Prehodna oblika med algami in kopenskimi rastlinami. Prehodne oblike

II. Embriološki dokazi (embriologija proučuje embrionalni razvoj organizma).

1. Podobnost zarodkov.

a) Struktura zarodka hordata je dosledno podobna telesu drugih vrst živali:

oocit – praživali;

· gastrula – coelenterates;

· okrogli črvi;

· predstavniki podtipa Brez lobanje.

b) To kaže na skupen izvor vseh strunarjev.

2. Razhajanje embrionalnih značilnosti (embrionalna divergenca).

a) Ko se razvija podobnost med zarodki različne vrste oslabijo.

b) Najprej se pojavijo značilnosti rodu, nato pa vrste.

· Začetna podobnost v zgradbi glave med otrokom in opičjim mladičem postopoma izgine.

3. Haeckel-Müllerjev biogenetski zakon: vsak posameznik v individualnem razvoju (ontogeneza) na kratko in jedrnato ponovi zgodovino razvoja svoje vrste (filogeneza).

a) Primeri pri živalih:

· Žile zarodkov kopenskih vretenčarjev so podobne žilam rib;

· Človeški zarodek ima škržne reže.

· Gosenice metuljev in ličinke hroščev so po zgradbi podobne kolobarjem.

· Dvoživke so podobne ribam.

b) Primeri v rastlinah:

· Brstne luske v rastlinskih popkih se razvijejo kot listi.

· Cvetni listi popkov so najprej zeleni, nato pa dobijo značilno barvo.

· Iz trosov mahu se najprej pojavi zelena nit, podobna nitasti algi (prezrasla).

c) Spremembe biogenetskega zakona.

· Pri zarodkih je ponavljanje filogenije lahko moteno zaradi prilagoditev na življenjske razmere v ontogenezi. Pojavijo se: zarodne ovojnice, rumenjak pri ribjih jajcih, zunanje škrge pri paglavcu, kokon pri sviloprejki.

· Ontogeneza ne odraža v celoti filogeneze zaradi pojava mutacij, ki spremenijo potek razvoja zarodka (pri kačjem zarodku se vsa vretenca oblikujejo naenkrat, tj. njihovo število se ne povečuje postopoma; pri pticah pet- stopnja razvoja okončine s prsti je padla; zarodek razvije 4 prste, ne 5, v krilu zrastejo samo 3 prsti).

· V ontogenezi se ponavljajo embrionalne razvojne stopnje in ne odraslih oblik (Lancelet ponavlja splošne stopnje v ontogenezi s prosto plavajočo ličinko ascidiana in ne s svojo odraslo, fiksno obliko).

G) Moderne predstave o biogenetskem zakonu.

· Severtsov je pokazal, da se lahko zaradi sprememb v razvoju nekatere stopnje razvoja zarodka izgubijo; pojavijo se spremembe v organih zarodka, ki jih ni bilo pri prednikih; pojavljajo se nove vrste; odkrijejo se nove značilnosti (npr. repate (mladoni) in brezrepe (žabe) dvoživke izvirajo iz istega prednika: ličinka mladička je dolga, ker ima veliko vretenc, pri ličinki žabe se je število vretenc zaradi mutacije zmanjšalo; v zarodku kuščarja manjše število vretencih kot pri kačjem zarodku zaradi razvojnih mutacij).

III. Biogeografski dokazi (Biogeografija preučuje razširjenost živali in rastlin na Zemlji).

1. Obstaja 5 zoogeografskih con, ki se ne razlikujejo po razredih in vrstah živali:

a) Holarktika;

b) indo-malezijski;

c) etiopski;

d) avstralski;

e) Neotropsko območje.

2. Cone se razlikujejo po družinah, redih in rodovih.

a) V Avstraliji so vsi sesalci vrečarji.

b) Na Novi Zelandiji živi edini predstavnik reda kljunatih kuščarjev – hatterije.

c) Obstajajo ameriške in evropske vrste javorja, jesena in bora.

3. Razlogi za podobnosti in razlike med favno in floro.

a) Izolacija habitatov.

· Če je do izolacije prišlo pred kratkim, potem je več podobnosti kot razlik: Beringova ožina je nastala pred kratkim, zato se favna Azije malo razlikuje od favne Amerike; Severna in Južna Amerika sta se nedavno združili, zato sta njuni favni različni; Avstralija se je že zdavnaj ločila od ostalih celin, zato ima edinstveno floro in favno, razvoj pa je bil počasen, saj je Avstralija relativno majhna; Favna in flora otokov in zaprtih vodnih teles sta edinstvena.

4. Moderno geografska porazdelitevživali in rastline je mogoče razložiti samo z evolucijskega vidika.

IV. Paleontološki (Paleontologija proučuje fosilne organizme, njihove življenjske pogoje in pokope).

1. Sprememba favne in flore na Zemlji.

a) V najstarejših plasteh so bili najdeni samo nevretenčarji.

b) Mlajša ko je plast, bližje so ostanki sodobnim vrstam.

c) S pomočjo paleontoloških najdb je bilo mogoče ugotoviti filogenetske serije in prehodne oblike.

2. Fosilne prehodne oblike– oblike organizmov, ki združujejo lastnosti starejših in mlajših oblik.

a) Plazilci z živalskimi zobmi so bili odkriti na severni Dvini (rod Inostrantseviya). Sesalcem so bili podobni po zgradbi naslednjih organov: lobanja; hrbtenica; okončine, ki se ne nahajajo na straneh telesa, kot pri plazilcih, ampak pod telesom, kot pri sesalcih; zobje, ki se razlikujejo v očesce, sekalce in kočnike.

b) Arheopteriks- prehodna oblika med pticami in plazilci, odkrita v plasteh jurskega obdobja (pred 150 milijoni let).

· Znaki ptic: zadnje okončine s tarzusom, krila in perje, zunanja podobnost.

· Znaki plazilcev: dolg rep, sestavljen iz vretenc; trebušna rebra; prisotnost zob; kremplji na prednji okončini.

· Letelo je slabo iz naslednjih razlogov: prsnica je bila brez kobilice, tj. prsne mišice so bile šibke; hrbtenica in rebra niso bila togo podprta, kot pri pticah.

V) Psilofiti– prehodna oblika med algami in kopenskimi rastlinami.

· Pridobljeno iz zelenih alg.

