Многообразие в природе, роль видового многообразия. Разнообразие видов растений и животных в природе возникло в результате

Эволюция живой природы 31-45

Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора биологии по Скайпу biorepet-ufa.ru.

На этой  и последующих  2-х страницах моего блога находятся тестовые вопросы Открытого банка заданий ФИПИ

по 6-му разделу биологии «Эволюция живой природы».

Всего в этом разделе на сайте ФИПИ опубликовано  на 73 страницах 728 заданий.

Свои ответы вы можете сверить с моими ответами, заказав их здесь

*****************************************************

31.Установите соответствие между процессом, происходящим в природе, и формой борьбы за существование.ПРОЦЕССА) состязание между особями популяции за территориюБ) использование одного вида другимВ) соперничество между особями за самкуГ) вытеснение чёрной крысы серой крысойД) хищничествоФОРМА БОРЬБЫ1) внутривидовая2) межвидовая

Установите, в какой хронологической последовательности появились на Земле основные группы растений.А) зеленые водорослиБ) хвощевидныеВ) семенные папоротникиГ) риниофитыД) голосеменные

Видом называют группу особей,1) скрещивающихся и дающих плодовитое потомство2) обитающих в одном природном сообществе3) обитающих на общей территории4) принадлежащих к одному сорту или породе

Расширение ареала зайца-русака – пример1) дегенерации2) ароморфоза3) биологического прогресса4) биологического регресса

Образованию популяций внутри вида способствует1) способ питания2) саморегуляция3) изоляция4) забота о потомстве

Сохранение в процессе эволюции особей с полезными в определённых условиях признаками – это результат1) естественного отбора2) популяционных волн3) борьбы за существование4) дрейфа генов

Гомологичными органами являются крылья бабочки и крылья1) летучей мыши2) пчелы3) летучей рыбы4) воробья

Что служит доказательством видового единства всех рас людей?1) воспроизведение себе подобных внутри расы2) плодовитое потомство от браков людей разных рас3) адаптация к жизни в различных условиях4) свободная миграция людей

В процессе эволюции кровеносная система впервые появляется у1) членистоногих2) кольчатых червей3) круглых червей4) моллюсков

Какие из перечисленных примеров относят к ароморфозам?1) самозатачивающиеся резцы у грызунов2) листовидная форма тела у печёночного сосальщика3) стрекательные клетки у гидры4) членистые конечности насекомых5) внутреннее оплодотворение у пресмыкающихся6) узловая нервная система у кольчатых червей

32.Установите последовательность эволюционных процессов на Земле в хронологическом порядке.А) возникновение клеточных форм жизниБ) возникновение коацерватов в водеВ) возникновение фотосинтезаГ) развитие жизни на сушеД) формирование озонового экрана

Сходство зародышевого развития позвоночных животных свидетельствует1) об их способности к обмену веществ2) об их связи с окружающей средой3) о клеточном строении этих животных4) о родстве этих животных

Особей относят к одному виду, если1) они имеют одинаковый набор хромосом2) между ними устанавливаются биотические связи3) они обитают в одной среде4) у них возникают разнообразные мутации. Одинаковый набор хромосом – имеется в виду не только одинаковое число хромосом, но и их форма – кариотип

Разнообразие видов растений и животных в природе возникло в результате1) искусственного отбора2) хозяйственной деятельности человека3) действия движущих сил эволюции4) модификационной изменчивости. Правильный ответ должен быть «действия факторов эволюции» как ненаправленного (наследственная изменчивость, борьба за существование), так и направленного действия (естественный отбор – движущая сила эволюции).

Частное изменение в строении особей вида, способствующее приспособлению к определённым условиям среды обитания, называют1) ароморфозом2) дегенерацией3) конвергенцией4) идиоадаптацией

Каков характер взаимоотношений организмов разных видов, нуждающихся в одинаковых пищевых ресурсах?1) хищник – жертва2) паразит – хозяин3) конкуренция4) взаимопомощь

Конъюгация и кроссинговер имеют большое значение для эволюции, так как способствуют1) сохранению генофонда популяции2) изменению численности популяции3) повышению жизнеспособности потомства4) возникновению новых сочетаний признаков в популяции

Одно из доказательств родства птиц с пресмыкающимися –1) наличие двух пар конечностей2) передвижение по суше с помощью задних конечностей3) сухая кожа, лишённая желёз4) отсутствие зубов, роговой чехол на челюстях

Объясните, с чем связано большое разнообразие сумчатых млекопитающих в Австралии и отсутствие их на других континентах. (Следовало задать вопрос не «отсутствие их на других континентах«, а «отсутствие  большого разнообразия их на других континентах», поскольку и в Южной, и в Северной Америке тоже есть сумчатые млекопитающие).

33.Какой критерий вида определяется набором хромосом в организме?1) морфологический2) физиологический3) биохимический4) генетический

Особи одной популяции нуждаются в одинаковой пище, в сходных экологических условиях, поэтому1) между ними устанавливается взаимопомощь2) у них чаще возникают мутации3) между ними возникает острая конкуренция4) они реже скрещиваются между собой

Сходство стадий индивидуального развития зародышей животных – это доказательства эволюции1) эмбриологические2) палеонтологические3) сравнительно-анатомические4) молекулярно-генетические

Появление семян у растений в процессе эволюции считают крупным ароморфозом, так как они1) могут долго сохраняться в почве2) служат пищей животным3) тяжелее спор, падают ближе к материнскому растению4) содержат зародыш с запасом питательных веществ

Какая особенность строения древних кистеперых рыб указывает на их прогрессивную роль в последующей эволюции позвоночных животных?1) обтекаемая форма тела2) мышцы на парных плавниках3) костная чешуя4) особенности расположения глаз

Какие из перечисленных примеров относят к идиодаптациям?1) асимметричные цветки у львиного зева2) развитие корнеклубней у георгина3) появление покровных тканей у растений4) развитие клубней у картофеля5) образование тканей и органов у растений6) образование плода у цветковых растений

Установите хронологическую последовательность появления крупных изменений у беспозвоночных животных в процессе эволюции.А) трахейное дыханиеБ) выделительная системаВ) нервная система диффузного типаГ) кровеносная система

Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, объясните их.1. Популяция представляет собой совокупность свободно скрещивающихся особей разных видов, длительное время населяющих общую территорию. 2. Основными групповыми характеристиками популяции являются численность, плотность, возрастная, половая и пространственная структуры. 3. Совокупность всех генов популяции называется генофондом. 4. Популяция является структурной единицей живой природы. 5. Численность популяции всегда стабильна.

Матка, как орган, в котором развивается зародыш, появилась в процессе эволюции у1) яйцекладущих млекопитающих2) бесхвостых земноводных3) плацентарных млекопитающих4) живородящих ящериц. Из перечисленных ответов надо выбрать как правильный ответ 3), но это не верный ответ с точки зрения у кого впервые матка появляется в эволюции: она появилась у сумчатых млекопитающих.

Условия обитания разных видов лютиков – это пример критерия вида1) физиологического2) географического3) экологического4) генетического

34.Сокращение кормовых ресурсов при возрастании численности особей популяции приводит к1) обострению борьбы за существование2) появлению мутаций3) дрейфу генов4) появлению комбинативной изменчивости

Какая из ископаемых форм человека принадлежит к современным людям?1) кроманьонец2) питекантроп3) австралопитек4) синантроп

Укажите неверное утверждение. Идиоадаптации ведут к1) увеличению численности вида2) расселению особей на новые территории3) общему подъему организации4) возникновению приспособлений к среде обитания

Какие из перечисленных примеров относят к ароморфозам?1) появление однопалых конечностей у лошади2) возникновение теплокровности у позвоночных3) появление полового размножения4) развитие подушечек на пальцах у кошачьих5) развитие членистых конечностей у членистоногих6) серебристая окраска рыб, обитающих в верхних слоях водоёмов

Установите последовательность появления групп хордовых животных в процессе эволюции.А) кистепёрые рыбыБ) пресмыкающиесяВ) стегоцефалыГ) бесчерепные хордовыеД) птицы и млекопитающие

Многообразие видов вьюрков на Галапагосских островах – иллюстрация1) дивергенции2) конвергенции3) полиплоидии4) ароморфоза

Фактор эволюции, проявляющийся в обострении конкуренции между особями одного или разных видов, называют1) естественным отбором2) борьбой за существование3) модификационной изменчивостью4) методическим отбором

Приспособленность летучих мышей к ловле насекомых с помощью издаваемых ими ультразвуков – это результат1) действия движущих сил эволюции2) проявления законов наследственности3) проявления модификационной изменчивости4) действия антропогенных факторов

Древнейшие люди овладели умениями1) добывать огонь и строить жилища2) писать и рисовать, приручать животных3) членораздельно говорить и жить семьями4) изготавливать орудия труда, общаться с помощью жестов

Макроэволюция, в отличие от микроэволюции, ведёт к1) усилению конкуренции существующих видов2) образованию новых видов растений и животных3) образованию крупных таксономических групп4) ослаблению действия движущих сил эволюции

35.Какие из перечисленных примеров относят к идиоадаптациям?1) наличие воскового налета на листьях клюквы2) яркая сочная мякоть у плодов черники3) наличие млечных желёз у млекопитающих4) появление полной перегородки в сердце у птиц5) уплощенная форма тела у скатов6) двойное оплодотворение у покрытосеменных растений

Установите последовательность возникновения групп беспозвоночных животных в процессе исторического развития.А) плоские червиБ) одноклеточные животныеВ) кишечнополостныеГ) кольчатые червиД) колониальные одноклеточные организмыЕ) членистоногие

Какие средства защиты позволяют животным избежать уничтожения при непосредственном контакте с хищниками?

Совокупность факторов внешней среды, в которой обитает вид, – это критерий вида1) экологический2) географический3) биохимический4) морфологический

Каково значение яркой окраски божьей коровки?1) привлекает особей другого пола2) предупреждает о несъедобности3) указывает на принадлежность к одному виду4) усиливает отбор особей в популяции

Появление какого признака у человека относят к атавизмам?1) развитого хвоста2) диафрагмы3) дифференцированных зубов4) пятипалых конечностей

Образование нового вида – это результат1) ароморфоза2) макроэволюции3) микроэволюции4) наследственной изменчивости

Примером общей дегенерации служит1) утрата органов пищеварения у ленточных червей2) отсутствие хлорофилла у растений-паразитов3) образование хобота у слона4) наличие роющих конечностей у крота5) редукция органов чувств у бычьего цепня6) вскармливание детенышей молоком у млекопитающих

Установите, в какой последовательности происходила эволюция позвоночных животных.1) Птицы2) Земноводные3) Пресмыкающиеся4) Рыбы

36.Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их.1. Популяция представляет собой совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, длительное время населяющих общую территорию. 2. Разные популяции одного и того же вида относительно изолированы друг от друга, и их особи не скрещиваются между собой. 3. Генофонд всех популяций одного вида одинаков. 4. Популяция является элементарной единицей эволюции. 5. Группа лягушек одного вида, живущих в глубокой луже в течение одного лета, представляет собой популяцию.

Какое значение имело появление у птиц и млекопитающих четырехкамерного сердца в процессе эволюции?

