Основные закономерности эволюции таблица. Основные закономерности биологической эволюции

Цели урока:

• Сформировать у учащихся знания о типах эволюционных изменений.
• Рассмотреть на конкретных примерах пути эволюции органического мира и соотношение между ними.
• Ознакомить с главными направлениями эволюции органического мира – биологическим прогрессом и биологическим регрессом.
• Показать роль русских ученых в развитии эволюционного учения.
• Сформировать навыки определения ароморфозов и идиоадаптаций в растительном и животном мире.

Оборудование: учебное пособие по биологии «Гомологичные и аналогичные органы растений и животных», презентация к уроку.

ХОД УРОКА

I. Актуализация опорных знаний

– Что такое биологическая эволюция? (Б. эволюция это необратимое развитие органического мира).
– Какой эволюционный процесс называется микроэволюцией? (Процесс образования новых видов).
– Что такое макроэволюция? (Процесс образования более крупных систематических единиц – родов, семейств и т.д.).

II. Новый материал

1. Типы эволюционных изменений (лекция, беседа).

(По ходу просмотра слайдов ученики записывают определения в тетрадь).

К основным типам эволюционных изменений относятся параллелизм, конвергенция и дивергенция (Приложение 1 , слайд 2).

Параллелизм – независимое приобретение сходных признаков родственными организмами, обитающих в одинаковых условиях и ведущих сходный образ жизни.
Например, строение тела млекопитающих, населяющих дождевые леса Африки и Южной Америки, имеет общее сходство (Приложение 1 , слайд 3).

Конвергенция – возникновение сходных черт строения у неродственных организмов, обитающих в одинаковых условиях и ведущих сходный образ жизни.
Например, крупным водным хищникам дали начало четыре группы животных: моллюски, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие.
Какие общие черты строения можно выделить у этих животных, принадлежащих к различным систематическим группам (Приложение 1 , слайд 4)? (Плавники, обтекаемая форма тела).
Конвергентная эволюция затрагивает лишь внешнее строение организмов, которое связано с условиями среды обитания. Крыло птицы и бабочки являются приспособлением для полета, но происхождение и строение этих органов различно. Органы разные по происхождению, но выполняющие сходные функции называются аналогичными (Приложение 1 , слайд 5)

Дивергенция – расхождение признаков в приделах популяции, вида, возникающее под действием естественного отбора, приводящее к возникновению новых видов, отрядов, классов и т.д.

В результате дивергентной эволюции класс млекопитающих распался на многочисленные отряды, представители которых отличаются по строению, образу жизни, характеру физиологических и поведенческих адаптаций (Приложение 1 , слайд 6).
– Что явилось причиной образования многочисленных групп млекопитающих? (Адаптация к различным условиям окружающей среды)
Видоизмененные конечности кита, птицы, летучей мыши, крота, крысы – результат дивергентной эволюции. Эти органы имеют одинаковый общий план строения, но выполняют различные функции. Такие органы называются гомологичными (Приложение 1 , слайд 7).

2. Пути и направления эволюции органического мира

В разработку проблемы эволюции значительный вклад внесли крупные российские ученые А.Н. Северцев и И.И. Шмальгаузен. Они установили, что главными путями эволюции являются ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация (Приложение 1 , слайд 8).

Вклад российских ученых в развитие эволюционного учения (краткие сообщения учащихся)

А.Н. Северцев – известный зоолог и крупнейший теоретик эволюционного учения. Создатель отечественной школы эволюционных морфологов. Организовал и возглавил Лабораторию эволюционной морфологии и экологии животных. Создатель общепринятой теории происхождения пятипалой конечности и парных плавников у животных. Автор теории филэмбриогенеза, согласно которой новые признаки могут появляться на любой стадии онтогенеза, и морфобиологической теории путей эволюции, в которой установил четыре основных направления биологического прогресса: ароморфоз, идиоадаптацию, ценогенез, общую дегенерацию.
И.И.Шмальгаузен окончил Киевский университет в 1907 г. Ученик А.Н.Северцева. В Московском университете заведовал организованной им кафедрой дарвинизма. Двенадцать лет руководил Институтом эволюционной морфологии АН СССР. Его многочисленные труды посвящены сравнительной анатомии и эмбриологии, эволюционной морфологии, происхождению наземных позвоночных, путям и закономерностям эволюции, биокибернетике. Его исследования механизмов эволюционного процесса и индивидуального развития как авторегулируемых систем предвосхитили ряд положений кибернетики, с позиций которой он в 1950-60гг. изложил эволюционную теорию. Его научное наследие оказало и продолжает оказывать большое влияние на развитие биологической науки.
(БЭНП, «Кирилл и Мелодий», 2003)