· Iz psilofitov izvirajo višje trosne vaskularne rastline - mahovi, preslice in praproti.

· Pojavila se je v silurju in se razširila v devonu.

· Razlike od alg in višjih trosnikov: psilofiti – zelnate in lesnate rastline, ki rastejo ob morskih obalah; imel razvejano steblo z luskami; koža je imela stomate; podzemno steblo je spominjalo na korenike z rizoidi; steblo je bilo diferencirano na prevodno, ovojno in mehansko tkivo.

3. Filogenetske serije– niz določenih oblik, ki so se v evoluciji zaporedno zamenjale (filogenija).

a) V.O. Kovalevsky je obnovil evolucijo konja in zgradil njegovo filogenetsko serijo.

· Eohippus, ki je živel v paleogenu, je bil velik kot lisica, imel je štiriprste sprednje okončine in triprste zadnje okončine. Zobje so bili tuberkulati (znak vsejedstva).

· V neogenu je podnebje postalo bolj sušno, vegetacija se je spremenila, Eohippus se je razvil skozi številne oblike: Eohippus, Merigippus, Hipparion, sodobni konj.

· Znaki eohipusa so se spremenili: noge so se podaljšale; krempelj se je spremenil v kopito; zmanjšana je nosilna površina, zato se je število prstov zmanjšalo na enega; hiter tek je privedel do krepitve hrbtenice; prehod na voluminozno krmo je povzročil nastanek zavihanih zob.

Prehodna oblika

Prehodna oblika- organizem z vmesnim stanjem, ki nujno obstaja med postopnim prehodom iz enega biološki tip zgradb na drugo. Prehodne oblike zanje je značilna prisotnost bolj starodavnih in primitivnih (v smislu primarnih) lastnosti kot njihovi poznejši sorodniki, hkrati pa prisotnost bolj progresivnih (v smislu poznejših) lastnosti kot njihovi predniki. Običajno, ko govorimo o vmesne oblike, pomenijo fosilne vrste, čeprav ni nujno, da vmesne vrste izumrejo. Znanih je veliko prehodnih oblik, ki ponazarjajo izvor tetrapodov iz rib, plazilcev iz dvoživk, ptic iz dinozavrov, sesalcev iz teriodontov, kitov in delfinov iz kopenskih sesalcev, konj iz petprstega prednika in človeka iz starih hominidov.

Teorija evolucije

Primeri

Primeri prehodnih oblik vključujejo Ambulocetus - "hodeči kit" (prehodna oblika med kiti in delfini ter kopenskimi sesalci), Tiktaalik in Ichthyostega (prehodna oblika od rib do dvoživk), Mesohippus (med zgodnjimi kopitarji in sodobnim konjem).

Prehodne oblike v evoluciji homo sapiensa

Trenutno je znanih veliko prehodnih oblik med Homo sapiensom in njegovimi opicami podobnimi predniki. Odkriti so bili na primer ostanki sahelantropusa, ardipiteka, avstralopiteka (afriškega, afarskega in drugih), homo habilisa, homo delovnega, homo erektusa, homo predhodnika, heidelberškega človeka, neandertalca in zgodnjega homo sapiensa.

Spor o postopnosti evolucijskih preobrazb

Prehodne oblike so predmet preučevanja v razpravi med gradualisti in punktualisti. Gradualisti verjamejo, da je evolucija postopna, kontinuiran proces. Punktualisti ali zagovorniki menijo, da vrste ostanejo enake dolgo časa, spremembe pa se zgodijo v zelo kratkem času. Prehodne oblike so argument na obeh straneh. Točnostniki trdijo, da se večina vrst pojavi nenadoma in se v svoji zgodovini malo spremeni. Gradualisti ugotavljajo, da med vretenčarji ni niti enega nespornega primera zelo hiter prehod iz ene vrste v drugo je večina prehodov na splošno slabo dokumentirana s fosili. Obstaja tudi veliko dobro opisanih intraspecifičnih variacij. Opisane so na primer spremembe pri srednjekenozojskih kuncih, miocenskih glodavcih, hipparionih, eocenskih artiodaktilih in prehod med rodovi eocenskih primatov.

Manjkajoče povezave

1850
1900
1950
2002
Napredek pri proučevanju človeške evolucije. Povečanje števila znan znanosti Vrste hominina po času. Vsaka vrsta je prikazana kot pravokotnik, ki prikazuje meje, znotraj katerih se je spreminjal volumen lobanje, in mesto vrste v fosilnem zapisu. Vidi se postopno zapolnjevanje vrzeli med tipi.

Veliko prehodnih oblik med živimi organizmi še ni bilo najdenih. Običajno jih imenujemo manjkajoče povezave. Redkost prehodnih oblik je razložena z nepopolnostjo fosilnega zapisa. Zagovorniki teorije pikčastega ravnovesja opozarjajo tudi na hitrost evolucijskih preobrazb. Vendar pa paleontologi nenehno najdejo nove fosile in zapolnijo vrzeli (na primer leta 2004 je bil najden Tiktaalik - še ena prehodna povezava med ribami in dvoživkami)

Nepopolni fosilni zapis

Vsaka prehodna oblika ne obstaja kot fosil zaradi temeljne nepopolnosti fosilnega zapisa. Nepopolnost povzročajo posebnosti procesa fosilizacije, torej prehoda v fosilizirano stanje. Za nastanek fosila mora biti mrtev organizem pokopan pod veliko plastjo usedline. Zaradi izjemno počasne hitrosti sedimentacije na kopnem se čisto kopenske vrste le redkokdaj fosilizirajo in obstanejo. Poleg tega je redko mogoče odkriti vrste, ki živijo v globinah oceana, zaradi redkosti velikih površin dna, ki se dvigajo na površje. Tako je večina znanih fosilov (in s tem prehodnih oblik) bodisi vrst, ki živijo v plitvih vodah, morjih in rekah oz. kopenske vrste vodijo polvodni način življenja ali živijo v bližini obala. Vzorce pogrebnih procesov ostankov živih bitij preučuje posebna veja paleontologije - tafonomija.

Filogenetske serije

Filogenetske serije - niz vrst, ki so se v procesu evolucije zaporedno zamenjale razne skupineživali in rastline.

Prvi jih je odkril V. O. Kovalevsky, ki je pokazal, da sodobni enoprsti kopitarji izvirajo iz starodavnih petprstih majhnih vsejedih.