Значение полового размножения для эволюции состоит в том, что1) при оплодотворении в зиготе могут возникнуть новые комбинации генов2) дочерний организм является точной копией родительских организмов3) благодаря процессу митоза из зиготы формируется зародыш4) развитие нового организма начинается с деления одной клетки

Существование около 1,5 млн. видов животных на Земле – это результат1) действия антропогенного фактора2) действия движущих сил эволюции3) проявления закона гомологических рядов в наследственной изменчивости4) проявления закономерностей модификационной изменчивости

Какое значение имеет предупреждающая окраска животных?1) делает животных незаметными2) отпугивает врагов3) привлекает особей своего вида4) обостряет внутривидовую борьбу

Биологический регресс характеризуется1) расширением ареала2) замедлением процесса фотосинтеза у растений3) сокращением длины светового дня4) уменьшением числа видов и особей

Элементарная структура, на уровне которой проявляется в природе действие естественного отбора, –1) организм2) биоценоз3) вид4) популяция

Установите, в какой последовательности в процессе эволюции появились основные группы растений на Земле.1) Псилофиты2) Многоклеточные водоросли3) Покрытосеменные4) Одноклеточные водоросли5) Папоротникообразные6) Голосеменные

Чем характеризуется биологический прогресс у цветковых растений? Укажите не менее 3-х признаков.Плодовитое потомство при скрещивании дают животные одного1) вида2) рода3) семейства4) типа

37.Высокий уровень организации человекообразных обезьян подтверждается1) наличием дифференцированного позвоночника2) развитием полушарий переднего мозга3) хватательным типом конечности4) развитием легких альвеолярного типа

Расширение ареала вида способствует1) увеличению числа популяций2) увеличению возрастной неоднородности особей3) уменьшению генетической неоднородности особей4) уменьшению скорости появления мутаций

Генетическую неоднородность особей в популяции усиливает1) мутационная изменчивость2) приспособленность организмов3) борьба за существование4) искусственный отбор

Приспособленность насекомого медведки к обитанию в почве – наличие1) хитинового покрова2) хорошо развитых ротовых органов3) ковшеобразных передних конечностей4) мозаичного строения органа зрения

Случаи рождения людей с хвостом – это пример1) регенерации2) идиоадаптации3) рудимента4) атавизма

Определите организмы, вступающие в конкурентные взаимоотношения.1) гриб и водоросль в лишайнике2) культурные и сорные растения3) хищник и жертва4) плотоядные и растительноядные животные

В указанном перечне найдите пример экологического видообразования.1) амурский и среднеазиатский подвиды барсуков2) популяции севанской форели с разным сроком нереста3) закавказский и дальневосточный виды ландышей4) западный и восточный подвиды прострела в Европе

Для генетического критерия вида характерны следующие особенности:1) определённый набор хромосом в половых клетках2) совокупность внешних и внутренних признаков организма3) последовательность нуклеотидов в молекулах ДНК4) заселение определённой географической зоны5) принадлежность к определённой популяции6) определённый набор генов

Установите, в какой последовательности должны располагаться указанные растения с учетом усложнения их строения.1) Папоротниковидные2) Моховидные3) Покрытосеменные4) Голосеменные5) Красные водоросли

Чем характеризуется в природе биологический прогресс?

38.Растения отдела Покрытосеменные в процессе эволюции достигли наиболее высокого уровня организации, так как1) они отличаются большим разнообразием корневых систем2) у них сформировались корни, с помощью которых они укрепляются в почве3) у них сформировались цветки; семена развиваются внутри плода4) только у них на свету происходит фотосинтез

Генетическое единство популяции животных поддерживается1) скрещиванием её особей2) широким расселением особей3) саморегуляцией4) пищевыми связями

Какой отбор повышает устойчивость насекомых к ядохимикатам?1) движущий2) искусственный3) методический4) стабилизирующий

Приспособленность растений и животных к среде обитания1) зависит от антропогенного фактора2) формируется в процессе эволюции организмов3) возникает в процессе упражнения органов4) является абсолютной и неизменной

К результатам эволюции относят1) наследственную изменчивость2) борьбу за существование3) приспособленность организмов4) естественный отбор

Генетическому критерию вида соответствует утверждение:1) оперение самки и самца утки-кряквы различно2) нерест популяций форели происходит в разное время3) лютик едкий и лютик ползучий имеют разные ареалы4) виды-двойники малярийного комара имеют разные кариотипы

Установите, в какой хронологической последовательности появились основные группы хордовых животных на Земле.1) Кистепёрые рыбы2) Бесчерепные3) Земноводные4) Пресмыкающиеся5) Млекопитающие

Какие ароморфозы обеспечили теплокровность млекопитающим? Укажите не менее 3-х ароморфных признаков.

В популяции происходят борьба за существование и естественный отбор, поэтому её считают1) формой существования вида2) единицей эволюции3) элементом экосистемы4) единицей систематики

Какая форма изменчивости служит исходным материалом для естественного отбора?1) определенная2) фенотипическая3) соматическая4) мутационная

39.Развитие многоклеточных организмов из зиготы служит доказательством1) происхождения многоклеточных организмов от одноклеточных2) приспособленности организмов3) индивидуального развития растений и животных4) влияния окружающей среды на развитие организмов

Почему на Земле число видов покрытосеменных растений превосходит число видов растений всех остальных отделов?1) Они отличаются большой продолжительностью жизни.2) Они имеют клеточное строение и содержат пигмент хлорофилл.3) Для них характерна развитая корневая система.

Движущий отбор способствует сохранению особей с признаком,1) отличающимся от прежней нормы реакции2) имеющим среднюю величину нормы реакции3) который не изменяется в течение ряда поколений4) обеспечивающим выживание популяции в неизменяющихся условиях обитания

Какие факторы являются движущими силами эволюции?1) абиотические факторы среды2) мутационный процесс3) модификационная изменчивость4) приспособленность организмов к среде обитания5) изоляция6) естественный отбор

Установите, в какой хронологической последовательности появились основные группы растений на Земле.1) Псилофиты2) Голосеменные3) Семенные папоротники4) Одноклеточные водоросли5) Многоклеточные водоросли

Пользуясь рисунком, определите, какую форму отбора он иллюстрирует. Ответ обоснуйте. Изменится ли размер ушей у зайцев в процессе эволюции при действии этой формы естественного отбора, и при каких условиях жизни этот отбор будет проявляться?

Каково значение прогрессивного развития кровеносной системы млекопитающих по сравнению с пресмыкающимися? Укажите не менее 3-х положений.

Популяция – основная структурная единица1) рода2) вида3) типа4) класса

Приспособленность цветковых растений к опылению насекомыми сформировалась под воздействием1) массового отбора2) движущих сил эволюции3) климатических факторов4) абиотических факторов. Надоело уже исправлять: нет «движущих сил эволюции», есть факторы эволюции направленного и ненаправленного действия. Единственный фактор эволюции направленного действия – естественный отбор (только к нему и приемлемо определение движущей силой эволюции).

При использовании эмбриологических доказательств эволюции учитывают1) количество детёнышей в помете2) возраст достижения половой зрелости3) величину эмбрионов одной особи4) последовательность закладки органов в онтогенезе

40.Частные морфологические изменения, обеспечивающие приспособленность организмов к определённым условиям среды, называют1) дивергенцией2) конвергенцией3) идиоадаптациями4) ароморфозами

Какова причина прироста численности природной популяции?1) превышение рождаемости над смертностью2) колебание численности особей в популяции3) сохранение среднего числа особей на единицу площади4) обострение внутривидовой борьбы за существование

Всë многообразие современных пород животных и сортов растений сформировалось под влиянием1) искусственного отбора2) стабилизирующего отбора3) биологического прогресса4) модификационной изменчивости

Внешнее сходство формы тела морских коньков с окружающей их водной растительностью подтверждает их эволюционное развитие по пути1) ароморфоза2) дегенерации3) идиоадаптации4) биологического регресса

Определите последовательность этапов формирования приспособленности в процессе эволюции.1) сохранение отбором особей с полезными мутациями2) возникновение случайных мутаций у особей популяции3) увеличение числа особей в популяции с полезными мутациями4) формирование популяции с полезными признаками в изменившихся условиях

Обитающие в пустынях пресмыкающиеся и млекопитающие, как правило, ведут ночной образ жизни. Объясните приспособительное значение такого суточного ритма.

Как называют представленный на рисунке ряд предков современной лошади? Какие изменения произошли в конечности лошади? Укажите не менее трёх признаков.

Почему расширение ареала вида считают признаком биологического прогресса? Приведите 3 доказательства.

Применить к описанию вида животного экологический критерий – это значит охарактеризовать1) совокупность внешних признаков2) набор предпочитаемых кормов3) размер его ареала4) изменчивость признаков в пределах нормы реакции

41.Какое значение имеет сходство окраски некоторых мух с осами, пчёлами, шмелями?1) ослабляет межвидовую конкуренцию2) защищает их от врагов3) усиливает конкуренцию между особями4) позволяет им использовать сходные места обитания

Хвойные растения широко распространены в настоящее время, так как1) среди них нет травянистых форм2) они хорошо приспособлены к жизни в разных условиях3) в их цикле развития преобладает гаметофит4) они имеют видоизменённый побег – шишку.  Всё в сравнении. По сравнению с покрытосеменными хвойные никак нельзя считать растениями «широко распространенными». «Они хорошо приспособлены к жизни в разных условиях», а это связано с семенным размножением, то есть появлением «видоизмененного  побега — шишки». Но в части А нельзя давать два правильных ответа.

Какой из перечисленных ниже признаков указывает на усложнение организации млекопитающих по сравнению с пресмыкающимися?1) изменение строения конечностей2) появление внутреннего скелета3) увеличение числа отделов тела4) увеличение поверхности газообмена в лёгких

Макpоэволюция изучает эволюционные процессы на уровне1) классов2) особей3) видов4) популяций

Какие примеры иллюстрируют достижение биологического прогресса у растений путем ароморфозов?1) наличие двойного оплодотворения у цветковых растений2) образование корней у папоротникообразных3) снижение испарения путём образования воскового налёта на листьях4) усиление опушенности листьев у покрытосеменных растений5) защита семян в плодах у покрытосеменных растений6) сокращение срока вегетации у растений, произрастающих в суровом климате

Установите соответствие между результатом эволюции и направлением, в ходе которого он возник.РЕЗУЛЬТАТ ЭВОЛЮЦИИА) возникновение систематических таксоновБ) упрощение организации при паразитизмеВ) усложнение систем органовГ) появление полового процессаД) упрощение организации при сидячем образе жизниНАПРАВЛЕНИЕ1) ароморфоз2) общая дегенерация

Как повлияло появление фотосинтезирующих организмов на дальнейшую эволюцию жизни на Земле?

Сходство энергетического и пластического обмена у особей одного вида – признак критерия1) географического2) экологического3) морфологического4) физиологического

В результате стабилизирующего отбора1) сохраняются особи со средним показателем нормы реакции признака2) сокращается число особей с установившейся нормой реакции признака3) увеличивается число особей с хромосомными мутациями4) накапливаются модификационные изменения

К результатам эволюции относят1) дрейф генов2) многообразие видов3) популяционные волны4) наследственную изменчивость

42.Для монголоидной расы людей характерны1) карие глаза, волнистые волосы2) чёрные прямые волосы, выступающие скулы3) тёмная кожа, высокий рост4) тёмные глаза, толстые губы

В формировании каких функциональных способностей человека как биологического вида имели значение социальные факторы?1) создание орудий труда2) восприятие объемности пространства3) улавливание звуков разной частоты4) поддержание равновесия тела

Установите последовательность процессов формирования покровительственной окраски у насекомых в процессе эволюции начиная с изменений генетического аппарата особей.1) формирование популяции насекомых с новой покровительственной окраской2) изменение условий жизни насекомых в связи с расширением ареала3) истребление птицами насекомых с прежней окраской, заметных на новом фоне среды4) увеличение численности насекомых с новой покровительственной окраской

Большинство современных костистых рыб находится в состоянии биологического прогресса. Приведите не менее трёх доказательств, подтверждающих это положение.