Ароморфоз – приспособительные изменения общего значения, повышающие уровень организации и жизнеспособность особей, популяций, видов.
Первым наземным позвоночным животным дала начало группа кистеперых рыб, благодаря изменению в строении скелета парных плавников. В результате сформировались пятипалые конечности, способные поддерживать тело над землей (Приложение 1 , слайд 9).
Примером ароморфоза у растений является появление цветка (видоизмененного побега) у покрытосеменных растений.
Идиоадаптация – частные приспособительные изменения, полезные в данной среде обитания, возникающие без изменения общего уровня организации.
Примером идиоадаптации у животных может служить разнообразие клювов гавайских цветочниц, питающихся нектаром различных покрытосеменных растений.
Приспособление к распространению семян ветром является примером одной из идеоадаптаций у растений (Приложение 1 , слайд 10)

Соотношение путей эволюции

Ондатра – североамериканский вид-интродуцент, ареал распространения которого постоянно расширяется. В результате он начинает вытеснять местные виды со сходными экологическими потребностями, например, выхухоль и водяную полевку.
Биологический регресс (Приложение 1 , слайд 14) характеризуется:

• Уменьшением численности особей.
• Сужением численности ареала.
• Уменьшением числа видов, популяций.

Причиной биологического регресса может быть изменение условий окружающей среды, к которому вид не смог приспособиться или конкуренция со стороны других видов. Так было с многочисленной господствующей на Земле группой рептилий, на смену которым, благодаря теплокровности, пришли птицы и млекопитающие.
В настоящее время, изменяя окружающую среду, непродуманно перемещая виды в новые условия существования, человек волей или неволей становится причиной биологического прогресса или регресса.Приложение 1 , слайд 21)

V. Домашнее задание: §63, тетрадь.

Были использованы:

1. Учебное электронное издание «Экология», Московский Государственный институт электроники и математики, 2004.
2. 1С: Школа, Экология, 10-11 кл., под редакцией А.К. Аклебинина, В.И. Сивоглазова
3. Лабораторная практика. Биология 6-11 кл. Республиканский мультимедиацентр, 2004.
4. БЭНП, биология 6-11 кл., Министерство образования РФ, ГУРЦ ЭМТО «Кирилл и Мифодий», 2003.
5. Д.К. Беляев, А.О. Рувинский, Общая биология для 10-11кл., Москва, «Просвещение», 1991.
6. А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник , Общая биология, 10-11кл. ДРОФА, Москва, 2005.
7. Уроки общей биологии: Пособие для учителя/ В.М. Корсунская, Г.Н. Мироненко, З.А. Мокеева, Н.М. Верзилин – М: Просвещение, 1986.

Макроэволюция представляет собой обобщенную картину эволюционных преобразований. Только на уровне макроэволюции обнаруживаются общие тенденции, направления и закономерности эволюции органического мира.

В течение второй половины XIX – первой половины XX века на основании многочисленных исследований закономерностей эволюционного процесса были сформулированы основные правила (принципы ) эволюции . (Эти правила носят ограниченный характер, не имеют универсального значения для всех групп организмов и не могут считаться законами.)

1. Правило необратимости эволюции , или принцип Долло (Луи Долло, бельгийский палеонтолог, 1893): исчезнувший признак не может вновь появиться в прежнем виде . Например, вторично-водные моллюски и водные млекопитающие не восстановили жаберного дыхания.

2. Правило происхождения от неспециализированных предков , или принцип Копа (Эдуард Коп, американский палеонтолог-зоолог, 1904): новая группа организмов возникает от неспециализированных предковых форм . Например, неспециализированные Насекомоядные (типа современных тенреков) дали начало всем современным плацентарным млекопитающим.

3. Правило прогрессирующей специализации , или принцип Депере (Ш. Депере, палеонтолог, 1876): группа, вступившая на путь специализации, в дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокой специализации . Современные специализированные млекопитающие (Рукокрылые, Ластоногие, Китообразные), скорее всего, будут эволюционировать поп пути дальнейшей специализации.

