что такое биологический прогресс и биологический прогресс
Биология. 11 класс
Конспект урока
Урок 7. «Основные направления эволюционного процесса»
1. Перечень вопросов, рассматриваемых в теме;
Материал этого урока познакомит учащихся с основными направления эволюционного процесса, который идет непрерывно в сторону максимального приспособления организмов. Так же вы узнаете, чем отличается биологический прогресс от биологического регресса и выясним эволюционное значение ароморфозов и идиоадаптации.
2. Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);
Ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация, биологический прогресс, биологический регресс, арогенез, аллогенез, катогенез.
Макроэволюция – совокупность эволюционных процессов, которые приводят к образованию надвидовых систематических категорий (родов, семейств, типов, отделов).
Биологический прогресс – это увеличение численности вида, расширение его ареала и появление новых видов.
Биологический регресс – эволюционный упадок группы организмов, который сопровождается, сокращением ареала и вымиранием.
Арогенез, или морфологический прогресс, связан со значительным расширением ареала данной группы организмов в следствии приобретения больших изменений строения – ароморфозов.
Аллогенез – эволюционное направление, сопровождающееся приобретением идиоадаптаций.
Идиоадаптация – мелкое морфологическое приспособление к специальным условиям среды, но не изменяющее уровня организации.
Катагенез – эволюционное направление, сопровождающееся упрощением организации – дегенерацией.
Дегенерация – это упрощение организмов в процессе эволюции, которое сопровождается потерей определённых функций или органов.
3. Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);
2. Общая биология 10-11 классы: подготовка к ЕГЭ. Контрольные и самостоятельные работы/ Г. И. Лернер. – М.: Эксмо, 2007.стр 160-164
5. Е.Н. Демьянков, А.Н. Соболев «Сборник задач и упражнений. Биология 10-11», учебное пособие для общеобразовательных организаций.
4. Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);
5. Теоретический материал для самостоятельного изучения;
Ученые выделяют два основных направлений эволюционного процесса: биологический прогресс и биологический регресс. А.Н. Северцев предложил в 1925 году назвать биологическим прогрессом успех группы в борьбе за существование, который характеризуется увеличением численностей особей таксона, расширением его ареала.
Сущность биологического прогресса может проявиться в усложнении организации особей в процессе эволюции. Это направление эволюционного процесса называется ароморфозом; оно характерно в наибольшей степени для организмов, ведущих активный образ жизни.
Другие направления, ведущие к биологическому прогрессу, называются идиоадаптациями или аллогенезом. Это частные приспособления организма к определенному образу жизни. И к конкретным условиям внешней среды. Примером являются разные формы клюва у птиц в связи с использованием различной пищи и способов её добывания; другой пример – разные приспособления для распространения семян у растений.
Дегенерация или катагенез – упрощение структуры систем органов и тканей в процессе индивидуального развития (онтогенеза) организмов. Например, исчезновение хвоста у головастика и превращение его в лягушку.
Другой путь эволюции – это биологический регресс, это эволюционный упадок группы особей, которая не смогла приспособиться к изменениям внешней среды или не выдержала конкуренции с другими группами особей. Это направление эволюции характеризуется уменьшением количества особей данной группы, сужением ареала.
Способы осуществления макроэволюции:
(так как они приспосабливаются к разным условиям).
Путём параллелизма развивались приспособления к водному образу жизни в трёх линиях эволюции ластоногих (моржи, ушастые и настоящие тюлени); у нескольких групп крылатых насекомых передние крылья преобразовались в надкрылья; у разных групп кистепёрых рыб развивались признаки земноводных;
(так как они приспосабливают к сходным условиям).
6. Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий).
Соединяя попарно геометрические фигуры, решите ребус-соответствие:
Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные):
Правильный вариант: в соединённых фигурах появляются надписи:
Появляется слово: ароморфоз
Появляется слово: биологический регресс
Появляется слово: идиоадаптация
Подсказка: геометрические фигуры должны быть соединены по 3 или 4.
Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания идиоадаптаций. Подчеркните эти предложения
(1) Самый многочисленный надкласс современных хордовых животных – рыбы.
(2) В процессе эволюции они приобрели множество частных приспособлений к жизни в гидросфере Земли.