Kreacionizem

Zagovorniki kreacionizma trdijo, da niso našli prehodnih oblik. Znanstvena skupnost meni, da so takšne izjave lažne in namerno zavajajoče.

Glej tudi

Opombe

Literatura

• Darwin, Charles. Izvor vrst po naravna selekcija: V 2 knjigah. - M.: TERRA - Knjižni klub, 2009. - ISBN 978-5-275-02114-1
• Carroll R. Paleontologija in evolucija vretenčarjev: V 3 zvezkih - Mir, 1992. - 280 str. - ISBN 5-03-001819-0

Povezave

• Mit, da "manjkajoča povezava ni bila najdena ..." na portalu Anthropogenesis.ru

Fundacija Wikimedia.

2010.

V proterozoiku so kopno naselili prokarionti, kasneje (pred približno 1 milijardo let) pa so se jim pridružili enocelični evkarionti. Prvi prebivalci kopnega so bile verjetno cianobakterije in aktinobakterije. Heterotrofne aktinobakterije tvorijo številne razvejane strukture, podobne miceliju gliv. Sposobni so se združiti s fototrofnimi cianobakterijami v neverjetne simbiotske "superorganizme" (tako imenovane aktinolihene).

Morda najpomembnejši evolucijski dogodek v fanerozoiku je bila kolonizacija kopnega z večceličnimi evkarionti. Tako so nastale nam znane pokrajine, v katerih prevladujejo kopenske rastline, žuželke in štirinožci (tetrapodi).

Na to kažejo filogenetske rekonstrukcije na podlagi primerjav genomov sodobnih organizmov kopenske rastline izvirajo iz alg charophyte. Predstavniki te skupine sladkovodnih zelenih alg vključujejo enocelične in večcelične oblike. Očitno se je eden od prehodov v večceličnost pred približno 1 milijardo let zgodil med razvojem karofitnih alg. Do danes niso znani fosilni ostanki prehodnih oblik med kopenskimi rastlinami in njihovimi vodnimi predniki.

Glavne težave, s katerimi se srečujejo vodne rastline, ko dosežejo kopno, in njihove rešitve. Sušenje (raztopina - pokrivna tkiva ali padanje v suspendirano animacijo pri briofitih), potreba po izmenjavi plinov in izhlapevanju (ustnice), absorpcija snovi (vpojna tkiva, mikoriza), transport snovi (prevodna tkiva - razen briofitov), ​​tekmovanje, gravitacija (mehanska tkiva).

Med prvimi prebivalci kopnega so bile gobe, ki so stopile v simbiozo tudi s sinicami. Genetski in biokemični sistemi, ki so jih kopenske glive razvile za simbiozo s cianobakterijami, so jim pozneje prišle prav pri »vzpostavljanju odnosov« s prvimi kopenskimi rastlinami. Vsa ta kopenska mikrobiota je postopoma pripravila tla (neposredno in figurativno) za naselitev zemlje z rastlinami. Kopenske rastline so od samega začetka živele v tesni simbiozi s talnimi glivami, brez katerih najverjetneje ne bi mogle zapustiti domačega vodnega elementa.

Najstarejše fosilne kopenske rastline so drobci jetrnega mahu, ki vsebujejo spore (pred približno 460 milijoni let). Po filogenetskih rekonstrukcijah je ta skupina mahov najstarejše kopenske rastline. Vaskularne rastline (vse kopenske rastline, razen briofitov) so med evolucijo nastale najkasneje pred 420 milijoni let. Znotraj te skupine ločimo dve evolucijski liniji. Pri trosnih rastlinah (preslice, mahovi in ​​praproti, ki so nastale najkasneje pred 350 milijoni let) sta tako sporofit kot gametofit neodvisna organizma. V semenskih rastlinah je haploidni gametofit izgubil svojo neodvisnost. Rastline s trosi (riniofiti) so prve dosegle kopno - to se je zgodilo ob koncu silurja. Rastle so v plitvih obalnih vodah, niso imele pravih korenin;

Proti koncu devonskega obdobja so se začeli pojavljati prvi gozdovi. Sestavljene so bile iz trosnih rastlin – praproti, plavastih mahov in preslic. V karbonu(karbonsko obdobje) je zagotovljeno znatno segrevanje in vlaženje podnebja razširjeni tropski gozdovi(Evropa, Severna Amerika, Južna Azija- takrat so se ta ozemlja nahajala v ekvatorialni pas), ki ga tvorijo drevesne praproti, velikanske drevesaste preslice in mahovi (do 40 m višine). Ti gozdovi, ki se nahajajo v obalnih nižinah, nimajo sodobnih analogov. Šlo je za plitve rezervoarje, polne organskih ostankov. Koreninski sistemi dreves so se nahajali pod šoto podobno organsko maso, debla pa so rasla skozi njo in debelo plast odmrlega lesa. Na mestu teh "gozdnih rezervoarjev" so pozneje nastali veliki bazeni premoga.

Na ozemlju sodobne Sibirije in Daljni vzhod, ki sta se tedaj nahajali v bližini sev Arktični krog osnova vegetacije je bila iglavcev do 20 m visoki (korditi). Njihov les ima jasne rastne obroče, kar potrjuje obstoj tamkajšnjega sezonskega podnebja (nekaj podobnega sodobni tajgi). Ozemlja sodobne Južne Amerike in Afrike (njuni južni polovici), Indije in Avstralije so se takrat nahajala blizu južnega polarnega kroga. Prevladovali so listopadni gozdovi ginka.

V karbonu so se pojavili in prve golosemenke(skupna skupina, imenovana "semenske praproti"). Njihovo seme je bilo prekrito z lupino, ki ga je varovala pred izsušitvijo. Razmnoževanje s semeni je naredilo proces razmnoževanja neodvisen od vodno okolje. Ta aromorfoza je omogočila nadaljnji razvoj zemlje in selitev rastlin globlje na celine.

V hladnejšem in bolj suhem permskem obdobju so se golosemenke razširile. Od teh jih je do danes preživelo le nekaj - gingko, araukarija in cikas.