Целостность вида обеспечивается1) нескрещиваемостью с особями других видов2) постоянством среды обитания3) обогащением генофонда за счёт межвидового скрещивания4) постоянным нарастанием численности

При формировании представлений об искусственном отборе Ч. Дарвин опирался на1) палеонтологические находки2) знание методов и результатов селекции3) исследование островных флор и фаун4) обнаружение «переходных форм» организмов

О чём свидетельствует сходство в строении и жизнедеятельности водорослей и мхов?1) о разнообразии растительного мира2) о родстве и единстве растительного мира3) об усложнении растений в процессе эволюции4) о жизни во влажных условиях среды

Возрастание численности серой вороны в антропогенном ландшафте – пример1) ароморфоза2) дегенерации3) биологического регресса4) биологического прогресса

Сформировавшаяся в ходе эволюции приспособленность растений к совместному обитанию в природном сообществе состоит в1) их способности поглощать воду и минеральные соли из почвы2) реакции растений на сезонные изменения в природе3) ярусном расположении их надземной части и корней4) их способности создавать органические вещества из неорганических

Укажите последовательность процессов географического видообразования.1) распространение признака в популяции2) появление мутаций в новых условиях жизни3) пространственная изоляция популяций4) отбор особей с полезными изменениями5) образование нового вида

43.Периодические колебания численности особей вида в биоценозе называют1) дрейфом генов2) популяционными волнами3) движущим отбором4) гомологическими рядами

Соперничество между особями одной популяции из-за территории  это пример1) действия естественного отбора2) межвидовой борьбы за существование3) внутривидовой борьбы за существование4) взаимодействия с абиотической средой

Сложившаяся в процессе эволюции приспособленность растений к совместному обитанию в лесу проявляется в1) обострении конкуренции между видами2) их ярусном расположении3) увеличении листовой поверхности4) видоизменении корневой системы

Фенотипические признаки людей монголоидной расы формировались как приспособления к жизни в условиях1) таёжной зоны2) тундровой зоны3) открытых ландшафтов4) тропических лесов

Наиболее ранней группой растений, совершившей в истории Земли переход из водной в наземно-воздушную среду обитания, стали1) древовидные папоротники2) псилофиты3) зелёные мхи4) бурые водоросли

Установите последовательность включения орудийной деятельности человека на разных этапах эволюции его предков.1) изготовление примитивных механизмов из металла2) создание каменных наконечников для стрел3) использование естественных предметов природы4) изготовление примитивных орудий из камня

В черепе человека, в отличие от черепа человекообразных обезьян,1) мозговой отдел преобладает над лицевым2) срастаются теменные и лобная кости3) имеется затылочное отверстие4) нижняя челюсть подвижно соединяется с остальной частью черепа

Предпосылкой видообразования является1) смягчение внутривидовых отношений2) формирование нового комплекса генов в популяции3) образование единого ареала вида4) изменение возрастной структуры популяции

Отбор, в результате которого в природе сохраняются особи со средним проявлением признака, а выбраковываются особи с отклонениями от нормы, называют1) движущим2) методическим3) разрывающим4) стабилизирующим

Какой признак строения паразитических клещей свидетельствует об их развитии по пути идиоадаптации?1) колюще-сосущий ротовой аппарат2) хитиновый покров3) членистые конечности4) трахейное дыхание

44.Взаимоотношения личинок жуков плавунцов и мальков рыб – пример1) паразитизма2) нахлебничества3) симбиоза4) хищничества

Какие из перечисленных примеров относят к ароморфозам?1) возникновение теплокровности у позвоночных2) развитие трёхкамерного сердца у земноводных3) формирование торпедообразного тела у акул4) развитие зародыша внутри матки5) появление рогов у копытных6) формирование крыльев у летучих мышей

Установите соответствие между признаком серой крысы и критерием вида, для которого он характерен.ПРИЗНАКА) живёт обычно в постройках человекаБ) характерно раннее половое созреваниеВ) в южных районах может селиться по берегам рек и других водоёмовГ) питается разнообразной пищейД) за год самка приносит 1–3 приплодаКРИТЕРИЙ ВИДА1) физиологический2) экологический

Млечные железы млекопитающих в процессе эволюции образовались из1) потовых желёз2) сальных желёз3) подкожно-жировой клетчатки4) кровеносных капилляров

Почему популяцию считают элементарной единицей эволюции?1) особи связаны пищевыми цепями и сетями питания2) она состоит из отдельных взаимодействующих особей3) это наименьшая единица вида, изменяющаяся во времени4) в ней происходит круговорот веществ и преобразование энергии

Пример внутривидовой борьбы за существование – это конкурентные отношения между1) кротом и землеройкой2) мышами и лисицами3) лосями и косулями4) волками одной стаи

Возникновение приспособленности видов к среде обитания является результатом1) биологического прогресса2) появления модификационных изменений3) взаимодействие факторов эволюции4) усложнения их организации

Биологический прогресс характеризуется1) колебанием численности популяции2) расширением ареала вида3) преобладанием смертности над рождаемостью4) сокращением числа популяций

К элементарным эволюционным факторам (движущим силам) относят1) мутации2) изоляцию3) модификационную изменчивость4) плотность популяции5) приспособленность особей к среде6) борьбу за существование. В целом  совершенно неверный тест. Это ж надо додуматься слепить воедино как тождественные такие понятия как: «элементарные факторы эволюции» и «движущие силы». Движущая сила эволюции вообще одна — естественный отбор. Факторы эволюции наследственность, изменчивость, борьба за существование. Под  элементарными факторами эволюции, имеют в виду понятия из синтетической теории эволюции: мутации, дрейф генов, изоляции, популяционные волны, адаптации…Надо бы посадить автора этого вопроса за школьные учебники, прежде чем разрешить издеваться на экзамене над учащимися.

Установите соответствие между признаком и путём достижения организмом биологического прогресса в эволюции, для которого он характерен.ПРИЗНАКА) мелкие эволюционные измененияБ) образование типов и классов животныхВ) частные приспособления к среде обитанияГ) общий подъём организацииД) появление новых систем органовЕ) усиление узкой специализацииПУТЬ ЭВОЛЮЦИИ1) ароморфоз2) идиоадаптация

45.Плоды и цветки в процессе эволюции появились у1) покрытосеменных2) голосеменных3) папоротников4) водорослей

Роль особи в эволюции вида заключается в1) изменении её фенотипа2) передаче генов потомкам3) формировании у неё комбинативной изменчивости4) появлении новых модификаций

Какая форма естественного отбора поддерживает неизменность вида?1) разрывающая2) движущая3) стабилизирующая4) методическая

Ископаемой переходной формой считают1) мамонта2) саблезубого тигра3) динозавра4) археоптерикса

Короткие крылья или их отсутствие у насекомых, обитающих на островах с сильными ветрами, – пример1) общей дегенерации2) идиоадаптации3) биологического регресса4) конвергенции. Вообще-то это самый наглядный пример  дизруптивного (разрывающего) отбора, который и обеспечил образование таких идиоадаптаций.

Какие эмбриологические доказательства эволюции подтверждают родство человека с другими позвоночными животными?1) развитие у зародыша хвостового отдела2) сходство ископаемых остатков животных и человека3) закладка у зародыша жаберных щелей4) отсутствие сплошного волосяного покрова5) закладка сердца у зародыша в виде трубки с пульсирующими стенками6) рождение детей с 46 хромосомами

Установите соответствие между признаком и группой организмов, для которой он характерен.ПРИЗНАКА) единица эволюцииБ) генетически закрытая системаВ) относительная изоляция друг от другаГ) наличие определённых критериевД) репродуктивная изоляцияГРУППА ОРГАНИЗМОВ1) популяция2) вид

Найдите ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны, исправьте их.1. Популяция представляет собой совокупность особей разных видов, длительное время населяющих общую территорию. 2. Популяции одного и того же вида относительно изолированы друг от друга. 3. Популяция является структурной единицей вида. 4. Популяция является движущей силой эволюции. 5. Личинки комаров, живущие в мелкой луже, представляют собой популяцию.

Многие виды животных и растений состоят из нескольких популяций, что1) нарушает стабильность видов2) усиливает колебание численности особей3) служит причиной увеличения их численности4) обеспечивает разнообразие их генофондов

Пример внутривидовой борьбы за существование – это конкурентные отношения между1) кротом и землеройкой2) сорными и культурными растениями3) травянистыми и древесными растениями одного биоценоза4) особями одной популяции тюленей

***************************************************************************************

Мои ответы репетитора ЕГЭ по биологии на эти 150 вопросов и ответы на все  вопросы этого раздела «Эволюция живой природы» (всего 728 заданий с ответами) вы можете приобрести здесь.

www.biorepet-ufa.ru

Многообразие в природе, роль видового многообразия — реферат

Новосибирский государственный аграрный университет 

Институт  заочного образования и повышения  квалификации

Кафедра дистанционных и комбинированных  образовательных технологий     

                                              Реферат по экологии

         Тема:   “Многообразие в природе, роль видового многообразия”    

                                                                     Ф.И.О.

                                      Новосибирск 2011

Содержание

Введение

1. Биологическое разнообразие
2.  Разнообразие видов в природе
3. Сокращение видового разнообразия как результат деятельности человека

                              I. Биологическое разнообразие

Разнообразие населяющих Землю видов, разнообразие природных экосистем на земном шаре. Биологическое разнообразие — существование многочисленных видов растений и животных — непременное условие для выживания человека. На защиту и сохранение разнообразных видов животных и растений и их среды обитания направлена Конвенция Организации Объединенных Наций о биологическом разнообразии (1992 год), к которой присоединились 190 стран. Конвенция обязывает государства сохранять биоразнообразие, обеспечивать его устойчивое развитие и предусматривает добросовестное и справедливое распределение выгод от использования генетических ресурсов. Ее Картахенский протокол, который вступил в силу в 2003 году, направленный на обеспечение безопасного использования генетически модифицированных организмов, подписали в настоящее время 143 страны.

Защита исчезающих видов обеспечена принятой в 1973 году Конвенцией о международной торговле видами дикой флоры и фауны, находящимися под угрозой исчезновения, реализацией которой занимается ЮНЕП. 172 государства — участника Конвенции проводят периодические встречи по обновлению списка видов растений и животных или продуктов растительного и животного происхождения, таких как слоновая кость, которые подлежат охране путем введения квот на добычу или полного ее запрета. Боннская конвенция по сохранению мигрирующих видов диких животных 1979 года и ряд смежных соглашений направлены на сохранение диких животных, мигрирующих по земле, воде и воздуху, и среды их обитания. 104 государства являются участниками этой Конвенции.

                                2. Разнообразие видов в природе

Причина разнообразных пищевых, территориальных связей между ними, наиболее полного использования природных ресурсов, замкнутого круговорота веществ в природной экосистеме. Тропический лес — устойчивая экосистема благодаря большому разнообразию видов в ней, приспособленности организмов к совместному обитанию, оптимальному использованию природных ресурсов. Экосистема, состоящая из небольшого числа видов, например небольшой водоем, луг, — пример неустойчивых природных сообществ. Живое вещество, если рассматривать его в целом, представляет собой некую единую и гомогенную субстанцию жизни вообще, это жизнь как таковая. Однако в окружающей нас природе живое вещество представляет собой сложное и дифференцированное образование, оно состоит из самых разнообразных видов, которые в свою очередь дробятся на многочисленные подвиды, состоящие из отдельных живых существ.

При этом можно  констатировать не только целесообразность строения каждого отдельного существа, но и тот порядок, который существует во всей живой природе в целом. Единство и многообразие видов живого не исключают друг друга, - наоборот, как показывают различные естественнонаучные исследования, друг друга предполагают.

Многообразие  органического мира не ограничивается числом различных видов. Виды, в свою очередь, состоят из молодых и взрослых индивидуумов, многие - из самцов и самок, у некоторых общественных насекомых имеются матки, трутни, «рабочие» и «солдаты», и, наконец, у большинства видов есть разновидности, географические расы и экологические формы. Для них характерны определенные строения и образ жизни.

И все же, при  всем своем разнообразии органический мир - не что-то разрозненное и хаотичное. Как бы ни отличались друг от друга  отдельные виды животных, растений и микроорганизмов, всем им присуще  определенное биохимическое единство, выражающееся в общности химического состава (белков, углеводов, жиров, ферментных и гармональных систем и т.д.) и близости типов реакций, лежащих в основе процессов ассимиляции и диссимиляции.

Вместе с тем  имеются и специфические особенности  и отличия между видами уже  на уровне самого биохимизма. Этими особенностями животное отличается от растения, бактерии от вирусов, а порой даже одна разновидность от другой.

Существует также  и определенное единство строения животных, растений и микроорганизмов. Главным  образом это единство прослеживается на клеточном уровне, поскольку клетка является основой структуры всех организмов. Ученые так же выявили  и описали некоторые общие  законы, по которым живут и развиваются  все без исключения виды животных и растений. Таков, например, закон единства живого тела и среды его обитания, закон естественного отбора, закон взаимосвязи индивидуального и исторического развития организмов и т.д.

С другой же стороны, поскольку органический мир дискретен, то есть состоит из отдельно существующих частей, то каждая такая часть в  определенном смысле уже является целым. Обладая известной автономией, части  входят в состав более крупных  структурных единиц, образуя разные ступени организации живого вещества - от клетки до органического мира в  целом.