(3) У рыб глубоководных сообществ имеются биолюминесценция и приспособление к обитанию в условиях высокого давления.
(4) Многие придонные рыбы, такие как скаты, камбалы и палтусы, имеют плоскую форму тела.
(5) С появлением челюстей у их древних предков – бесчелюстных рыб существенно повысился уровень первых древних позвоночных.
(6) Первые челюстные рыбы появились в конце ордовика и получили большое распространение в девоне, который назвали «эпохой рыб».
Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные).
(1) Самый многочисленный надкласс современных хордовых животных – рыбы.
(2) В процессе эволюции они приобрели множество частных приспособлений к жизни в гидросфере Земли.
(3) У рыб глубоководных сообществ имеются биолюминесценция и приспособление к обитанию в условиях высокого давления.
(4) Многие придонные рыбы, такие как скаты, камбалы и палтусы, имеют плоскую форму тела.
(5) С появлением челюстей у их древних предков – бесчелюстных рыб существенно повысился уровень первых древних позвоночных.
(6) Первые челюстные рыбы появились в конце ордовика и получили большое распространение в девоне, который назвали «эпохой рыб».
Пути достижения биологического прогресса (главные направления прогрессивной эволюции)
Вопрос 1. Что такое биологический прогресс?
Для биологического прогресса характерно: повышение общего уровня организации, увеличение численности особей, увеличение числа подвидов, расширение ареала.
Вопрос 2. Какие существуют основные направления эволюции организмов?
Биологический прогресс — процветание той или иной систематической группы, отражающее высокий уровень приспособляемости организмов к среде обитания; он характеризуется:
— увеличением численности особей;
— расширением ареала обитания;
— возрастанием количества систематических групп более низкого ранга (внутри данной систематической группы).
Достижение биологического прогресса возможно на трех направлениях.
Арогенез — морфофизиологический прогресс, при котором повышается общий уровень организации (макроэволюция — возникновение новых типов и классов).
Аллогенез — эволюционное направление, связанное с приобретением частых приспособлений — идиоадаптаций (микроэволюция — возникновение новых видов).
Катагенез — морфофизиологический регресс, сопровождающийся снижением уровня организации. Катагенез, как путь достижения биологического процветания, характерен для групп организмов, переходящих от активного перемещения в среде к прикрепленному образу жизни или от свободного обитания к паразитизму.
Биологический регресс — угнетенное состояние той или иной систематической группы, которое отражает недостаточный уровень приспособленности организмов к условиям существования и характеризующийся:
— уменьшением численности особей;
— сужением ареала обитания;
— сокращением количества систематических групп более низкого ранга.
На путь биологического регресса систематическую группу могут приводить различные факторы. Среди них глобальные геологические и климатические изменения, значимые экологические преобразования, а в последние 30 000—40 000 лет антропогенные воздействия (истребление человеком, хозяйственная деятельность человека).
Вопрос 3. Какое направление биологической эволюции поднимает группу организмов на более высокую ступень организации?
Арогенез — направление прогрессивной биологической эволюции, сопровождающееся повышением общего уровня организации организмов — морфофизиологическим прогрессом за счет приобретения ароморфозов. Ароморфозом (морфофизиологическим прогрессом) называется эволюционное преобразование строения и функций организма, повышающее общий уровень его организации, но не имеющее приспособительного значения к условиям окружающей среды.
Вопрос 4. Приведите примеры ароморфозов.
Наиболее крупными ароморфозами были возникновение фотосинтеза, появление многоклеточных организмов и полового размножения. В числе крупных ароморфозов можно назвать также развитие гомойотермии (поддержания постоянной температуры тела) у птиц и млекопитающих, возникновение живорождения и выкармливания детенышей молоком у млекопитающих, переход к размножению семенами у семенных растений и т.п. Ароморфозы имеют широкое приспособительное значение и предоставляют широкие возможности для освоения новой среды обитания. Так, появление у пресмыкающихся яйца в яйцевых оболочках позволило им обитать далеко от воды и освоить даже засушливые места, тогда как их предки, земноводные, должны были по крайней мере на период размножения уходить в воду.
Благодаря приобретению ароморфозов возникают новые крупные систематические группы — типы, классы, отряды и т.д., таким образом идет макроэволюция.
Вопрос 5. Что такое идиоадаптация?