Najstarejše zanesljive najdbe kritosemenk (cvetočnic) so stare 140-130 milijonov let; gre za posamezna zrna cvetnega prahu, najdena v Izraelu. Najzgodnejši makroskopski fosili (listi, cvetovi, plodovi) kritosemenk so stari okoli 125 milijonov let. Ker so že precej raznolike, so kritosemenke očitno nastale veliko prej (od golosemenk so se ločile najkasneje pred 300 milijoni let). V primerjavi z golosemenkami je pri kritosemenkah prišlo do pomembne aromorfoze - pojavila se je dvojna oploditev, ki je preprečila odpad hranila(endosperm se razvije le skupaj z zarodkom), opravlja jajčnik zaščitna funkcija. Evolucijsko uspešnost kritosemenk razložimo s skrajšano življenjski cikel, nagnjenost k opraševanju žuželk in nastanek različnih zelnatih oblik. Nekatere kritosemenke, ki so nastale v obdobju krede, so preživele do danes - to so palme in platane.

Zdaj je na Zemlji več sto tisoč vrst cvetočih rastlin in filogenetski odnosi med njimi so precej dobro raziskani. Pomembno vlogo pri nastanku sodobne raznolikosti cvetočih rastlin je igrala njihova koevolucija z žuželkami.

Večcelične živali in kopenske rastline so edine znani primeri pojav večtkivnih, kar je privedlo do nastanka kompleksnih velikih organizmov. Sprašujem se kaj genetski mehanizmi ta dva samostojni dogodki zelo podobno. Prvič, nastanek kompleksa večcelični organizem ni spremljalo znatno povečanje števila genov, ki kodirajo beljakovine. Namesto tega so postale bolj zapletene interakcije med geni in njihovimi regulatornimi elementi - posebnimi zaporedji DNK. Drugič, živali in rastline so neodvisno razvile posebne gene, ki uravnavajo individualni razvoj telo.

na temo: "Biocenoze in ekosistemi"

LASTNOSTI IN VRSTE BIOCENOZ

Naravne biocenoze so zelo kompleksne. Zanje sta značilni predvsem vrstna pestrost in gostota naseljenosti.

Raznolikost vrst - število vrst živih organizmov, ki tvorijo biocenozo in določajo različne prehranske ravni v njej. Velikost populacij vrst je določena s številom osebkov določene vrste na enoto površine. Nekatere vrste prevladujejo v skupnosti in jih številčno prekašajo druge. Če v skupnosti prevladuje nekaj vrst in je gostota drugih zelo nizka, potem je raznolikost majhna. Če je ob enaki vrstni sestavi število vseh bolj ali manj enako, potem je vrstna pestrost velika.

Razen vrstna sestava Za biocenozo sta značilni biomasa in biološka produktivnost.

Biomasa- skupna količina organska snov in v njej vsebovana energija vseh osebkov določene populacije ali celotne biocenoze na enoto površine. Biomasa je določena s količino suhe snovi na 1 ha ali količino energije (J) 1.

Količina biomase je odvisna od značilnosti vrste in njene biologije. Na primer, hitro umirajoče vrste (mikroorganizmi) imajo majhno biomaso v primerjavi z dolgoživimi organizmi, ki se kopičijo v njihovih tkivih. veliko število organske snovi (drevesa, grmičevje, velike živali).

Biološka produktivnost- hitrost nastajanja biomase na časovno enoto. To je najpomembnejši pokazatelj vitalne aktivnosti organizma, populacije in ekosistema kot celote. Razlikovati primarna produktivnost- nastanek organske snovi s strani avtotrofov (rastlin) med fotosintezo in sekundarno - hitrost nastajanja biomase s strani heterotrofov (porabnikov in razkrojevalcev).

Razmerje med produktivnostjo in biomaso se med različnimi organizmi razlikuje. Poleg tega se produktivnost med ekosistemi razlikuje. Odvisno je od velikosti sončno sevanje, tla, podnebje. Najnižjo biomaso in produktivnost imajo puščave in tundra, največjo pa deževni gozdovi. tropski gozdovi. V primerjavi s kopnim je biomasa Svetovnega oceana bistveno manjša, čeprav zavzema 71 % površine planeta, kar je posledica nizke vsebnosti hranil. IN obalno območje biomasa se znatno poveča.

V biocenozah ločimo dve vrsti trofične mreže: pašnik in detritus. IN pašni tip prehranjevalni splet energija gre od rastlin do rastlinojedih živali in nato do potrošnikov višjega reda. Rastlinojedci se ne glede na velikost in življenjski prostor (kopenski, vodni, prstni) pasejo, jedo zelene rastline in prenašajo energijo na naslednje nivoje.

Če se tok energije začne z odmrlimi rastlinskimi in živalskimi ostanki, iztrebki in gre do primarnih detritivorov – razkrojevalcev, ki delno razpadejo organske snovi, potem se taka trofična mreža imenuje detritalno, ali mrežo razgradnje. Primarni detritivori vključujejo mikroorganizme (bakterije, glive) in male živali (črvi, ličinke žuželk).

V kopenskih biogeocenozah sta prisotni obe vrsti trofične mreže. V vodnih združbah prevladuje pašna veriga. V obeh primerih je energija v celoti porabljena.

Razvoj ekosistemov

NASLEDSTVO

Vsi ekosistemi se razvijajo skozi čas. Zaporedna sprememba ekosistemov se imenuje ekološko nasledstvo. Nasledstvo se pojavi predvsem pod vplivom procesov, ki se dogajajo znotraj skupnosti med interakcijo z okoljem.

Primarna sukcesija se začne z razvojem okolja, ki prej ni bilo poseljeno: uničeno rock, skala, peščena sipina itd. Tu je velika vloga prvih naseljencev: bakterij, cianobakterij, lišajev, alg. S sproščanjem odpadnih snovi spremenijo matično kamnino, jo uničijo in pospešujejo nastajanje tal. Pri odmiranju primarni živi organizmi površinsko plast obogatijo z organskimi snovmi, kar omogoča naselitev drugih organizmov. Postopoma ustvarjajo pogoje za vse večjo pestrost organizmov. Skupnost rastlin in živali postane kompleksnejša, dokler ne doseže določenega ravnovesja z okoljem. Takšna skupnost se imenuje menopavza. Ohranja svojo stabilnost, dokler se ravnotežje ne poruši. Gozd je stabilna biocenoza – klimaksna združba.