4. Правило адаптивной радиации , или принцип Ковалевского-Осборна (В.О. Ковалевский, Генри Осборн, американский палеонтолог): группа, у которой появляется безусловно прогрессивный признак или совокупность таких признаков, дает начало множеству новых групп, формирующих множество новых экологических ниш и даже выходящих в иные среды обитания . Например, примитивные плацентарные млекопитающие дали начало всем современным эволюционно-экологическим группам млекопитающих.

5. Правило интеграции биологических систем , или принцип Шмальгаузена (И.И. Шмальгаузен): новые, эволюционно молодые группы организмов вбирают в себя все эволюционные достижения предковых групп . Например, млекопитающие использовали все эволюционные достижения предковых форм: опорно-двигательный аппарат, челюсти, парные конечности, основные отделы центральной нервной системы, зародышевые оболочки, совершенные органы выделения (тазовые почки), разнообразные производные эпидермиса и т.д.

6. Правило смены фаз , или принцип Северцова-Шмальгаузена (А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен): различные механизмы эволюции закономерно сменяют друг друга . Например, алломорфозы рано или поздно становятся ароморфозами, а на основе ароморфозов возникают новые алломорфозы.

В дополнение к правилу смены фаз Дж. Симпсон ввел правило чередования темпов эволюции; по скорости эволюционных преобразований он различал три типа эволюции: брадителлическую (медленные темпы), горотеллическую (средние темпы) и тахителлическую (быстрые темпы).

Конец формы

Тема 10: Главные направления эволюции

1. Биологический прогресс. Неограниченный прогресс. Биологическая стабилизация и биологический регресс

2. Арогенез и ароморфозы. Эпиморфоз

3. Аллогенез и его формы

4. Катагенез и его формы

5. Правило смены фаз

ВКО. г Семей. КГУ «Средняя общеобразовательная школа № 1 им. Н.Г. Чернышевского»

Коновалова С.Н. – учитель биологии высшей категории.

Тема: Общие закономерности биологической эволюции (9 класс)

Цель: Создать краткую характеристику эволюции и выявить общие закономерности биологической эволюции

Задачи (ожидаемые результаты):

На основе знаний об эволюционной зависимости макроэволюции (ароморфозов и идиоадаптаций) учащиеся углубят представление о результатах эволюции;

Учащиеся проанализируют явления дивергенции и конвергенции на макроэволюционном уровне;

Учащиеся сформулируют закономерности эволюционного процесса.

Фактические знания учащихся:

Биологическая эволюция;

Макроэволюция;

Микроэволюция.

Ход урока:

Побуждение – Мозговой штурм. 5 мин.

Давайте подумаем, какой смысл вы вкладываете и как понимаете такие термины, и к чему приводят процессы о которых пойдет речь, как: Эволюция, Прогресс, Регресс, Закономерность.

После обсуждения даем пояснение терминам:

1. Эволюция – (от лат. Evolution – развертывание)

2. Прогресс – (от лат. progressus – движение вперед)

3. Регресс – (от лат. Regressus – возвращение, движение назад)

4. Закономерность – правило

Как вы думаете, о чем сегодня пойдет речь на уроке? Как мы можем связать знания, полученные раннее, с новыми предложенными терминами?

Рассуждения учеников. Формулировка ими темы урока

Итак, тема нашего урока:

П. Актуализация. 3 мин.

Мы с вами выяснили, что биологический прогресс приводит и представляет собой результат успеха в борьбе за существование . Отсутствие какого-либо необходимого уровня приспособленности приводит к биологическому регрессу (упрощению).

-А давайте попробуем провести мини–исследование и выяснить:

Существуют ли какие-либо закономерности эволюционного процесса?

На ваш взгляд, какова же цель нашего урока и ожидаемые результаты:

Рассуждения учеников. Формулировка ими ожидаемых результатов и цели урока

Выявить общие закономерности биологической эволюции

Ш. Реализация. 10мин. (Работа в малых группах)

Для этого мы с вами в течение последних уроков составляли опорную схему биологической эволюции , с которой работали. Давайте, сравним их и по необходимости дополним и заполним полностью. Для этого, пользуясь учебником и дополнительной литературой, работая в малых группах, заполним сначала таблицу, а потом и пустые ячейки в схеме и обсудим все вместе.

Закономерность

Их характеристика

Примеры

1.Дивергенция – расхождение признаков в связи с приспособлениями к разным условиям.

При дивергенции одни и те же органы родственных организмов изменяются по-разному, но их происхождение остается общим. Такие органы называют гомологичными.