Идиоадаптацией называется частное приспособление организмов к определенному образу жизни в конкретных условиях внешней среды. В отличие от ароморфоза идиоадаптация существенно не сказывается на общем уровне организации данной биологической группы. Благодаря формированию различных идиоадаптации животные близких видов могут жить в самых различных географических зонах. Например, представителей семейства волчьих (Canidae) можно встретить на всей территории от Арктики до Тропиков, что значительно снижает конкуренцию между ними. Идиоадаптация обеспечила этому семейству значительное расширение ареала и увеличение числа видов, что является критерием биологического прогресса. Но при этом ни про один вид, входящий в состав этого семейства, нельзя сказать, что он находится на более высоком уровне эволюции, чем другие. Примерами идиоадаптаций могут служить различные типы клювов у птиц или различные приспособления к опылению и распространению семян у растений. В результате идиоадаптаций возникают мелкие систематические группы.
Биологический прогресс
Биологический прогресс, изучался и изучается учёными – биологами.
Учёные едины во мнении, что успешными результатами в борьбе за существование является прогрессирование организмов.
У развития три направления. Кроме того считается, что это единственный эволюционный путь появления человека.
То, что рождаемость в популяции выше смертности, а число организмов увеличивается с расселением в новых местах, говорит об экологическом процветании вида. Создал и охарактеризовал теорию биологического прогресса А. Северцов:
Сегодня прогрессируют насекомые, птицы, млекопитающие, нематоды.
↑ Пути биологического прогресса
Организмы прогрессируют, идя по трём путям или направлениям, приобретая нужные приспособления.
При аллогенезе организмы не переходят на новый уровень, а приспосабливаются жить в специальных условиях. Появляются новые виды, роды, семейства.
Катагенезом называют общую деградацию особей, упрощение, помогающее выживать и размножаться.
↑ Биологические прогресс и регресс
При возникновении регресса происходит наоборот: число особей сокращается, границы территории обитания уменьшаются так же, как число популяционных групп. Регресс грозит исчезновением вида, не имеющего возможности конкурировать и уничтожаемого в процессе естественного отбора. Ещё одна причина – прямое уничтожение человеком. Оставшиеся редкие представители живой природы охраняются и заносятся в Красную книгу.
↑ Достижение биологического прогресса
Приобретя крупные изменения, виды получают возможность осваивать новые среды, делая скачок вверх. Впоследствии, получая мелкие изменения, осваивают всесторонне. Дегенерируя, упрощаются и осваивают паразитизм. Эмбрионы и личинки освоили полезные приобретения, исчезающие после рождения. Например, желток в яйце, плодная оболочка. Выросты у зародыша высших организмов, обеспечивающие питание и дыхание.
Приспособления видов помогают не только выживать. Расселяясь в новых местах обитания, организмы вынуждены перейти на другую пищу. При этом резко ослабляется конкурирование с родственниками. Представители быстро размножаются и расселяются, давая начало образованию новых видов. Образовавшиеся группы отличает неодинаковое действие отбора и разные условия жизнедеятельности.
↑ Признаки биологического прогресса
Биологический прогресс определяется по трём признакам:
Признаки составляют единую связь между собой.
↑ Примеры биологического прогресса
Преобразования у растений:
↑ Биологический прогресс характеризуется
Главное эволюционное направление, связанное с биологическим прогрессом совершенствует внешнее и внутренне строение организмов. В другом случае изменяет второстепенные органы, не усложняя строения. Таким образом, происходит приспосабливание индивидов к изменившимся условиям. В третьей характеристике индивиды прогрессируют, приобретая усложнённую организацию жизни.
↑ Биологический прогресс: ароморфоз
Ароморфоз относится к морфофизиологическому прогрессу, повышающему уровень жизни:
↑ Биологический прогресс: идиоадаптация
При телогенезе появляются роды, виды, отряды, семейства. Приспособления носят узкую специализацию для конкретных условий без изменения уровня организации. Например, хамелеона, ленивца, черепахи дополнительные приспособления. У млекопитающих схожее внутреннее строение. Покрытосеменные растения представлены тысячами видами и формами. Благодаря ароморфозу птицы обзавелись клювом, но размер с формой зависит от питания.
