Підручники з Біології / Біологія 9 клас / Соболь В.І. Біологія 9 клас 2021

Тема 6.ЕВОЛЮЦІЯ ОРГАНІЧНОГО СВІТУ

Еволюція – це серія послідовних змін з історично важливим результатом.

Енциклопедія для дітей

§ 43. ЕВОЛЮЦІЯ ОРГАНІЧНОГО СВІТУ

Основні поняття й ключові терміни: БІОЛОГІЧНА ЕВОЛЮЦІЯ. Докази еволюції.

Пригадайте! Що таке розвиток?

Поміркуйте!

Які основні ознаки біологічної еволюції?

Термін еволюція (від грец. еволюціо – розгортання) вперше ввів у науку швейцарський натураліст й філософ Шарль Бонне ще у 1762 р. Цим поняттям у сучасній біології позначають не лише кількісні, а й якісні зміни живого впродовж тривалих інтервалів часу. Біологічній еволюції притаманні такі найзагальніші ознаки.

•Незворотність еволюції. Положення про незворотність еволюції на рівні видів уперше сформульовано Ч. Дарвіном: «Вид, який щез­ нув, ніколи не може з’явитися знову, навіть якби знову повторилися абсолютно тотожні умови життя – органічні й неорганічні». Нині

ця закономірність доведена й на інших рівнях. Так, за допомогою моделювання еволюції білків на молекулярному рівні було показано, що нові мутації залежать від попередніх, і повернутися назад та видалити накопичені мутації без шкоди для білків стає все складніше.

•Спрямованість еволюції на пристосування організмів до змін дії тих чи інших чинників. Результатом біологічної еволюції завжди є відповід-

•Рівневість еволюції, що прослідковується на кожному із рівнів організації життя: молекулярному, клітинному, організмовому, популяційно-­ видовому, біогеоценозному та біосферному.

Біологічна еволюція перебуває в тісному взаємозв’язку з геологічної

історією Землі, з дією космічних і геологічних сил та чинників навколишнього середовища.

Отже, БІОЛОГІЧНА ЕВОЛЮЦІЯ – це незворотний, спрямований історичний розвиток живої природи, що супроводжується змінами на всіх рівнях організації життя.

Як відбувався розвиток еволюційних поглядів?

Ідеї еволюції органічного світу сягають давнини. Ще античні філософи (Геракліт, Демокріт) висловлювали ідею єдності природи, згідно з якою всі тіла й явища природи походять від якихось матеріальних початків. Такі уявлення поєднуються в систему поглядів під назвою стихійний матеріалізм (від лат. materialis – речовинний).

Вепоху Середньовіччя панувала метафізика (від грец. мета – над, фі­ зис – природа) – вчення про надприродну першооснову буття, надчуттєві, недоступні досвідові принципи існування світу. Погляди про те, що світ та різні форми життя на Землі створені вищою, надприродною силою в процесі актів творіння (концепція «молодої Землі», концепція «Розумного задуму»),

єосновою креаціонізму (від лат. creatio – творіння).

Вепоху Відродження активізувалися наукові дослідження, чому сприяли географічні відкриття і накопичення описового матеріалу. Формуються ідеї змінності живого, що стають основою трансформізму (від лат. transforma­ tio – перетворення), а згодом й еволюціонізму (від лат. evolutio – розгортання).

У першій половині XIX ст. формується еволюційний погляд на природу й розвивається еволюційна біологія – наука про причини, рушійні сили,

механізми та закономірності історичного розвитку органічного світу. Ця наука сформувалася на основі палеонтології, порівняльної анатомії, ембріології, систематики, а дещо пізніше – генетики, екології, молекулярної біології. У зв’язку з особливостями еволюційних перетворень на різних рівнях у сучасній науці виникли три основні напрями досліджень еволюційних процесів:

1)молекулярно-біологічний (аналіз молекулярної еволюції біологічних макромолекул і передусім білків та нуклеїнових кислот);

2)генетико-екологічний (дослідження мікроеволюційних процесів на рівні популяцій, видів, екосистем та біосфери за допомогою методів популяційної генетики та екології);

3)еволюційно-морфологічний (дослідження еволюційних процесів методами палеонтології, порівняльної анатомії, ембріології).