Sekundarna sukcesija se razvije na mestu predhodno oblikovane skupnosti, na primer na mestu požara ali zapuščenega polja. Svetloljubne rastline se naselijo na pepelu, pod njihovo krošnjo pa se razvijejo vrste, odporne na senco. Pojav vegetacije izboljša stanje tal, na katerih začnejo rasti druge vrste, ki izpodrivajo prve naseljence. Sekundarno nasledstvo se pojavi sčasoma in je lahko, odvisno od tal, hitro ali počasno, dokler se končno ne oblikuje vrhunska združba.

Jezero, če je porušeno njegovo ekološko ravnovesje, se lahko spremeni v travnik in nato v gozd, značilen za določeno podnebno območje.

Nasledstvo vodi v progresivno zapletanje skupnosti. Njena prehranska omrežja postajajo vse bolj razvejana, okoljski viri pa se vse bolj izkoriščajo. Zrela združba je najbolj prilagojena okoljskim razmeram; populacije vrst so stabilne in se dobro razmnožujejo.

UMETNI EKOSISTEMI. AGROCENOZA

Agrocenoza- umetno ustvarjeni in s človekom vzdrževani ekosistemi (njive, senožeti, parki, vrtovi, zelenjavni vrtovi, gozdni nasadi). Ustvarjeni so za proizvodnjo kmetijskih proizvodov. Agrocenoze imajo slabe dinamične lastnosti in nizko ekološko zanesljivost, vendar jih odlikuje visoka produktivnost. Agrocenoze, ki zasedajo približno 10% kopnega, letno proizvedejo 2,5 milijarde ton kmetijskih proizvodov.

V agrocenozi se praviloma gojita ena ali dve rastlinski vrsti, zato medsebojne povezave organizmov ne morejo zagotoviti trajnosti takšne združbe. Delovanje naravne selekcije oslabi človek. Umetna selekcija se premika v smeri ohranjanja organizmov z največjo produktivnostjo. Poleg sončne energije je v agrocenozi še en vir - mineral in organska gnojila prispevali ljudje. Večina hranil se nenehno odstranjuje iz cikla kot pridelki. Tako se ne zgodi kroženje snovi.

V agrocenozi, tako kot v biocenozi, obstajajo prehranjevalne verige. Obvezen člen v tej verigi je oseba. Poleg tega tukaj deluje kot potrošnik prvega reda, vendar je na tej točki prehranjevalna veriga prekinjena. Agrocenoze so zelo nestabilne in brez človekovega posredovanja obstajajo od 1 leta (žita, zelenjava) do 20-25 let (sadje in jagode).

RAZVOJ BIOLOGIJE V PREDARWINOVEM OBDOBJU

Izvor biologije kot znanosti je povezan z dejavnostmi grškega filozofa Aristotela (IV. stoletje pred našim štetjem). Na podlagi anatomskih in fizioloških študij je poskušal zgraditi klasifikacijo organizmov. Uspelo mu je opisati skoraj 500 vrst živali, ki jih je razporedil po zahtevnosti. Med preučevanjem embrionalnega razvoja živali je Aristotel odkril velika podobnost začetne faze embriogeneze in prišel do ideje o možnosti enotnosti njihovega izvora.

V obdobju od XVI do XVIII stoletja. Intenziven je razvoj deskriptivne botanike in zoologije. Odkriti in opisani organizmi so zahtevali sistematizacijo in uvedbo enotne nomenklature. Ta zasluga pripada izjemnemu znanstveniku Carlu Linnaeusu (1707-1778). Prvič je opozoril na resničnost vrste kot strukturna enota divje živali. Uvedel je binarno vrstno nomenklaturo, vzpostavil hierarhije sistematskih enot (taksonov), opisal in sistematiziral 10 tisoč rastlinskih in 6 tisoč živalskih vrst ter minerale. Po svojem svetovnem nazoru je bil C. Linnaeus kreacionist. Zavrnil je idejo evolucije, saj je verjel, da obstaja toliko vrst, kot jih je različne oblike je na začetku ustvaril Bog. K. Linnaeus se je ob koncu življenja vendarle strinjal z obstojem spremenljivosti v naravi, prepričanje o nespremenljivosti vrste je bilo nekoliko omajano.

Avtor prvega evolucijska teorija je bil francoski biolog Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829). Lamarck je ovekovečil svoje ime z uvedbo izraza "biologija", ustvaril sistem živalskega sveta, kjer je najprej razdelil živali na "vretenčarje" in "nevretenčarje". Lamarck je prvi ustvaril celovit koncept razvoja narave in oblikoval tri zakone spremenljivosti organizmov.

1. Zakon neposrednega prilagajanja. Pod neposrednim vplivom se pojavijo prilagoditvene spremembe rastlin in nižjih živali okolju. Prilagoditve nastanejo zaradi razdražljivosti.

2. Zakon vadbe in nevadbe organov. O živalih iz osrednjega živčnega sistema okolje ima posreden učinek. Dolgoročni vpliv okolja povzroča pri živalih navade, povezane s pogostim uživanjem organov. Krepitev njegove vadbe vodi do postopnega razvoja tega organa in utrjevanja sprememb.

3. Zakon "dedovanja pridobljenih lastnosti", po katerem se uporabne spremembe prenašajo in fiksirajo v potomcih. Ta proces je postopen.

Neprekosljiva avtoriteta 19. stoletja. na področju paleontologije in primerjalne anatomije je bil francoski zoolog Georges Cuvier (1769-1832). Bil je eden od reformatorjev primerjalne anatomije in taksonomije živali in je v zoologijo uvedel koncept "tipa". Na podlagi bogatega dejanskega gradiva je Cuvier vzpostavil »princip korelacije delov telesa«, na podlagi katerega je rekonstruiral strukturo izumrlih živalskih oblik. Po svojih pogledih je bil kreacionist in se je zavzemal za nespremenljivost vrst, prisotnost adaptivnih lastnosti pri živalih pa je štel za dokaz prvotno vzpostavljene harmonije v naravi. J. Cuvier je razloge za spremembo fosilnih živalskih vrst videl v katastrofah, ki so se zgodile na površju Zemlje. Po njegovi teoriji je bil organski svet po vsaki katastrofi na novo ustvarjen.

OSNOVNE DOLOČBE DARWINOVE TEORIJE

Čast Stvarstva znanstvena teorija evolucija pripada Charlesu Darwinu (1809-1882) - angleškemu naravoslovcu. Darwinova zgodovinska zasluga ni ugotovitev samega dejstva evolucije, temveč odkritje njenih glavnih vzrokov in gonilnih sil. Uvedel je izraz »naravna selekcija« in dokazal, da je osnova naravne selekcije in evolucije dedna variabilnost organizmov. Rezultat njegovega dolgoletnega dela je bila knjiga "Izvor vrst z naravno selekcijo" (1859). Leta 1871 je izšlo njegovo drugo veliko delo, "Poreklo človeka in spolna selekcija".