↑ Биологический прогресс животных
С приручением животного, люди выбирали продуктивных питомцев, создавали приемлемые условия существования, заботились о здоровье. Ставшие домашними, животные увеличили продуктивность, приносят здоровое потомство, увеличивая численность. Налицо биологический прогресс.
↑ Какой путь достижения биологического прогресса
↑ Проблема биологического прогресса
Тема прогресса органического мира остаётся трудной для понимания и часто вызывает дискуссии в кругу биологов. Считается ключом для решения проблемы. Учёные Ламарк, Дарвин, Хаскли выдвигали научные гипотезы наличия биологического прогресса в природе. А так же Ренш, Северцов, Симпсон, Шмальгаузен и другие Некоторые доказательства ошибочные. Модели Северцова и Хаскли, являющиеся центром в научных дискуссиях биологов, считаются образцами.
↑ Доказательства биологического прогресса
Главными направлениями развития живой природы названы биологический прогресс и биологический регресс. В результате формируются крупные систематические единицы, а процесс длится тысячи лет. К доказательствам биологического прогресса относятся:
↑ Интересные факты
↑ Выводы
Основные направления эволюционного процесса.
I. Биологический прогресс
Анализ проблемы прогрессивной эволюции осуществил российский ученый А.Н. Северцов,
предложив различать биологический прогресс и морфофизиологический прогресс.
Биологический прогресс – это просто определенный успех той или иной группы живых организмов в жизни: высокая численность, большое видовое разнообразие, широкая область распространение.
Морфофизиологический прогресс – это появление качественно новых, более сложных форм жизни в присутствии уже существующих, вполне сформировавшихся групп. Так, например, многоклеточные организмы появились в мире, населенном одноклеточными, а млекопитающие и птицы в мире, населенном рептилиями.
По мнению А.Н. Северцева биологический прогресс может быть достигнут тремя путями :
1. Ароморфозы. Приобретение прогрессивных особенностей строения, выводящих ту или иную группу организмов на качественно новый уровень Именно путем ароморфозов возникают крупные таксономические группы – роды, семейства, отряды и т.д. Примерами ароморфозов могут служить возникновение фотосинтеза, возникновение полости тела, многоклеточности, кровеносной и других систем органов, и т.д.
2. Идиоадаптации, частные приспособления, не носящие принципиального характера, но позволяющие преуспеть в определенной, более или менее узкой среде. Примеры идиоадаптаций: форма и окраска тела, приспособленность конечностей насекомых и млекопитающих к жизни в определенной среде обитания и т.д.
3. Дегенерация, упрощение строения, переход в более простую среду обитания, потеря уже существующих приспособлений.
Примерами дегенераций могут служить: потеря кишечника ленточными червями, потеря стебля у ряски.
II. Биологический регресс.
Наряду с биологическим прогрессом используется понятие биологический регресс – сокращение численности, видового разнообразия, области распространения той или иной группы организмов.
Предельным случаем биологического регресса является вымирание той или иной группы организмов.
Основные этапы эволюции растительного и животного мира.
Эволюция растений.
Основные условия и этапы эволюции растений.
В связи с образованием почвенного субстрата на суше растения стали выходить на сушу. Первыми были псилофиты. От них возникла целая группа наземных растений – мхов, плаунов, хвощей, папоротников, размножающихся спорами. От семенных папоротников произошли голосеменные растения. Размножение семенами освободило половой процесс у растений от зависимости от водной среды. Эволюция шла по пути сокращения гаплоидного гаметофита и преобладания диплоидного спорофита.
В каменноугольном периоде палеозойской эры древовидные папоротникообразные образовали каменноугольные леса.
После общего похолодания климата господствующей группой растений стали голосеменные растения. Затем начинается расцвет покрытосеменных цветковых растений продолжающийся до сего дня.
Основные особенности эволюции растительного мира.
– Переход к преобладанию спорофита над гаметофитом.
– Развитие женского заростка на материнском растении.
– Переход от оплодотворения в воде к независимому от водной среды опылению и оплодотворению.
– Расчленение тела растений на органы, развитие проводящей сосудистой системы, опорных и защитных тканей.
– Совершенствование органов размножения и перекрестного опыления у цветковых в связи с эволюцией насекомых.