Но и автономность организмов (особей, индивидуумов) тоже относительна, они существуют только как составные части популяций. Популяции представляют собой совокупность свободно скрещивающихся особей одного вида, занимающих определенные территории - биотопы. Совокупность таких территориальных популяций составляет вид, распространенный на определенной части земной поверхности, к условиям которой он приспособился.

Почти каждый вид  состоит из различающихся по строению, но в то же время кровно родственных групп индивидуумов; у многих животных личинки не только отличаются по внешнему виду, строению и физиологии, но и живут в других местах или питаются другой пищей и имеют многие другие особенности. Также отличаются самцы и самки, а у многих видов насекомых, паразитических червей и других известны пищевые расы, живущие за счет разных кормов или по-разному размножающиеся, например, озимые и яровые расы рыб. Вид, таким образом, представляет собой не просто собрание одинаковых индивидуумов, а сложную систему группировок, соподчиненных, тесно связанных друг с другом и тем самым поддерживающих существование друг друга.

«Объединение  разнородных индивидуумов в популяции, а различных 

популяций в  виды создает много преимуществ  в борьбе за существование 

и обеспечивает более активные отношения вида со средой, поскольку 

здесь возникают  более активные сложные формы  групповой жизнедеятельности. Морфологическое  разнообразие внутри вида, существование  географических

рас (подвидов) и  биологических форм расширяют использование  видом 

среды и имеют  важное значение для успеха его борьбы с другими видами» Концепции современного естествознания.

Наконец, популяции  разных видов образуют сообщества (биоценозы), занимающие отдельные участки земной поверхности. В каждый биоценоз, где бы он ни находился, входят хлорофиллоносные растения, питающиеся ими растительноядные животные, хищники и паразиты, живущие за счет этих животных, и, наконец, микроорганизмы, минерализующие трупы животных и растений. Такие сообщества представляют собой целые системы, где существование одних видов без других невозможно, так как их обмен веществ приспособлен друг к другу и одни виды используют продукты метаболизма других видов или их самих в качестве пищи. В биоценозах на основе взаимодействия составляющих их видов возникают новые формы отношений живых существ с неживой природой.

Биоценозы отдельных  биотопов и природных зон на основе общего круговорота веществ объединяются в единую систему - органический мир. Все части единого органического  мира отличаются не только степенью самостоятельности  и автономности, но и тем, что по мере их развития, на каждой ступени  возникают качественно новые, вес  более сложные проявления жизни, при этом углубляется и расширяется  взаимодействие живого с неорганической средой.

Единство многообразной  и сложно организованной живой природы  выражается во взаимосвязях и взаимодействии качественно различных видов  животных, растений и микроорганизмов. Эти взаимоотношения и служат основой возникновения и развития сообществ, состоящих из разных видов.

Такова, в целом, структура органического мира, покоящаяся на основном свойстве живой материи - обмене веществ и энергии со средой.

Отношения животных, растений и микроорганизмов, развивающиеся  на базе биологического круговорота  веществ, имеют столь же длительную историю, как и эволюция этих групп. Они регулируются возникшими в ходе эволюции взаимными приспособлениями. Именно этим объясняется известный  порядок и слаженность в биоценозах. Но эти отношения и противоречивы. Отдельные виды животных, растений, или микроорганизмов связаны друг с другом пищевыми, пространственными и другими отношениями. Во многих случаях они не могут существовать друг без друга, но в то же время каждый вид обладает определенной самостоятельностью.

Автономность  вида как части целостного органического  мира заключается в возможности  множества путей его приспособления к окружающей его среде. Какой  из этих способов приспособления реально  осуществится - это будет зависеть от конкретного сочетания обстоятельств. Кроме того, виды возникли в разных местах и в разное время, и, следовательно, имеют неодинаковую историю и  способность существовать в тех  или иных условиях. В биоцеенозах виды различного происхождения, в разное время вошедшие в состав данного сообщества, обычно составляют значительную долю. Поэтому неодинакова и степень их взаимной приспособленности, а сами приспособления относительны.

       3. Сокращение видового разнообразия как результат деятельности человека

     Строительство городов, железных и шоссейных дорог, вырубка больших массивов леса, строительство промышленных предприятий, распашка земель под сельскохозяйственные угодья. Исчезновение в настоящее время около 10% видов высших растений на Земле. Вырубка тропических лесов, в которых сосредоточена значительная часть видов растений и животных, — проблема, требующая применения специальных мер защиты лесов. Исчезновение за последние 400 лет более 60 видов млекопитающих и более 100 видов птиц.      Влияние загрязнения окружающей среды на видовое разнообразие, причины его сокращения. Так, загрязнение воды в реках промышленными отходами — причина сокращения численности речного рака, пресноводной жемчужницы (моллюска), некоторых видов рыб. Обработка полей и садов ядохимикатами — причина гибели птиц, которые питаются насекомыми, зараженными ядами. Экосис-темный характер сокращения видового разнообразия: каждый исчезнувший вид растений уносит с собой пять видов беспозвоночных животных, существование которых неразрывно связано с этим растением.                  

          4. Роль биоразнообразия в сохранении устойчивости биосферы

     Зависимость существования человека от состояния  биосферы, от ее биологического разнообразия. Сохранение видового разнообразия, мест обитания растений и животных. Охраняемые территории: заповедники, биосферные заповедники, национальные парки, памятники природы, их роль в сохранении разнообразия жизни на Земле.

student.zoomru.ru

приспособленность организмов к среде обитания, многообразие видов. Доказательства эволюции живой природы.

Доказательства эволюции живой природы

В разных областях биологии еще до Ч. Дарвина и после публикации его теории эволюции был получен целый ряд свидетельств, подкрепляющих ее. Эти свидетельства называют доказа­тельствами эволюции. Наиболее часто приводят палеонтологические, биогеографические, срав- нительно-эмбриологические, сравнительно-анатомические и сравнительно-биохимические доказа­тельства эволюции, хотя нельзя сбрасывать со счетов и данные систематики, а также селекции растений и животных.

Палеонтологические доказательства основываются на изучении ископаемых остатков орга­низмов. К ним относятся не только хорошо сохранившиеся организмы, вмерзшие в лед или за­ключенные в янтарь, но и «мумии», обнаруженные в кислых торфяных болотах, а также сохра­нившиеся в осадочных породах остатки организмов и окаменелости. Наличие в древних породах более простых организмов, чем в позднейших слоях, и то, что виды, встречающиеся на одном уровне, исчезают на другом, считают одним из наиболее значимых доказательств эволюции и объ­ясняют возникновением и вымиранием видов в соответствующие эпохи вследствие изменения условий окружающей среды.

Несмотря на то, что ископаемых остатков обнаружено пока немного и в палеонтологической летописи отсутствуют многие фрагменты вследствие низкой вероятности сохранения органиче­ских остатков, все же найдены формы организмов, у которых имеются признаки как эволюци- онно более древних, так и более молодых групп организмов. Такие формы организмов называют переходными формами. Яркими представителями переходных форм, иллюстрирующими переход от рыб к наземным позвоночным, являются кистеперые рыбы и стегоцефалы, а между рептилия­ми и птицами определенное место занимает археоптерикс.

Ряды ископаемых форм, последовательно связанных между собой в процессе эволюции не только общими, но и частными чертами строения, называются филогенетическими рядами. Они могут быть представлены ископаемыми остатками с разных континентов, и претендовать на боль­шую или меньшую полноту, однако их изучение невозможно без сравнения с живущими ныне формами, чтобы продемонстрировать поступательность эволюционного процесса. Классическим примером филогенетического ряда является эволюция предков лошади, исследованная основате­лем эволюционной палеонтологии В. О. Ковалевским (рис. 6.3).

Биогеографические доказательства. Биогеография как наука изучает закономерности распро­странения и распределения по поверхности нашей планеты видов, родов и других групп живых организмов, а также их сообществ.

Отсутствие в какой-либо части земной поверхности видов организмов, которые приспособлены к такой среде обитания и хорошо приживаются при искусственном завозе, как кролики в Австра­лии, а также наличие близких форм организмов в отстоящих на значительных расстояниях друг от друга частях суши свидетельствуют, прежде всего, о том, что облик Земли не всегда был таким, и геологические преобразования, в частности, дрейф континентов, образование гор, подъем и опу­скание уровня Мирового океана влияют на эволюцию организмов. Например, в тропических об­ластях Южной Америки, в Южной Африке и Австралии обитают четыре сходных вида двоякоды­шащих рыб, ареалы же относящихся к одному отряду верблюдов и лам располагаются в Северной Африке, большей части Азии и в Южной Америке. Палеонтологические исследования показали, что верблюды и ламы происходят от общего предка, обитавшего некогда в Северной Америке, а затем распространившегося в Азию через существовавший ранее перешеек на месте Берингова пролива, а также через Панамский перешеек в Южную Америку. Впоследствии все представителиданного семейства в промежуточных областях вымерли, а в краевых в процессе эволюции сфор­мировались новые виды. Более раннее отделение Австралии от остальных массивов суши позво­лило сформироваться там совершенно особой флоре и фауне, в которой сохранились такие формы млекопитающих, как однопроходные — утконос и ехидна.

С точки зрения биогеографии можно объяснить и разнообразие дарвиновых вьюрков на Гала­пагосских островах, отстоящих от побережья Южной Америки на 1200 км и имеющих вулкани­ческое происхождение. По-видимому, некогда на них залетели или были занесены представители единственного в Эквадоре вида вьюрков, а затем, по мере размножения, часть особей расселялась по остальным островам. На центральных крупных островах борьба за существование (пищу, места гнездования и т. д.) была наиболее острой, поэтому и сформировались незначительно отличающи­еся друг от друга по внешним признакам виды, потребляющие различную пищу (семена, плоды, нектар, насекомых и т. д.).

Влияли на распространение различных групп организмов и изменения климатических усло­вий на Земле, способствовавшие процветанию одних групп и вымиранию других. Отельные виды или группы организмов, сохранившиеся от широко распространенных ранее флор и фаун, называ­ют реликтами. К ним относятся гинкго, секвойя, тюльпанное дерево, кистеперая рыба латимерия и др. В более широком смысле виды растений и животных, обитающие на ограниченных участках территории или акватории, называются эндемичными, или эндемиками. Например, эндемиками являются все представители аборигенной флоры и фауны Австралии, а во флоре и фауне озера Байкал таковых до 75 %.

Сравнительно-анатомические доказательства.

Изучение анатомии родственных групп животных и растений дает убедительные свидетельства сход­ства строения их органов. Несмотря на то, что экологические факторы, безусловно, накладыва­ют свой отпечаток на строение органов, у покры­тосеменных растений при всем их поразительном разнообразии цветки имеют чашелистики, лепест­ки, тычинки и пестики, а у наземных позвоноч­ных животных конечность построена по плану пя­типалой. Органы, имеющие сходное строение, занимающие одно и то же положение в организме и развивающиеся из одних и тех же зачатков у родственных организмов, но выполняющие раз­ные функции, называются гомологичными (рис. 6.4). Так, слуховые косточки (молоточек, наковальня и стремечко) гомологичны жаберным дугам рыб, ядовитые железы змей — слюнным железам других позвоночных, молочные железы млекопитающих — потовым, ласты тюленей и ки­тообразных — крыльям птиц, конечностям лоша­дей и кротов.

Нефункционирующие длительное время ор­ганы, вероятнее всего, в процессе эволюции пре­вращаются в рудиментарные (рудименты) — не­доразвитые по сравнению с предковыми формами структуры, которые потеряли основное значение. К ним относят малую берцовую кость у птиц, гла­за у кротов и слепышей, волосяной покров, коп­чик и червеобразный отросток (аппендикс) у че­ловека и др.

У отдельных особей, тем не менее, могут проявляться признаки, отсутствующие у данного вида, но имевшиеся у отдаленных предков — атавизмы, например, трехпалость у современных лошадей, развитие дополнительных пар молочных желез, хвоста и волосяного покрова на всем теле человека.