Отже, уявлення про еволюцію зародилися ще в стародавніх цивілізаціях і формувалися відповідно

до накопичення знань про живу природу.

183

Яка роль палеонтології, молекулярної генетики в обґрунтуванні теорії еволюції?

Докази еволюції – наукові дані, що підтверджують історичний розви­ ток усіх живих істот на Землі. Здатність до розвитку в часі характерна для всіх проявів життя, і тому докази біологічної еволюції можуть бути представлені усіма біологічними науками. Порівняльно-анатомічні, ембріологічні, біогеографічні, біохімічні, етологічні, фізіологічні та багато інших досліджень історичного розвитку організмів підтверджують факт еволюції, з’ясовуючи ознаки подібності будови, зародкового розвитку, поширення, хімічного складу, поведінки, життєвих функцій тощо, що свідчить про спорідненість та єдність органічного світу.

Палеонтологічні докази мають найбільш надійний та наочний характер. Палеонтологи вивчають вимерлі організми, їх вигляд та біологічні особливості, на основі чого відновлюють хід еволюції. На сьогодні встановлено значну кількість послідовностей викопних форм (філогенетичних рядів)

організмів, зокрема молюсків, непарнокопитних, слонів та ін. Знайдено й описано вимерлі організми, які поєднують в собі ознаки двох великих систе-

матичних груп (викопні перехідні фор­ ми). Прикладом таких вимерлих форм є археоптерикс (іл. 118), звірозубі ящери, риніофіти, насінні папороті.

Молекулярно-генетичні докази

дають змогу порівнювати навіть дуже віддалені групи організмів – бактерії, еукаріоти та археї – і робити висновок

про їхню еволюційну спорідненість. Універсальність генетичного коду, хімічного складу мембран, будова білків із 20 «чарівних» амінокислот, подібність білкового складу – ці та багато інших ознак є доказами спільності походження життя на Землі. Важливим методом оцінювання еволюційних змін геномів є метод гібридизації ДНК. Молекули ДНК двох різних організмів поділяють на одноланцюжкові молекули, а потім створюють умови для їхнього поєднання з утворенням гібридної дволанцюжкової ДНК. Поєднання може відбуватися за умови, що одноланцюжкові молекули різних ДНК мають комплементарні нуклеотидні послідовності. Таким чином було виявлено, що геноми різних організмів мають між собою багато спільного. Наприклад, геном людини приблизно на 90 % збігається з геномом миші і лише на 1 % відрізняється від геному шимпанзе.

Вивчення генетичної спорідненості різних груп організмів на основі мо- лекулярно-генетичних досліджень РНК, ДНК, білків становлять сутність молекулярної філогенетики. Одним із найбільших відкриттів за допомогою цього напряму досліджень є відкриття архей (К. Воуз, 1977).

Отже, еволюція є незаперечним науковим фактом,

що його підтверджують дослідження різних наук.

184

ДІЯЛЬНІСТЬ

Завдання на застосування знань

Науковою основою формування еволюційного вчення були відкриття різних біологічних наук. Установіть відповідність між науками та їхніми відкриттями. Якщо зробите усе правильно, то отримаєте назву явища, за допомогою якого французький зоолог Ж. Кюв’є міг за однією кісткою відтворити вигляд вимерлої тварини.

2Ембріологія Ц Ізоляція сприяє подібності флори і фауни різних континентів

3Палеонтологія К Усі живі організми мають клітинну будову

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Поезія

У вірші Еразма Дарвіна (діда Ч. Дарвіна) «Храм природи» є рядки:

Змирися ж в гордині пихатій, І зрозумій, живими є тварини і птахи

Та закарбуй навічно ти у пам’яті, Черви – то родичі, братами є мурахи!