Внешнее строение конечностей тигра, суслика, крота, кита, лошади, летучей мыши, обезьяны значительно отличается, но внутреннее строение остается общим в связи с единым происхождением.

2. Конвергенция – независимоеразвитие сходных признакову разных организмов при их переходе к одинаковым условиям среды обитания.

Результатом конвергенции может являться сходство, как в строении целого тела, так и отдельных органов. Такие органы называют аналогичными.

Аналогичные органы: крылья бабочек и летучих мышей, роющие конечности крота и медведки (насекомое), плавники и обтекаемая форма тела у рыб и водных млекопитающих-китов, дельфинов.

Рефлексия 1 этапа работы – заполнение таблицы и проверка усвоения знаний. 10 мин.

– Давайте проверим правильность заполнения таблицы на доске. Вставим в предложенное определение ключевое, определяющее слово. Если правильно - затем разберем характеристику данного определения и посмотрим иллюстрации.

(Для слабых учеников возможно решение в парах, малых группах, для более сильных - самостоятельно)

Рефлексия 2 этапа работы – заполнение опорной схемы и проверка усвоения знаний. 3-5 мин.

Давайте вернемся к опорной схеме и заполним пустые ячейки в ней. Но для этого мы должны выяснить с вами, насколько правильно мы уяснили новые понятия. Для этого выполним тест:

(Для слабых учеников возможно решение в парах, малых группах, для более сильных - самостоятельно)

Это будут: Дивергенция → гомологичные органы

Разобрать примеры

Конвергенция → аналогичные органы.

(Для слабых учеников возможно решение в парах, малых группах, для более сильных - самостоятельно)

Итак,мы завершаем заполнение своей опорной схемы.

(Для слабых учеников возможно решение в парах, малых группах, для более сильных - самостоятельно)

Тесты.

Для лучшего усвоения и проверки того, насколько мы усвоили новый материал, проведем небольшое тестирование (Приложение 1).

(Сначала самостоятельное решение, затем обсуждение в парах, малых группах и обсуждение с классом)

Заполняют лист само и взаимооценивания. 1 балл – 1 правильный ответ (Приложение 2).

№ вопроса

Самостоятельно

ИТОГО:

Дифференцированный подход:

(При наличии времени, можно обменяться вариантами. Для более сильных учеников, возможно решение двух вариантов)

Вариант 1.

а) корень и корневище;

б) лист и чашелистики;

в) корень и стебель;

Конвергенцией называется:

а) аналогией;

б) гомологией;

в) регрессом;

Общие закономерности биологической эволюции.

Вариант 2.

Гомологичными органами являются:

а) глаз человека и глаз паука;

б) крыло бабочки и крыло летучей мыши;

в) чешуя рептилии и перья птиц;

Разнообразие приспособлений объясняется:

а) только влиянием условий среды на организм;

б) взаимодействием генотипа и условий среды;

только особенностями генотипа;

Конвергенцией называется:

а) расхождение признаков в процессе эволюции;

б) схождение признаков в процессе эволюции;

в) образование изолированной группы внутри популяции;

Аналогичными органами у растений являются:

а) корень и корневище;

б) лист и чашелистики;

в) корень и стебель;

Сходство признаков, возникающих в результате конвергенции, называется:

а) аналогией;

б) гомологией;

в) регрессом;

IV . Рефлексия 10-15 мин.

А теперь, давайте, все-таки вернемся к моему вопросу:

- Существуют ли какие – либо закономерности (правила) биологической эволюции?

Для этого необходимо ответить на вопросы:

(Параллельно по стратегии Fichbone («Скелет рыбы») из технологии Критического мышления через чтение и письмо (РКМЧП). На верхней «косточке» записывается формулировка проблемы, а на нижней – факты). Голова - записывается проблема, т.е. цель урока – закономерности биологической эволюции, хвост – решение проблемы-выводы. Желательно все делать на цветной бумаге.

Может ли вид, или другая любая систематическая группа вернуться к прежнему состоянию? ( Необратимость эволюции)

Например, пресмыкающиеся, возникшие от примитивных земноводных, как бы ни шла их эволюция, не могут дать начало земноводным.

(Рассуждения учеников)

Может ли группа, каких-либо организмов, вставшая на путь приспособления к каким-либо условиям существования начать развиваться по другому пути? (Прогрессирующая специализация )

Например, если какая-то группа животных приобрела приспособления к полету, то на последующих этапах ее развития эти приспособления будут усиливаться. Например, крылья у бабочек и летучих мышей.