– Развитие зародышевого мешка для защиты эмбриона от неблагоприятных влияний внешней среды.
– Возникновение разнообразных способов распространения семян и плодов.
Эволюция животных.
Предполагается, что животные произошли либо от общего ствола эукариот, либо от одноклеточных водорослей, подтверждением чего является существование эвглены зеленой и вольвокса, способных как к автотрофному, так и к гетеротрофному питанию.
Наиболее древними животными были губки, кишечнополостные, черви, иглокожие, трилобиты. Затем появляются моллюски. Позже начинается расцвет рыб, сначала их бесчелюстных предков, а затем и рыб, обладавших челюстями. От первых челюстноротых возникли лучеперые и кистеперые рыбы. Кистеперые имели в плавниках опорные элементы, из которых позже развились конечности наземных позвоночных. Из этой группы рыб возникли амфибии, а затем и другие классы позвоночных.
Наиболее древние амфибии, жившие в девоне, – ихтиостеги. Расцвет амфибий произошел в карбоне.
От амфибий ведут свое начало рептилии, завоевавшие сушу благодаря появлению механизма засасывания воздуха в легкие, отказу от кожного дыхания, появлению покрывающих тело роговых чешуй и оболочек яиц, защищающих эмбрионы от высыхания и других воздействий среды. Среди рептилий, предположительно, выделилась группа динозавров, давшая начало птицам.
Первые млекопитающие появились в триасовом периоде мезозойской эры. Основными прогрессивными биологическими особенностями млекопитающих стали вскармливание детенышей молоком, теплокровность, развитая кора головного мозга.
Основные особенности эволюции животного мира.
Эволюция животных характеризуется дифференциацией клеток и тканей по строению и функциям, специализацией органов и систем органов.
Свобода перемещения и способы добывания пищи (заглатывание кусков) определили выработку сложных механизмов поведения. Внешняя среда, колебания ее факторов оказывали меньшее влияние на животных, чем на растения, т.к. у животных развивались и совершенствовались механизмы внутренней саморегуляции организма.
Важным этапом эволюционного развития животных стало возникновение твердого скелета. У беспозвоночных сформировался наружный скелет – иглокожие, членистоногие, моллюски;
у позвоночных появился внутренний скелет. Преимущества внутреннего скелета заключаются в том, что, в отличие от наружного скелета, он не ограничивает увеличения размеров тела.
Прогрессивное развитие нервной системы, стало основой для возникновения системы условных рефлексов.
Эволюция животных привела к развитию группового адаптивного поведения, что стало основанием для появления человека.
Тематические задания
А1. Крупные генетические перестройки, приводящие к повышению уровня организации, называются
А2. Предки какого типа современных животных имели внутренний скелет?
А3. Папоротники эволюционно прогрессивнее мохообразных потому, что у них появились
4) проводящие системы
А4. К ароморфозам растений можно отнести возникновение
4) вегетативного размножения
А5. Какие факторы обеспечили пресмыкающимся расцвет на суше?
1) полное разделение артериальной и венозной крови
2) яйцеживорождение, способность жить в двух средах
3) развитие яйца на суше, пятипалые конечности, легкие
4) развитая кора головного мозга
А6. Идея биологической эволюции органического мира согласуется с представлениями о
1) мутационном процессе
2) наследовании приобретенных признаков
3) божественном творении мира
4) стремлении организмов к прогрессу
А7. Теорию стабилизирующего отбора разработал
А8. Примером идиоадаптации можно считать возникновение:
1) шерсти у млекопитающих
2) второй сигнальной системы у человека
3) длинных ног у гепарда
А9. Примером ароморфоза можно считать возникновение
2) красивого хвоста у павлина
3) крепкого клюва у дятла
4) длинных ног у цапли
А10. Укажите пример идиоадаптации у млекопитающих.
1) возникновение плаценты
2) развитие шерсти и волос
В1. К ароморфозам растений относится появление
3) ветвистых побегов
4) проводящих тканей
5) двойного оплодотворения
В2. Установите последовательность возникновения эволюционных идей
A) идея изменяемости видов
Б) идея божественного творения видов
B) признание факта эволюционного развития
Г) появление синтетической теории эволюции
Д) выяснение механизмов эволюционного процесса
Е) эмбриологические доказательства эволюции