Glavne gonilne sile evolucije Charles Darwin imenovan dedna variabilnost, boj za obstoj in naravna selekcija. Izhodišče Darwinovega učenja je bila njegova izjava o spremenljivosti organizmov. Identificiral je skupinsko ali specifično variabilnost, ki ni podedovana in je neposredno odvisna od dejavnikov okolja. Druga vrsta variabilnosti je individualna ali negotova, ki nastane v posameznih organizmih kot posledica negotovih vplivov okolja na vsakega posameznika in se deduje. Prav ta variabilnost je tista, ki je osnova raznolikosti posameznikov.

Darwin je ob opazovanju in analizi ene glavnih lastnosti vseh živih bitij – sposobnosti neomejenega razmnoževanja prišel do zaključka, da obstaja dejavnik, ki preprečuje prenaseljenost in omejuje število osebkov. Zaključek: intenzivnost razmnoževanja, pa tudi omejena naravne vire in življenjska sredstva vodijo v boj za obstoj.

Prisotnost spektra variabilnosti v organizmih, njihova heterogenost in boj za obstoj vodijo v preživetje najbolj prilagojenih in uničenje manj prilagojenih osebkov. Zaključek: V naravi poteka naravna selekcija, ki prispeva k kopičenju uporabnih lastnosti, njihovemu prenosu in utrjevanju v potomcih. Zamisel o naravni selekciji je nastala iz Darwinovih opazovanj umetne selekcije in selekcije živali. Po Darwinu je bil rezultat naravne selekcije v naravi:

1) pojav naprav;

2) variabilnost, evolucija organizmov;

3) nastanek novih vrst. Speciacija nastane na podlagi razhajanja znakov.

Razhajanje- razhajanje lastnosti znotraj vrste, ki nastane pod vplivom naravne selekcije. Največje preživetvene prednosti imajo posamezniki z ekstremnimi lastnostmi, medtem ko posamezniki s povprečnimi podobnimi lastnostmi umrejo v boju za obstoj. Organizmi z izmikajočimi lastnostmi lahko postanejo ustanovitelji novih podvrst in vrst. Razlog za razhajanje znakov je prisotnost negotove variabilnosti, intraspecifična konkurenca in večsmerna narava delovanja naravne selekcije.

Darwinovo teorijo speciacije imenujemo monofiletična – izvor vrst od skupnega prednika, prvotne vrste. Charles Darwin je dokazal zgodovinski razvoj žive narave, razložil načine speciacije, utemeljil nastanek prilagoditev in njihovo relativno naravo, ugotovil vzroke oz. gonilne sile evolucija.

DOKAZI EVOLUCIJE

Biološka evolucija- zgodovinski proces razvoj organski svet, ki ga spremljajo spremembe v organizmih, izumrtje enih in pojav drugih. Sodobna znanost ima veliko dejstev, ki kažejo na evolucijske procese.

Embriološki dokazi za evolucijo.

V prvi polovici 19. stol. Razvija se teorija "zarodne podobnosti". Ruski znanstvenik Karl Baer (1792-1876) je ugotovil, da je v zgodnjih fazah embrionalnega razvoja velika podobnost med različnimi vrstami znotraj debla.

Dela F. Müllerja in E. Haeckela so jim omogočila oblikovanje biogenetski zakon:"Ontogeneza je kratka in hitra ponovitev filogeneze." Kasnejša interpretacija biogenetski zakon je razvil in pojasnil A. N. Severtsov: "v ontogenezi se ponavljajo embrionalne stopnje prednikov." Najbolj podobni so si zarodki v zgodnjih fazah razvoja. Splošne značilnosti vrste se med embriogenezo oblikujejo prej kot posebne. Tako imajo vsi zarodki vretenčarjev na stopnji I škržne reže in dvoprekatno srce. Na srednjih stopnjah se pojavijo značilnosti, značilne za posamezen razred, in šele na poznejših stopnjah se oblikujejo značilnosti vrste. Primerjalni anatomski in morfološki dokazi evolucije.

Dokaz enotnosti izvora je celično strukturo organizmi enoten načrt struktura organov in njihove evolucijske spremembe.

Homologni organi imajo podoben strukturni načrt in skupen izvor, opravljajo enake in različne funkcije. Homologni organi omogočajo dokazovanje zgodovinskega sorodstva različnih vrst. Primarna morfološka podobnost je nadomeščena v različne stopnje, razlike, pridobljene med razhajanjem. Tipičen primer homologni organi so okončine vretenčarjev, ki imajo splošni načrt stavb ne glede na funkcije, ki jih opravljajo.

Nekateri rastlinski organi se morfološko razvijejo iz listnih primordijev in so spremenjeni listi (lasice, bodice, prašniki).

Podobna telesa- sekundarna, ni podedovana skupni predniki, morfološka podobnost v organizmih različnih sistematskih skupin. Podobni organi so podobni v svojih funkcijah in se razvijajo v procesu konvergenca. Kažejo na podobne prilagoditve, ki nastanejo med evolucijo pod enakimi okoljskimi pogoji kot posledica naravne selekcije. Na primer, podobni živalski organi so krila metulja in ptice. Ta prilagoditev na let pri metuljih se je razvila iz hitinastega pokrova, pri pticah pa iz notranjega okostja prednjih okončin in pokrova perja. Filogenetsko so ti organi oblikovani drugače, vendar delujejo enako funkcijo- služijo za let živali. Včasih podobni organi pridobijo osupljiva podobnost, kot so oči glavonožcev in kopenskih vretenčarjev. Imajo enak splošni strukturni načrt, podobno strukturni elementi, čeprav se v ontogenezi razvijejo iz različnih začetkov in med seboj nikakor niso povezani. Podobnost je razložena le s fizično naravo svetlobe.

Primer podobnih organov so bodice rastlin, ki jih ščitijo pred tem, da bi jih pojedle živali. Bodice se lahko razvijejo iz listov (barberry), stipules (bela akacija), poganjkov (glog), lubja (robida). Podobni so si le po videzu in po funkcijah, ki jih opravljajo.