(Рассуждения учеников)

Что, и как происходит при повышении организации (ароморфоз), и в связи с этим, появление различных приспособлений (идиоадаптаций)?

(Чередование главных направлений эволюции).

Например, ароморфозы, позволившие позвоночным выйти из воды на сушу, открыли возможности для освоения наземно-воздушной среды обитания, развития различных частных приспособлений – идиоадаптаций. Последующие ароморфозы привели к появлению пресмыкающихся и развитию у них различных приспособлений к новым местообитаниям.

(Рассуждения учеников)

Итак, давайте запишем в тетрадях –

Общие закономерности биологической эволюции:

1. Необратимость эволюции.

2. Прогрессирующая специализация.

3. Чередование главных направлений эволюции.

В глобальных катаклизмах прошлого погибло огромное количество видов, родов, семейств организмов. Но тогда климат был не стабилен, протекали активнее и спонтаннее геологические процессы.

Что же мы наблюдаем на современном этапе в процессе эволюции?

Как вы думаете, какое влияние своей деятельностью оказывает человек на процесс эволюции и протекание закономерностей биологической эволюции?

(Рассуждения учеников)

Люди не осознают до конца, что они разоряют мир, в котором они обитают. Мы превращаем мир в бесплодную пустыню с помощью пил, ядов, сложной техники и огнестрельного оружия.

Моя планета – человечий дом.

И как ей жить под дымным колпаком,

Где сточная канава – океан,

Где вся природа поймана в капкан,

Где места нет ни аисту, ни льву,

Где стонут травы: «Больше не могу…»

Целые массивы в Европе и Северной Америке уничтожены кислотными дождями. Это результат промышленного загрязнения. В жарких странах исчезают замечательные леса – джунгли. Эти леса – одно из чудес природы. Здесь обитают 2/3 всех видов растений, животных, грибов, которые есть на Земле.

Ученые подсчитали, что каждый год во всем мире в водоемы попадает столько вредных веществ, что ими можно было бы заполнить 10 тыс. товарных поездов.

За последние 20 лет человек вырубил столько леса, сколько было уничтожено за все его предшествующее существование.

Исчезли с лица Земли такие животные, как зебра – квана, в Африке.

Бизоны в Америке, странствующий голубь, примерно 250 лет назад была обнаружена

морская корова, а через 27 лет она исчезла с лица Земли.

Каждому 5 виду зверей, каждому 4 виду рептилий и амфибий, каждому 5 виду птиц сегодня угрожает опасность. 25 000 видов высших растений планеты на грани полного исчезновения. За последние 50-60 лет исчезло на планете 77 видов зверей и несколько сот видов растений, 26 видов птиц.

-Ежегодно с лица Земли исчезает 1 животное, а еженедельно – одно растение.

Мы рубим лес, устраиваем свалки,

Но кто же под защиту все возьмет?

Пусты ручьи, в лесу одни лишь палки.

Пора бы человечеству понять,

Богатство у Природы, отбирая,

Что Землю нужно тоже охранять:

Она, как мы, такая же – живая!

Д/З - № 31, 32. повторить – № 24-30. Подготовка к К\Р

Написать эссе: «Мир без эволюции»

Итоги урока

Приложение 1

Общие закономерности биологической эволюции.

Вариант 1.

Аналогичными органами у растений являются:

а) корень и корневище;

б) лист и чашелистики;

в) корень и стебель;

Конвергенцией называется:

а) расхождение признаков в процессе эволюции;

б) схождение признаков в процессе эволюции;

в) образование изолированной группы внутри популяции;

Сходство признаков, возникающих в результате конвергенции, называется:

а) аналогией;

б) гомологией;

в) регрессом;

Гомологичными органами являются:

а) глаз человека и глаз паука;

б) крыло бабочки и крыло летучей мыши;

в) чешуя рептилии и перья птиц;

Разнообразие приспособлений объясняется:

а) только влиянием условий среды на организм;

б) взаимодействием генотипа и условий среды;

только особенностями генотипа;

Общие закономерности биологической эволюции.

Вариант 2.

