Филипченко (1927). Микроэволюция — это изменение на внутривидовом уровне. Такие изменения происходят из-за следующих процессов: мутации, естественный отбор, искусственный отбор, перенос генов и дрейф генов. Эти изменения приводят к дивергенции популяций внутри вида, и, в конечном итоге, к видообразованию. Популяционная генетика это ветвь биологии, которая обеспечивает математический аппарат для изучения микроэволюционных процессов. Экологическая генетика наблюдает микроэволюцию в реальности. Как правило, наблюдаемые процессы в эволюции являются примерами микроэволюции, например, образование штаммов бактерий, обладающих устойчивостью к антибиотикам. Микроэволюции часто противопоставляют макроэволюции, которая представляет собой значительные изменения в частотах генов на популяционном уровне в значительном геологическом промежутке времени. Каждый подход вносит свой вклад в эволюционные процессы. Второе понятие микроэволюции — процесс видообразования. Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т. д. В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции. Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер. Понятие макроволюции интерпретировалось многократно, но окончательного и однозначного понимания не достигнуто. Согласно одной из версий, макроэволюция — изменения системного характера, соответственно, огромных промежутков времени они не требуют. Процессы макроэволюции требуют огромных промежутков времени и непосредственно изучать ее в большинстве случаев не представляется возможным. Одним из методов изучения макроэволюции является компьютерное моделирование. Доказательства макроэволюции: 1. Сравнительно-анатомические доказательства: все животные имеют единый план строения, что указывает на единство происхождения. В частности, об общих предках рыб, земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих говорит строение гомологичных органов (например, пятипалой конечности, в основе которой лежит скелет плавников кистепёрых рыб). О единых предках свидетельствуют атавизмы — органы предков, развивающиеся иногда у современных существ (многососковость человека) и рудименты — органы, утратившие своё значение и находящиеся на стадии исчезновения (аппендикс). 2. Эмбриологические доказательства: У всех позвоночных животных наблюдается значительное сходство зародышей на ранних стадиях развития: форма тела, зачатки жабр, хвост, один круг кровообращения и т. д. 3. Палеонтологические доказательства: К таким доказательствам относятся нахождение остатков вымерших переходных форм, позволяющих проследить путь от одной группы живых существ к другой. Например, обнаружение трёхпалого и пятипалого предполагаемых предков современной лошади, имеющей один палец, доказывает, что у предков лошади было пять пальцев на каждой конечности.