Если гомологичные органы являются свидетельством в пользу родства организмов и дивер­генции в процессе эволюции, то аналогичные органы — сходные у организмов различных групп структуры, выполняющие одинаковые функции, наоборот, относятся к примерам конвергенции

(конвергенцией называется в целом незави­симое развитие сходных признаков у раз­ных групп организмов, существующих в одинаковых условиях) и подтверждают тот факт, что окружающая среда наклады­вает значительный отпечаток на организм (рис. 6.5). Аналогами являются крылья на­секомых и птиц, глаза позвоночных и го­ловоногих (кальмаров, осьминогов), члени­стые конечности членистоногих и наземных позвоночных.

Сравнительно-эмбриологические дока­зательства. Изучая эмбриональное развитие у представителей разных групп позвоноч-ных, К. Бэр обнаружил их поразительное структурное единство, особенно на ранних стадиях развития (закон зародышевого сходства). Позднее Э. Геккель сформулировал биогенетический закон, согласно которому онтогенез является кратким повторением филогенеза, т. е. стадии, ко­торые организм проходит в процессе своего индивидуального развития, повторяют историческое развитие той группы, к которой он принадлежит.

Так, зародыш позвоночного на первых стадиях развития приобретает черты строения, харак­терные для рыб, а затем земноводных и, в конце концов, той группы, к которой он относится. Это превращение объясняется тем, что каждый из вышеперечисленных классов имеет общих предков с современными рептилиями, птицами и млекопитающими (рис. 6.6).

Однако биогенетический закон обладает целым рядом ограничений, и поэтому русский ученый А. Н. Северцов существенно ограничил область его применения повторением в онтогенезе исклю­чительно особенностей зародышевых стадий развития предковых форм.

Сравнительно-биохимические доказательства. Разработка более точных методов биохимиче­ского анализа предоставила ученым-эволюционистам новую группу данных в пользу историче­ского развития органического мира, поскольку наличие одинаковых веществ у всех организмов указывает на возможную биохимическую гомологию, подобной таковой на уровне органов и тка­ней. Сравнительно-биохимические исследования первичной структуры таких широко распростра­ненных белков, как цитохром с и гемоглобин, а также нуклеиновых кислот, особенно рРНК, по­казали, что многие из них имеют практически одинаковое строение и выполняют те же функции у представителей различных видов, при этом, чем ближе родство, тем большее сходство обнару­живается в строении исследуемых веществ.

Таким образом, теория эволюции подтверждается значительным количеством данных из раз­личных источников, что лишний раз свидетельствует о ее достоверности, но она еще будет из­меняться и уточняться, поскольку многие аспекты жизни организмов остаются вне поля зрения исследователей.

Результаты эволюции: приспособленность организмов к среде обитания, многообразие видов

Помимо общих признаков, свойственных представителям того или иного царства, виды жи­вых организмов характеризуются поразительным разнообразием особенностей внешнего и вну­треннего строения, жизнедеятельности и даже поведения, появившихся и отобранных в про­цессе эволюции и обеспечивающих приспособление к условиям обитания. Однако не следует считать, что поскольку у птиц и насекомых есть крылья, то это связано с непосредственным действием воздушной среды, ведь и бескрылых насекомых и птиц предостаточно. Вышеупомя­нутые приспособления были отобраны в процессе естественного отбора из всего спектра имею­щихся мутаций.

Эпифитные растения, обитающие не на почве, а на деревьях, приспособились к поглощению атмосферной влаги при помощи корней без корневых волосков, но со специальной гигроскопич­ной тканью — веламенож. Некоторые бромелии могут впитывать водяные пары во влажной ат­мосфере тропиков с помощью волосков на листьях.

У насекомоядных растений (росянки, венериной мухоловки), обитающих на почвах, где азот недоступен по тем или иным причинам, выработался механизм привлечения и поглощения мел­ких животных, чаще всего насекомых, являющихся для них источником искомого элемента.

Для защиты от поедания травоядными животными у многих растений, ведущих прикреплен­ный способ жизни, сформировались пассивные средства защиты, такие как колючки (боярыш­ник), шипы (роза), жгучие волоски (крапива), накопление кристаллов щавелевокислого кальция (щавель) биологически активных веществ в тканях (кофе, боярышник) и др. У некоторых из них даже семена в незрелых плодах окружены каменистыми клетками, не дающими вредителям до­браться до них, и лишь к осени происходит процесс раздревеснения, что позволяет семенам по­пасть в почву и прорасти (груша).

Среда оказывает формирующее влияние и на животных. Так, многие рыбы и водные млекопи­тающие имеют обтекаемую форму тела, которая облегчает им передвижение в ее толще. Однако не стоит считать, что вода непосредственно влияет на форму тела, просто в процессе эволюции наиболее приспособленными к ней оказались именно те животные, которые обладали данным признаком.

Тело китов и дельфинов не покрыто при этом волосяным покровом, тогда как у родственной им группы ластоногих имеется в той или иной мере редуцированный шерстный покров, посколь­ку, в отличие от первых, они часть времени проводят на суше, где без шерсти их кожа тотчас бы обледенела.

Тело большинства рыб покрыто чешуей, которая на нижней стороне более светло окрашена, нежели на верхней, вследствие чего сверху эти животные малозаметны для естественных врагов на фоне дна, а снизу — на фоне неба. Окраска, обеспечивающая незаметность животных для их врагов или жертв, называется покровительственной. Она широко распространена в природе. Ярким примером такой окраски является окраска нижней стороны крыльев бабочки каллимы, которая, сев на веточку и сложив крылья вместе, оказывается похожей на сухой листочек. Другие насекомые, например палочники, маскируются под веточки растений.

Пятнистая или полосатая окраска также имеет приспособительное значение, поскольку на фо­не почвы таких птиц, как перепела или гаги, не видно даже на близком расстоянии. Незаметны и пятнистые яйца птиц, гнездящихся на земле.

Окраска животных не всегда настолько же постоянна, как у зебры, например, камбала и хаме­леон способны менять ее в зависимости от характера того места, где они находятся. Кукушки же, подкладывая свои яйца в гнезда различных птиц, могут варьировать окраску их скорлупы таким образом, чтобы «хозяева» гнезда не заметили различий между ним и собственными яйцами.

Окраска животных далеко не всегда может делать их незаметными — многие из них просто бросаются в глаза, что должно предупреждать об опасности. Большинство таких насекомых и пре­смыкающихся в той или иной степени ядовиты, как, например, божья коровка или оса, поэтому хищник, несколько раз испытав неприятные ощущения после употребления в пищу подобногообъекта, избегает его. Тем не менее, предупреждающая окраска не является универсальной, по­скольку некоторые птицы приспособились питаться ими (осоед).

Увеличение шансов на выживание у особей с предупреждающей окраской способствовало ее появлению у представителей других видов без должных для того оснований. Это явление носит название мимикрии. Так, неядовитые гусеницы некоторых видов бабочек подражают ядовитым, а божьим коровкам — один из видов тараканов. Однако птицы довольно быстро могут научиться отличать ядовитые организмы от неядовитых и потреблять последних, избегая особей, послужив­ших образцом для подражания.

В некоторых случаях может наблюдаться и обратное явление — хищные животные подражают по окраске безобидным, что позволяет им приближаться к жертве на близкое расстояние, а затем нападать (саблезубая морская собачка).

Защиту многим видам обеспечивает и приспособительное поведение, которое связано с запаса­нием пищи на зиму, заботой о потомстве, замирание на месте или наоборот, принятие угрожаю­щей позы. Так, речные бобры заготавливают на зиму несколько кубометров веток, частей стволов и другой растительной пищи, затапливая ее в воде возле «хаток».

Забота о потомстве присуща в основном млекопитающим и птицам, однако и у представителей других классов хордовых она также встречается. Например, известно агрессивное поведение сам­цов колюшки, отгоняющих всех врагов от гнезда, в котором находится икра. Самцы шпорцевых лягушек наматывают на лапки икру и носят ее до вылупливания из нее головастиков.

Даже некоторые насекомые способны обеспечивать своему потомству более благоприятную среду обитания. Например, пчелы выкармливают своих личинок, а молодые пчелы первое время «работают» только в улье. Муравьи переносят своих куколок вверх и вниз в муравейнике, в зави­симости от температуры и влажности, а при угрозе наводнения вообще уносят их с собой. Жуки- скарабеи заготавливают для своих личинок специальные шарики из отходов жизнедеятельности животных.

Многие насекомые при угрозе нападения застывают на месте и принимают вид сухих палочек, веточек и листочков. А гадюки, наоборот, поднимаются и раздувают свой капюшон, тогда как гремучая змея издает специальный звук погремушкой, расположенной на конце хвоста.

Поведенческие адаптации дополняются и физиологическими, связанными с особенностями среды обитания. Так, человек способен находиться под водой без акваланга всего несколько ми­нут, после чего он может потерять сознание и погибнуть из-за недостатка кислорода, а киты не всплывают на протяжении достаточно длительного времени. Объем легких у них не слишком велик, однако существуют другие физиологические приспособления, например, в мышцах высока концентрация дыхательного пигмента — миоглобина, который как бы запасает кислород и отдает его во время погружения. Кроме того, у китов есть особое образование — «чудесная сеть», которая позволяет использовать кислород даже венозной крови.

Животные жарких мест обитания, например пустыни, постоянно подвергаются риску перегре­ва и потери избыточного количества влаги. Поэтому лисичка-фенек имеет чрезвычайно большие ушные раковины, позволяющие излучать тепло. Земноводные пустынных регионов во избежание потери влаги через кожу вынуждены перейти к ночному образу жизни, когда влажность повы­шается и появляется роса.

Птицы, освоившие воздушную среду обитания, помимо анатомо-морфологических приспосо­блений к полету, имеют и важные физиологические особенности. Например, из-за того, что пере­движение в воздухе требует чрезвычайно больших затрат энергии, для этой группы позвоночных характерна высокая интенсивность обмена веществ, а выделяемые продукты метаболизма выво­дятся тотчас же, что способствует снижению удельной плотности тела.

Приспособления к среде обитания, несмотря на все их совершенство, относительны. Так, не­которые виды молочая вырабатывают ядовитые для большинства животных алкалоиды, однако гусеницы одного из видов бабочек — данаиды — не только питаются тканями молочая, но и на­капливают эти алкалоиды, становясь несъедобными для птиц.

Кроме того, адаптации являются целесообразными только в конкретной среде обитания и бес­полезны в другой среде. Например, редкий и крупный хищник уссурийский тигр, как и все кош­ки, имеет мягкие подушечки на лапах и втягивающиеся острые когти, острые зубы, отличное зрение даже в темноте, острый слух и сильные мышцы, что позволяет ему обнаружить жертву, незаметно подкрасться к ней и напасть из засады. Однако его полосатая окраска маскирует его только весной, летом и осенью, тогда как на снегу он становится хорошо заметным и тигр может рассчитывать только на молниеносное нападение.

Соцветия инжира, дающие ценные соплодия, имеют настолько специфическое строение, что опыляются только осами бластофагами, и поэтому, введенные в культуру, они длительное время не плодоносили. Только выведение партенокарпических сортов инжира (образующих плоды без оплодотворения) смогло спасти ситуацию.

Несмотря на то, что описаны примеры видообразования в течение совсем коротких промежут­ков времени, как в случае с погремком на кавказских лугах, который из-за регулярного скашива­ния сначала разделился на две популяции — раноцветущие и плодоносящие и поздноцветущие, на самом деле микроэволюция, скорее всего, требует гораздо больших сроков — многих столетий, ведь человечество, разные группы которого тысячелетиями были оторваны друг от друга, тем не менее, так и не разделилось на разные виды. Однако, поскольку эволюция располагает практи­чески неограниченным временем, за сотни миллионов и миллиарды лет на Земле обитало уже несколько миллиардов видов, большая часть которых вымерла, а дошедшие до нас являются ка­чественными этапами этого незатухающего процесса.

Согласно современным данным на Земле насчитывается свыше 2 млн видов живых организ­мов, большая часть из которых (приблизительно 1,5 млн видов) относится к царству животных, около 400 тыс. — к царству растений, свыше 100 тыс. — к царству грибов, а остальные — к бак­териям.

Такое поразительное разнообразие является результатом дивергенции (расхождения) видов по различным морфологическим, физиолого-биохимическим, экологическим, генетическим и репро­дуктивным признакам. Например, один из наибольших родов растений, относящийся к семей­ству Орхидные, — дендробиум — включает свыше 1 400 видов, а род жуков-калоедов — свыше 1 600 видов.