Про що йдеться у вірші? Обґрунтуйте твердження щодо єдності органічного світу.

РЕЗУЛЬТАТ

1 – 6балів1. Що таке біологічна еволюція? 2. Назвіть основні ознаки біологічної еволюції. 3. Що таке еволюційна біологія? 4. Назвіть­

основні напрями еволюційної біології. 5. Що таке докази еволюції? 6. Що таке палеонтологічні й молекулярно-генетичні докази еволюції? 7 – 9 балів  7. Які основні ознаки біологічної еволюції? 8. Як відбувався розвиток еволюційних поглядів? 9. Які основні групи доказів еволюції? 10 – 12 балів  10. Яка роль

палеонтології та молекулярної генетики в обґрунтуванні еволюції?

185

Теорія завжди, мій друже, сіра А древо жизні – золоте!

Й. В. Гете. Фауст (Переклад М. Лукаша)

§ 44. ТЕОРІЯ ЕВОЛЮЦІЇ

Основні поняття й ключові терміни: ТЕОРІЯ ЕВОЛЮЦІЇ. Теорія еволюції Ч. Дарвіна. Синтетична теорія еволюції.

Пригадайте! Що таке еволюція?

•телеологічні концепції еволюції – еволюція органічного світу відбувається не випадково, а за певною програмою, закладеною в якомусь невідомому нам генетичному коді Всесвіту або ж у творчій ідеї її Творця;

•теорія еволюції Ламарка – уявлення про еволюцію як ступінчастий­ розвиток живого від простого до складного. Чинниками еволюції за Ламарком є: 1) внутрішнє прагнення до вдосконалення; 2) прямий вплив умов середовища через вправляння чи невправляння органів визначає мінливість організмів; 3) успадковуються лише набуті за життя особин корисні ознаки;

•теорія еволюції Дарвіна – система поглядів про еволюційний розвиток

живого під дією таких чинників еволюції, як невизначена (спадкова) мін186 ливість та природний добір, що є наслідком боротьби за існування;

•синтетична теорія еволюції – система уявлень про те, що рушійною

силою еволюції є природний добір генетичних мутацій і рекомбінацій, і яка починається на рівні популяцій.

Сьогодні не припиняються пошуки чинників й умов еволюційного розвитку живого. Серед сучасних теорій еволюції можна назвати: екосистемну теорію еволюції, теорію нейтральної еволюції, теорію перерваної рівноваги.

Отже, реальність еволюції визнається переважною більшістю теорій, а різняться вони поясненням механізмів еволюції.

Які основні положення еволюційної теорії Ч. Дарвіна?

йнеживою природою;

•вибіркове виживання і розмноження найбільш пристосованих особин є природним добором, що вважається рушійною силою еволюції;

•під дією природного добору групи особин одного виду накопичують з покоління в покоління різні пристосувальні ознаки і перетворюються на нові види;

•нові породи тварин і сорти рослин у процесі селекції утворюються під впливом штучного добору.

Теорія еволюції Ч. Дарвіна розкрила наукові основи рушійних сил ево-

люції, і цим було стверджено історичний метод пізнання, який націлював дослідників не лише на опис явищ природи, а й на пояснення їх суті, встановлення причин явищ, етапів розвитку.

Отже, теорія Ч. Дарвіна, як синтез еволюційних ідей свого часу, пояснює виникнення еволюційних змін на рівні організмів,

що відбуваються під впливом природного добору.

Які основні положення сучасної теорії еволюції?

Важливим етапом розвитку еволюційної біології була синтетична теорія еволюції (СТЕ), сформульована в 40-х роках XX ст.

Синтетична теорія еволюції – комплекс уявлень, які є синтезом ос­ новних положень дарвінізму, генетики популяцій та екології. Серед її ос-

новоположників були такі видатні біологи, як С. С. Четвериков, С. Райт, Ф. Г. Добржанський, І. І. Шмальгаузен, О. М. Сєверцов ін. Синтетична тео- 187

•Елементарним еволюційним матеріалом та єдиним джерелом нових спадкових ознак є мутації.