Vestigialni organi- razmeroma poenostavljene ali nerazvite strukture, ki so izgubile svoj prvotni namen. Položeni so med razvojem zarodka, vendar se ne razvijejo v celoti. Včasih zametki prevzamejo drugačne funkcije v primerjavi s homolognimi organi drugih organizmov. Tako osnovni človeški dodatek opravlja funkcijo limfne tvorbe, v nasprotju s homolognim organom - cekumom rastlinojedih živali. Zametki medeničnega pasu kita in okončin pitona potrjujejo dejstvo, da kiti izvirajo iz kopenskih štirinožcev, pitoni pa iz prednikov z razvitimi okončinami.

atavizem - pojav vračanja k predniškim oblikam, opaženim pri posameznih posameznikih. Na primer, zebroidna barva žrebet, multi-middles pri ljudeh.

Biogeografski dokazi za evolucijo.

Preučevanje flore in favne različnih celin nam omogoča obnavljanje splošni napredek evolucijski proces in identificira več zoogeografskih con s podobnimi kopenskimi živalmi.

1. Holarktična regija, ki združuje Palearktiko (Evrazija) in Neoarktiko (Severna Amerika). 2. Neotropsko območje ( Južna Amerika). 3. Etiopska regija (Afrika). 4. Indo-malajska regija (Indokina, Malezija, Filipini). 5. Avstralska regija. Na vsakem od teh področij obstaja velika podobnost med živaljo in flora. Eno območje se od drugih razlikuje po določenih endemičnih skupinah.

Endemi- vrste, rodovi, družine rastlin ali živali, katerih razširjenost je omejena na majhno geografsko območje, to je rastlinstvo ali živalstvo, značilno za določeno območje. Razvoj endemičnosti je največkrat povezan z geografsko izolacijo. Na primer, najzgodnejša ločitev Avstralije od južna celina Gondvana (več kot 120 milijonov let) je privedla do neodvisnega razvoja številnih živali. Ne da bi bili pod pritiskom plenilcev, ki jih v Avstraliji ni, so se tukaj ohranili monotremni prvinski sesalci: kljunaš in ehidna; vrečarji: kenguru, koala.

Nasprotno, rastlinstvo in živalstvo palearktičnega in neoarktičnega območja sta si med seboj podobni. Na primer, ameriški in evropski javor, jesen, bor in smreka so tesno povezani. Med živalmi v Severni Ameriki in Evraziji živijo sesalci, kot so losi, kune, kune in severni medvedi. Ameriški bizon je tesno povezan z evropskim bizonom. Takšen odnos priča o dolgoletni povezanosti obeh celin.

Paleontološki dokazi evolucije.

Paleontologija preučuje fosilne organizme in nam omogoča ugotavljanje zgodovinskega procesa in vzrokov sprememb v organskem svetu. Na podlagi paleontoloških najdb je sestavljena zgodovina razvoja organskega sveta.

Fosilne prehodne oblike - oblike organizmov, ki združujejo značilnosti starejših in mlajših skupin. Pomagajo obnoviti filogenijo ločene skupine. Predstavniki: Arheopteriks – prehodna oblika med plazilci in pticami; inostracevia - prehodna oblika med plazilci in sesalci; psilofiti so prehodna oblika med algami in kopenskimi rastlinami.

Paleontološka serija so sestavljene iz fosilnih oblik in odražajo potek filogenije ( zgodovinski razvoj) vrste. Takšne vrstice obstajajo za konje, slone in nosoroge. Prvo paleontološko serijo konj je sestavil V. O. Kovalevsky (1842-1883).

Relikvije- vrste rastlin ali živali, ki so se ohranile iz starodavnih izumrlih organizmov. Zanje so značilni znaki izumrlih skupin preteklih obdobij. S preučevanjem reliktnih oblik je mogoče obnoviti videz izginulih organizmov in predlagati njihove življenjske pogoje in način življenja. Hatteria je predstavnik starih primitivnih plazilcev. Takšni plazilci so živeli v obdobju jure in krede. Celakant je znan že od zgodnjega devona. Iz teh živali so nastali kopenski vretenčarji. Ginki so najbolj primitivna oblika golosemenk. Listi so veliki, pahljačasti, rastline so listopadne.

Primerjava sodobnih primitivnih in progresivnih oblik omogoča obnovitev nekaterih značilnosti domnevnih prednikov progresivne oblike in analizo poteka evolucijskega procesa.

Vrstna pestrost - število živih vrst

SPLOŠNA BIOLOGIJA

EVOLUCIJA. EVOLUCIONIRNI NAUK

DOKAZI EVOLUCIJE

Biološka evolucija je zgodovinski proces razvoja organskega sveta, ki ga spremljajo spremembe v organizmih, izumrtje enih in pojav drugih. Sodobna znanost operira s številnimi dejstvi, ki kažejo na evolucijske procese.

Embriološki dokazi evolucije.

V prvi polovici 19. stol. Začne se razvijati teorija "zarodne podobnosti". Ruski znanstvenik Karl Baer (1792-1876) je ugotovil, da je v zgodnjih fazah razvoja zarodka velika podobnost med zarodki različnih vrst znotraj tipa. Dela F. Müllerja in E. Haeckela so jim dala priložnost za oblikovanje biogenetskega zakona: »ontogeneza je kratka in hitra ponovitev filogenije«. Kasneje je razlago biogenetskega zakona razvil in pojasnil V.M. Severtsovim: "v ontogenezi se ponavljajo embrionalne stopnje prednikov." Največjo podobnost imajo zarodki v zgodnjih fazah razvoja. Splošni znaki

tipa nastanejo med embriogenezo prej kot posebni. Tako imajo vsi zarodki vretenčarjev na stopnji I škržne reže in dvoprekatno srce. Na srednjih stopnjah se pojavijo značilnosti, značilne za posamezen razred, in šele na poznejših stopnjah se oblikujejo značilnosti vrste.

Primerjalni anatomski in morfološki dokazi evolucije.

Homologni organi imajo podobno zgradbo, skupnega izvora, izvajata tako enako kot različne funkcije. Prisotnost homolognih organov omogoča dokazovanje zgodovinskega sorodstva različnih vrst. Primarno morfološko podobnost v različni meri nadomestijo razlike, pridobljene med procesom razhajanja. Tipičen primer homolognih organov so okončine vretenčarjev, ki imajo enak strukturni načrt ne glede na funkcije, ki jih opravljajo.