Классификация организмов является задачей систематики, которая в течение уже 2 тыс. лет пытается построить не просто стройную иерархию, а «естественную» систему, отражающую сте­пень родства организмов. Однако все попытки сделать это пока еще не увенчались успехом, так как в ряде случаев в процессе эволюции наблюдалась не только дивергенция признаков, но и кон­вергенция (схождение), в результате чего у весьма отдаленных групп органы приобрели черты сходства, как, например, глаз головоногих и глаз млекопитающих.

6.4. Макроэволюция. Направления и пути эволюции (А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен). Биологический прогресс и регресс, ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация. Причины биологического прогресса и регресса. Гипотезы возникновения жизни на Земле. Эволюция органического мира. Основные ароморфозы в эволюции растений и животных.

Макроэволюция

Образование вида ознаменовывает собой новый виток эволюционного процесса, поскольку осо­би этого вида, будучи более приспособленными к условиям среды, нежели особи материнского вида, постепенно расселяются на новые территории, и уже в его популяциях играют свою созида­тельную роль мутагенез, популяционные волны, изоляция и естественный отбор. Со временем эти популяции дают начало новым видам, которые вследствие генетической изоляции имеют гораздо больше признаков сходства между собой, чем с видами того рода, от которого отпочковался вид- родоначальник, и, таким образом, возникает новый род, затем — новое семейство, отряд (поря­док), класс и т. д. Совокупность эволюционных процессов, которые приводят к возникновению надвидовых таксонов (родов, семейств, отрядов, классов и т. п.), называется макроэволюцией. Макроэволюционные процессы как бы обобщают микроэволюционные изменения, происходящие в течение длительного времени, выявляя при этом основные тенденции, направления и законо­мерности эволюции органического мира, которые не поддаются наблюдению на более низком уровне. До сих пор никаких специфических механизмов макроэволюции не выявлено, поэтому считается, что она осуществляется только посредством микроэволюционных процессов, однако эта позиция постоянно подвергается вполне обоснованной критике.

Возникновение сложной иерархической системы органического мира в значительной степени является результатом неодинаковой скорости эволюционирования различных групп организмов. Так, уже упоминавшийся гинкго двулопастный как бы «законсервировался» на тысячи лет, тогда как достаточно близкие к нему сосны существенно изменились за это время.

Направления и пути эволюции (А. Н. Северцов, И. И. Шмальгаузен). Биологический прогресс и регресс, ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация

Анализируя историю органического мира, можно заметить, что в определенные промежутки времени господствовали отдельные группы организмов, которые затем клонились к упадку либо исчезали вовсе. Таким образом, можно различить три магистральных направления эволюции: био­логический прогресс, биологический регресс и биологическая стабилизация. Значительный вклад в разработку учения о направлениях и путях эволюции внесли русские эволюционисты А. Н. Се­верцов и И. И. Шмальгаузен.

Биологический прогресс связан с биологическим процветанием группы в целом и характери­зует ее эволюционный успех. Он отражает закономерное развитие живой природы от простого к сложному, от более низкой степени организации к более высокой. По А. Н. Северцову, критери­ями биологического прогресса являются увеличение численности особей данной группы, расши­рение ее ареала, а также появление и развитие в ее составе групп низшего ранга (преобразование вида в род, рода в семейство и т. д.). В настоящее время биологический прогресс наблюдается у покрытосеменных растений, насекомых, костистых рыб и млекопитающих.

По А. Н. Северцову, биологический прогресс может достигаться вследствие определенных мор- фофизиологических преобразований организмов, при этом он выделил три основные пути дости­жения: арогенез, аллогенез и катагенез (рис. 6.7).

Арогенез, или морфофизиологический прогресс, связан со значительным расширением ареала данной группы организмов вследствие приобретения больших изменений строения — ароморфо- зов.

Ароморфозом называют эволюционное преобразование строения и функций организма, ко­торое повышает его уровень организации и открывает новые возможности для приспособления к разнообразным условиям существования.

Примерами ароморфозов являются возникновение эукариотической клетки, многоклеточно- сти, появление сердца у рыб и разделение его полной перегородкой у птиц и млекопитающих, формирование цветка у покрытосеменных и т. п.

Аллогенез, в отличие от арогенеза, не сопровождается расширением ареала, однако внутри старого возникает значительное разнообразие форм, имеющих частные приспособления к среде обитания — идиоадаптации.

Идиоадаптация — это мелкое морфофизиологическое приспособление к специальным услови­ям среды, полезное в борьбе за существование, но не изменяющее уровня организации. Эти изме­нения иллюстрируют покровительственная окраска у животных, разнообразие ротовых аппаратов у насекомых, колючки растений и др. Не менее удачным примером являются дарвиновы вьюрки, специализирующиеся на различных видах пищи, у которых преобразования вначале затронули клюв, а затем и другие части тела — оперение, хвост и т. п.

Как это ни парадоксально, но и упрощение организации может вести к биологическому про­грессу. Этот путь называется катагенезом.

Дегенерация — это упрощение организмов в процессе эволюции, которое сопровождается по­терей определенных функций или органов.

Большей частью она характерна для паразитических организмов и животных, перешедших к прикрепленному способу жизни. Так, растение-паразит повилика европейская лишена хлоро­филла, а ее листья редуцированы до чешуек, питается же она за счет поглощения питательных веществ из тела растения-хозяина с помощью специальных присосок. Паразитирующие в тонком кишечнике человека и других животных цепни и лентецы в процессе эволюции принесли свою пищеварительную систему и почти все органы чувств в жертву гипертрофированной половой си­стеме, обеспечивающей необычайную плодовитость (до 11 млрд яиц в течение жизни). Сидячий образ жизни привел у взрослых представителей одной из групп хордовых — асцидий — к исчез­новению не только органов чувств и пищеварительной системы, но и самой хорды, обнаружива­ющейся только у личинок.

Фаза биологического прогресса сменяется фазой биологической стабилизации, сущность ко­торой заключается в сохранении признаков данного вида как наиболее благоприятных в данном микроокружении. По И. И. Шмальгаузену, она вовсе «не означает прекращения эволюции, наобо­рот, означает максимальную согласованность организма с изменениями среды». В фазе биологи­ческой стабилизации находятся «живые ископаемые» латимерия, гингко и др.

Антиподом биологического прогресса является биологический регресс — эволюционный упа­док данной группы вследствие невозможности приспособиться к изменениям окружающей среды. Он проявляется в снижении численности популяций, сужении ареалов, уменьшении количества групп низшего ранга в составе высшего таксона. Группе организмов, которая пребывает в состоя­нии биологического регресса, угрожает вымирание. В истории органического мира можно увидеть много примеров такого явления, и в настоящее время регресс характерен для некоторых папорот­ников, амфибий и рептилий. С появлением человека биологический регресс зачастую обусловлен его хозяйственной деятельностью.

Направления и пути эволюции органического мира не являются взаимоисключающими, то есть появление ароморфоза не означает, что идиоадаптация или дегенерация произойти уже не может. Напротив, согласно разработанному А. Н. Северцовым и И. И. Шмальгаузеном правилу смены фаз, различные направления эволюционного процесса и пути достижения биологического прогресса закономерно сменяют друг друга. В ходе эволюции эти пути сочетаются: достаточно редкие ароморфозы переводят группу организмов на качественно новый уровень организации, а в дальнейшем историческое развитие идет по пути идиоадаптации либо дегенерации, обеспечи­вающих приспособление к конкретным условиям среды обитания.

Причины биологического прогресса и регресса

В процессе эволюции планку естественного отбора преодолевают и, соответственно, прогресси­руют только те группы организмов, у которых наследственная изменчивость создает достаточное количество комбинаций, которые могут обеспечить выживание группы в целом.

Те же группы, у которых по каким-то причинам не имеется такого резерва, в большинстве слу­чаев обречены на вымирание. Зачастую это связано с низким давлением отбора на предыдущих этапах эволюционного процесса, приведшим к узкой специализации группы или даже дегенера­тивным явлениям. Следствием этого является невозможность приспособиться к новым условиям среды при ее резких изменениях. Ярким примером тому является внезапная гибель динозавров вследствие падения гигантского небесного тела на Землю 65 млн лет назад, которое повлекло за собой землетрясение, поднятие в воздух миллионов тонн пыли, резкое похолодание, гибель боль­шей части растений и растительноядных животных. В то же время предки современных млеко­питающих, не имея узких предпочтений источников питания и будучи теплокровными, смогли пережить эти условия и занять на планете господствующее положение.

Гипотезы возникновения жизни на Земле

Из всего спектра гипотез образования Земли наибольшее количество фактов свидетельствует в пользу теории «Большого взрыва». Ввиду того, что данное научное допущение зиждется в ос­новном на теоретических расчетах, подтвердить его экспериментально призван большой адронный коллайдер, сооруженный в Европейском центре ядерных исследований вблизи г. Женева (Швей­цария). Согласно теории «Большого взрыва», Земля образовалась свыше 4,5 млрд лет назад вме­сте с Солнцем и другими планетами Солнечной системы в результате конденсации газопылевого облака. Снижение температуры планеты и миграция химических элементов на ней способствова­ли ее расслоению на ядро, мантию и кору, а происходившие затем геологические процессы (дви­жение тектонических плит, вулканическая деятельность и т. д.) стали причиной формирования атмосферы и гидросферы.

Жизнь существует на Земле также очень давно, о чем свидетельствуют ископаемые остатки разнообразных организмов в горных породах, однако физические теории не могут дать ответа на вопрос о времени и причинах ее возникновения. Существуют две противоположные точки зрения на возникновение жизни на Земле: теории абиогенеза и биогенеза. Теории абиогенеза утверждают возможность происхождения живого из неживого. К ним относят креационизм, гипотезу самоза­рождения и теорию биохимической эволюции А. И. Опарина.

Фундаментальным положением креационизма являлось сотворение мира неким сверхъесте­ственным существом (Творцом), что нашло свое отражение в мифах народов мира и религиозных культах, однако возраст планеты и жизни на ней намного превышает указанные в этих источни­ках сроки, да и несоответствий в них предостаточно.

Основателем теории самозарождения жизни считается древнегреческий ученый Аристотель, который утверждал, что возможно многократное появление новых существ, например, дождевых червей из луж, а червей и мух — из гнилого мяса. Однако эти воззрения были опровергнуты в XVII-XIX веках смелыми опытами Ф. Реди и JI. Пастера.

Итальянский врач Франческо Реди в 1688 году поместил кусочки мяса в горшки и плотно запечатал их, однако никаких червей в них не завелось, тогда как в открытых горшках они по­явились. Дабы опровергнуть бытовавшее тогда убеждение, что жизненное начало содержится в воздухе, он повторил свои опыты, однако горшки не запечатал, а закрыл несколькими слоями кисеи, и вновь жизнь не появилась. Несмотря на убедительные данные, полученные Ф. Реди, ис­следования А. ван Левенгука дали новую пищу для дискуссий о «жизненном начале», которые продолжились в течение всего следующего века.

Другой итальянский исследователь — Ладзаро Спалланцани — в 1765 году видоизменил опы­ты Ф. Реди, прокипятив в течение нескольких часов мясные и овощные отвары и запечатав их. По прошествии нескольких дней он также не обнаружил там никаких признаков жизни и сделал вывод, что живое может возникнуть только от живого.

Последний удар теории спонтанного самозарождения нанес великий французский микробио­лог Луи Пастер в 1860 году, поместивший прокипяченный бульон в колбу с S-образным горлыш­ком и не получивший никаких зародышей. Казалось бы, это свидетельствовало в пользу теорий биогенеза, однако оставался открытым вопрос о том, каким же путем возник самый-самый пер­вый организм.

Ответить на него попытался советский биохимик А. И. Опарин, пришедший к выводу о том, что состав атмосферы Земли на первых этапах ее существования был совсем не таким, как в на­ше время. Скорее всего, она состояла из аммиака, метана, углекислого газа и водяных паров, но не содержала свободного кислорода. Под действием электрических разрядов высокой мощности и при высокой температуре в ней могли синтезироваться простейшие органические соединения, что и было подтверждено экспериментами С. Миллера и Г. Юри в 1953 году, получивших из вы­шеупомянутых соединений несколько аминокислот, простые углеводы, аденин, мочевину, а так­же простейшие жирные, муравьиную и уксусную кислоты.