•Елементарною одиницею еволюції є популяція зі своїм генофондом, оскільки саме в ній відбуваються усі еволюційні перетворення.

•Елементарними чинниками еволюції є дрейф генів, популяційні хвилі та ізоляція. Ці чинники мають випадковий характер і є факторами-по- стачальниками матеріалу для добору.

•Існує три види еволюційного процесу: мікроеволюція, видоутворення та

макроеволюція.

•Рушійною силою еволюції є природний добір, що діє на сукупність фенотипів популяції.

•Природний добір буває рушійним, стабілізуючим та розриваючим.

•Будь-яка систематична група може або процвітати (біологічний про­ грес), або вимирати (біологічний регрес).

•Біологічний прогрес досягається внаслідок еволюційних змін організмів,

якими є ароморфози, ідіоадаптації та загальна дегенерація.

•Процес еволюції є необоротним, тобто під час повернення умов довкілля до попереднього стану адаптації щоразу розвиваються заново, а не відтворюються попередні.

Отже, сучасна теорія еволюції пояснює еволюційні зміни живого, що починаються у популяціях і здійснюються шляхом природного добору ознак, які визначаються генами.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Завдання на зіставлення

Зіставте основні поняття еволюційної біології із визначеннями та отримайте прізвище науковця, який є основоположником гене- тики популяцій.

Як великий художник, жива природа вміє і незначними засобами досягати великих ефектів.

Г. Гейне

§ 45. ЕВОЛЮЦІЙНІ ЧИННИКИ

Основні поняття й ключові терміни: ЕВОЛЮЦІЙНІ ЧИННИКИ. Елементарні чинники еволюції. Рушійні чинники еволюції.

Пригадайте! Що таке синтетична теорія еволюції?

Знайомтеся!

Сонечко двокрапкове ( Adalia bipunctata) має дві форми – чорну і червону. Науковці вивчали співвідно-

шення червоних і чорних форм і встановили, що восени в популяціях переважає червона форма. Червоні сонечка краще

розмножуються. Навесні у великій кількості трапляються чорні: вони краще зимують. Виявилося, що забарвлення пов’язане з обміном речовин. Чорні сонечка холодостійкіші, а червоні – плодючі.

ЗМІСТ

Які сучасні уявлення про чинники еволюції?

ЕВОЛЮЦІЙНІ ЧИННИКИ – це зовнішні та внутрішні впливи, які приводять до еволюційних змін організмів та угруповань. Згідно із сучас-

ними еволюційними поглядами чинники еволюції поділяють на рушійні та елементарні. Рушійні чинники еволюції мають спрямований закономірний характер, а елементарні – є чинниками-постачальниками еволюційного матеріалу та створюють умови перебігу еволюційних змін.

Сучасними екологічними дослідженням встановлено, що: а) на кож-

ному рівні організації живого є свої чинники еволюції; б) усі екологічні чинники, якщо вони діють зі сталою інтенсивністю або остання періодично змі-

нюється, є водночас чинниками еволюції; в) стосовно популяції як одиниці еволюції розрізняють внутрішньовидові (міграції, хвилі життя) та міжвидові (симбіоз, конкуренція, виїдання та ін.) еволюційні чинники.

Отже, чинники еволюції поділяють на рушійні та елементарні.

Яке значення мають елементарні чинники еволюції?

Елементарні чинники еволюції – це впливи, що спричиняють еволю­ ційні зміни біосистем і мають неспрямований випадковий характер. До цієї групи належать дрейф генів, популяційні хвилі та ізоляція.

Ізоляція – виникнення будь-яких перешкод, що порушують вільне схре­ щування й обмін спадковою інформацією. Основними формами ізоляції є географічна та екологічна. Географічна ізоляція є наслідком розмежування різних популяцій одного виду фізичними бар’єрами (горами, річками та ін.).

190