Nekateri rastlinski organi se morfološko razvijejo iz zarodne plasti in so spremenjeni listi (antene, bodice, prašniki).

Analogni organi so sekundarne, morfološke podobnosti, ki niso podedovane od skupnih prednikov organizmov različnih sistematskih skupin. Podobni organi so si po svojih funkcijah podobni in se razvijajo v procesu konvergence. Kažejo na enotnost prilagoditev, ki nastanejo v procesu evolucije pod enakimi okoljskimi pogoji kot posledica naravne selekcije. Na primer podobni živalski organi -metuljeva in ptičja krila. Ta prilagoditev na let pri metuljih se je razvila iz hitinastega pokrova, pri pticah pa iz notranjega okostja prednjih okončin in pokrova perja. Filogenetsko so ti organi nastali drugače, vendar opravljajo isto funkcijo - živali se uporabljajo za letenje. Včasih podobni organi pridobijo izjemne podobnosti, na primer oči glavonožci in kopenskih vretenčarjev. Imajo enak splošni načrt zgradbe, podobne strukturne elemente, čeprav se v ontogenezi razvijejo iz različnih embrionalnih listov in med seboj niso popolnoma povezani. Podobnost je razložena le s fizično naravo svetlobe.

Primer podobnih organov so bodice rastlin, ki jih ščitijo pred tem, da bi jih pojedle živali. Bodice se lahko razvijejo iz listov (barberry), stipules (bela akacija), poganjkov (glog), lubja (robida). Podobni so si le po videzu in po funkcijah, ki jih opravljajo.

Vestigialni organi, sorazmerno poenostavljene ali nerazvite strukture, ki so izgubile svoj prvotni namen. Položeni so med razvojem zarodka, vendar se ne razvijejo v celoti. Včasih zametki opravljajo drugačne funkcije v primerjavi s homolognimi organi drugih organizmov. Tako osnovni človeški dodatek opravlja funkcijo tvorbe limfe, v nasprotju s homolognim organom - cekumom pri rastlinojedih živalih. Zametki medeničnega pasu kita in okončin pitona potrjujejo dejstvo, da kiti izvirajo iz kopenskih štirinožcev, pitoni pa iz prednikov z razvitimi okončinami.

Atavizem je pojav vrnitve k oblikam prednikov, ki ga opazimo pri posameznih posameznikih. Na primer, zebrasta barva pri žrebetih, bogate bradavice pri ljudeh.

Biogeografski dokazi za evolucijo.

Študij flore in favne različne celine nam omogoča, da obnovimo splošni potek evolucijskega procesa in identificiramo več zoogeografskih con s podobnimi kopenskimi živalmi.

1. Holarktično območje združuje palearktično (Evrazija) in neoarktično (Severna Amerika) regijo.

2. Neotropsko območje (Južna Amerika).

3. Etiopska regija (Afrika).

4. Indo-malajska regija (Indokina, Malezija, Filipini).

5. Avstralska regija.

Na vsakem od teh področij je velika podobnost med živalskim in rastlinskim svetom. Regije se med seboj razlikujejo po določenih endemičnih skupinah.

Endemi so vrste, rodovi, družine rastlin ali živali, katerih razširjenost je omejena na majhno geografsko območje, to je rastlinstvo ali živalstvo, značilno za določeno območje. Razvoj endemičnosti je največkrat povezan z geografsko izolacijo. Na primer, najzgodnejša ločitev Avstralije od južne celine Gondvane (več kot 120 milijonov let) je povzročila samostojni razvojštevilne živali. Ne da bi čutili pritisk plenilcev, ki jih v Avstraliji ni, so se tu ohranili monotremni sesalci - prve živali: kljunar in ehidna; vrečarji: kenguru, koala.

Nasprotno, flora in favna Palearktike in Neoarktike sta si podobni. Na primer, tesno povezana drevesa vključujejo ameriške in evropske javorje, jesene, borovce in smreke. Živijo sesalci, kot so losi, kune, kune in polarni medvedi Severna Amerika in v Evraziji. Srečanje ameriških bizonov družinski videz- Evropski bizon. Takšne podobnosti kažejo na dolgoročno enotnost obeh celin.

Paleontološki dokazi evolucije.

Paleontologija preučuje fosilne organizme in nam omogoča ugotavljanje zgodovinskega procesa in vzrokov sprememb v organskem svetu. Na podlagi paleontoloških najdb je sestavljena zgodovina razvoja organskega sveta.

Fosilne prehodne oblike so oblike organizmov, ki združujejo starodavne in sodobne skupine. Pomagajo obnoviti filogenijo posameznih skupin. Predstavniki: Arheopteriks – prehodna oblika med plazilci in pticami; Inostrantseviya je prehodna oblika med plazilci in sesalci; psilofiti so prehodna oblika med algami in kopenskimi rastlinami.

Paleontološke serije so sestavljene iz fosilnih oblik in odražajo potek filogeneze (zgodovinskega razvoja) vrste. Takšne vrstice obstajajo za konje, slone in nosoroge. Prvo paleontološko serijo konj je sestavil V. A. Kovalevsky (1842-1883).

Relikti so redke vrste rastlin ali živali, ki so ostale na določenem ozemlju in so se ohranile iz preteklih geoloških časov. Zanje so značilni znaki izumrlih skupin preteklih obdobij. Preučevanje reliktnih oblik nam omogoča, da obnovimo videz manjkajočih organizmov, poustvarimo njihove življenjske pogoje in način življenja. Hatteria je predstavnik starih primitivnih plazilcev. Takšni plazilci so živeli v obdobju jure in krede. Riba s križnoplavutimi koelakanti je znana že od zgodnjega devona. Iz teh živali so nastali kopenski vretenčarji. Ginko je najbolj primitivna oblika golosemenk. Listi so veliki, pahljačasti, novembrske rastline. Na ozemlju Ukrajine so med reliktnimi rastlinami ohranjene rumena azaleja, kredasti bor in tisoč jagodičja. Med reliktnimi živalmi so navadna pižmovka, povoj in druge živali.

Primerjava sodobnih primitivnih in progresivnih oblik organizmov omogoča obnovitev nekaterih značilnosti domnevnih prednikov progresivne oblike in analizo poteka evolucijskega procesa.