Тем не менее синтез органических веществ еще не означает возникновения жизни, поэтому А. И. Опарин выдвинул гипотезу биохимической эволюции, согласно которой разнообразные ор­ганические вещества возникали и объединялись в более крупные молекулы на мелководьях морей и океанов, где условия для химического синтеза и полимеризации являются наиболее благопри­ятными.

Некоторые из этих веществ постепенно образовывали в воде устойчивые комплексы — коа- церваты, или коацеватные капли, напоминающие капли жира в бульоне. В эти коацерваты по­ступали разнообразные вещества из окружающего раствора, которые подвергались химическим превращениям, происходящим в каплях. Как и органические вещества, коацерваты сами по себе не являлись живыми существами, а были очередной ступенью в их возникновении.

Те из коацерватов, которые имели удачное соотношение веществ в своем составе, в особен­ности белки и нуклеиновые кислоты, благодаря каталитическим свойствам белков-ферментов со временем приобрели способность воспроизводить себе подобных и осуществлять реакции обмена веществ, при этом структуру белков кодировали нуклеиновые кислоты.

Однако, помимо размножения, для живых систем характерна зависимость от поступления энергии извне. Эта проблема первоначально решалась за счет бескислородного расщепления ор­ганических веществ из окружающей среды (кислорода в атмосфере на тот момент не было), т. е. гетеротрофного питания. Некоторые из поглощаемых органических веществ оказались способны­ми аккумулировать энергию солнечного света, как, например, хлорофилл, что дало возможность ряду организмов перейти к автотрофному питанию. Выделение кислорода в атмосферу в процессе фотосинтеза привело к появлению более эффективного кислородного дыхания, возникновению озонового слоя и, в конечном итоге, выходу организмов на сушу.

Таким образом, результатом химической эволюции явилось появление протобионтов — пер­вичных живых организмов, от которых в результате биологической эволюции произошли все существующие в настоящее время виды.

Теория биохимической эволюции в наше время является наиболее подтвержденной, однако представление о конкретных механизмах возникновения жизни изменились. Например, выясни­лось, что образование органических веществ начинается еще в космосе, а органические вещества играют важную роль даже в самом образовании планет, обеспечивая слипание мелких частей. Так­же формирование органических веществ происходит и в недрах планеты: при одном извержении вулкан выбрасывает до 15 т органики. Существуют и другие гипотезы относительно механизмов концентрирования органических веществ: замораживания раствора, абсорбции (связывания) на поверхности определенных минеральных соединений, действия природных катализаторов и т. п.

Возникновение жизни на Земле в настоящее время невозможно, поскольку любые органиче­ские вещества, спонтанно образовавшиеся в любой точке планеты, тотчас же были бы окислены свободным кислородом атмосферы или использованы гетротрофными организмами. Это понимал еще в 1871 году Ч. Дарвин.

Теории биогенеза отрицают самопроизвольное зарождение жизни. Основными из них являют­ся гипотеза стационарного состояния и гипотеза панспермии. Первая из них базируется на том, что жизнь существует вечно, тем не менее, на нашей планете есть очень древние породы, в кото­рых следы деятельности органического мира отсутствуют.

Гипотеза панспермии утверждает, что зародыши жизни были занесены на Землю из космоса некими пришельцами либо божественным провидением. В пользу этой гипотезы свидетельствуют два факта: необходимость для всего живого достаточно редкого на планете, но часто встречающе­гося в метеоритах молибдена, а также находка организмов, похожих на бактерии, на метеоритах с Марса. Однако каким образом жизнь возникла на других планетах, остается невыясненным.

Основные ароморфозы в эволюции растений и животных

Растительные и животные организмы, представляющие различные ветви эволюции органи­ческого мира, в процессе исторического развития независимо приобретали определенные черты строения, которые будут охарактеризованы далее.

У растений важнейшими из них являются переход от гаплоидности к диплоидности, незави­симость от воды в процессе оплодотворения, переход от наружного оплодотворения к внутреннему и возникновение двойного оплодотворения, расчленение тела на органы, развитие проводящей си­стемы, усложнение и усовершенствование тканей, а также специализация опыления с помощью насекомых и распространения семян и плодов.

Переход от гаплоидности к диплоидности сделал растения более устойчивыми к действию факторов окружающей среды вследствие снижения риска проявления рецессивных мутаций. По- видимому, это преобразование коснулось предков сосудистых растений, в число которых не вхо­дят моховидные, характеризующиеся преобладанием в жизненном цикле гаметофита.

Главные ароморфозы в эволюции животных связаны с возникновением многоклеточности и все большим расчленением всех систем органов, возникновением прочного скелета, развитием центральной нервной системы, а также общественного поведения в различных группах высоко­организованных животных, что дало толчок и к прогрессу человека.

Усложнение живых организмов в процессе эволюции

Историю органического мира на Земле изучают по сохранившимся остаткам, отпечаткам и другим следам жизнедеятельности живых организмов. Она является предметом науки палеон­тологии. Исходя из того, что остатки разных организмов расположены в различных пластах гор­ных пород, была создана геохронологическая шкала, согласно которой историю Земли разделили на определенные промежутки времени: зоны, эры, периоды и века (табл. 6.1).

Эоном называют большой промежуток времени в геологической истории, объединяющий не­сколько эр. В настоящее время выделяют только два зона: криптозой (скрытая жизнь) и фанеро- зой (явная жизнь). Эра — это промежуток времени в геологической истории, являющийся подраз­делением эона, объединяющий, в свою очередь, периоды. В криптозое выделяют две эры (архей и протерозой), тогда как в фанерозое — три (палеозой, мезозой и кайнозой).

Важную роль в создании геохронологической шкалы сыграли руководящие ископаемые — остатки организмов, которые были многочисленны в определенные промежутки времени и хоро­шо сохранились.

Развитие жизни в криптозое. Архей и протерозой составляют большую часть истории жизни (период 4,6 млрд лет — 0,6 млрд лет назад), однако сведений о жизни в тот период недоста­точно. Первые остатки органических веществ биогенного происхождения имеют возраст около 3,8 млрд лет, а прокариотические организмы существовали уже 3,5 млрд лет назад. Первые прокариоты входили в состав специфических экосистем — цианобактериальных матов, благо­даря деятельности которых образовались специфические осадочные породы строматолиты («ка­менные ковры»).

Понять жизнь давних прокариотических экосистем помогло открытие их современных анало­гов — строматолитов в заливе Шарк-Бей в Австралии и специфических пленок на поверхности почвы в заливе Сиваш в Украине. На поверхности цианобактериальных матов расположены фото- синтезирующие цианобактерии, а под их слоем — чрезвычайно разнообразные бактерии других групп и архей. Минеральные вещества, которые оседают на поверхность мата и образовываются за счет его жизнедеятельности, откладываются пластами (приблизительно 0,3 мм в год). Такие примитивные экосистемы могут существовать лишь в непригодных для жизни других организмов местах, и действительно, оба вышеупомянутые местообитания характеризуются чрезвычайно вы­сокой соленостью.

Многочисленные данные свидетельствуют о том, что поначалу Земля имела атмосферу воз­обновляемого характера, в состав которой входили: углекислый газ, водяной пар, оксид серы, а также угарный газ, водород, сероводород, аммиак, метан и т. п. Первые организмы Земли были анаэробами, однако благодаря фотосинтезу цианобактерий в среду выделялся свободный кисло­род, который сначала быстро связывался с восстановителями, находящимися в среде, и лишь по­сле связывания всех восстановителей среда начала приобретать окислительные свойства. О таком переходе свидетельствуют отложение окисленных форм железа — гематита и магнетита.

Около 2 млрд лет назад в результате геофизических процессов практически все несвязанное в осадочных породах железо переместилось к ядру планеты, а кислород начал накапливаться в ат­мосфере из-за отсутствия этого элемента — произошла «кислородная революция». Она явилась переломным этапом в истории Земли, который повлек за собой не только смену состава атмосфе­ры и образование озонового экрана в атмосфере — главной предпосылки для заселения суши, но и состава пород, формирующихся на поверхности Земли.

В протерозое произошло и другое важное событие — возникновение эукариот. В последние годы удалось собрать убедительные доказательства теории эндосимбиогенетического происхожде­ния эукариотической клетки — путем симбиоза нескольких прокариотических клеток. Вероятно, «главным» предком эукариот стали архей, которые перешли к поглощению пищевых частиц пу­тем фагоцитоза. Наследственный аппарат переместился вглубь клетки, сохранив, тем не менее, связь с мембраной благодаря переходу внешней мембраны возникшей ядерной оболочки в мембра­ны эндоплазматической сети.

Поглощенные клеткой бактерии могли не перевариваться, а оставаться живыми и продол­жать свое функционирование. Считают, что митохондрии ведут свое происхождение от пурпур­ных бактерий, утративших способность к фотосинтезу и перешедших к окислению органических веществ. Симбиоз с другими фотосинтезирующими клетками привел к возникновению пластид у растительных клеток. Вероятно, жгутики эукариотических клеток возникли вследствие симби­оза с бактериями, которые, подобно современным спирохетам, были способны к извивающимся движениям. Поначалу наследственный аппарат эукариотических клеток был устроен приблизи­тельно так же, как у прокариот, и лишь позднее, вследствие необходимости управления большой и сложной клеткой, образовались хромосомы. Геномы внутриклеточных симбионтов (митохон­дрий, пластид и жгутиков) в целом сохранили прокариотическую организацию, но большая часть их функций перешла к ядерному геному.

Эукариотические клетки возникали неоднократно и независимо друг от друга. Например, красные водоросли возникли в результате симбиогенеза с цианобактериями, а зеленые водорос­ли — с бактериями-прохлорофитами.

Остальные одномембранные органеллы и ядро эукариотической клетки, согласно эндомем- бранной теории, возникли из впячиваний мембраны прокариотической клетки.

Точное время появления эукариот неизвестно, поскольку уже в отложениях возрастом около 3 млрд лет присутствуют отпечатки клеток, имеющих похожие размеры. Точно эукариоты за­фиксированы в породах возрастом около 1,5-2 млрд лет, но только после кислородной революции (около 1 млрд лет назад) сложились условия, благоприятные для них.

В конце протерозойской эры (не менее 1,5 млрд лет назад) уже существовали и многоклеточ­ные эукариотические организмы. Многоклеточность, как и эукариотическая клетка, неоднократ­но возникала у разных групп организмов.

Существуют различные взгляды на происхождение многоклеточных животных. По одним дан­ным их родоначальниками были многоядерные, подобные инфузориям, клетки, которые затем распались на отдельные одноядерные клетки.

Другие гипотезы связывают происхождение многоклеточных животных с дифференцировкой клеток колониальных одноклеточных. Расхождения между ними касаются возникновения слоев клеток у первоначального многоклеточного животного. Согласно гипотезы гастреи Э. Геккеля, то происходит путем впячивания одной из стенок однослойного многоклеточного организма, как у кишечнополостных. В противовес ей И. И. Мечников сформулировал гипотезу фагоцител- лы, считая предками многоклеточных однослойные шарообразные колонии наподобие вольвокса, которые поглощали пищевые частицы путем фагоцитоза. Клетка, захватившая частицу, теряла жгутик и переходила вглубь организма, где и осуществляла пищеварение, а по окончании процес­са возвращалась на поверхность. Со временем произошло разделение клеток на два слоя с опре­деленными функциями — внешний обеспечивал движение, а внутренний — фагоцитоз. Такой организм И. И. Мечников назвал фагоцителлой.

В течение продолжительного времени многоклеточные эукариоты проигрывали в конкурент­ной борьбе прокариотическим организмам, однако в конце протерозоя (800-600 млн лет тому) вследствие резкого изменения условий на Земле — снижения уровня морей, роста концентрации кислорода, уменьшения концентрации карбонатов в морской воде, регулярных циклов похоло­дания — многоклеточные эукариоты получили преимущества над прокариотами. Если до этого времени встречались только отдельные многоклеточные растения и, возможно, грибы, то с этого момента в истории Земли известны и животные. Из возникших в конце протерозоя фаун лучше других изучены эдиакарская и вендская. Животных вендского периода принято включать в со­став особой группы организмов или относить к таким типам, как кишечнополостные, плоские черви, членистоногие и др. Однако ни у одной из этих групп нет скелетов, что может свидетель­ствовать об отсутствии хищников.

Развитие жизни в палеозойской эре. Палеозойская эра, длившаяся более 300 млн лет, делит­ся на шесть периодов: кембрийский, ордовикский, силурийский, девонский, каменноугольный (карбон) и пермский.

В кембрийском периоде суша состояла из нескольких материков, расположенных преиму­щественно в Южном полушарии. Самыми многочисленными фотосинтезирующими организмами в этот период были цианобактерии и красные водоросли. В толще воды жили фораминиферы и радиолярии. В кембрии появляется огромное количество скелетных животных организмов, о чем свидетельствуют многочисленные ископаемые остатки. Эти организмы относились при­мерно к 100 типам многоклеточных животных, как современным (губки, кишечнополостные, черви, членистоногие, моллюски), так и исчезнувшим, например: огромный хищник аномалока- рис и колониальные граптолиты, которые плавали в толще воды или были прикреплены ко дну. Суша на протяжении кембрия оставалась почти незаселенной, однако процесс почвообразования уже начали бактерии, грибы и, возможно, лишайники, а в конце периода на сушу вышли мало- щетинковые черви и многоножки.

В ордовикском периоде уровень вод Мирового океана поднялся, что привело к затоплению материковых низменностей. Основными продуцентами в этот период были зеленые, бурые и крас­ные водоросли. В отличие от кембрия, в котором рифы строили губки, в ордовике их сменяют ко­ралловые полипы. Расцвет переживали брюхоногие и головоногие моллюски, а также трилобиты (ныне вымершие родственники паукообразных). В этом периоде впервые зафиксированы и хор­довые, в частности бесчелюстные. В конце ордовика произошло грандиозное вымирание, которое уничтожило около 35 % семейств и более 50 % родов морских животных.

Силурийский период характеризуется усилением горообразования, которое привело к осуше­нию материковых платформ. Ведущую роль в фауне беспозвоночных силура играли головоногие моллюски, иглокожие и гигантские ракоскорпионы, тогда как среди позвоночных сохраняется большое разнообразие бесчелюстных и появляются рыбы. В конце периода на сушу вышли первые сосудистые растения — риниофиты и плауновидные, которые начали колонизацию мелководья и приливно-отливной зоны побережий. На сушу вышли и первые представители класса пауко­образных.

В девонском периоде вследствие поднятия суши образовались большие мелководья, которые пересыхали и даже промерзали, поскольку климат становился еще более континентальным, чем в силуре. В морях преобладают кораллы и иглокожие, тогда как головоногие моллюски представ­лены спирально закрученными аммонитами. Среди позвоночных девона расцвета достигли рыбы, причем на смену панцирным пришли и хрящевые, и костные, а также двоякодышащие и кисте- перые. В конце периода появляются первые амфибии, которые сначала жили в воде.

В среднем девоне на суше появились первые леса из папоротников, плаунов и хвощей, которые были заселены червями и многочисленными членистоногими (многоножками, пауками, скорпио­нами, бескрылыми насекомыми). В конце девона появились первые голосеменные. Освоение суши растениями привело к уменьшению выветривания и усилению почвообразования. Закрепление почв привело к возникновению русел рек.

В каменноугольном периоде суша была представлена двумя материками, разделенными океа­ном, а климат стал заметно более теплым и влажным. К концу периода произошло небольшое под­нятие суши, а климат сменился более континентальным. В морях господствовали фораминиферы, кораллы, иглокожие, хрящевые и костные рыбы, а пресные водоемы населяли двухстворчатые моллюски, ракообразные и разнообразные земноводные. В середине карбона возникли мелкие на­секомоядные рептилии, а среди насекомых появились крылатые (тараканы, стрекозы).

Для тропиков были характерны заболоченные леса, в которых доминировали гигантские хво­щи, плауны и папоротники, отмершие остатки которых образовали впоследствии залежи камен­ного угля. В середине периода в умеренной зоне, благодаря их независимости от воды в процессе оплодотворения и наличию семени, началось распространение голосеменных.

Пермский период отличался слиянием всех материков в единый суперконтинент Пангею, от­ступлением морей и усилением континентальности климата до такой степени, что во внутренних районах Пангеи образовались пустыни. К концу периода на суше почти исчезли древовидные папоротники, хвощи и плауны, а господствующее положение заняли засухоустойчивые голосе­менные.

Несмотря на то, что крупные амфибии еще продолжали существовать, возникли разные груп­пы рептилий, в том числе крупных растительноядных и хищных. В конце перми произошло са­мое большое вымирание в истории жизни, так как исчезли многие группы кораллов, трилобиты, большинство головоногих, рыб (в первую очередь хрящевых и кистеперых), а также амфибий. Морская фауна потеряла при этом 40-50% семейств и около 70% родов.

Развитие жизни в мезозое. Мезозойская эра продолжалась около 165 млн лет и характеризо­валась поднятием суши, интенсивным горообразованием и снижением влажности климата. Она делится на три периода: триасовый, юрский и меловой.

В начале триасового периода климат был засушливым, однако позднее вследствие поднятия уровня морей он стал более влажным. Среди растений преобладали голосеменные, папоротники и хвощи, однако древесные формы споровых практически полностью вымерли. Высокого разви­тия достигли некоторые кораллы, аммониты, новые группы фораминифер, двухстворчатых мол­люсков и иглокожих, тогда как разнообразие хрящевых рыб уменьшилось, изменились и группы костных рыб. Господствовавшие на суше рептилии начали осваивать и водную среду, как ихтио­завры и плезиозавры. Из пресмыкающихся триаса до нашего времени дожили крокодилы, гатте- рии и черепахи. В конце триаса появились динозавры, млекопитающие и птицы.

В юрском периоде суперконтинент Пангея раскололся на несколько меньших. Большая часть юры была очень влажной, а к его концу климат стал более засушливым. Доминирующей группой растений были голосеменные, из которых от того времени сохранились секвойи. В морях про­цветали моллюски (аммониты и белемниты, двухстворчатые и брюхоногие), губки, морские ежи, хрящевые и костные рыбы. Крупные амфибии практически полностью вымерли в юрском перио­де, однако появились современные группы земноводных (хвостатые и бесхвостые) и чешуйчатых (ящериц и змей), возросло разнообразие млекопитающих. К концу периода возникли и возмож­ные предки первых птиц — археоптериксы. Однако во всех экосистемах доминировали пресмыка­ющиеся — ихтиозавры и плезиозавры, динозавры и летающие ящеры — птерозавры.

Меловой период получил название в связи с образованием мела в осадочных породах того времени. На всей Земле, кроме приполярных областей, был стойкий теплый и влажный климат. В этом периоде возникли и приобрели широкое распространение покрытосеменные, вытеснявшие голосеменных, что повлекло за собой резкое увеличение разнообразия насекомых. В морях, по­мимо моллюсков, костистых рыб, плезиозавров, вновь появилось огромное количество форами-нифер, раковинки которых и образовали залежи мела, а на суше преобладали динозавры. Лучше приспособленные к воздушной среде птицы начали постепенно вытеснять летающих ящеров.

В конце периода произошло глобальное вымирание, в результате которого исчезли аммониты, белемниты, динозавры, птерозавры и морские ящеры, древние группы птиц, а также некоторые голосеменные. С лица Земли в целом исчезло около 16% семейств и 50% родов животных. Кри­зис в конце мела связывают с падением большого метеорита в Мексиканский залив, однако он, скорее всего, не был единственной причиной глобальных изменений. В ходе последующего похо­лодания выжили только небольшие рептилии и теплокровные млекопитающие.

Развитие жизни в кайнозое. Кайнозойская эра началась около 66 млн лет назад и продолжа­ется до настоящего времени. Она характеризуется господством насекомых, птиц, млекопитающих и покрытосеменных растений. Кайнозой делят на три периода — палеоген, неоген и антропо- ген — последний из которых является самым коротким в истории Земли.

В раннем и среднем палеогене климат оставался теплым и влажным, к концу периода стало прохладнее и суше. Доминирующей группой растений стали покрытосеменные, однако, если в на­чале периода преобладали вечнозеленые леса, то в конце появилось много листопадных, а в за­сушливых зонах образовались степи.

Среди рыб господствующее положение заняли костистые рыбы, а количество видов хрящевых, несмотря на их заметную роль в соленых водоемах, незначительно. На суше из рептилий сохра­нились только чешуйчатые, крокодилы и черепахи, тогда как млекопитающие заняли большую часть их экологических ниш. В середине периода появились основные отряды млекопитающих, в том числе насекомоядные, хищные, ластоногие, китообразные, копытные и приматы. Изоляция материков сделала фауну и флору географически более разнообразными: Южная Америка и Ав­стралия стали центрами развития сумчатых, а другие материки — плацентарных млекопитающих.

Неогеновый период. Земная поверхность в неогене приобрела современный вид. Климат стал более прохладным и сухим. В неогене уже сформировались все отряды современных млекопита­ющих, а в африканских саванах возникло семейство Гоминид и род Человек. К концу периода в приполярных областях континентов распространились хвойные леса, появились тундры, а сте­пи умеренного пояса заняли злаки.

Четвертичный период (антропоген) характеризуется периодическими сменами оледенений и потеплений. Во время оледенений высокие широты покрывались ледниками, резко снижался уровень океана, суживались тропический и субтропический пояса. На близлежащих к ледникам территориях устанавливался холодный и сухой климат, который способствовал формированию холодоустойчивых групп животных — мамонтов, гигантских оленей, пещерных львов и др. Со­путствовавшее процессу оледенения снижение уровня Мирового океана привело к образованию сухопутных мостов между Азией и Северной Америкой, Европой и Британскими островами и т. д. Миграции животных, с одной стороны, привели к взаимообогащению флор и фаун, а с другой, к вытеснению реликтов пришельцами, например, сумчатых и копытных в Южной Америке. Эти процессы, однако, не затронули Австралию, оставшуюся изолированной.

В целом, периодические изменения климата привели к формированию чрезвычайно обильного видового разнообразия, характерного для нынешнего этапа эволюции биосферы, а также оказали влияние на эволюцию человека. На протяжении антропогена несколько видов рода Человек рас­селились из Африки в Евразию. Около 200 тысяч лет назад в Африке возник вид Человек разум­ный, который после продолжительного периода существования в Африке около 70 тысяч лет на­зад вышел в Евразию и около 35-40 тыс. лет назад — в Америку. После периода сосуществования с близкородственными видами он вытеснил их и расселился по всей территории земного шара.

Около 10 тыс. лет назад хозяйственная деятельность человека в умеренно теплых областях земного шара начала оказывать влияние как на облик планеты (распашка земель, выжигание лесов, перевыпас пастбищ, опустынивание и т. д.), так и на животный и растительный мир вследствие сокращения ареалов их обитания и истребления, и вступил в действие антропогенный фактор.

6.5. Происхождение человека. Человек как вид, его место в системе органического мира. Гипотезы происхождения человека. Движущие силы и этапы эволюции человека. Человеческие расы, их генетическое родство. Биосоциальная природа человека. Социальная и природная среда, адаптации к ней человека.

studfiles.net

Смотрите также

• 
  У многих видов растений цветки имеют приспособления к опылению насекомыми
• 
  На одном ареале обитает три вида растений неядовитые слабоядовитые ядовитые
• 
  Урок биологии в 6 классе ткани растений и их виды
• 
  Многие виды животных и растений состоят из нескольких популяций что
• 
  Виды растений и животных относящиеся ко второй категории красной книги
• 
  На какие виды делят растения в зависимости от комнатных условий
• 
  Народные предсказания погоды по внешнему виду растений и поведению животных
• 
  Что можно сделать чтобы уберечь исчезающие виды растений и животных
• 
  Рассмотрите несколько растений двух видов клевер красный и клевер ползучий
• 
  Редкие и исчезающие виды растений и животных донецкой области
• 
  Для сохранения многообразия видов растений и животных люди создают