Гомологичными органами являются:

а) глаз человека и глаз паука;

б) крыло бабочки и крыло летучей мыши;

в) чешуя рептилии и перья птиц;

Разнообразие приспособлений объясняется:

а) только влиянием условий среды на организм;

б) взаимодействием генотипа и условий среды;

только особенностями генотипа;

Конвергенцией называется:

а) расхождение признаков в процессе эволюции;

б) схождение признаков в процессе эволюции;

в) образование изолированной группы внутри популяции;

Аналогичными органами у растений являются:

а) корень и корневище;

б) лист и чашелистики;

в) корень и стебель;

Сходство признаков, возникающих в результате конвергенции, называется:

а) аналогией;

б) гомологией;

в) регрессом;

(Приложение 2).

Лист само и взаимооценивания. 1 балл – 1 правильный ответ

№ вопроса

Самостоятельно

Основные закономерности эволюции

Эволюция протекает неравномерно , т. е. с разной скоростью в различные периоды истории Земли, но имеет тенденцию к ускорению.

Например, первые живые существа появились около 3,8 млрд лет назад, многоклеточные — 1,3 млрд лет назад, млекопитающие и птицы — 200 млн лет назад, приматы — 60 — 65 млн лет назад, род Человек — около 4 млн лет назад, Человек разумный — около 80 тыс. лет назад.

Эволюция различных групп происходит с разной скоростью. Принято оценивать скорость видообразования в числе поколений. Так, быстрое образование новых видов, связанное с крупными хромосомными перестройками, занимает до нескольких десятков тысяч поколений. Медленное накопление адаптаций даёт новый вид через несколько сотен тысяч поколений.

Эволюция не всегда идёт от простого к сложному , существует и направление, которое сопровождается упрощением строения. Примером такого пути может служить общая дегенерация.

Малая подвижность и пассивный тип питания двустворчатых моллюсков привели к исчезновению головы.

Эволюция является необратимым процессом (правило необратимости эволюции), следовательно, организмы не могут вернуться к прежнему состоянию.

Вернувшиеся в воду ихтиозавры не стали рыбами, а сохранили черты строения рептилий.

У некоторых организмов, в том числе у человека, в онтогенезе, в результате нарушения развития возможно появление отдельных признаков, которые существовали у предков, но были утрачены в процессе эволюции. Эти признаки носят название атавизмы .

Атавизм (лат. атавус — отдалённый предок) — появление у организмов признаков, отсутствовавших у их ближайших предков, но существовавших у очень далёких предков. Примером атавизма может служить развитие хвостовидного придатка у человека; появление у лошади двух дополнительных пальцев по бокам развитого третьего пальца.

В процессе развития особи до некоторой степени повторяются черты организации предков, но нарушения нормального развития могут привести к тому, что у взрослого организма сохранятся на всю жизнь признаки предков, появляющиеся у зародыша и обычно исчезающие в ходе дальнейшего развития.

Примером такого атавизма может служить появление у человека шейной фистулы, напоминающей жаберную щель предков млекопитающих — рыб и амфибий. Сюда же относятся полимастия у человека (образование большего, чем в норме, числа пар грудных желёз), трёхпалость лошадей и т. д.

К атавизмам относится также возникновение признаков отдалённых предков при регенерации органов. В этом случае последние воссоздаются с признаками, характерными для более древних форм. Например, при регенерации хвоста у ящериц кольца его чешуй иногда образуются в более примитивной форме.

Правило прогрессивной специализации - это явление, в результате котороголюбая группа живых организмов, эволюционирующая по пути приспособления к конкретным условиям, и в дальнейшем будет продвигаться по пути углубления специализации.

Генетические основы этого правила заключены в том, что в процессе естественного отбора в условиях данной адаптивной зоны из популяции отсеиваются те гены, которые ей не соответствуют.

Примером служит адаптация гиббонов, приспособленных к древесному образу жизни. У них отсутствует хватательный хвост, имеющийся у прочих древесных обезьян, поэтому они передвигаются, прыгая с ветки на ветку при помощи удлиннёных передних конечностей. Большой палец у них значительно редуцирован и рука практически неспособна к манипуляциям мелкими предметами. При передвижении по земле руки гиббонов уже не участвуют в локомоции.

Примером прогрессивной специализации служат морфологические преобразования конечностей в эволюционной ветви лошадей.

При переходе к жизни на открытых пространствах с плотной почвой у предков лошади постепенно уменьшалось количество пальцев, пока не остался один. Эта черта строения не позволяет современным лошадям населять другие биотопы.

Принцип интеграции — объединение отдельных структур в целостный организм. Интеграция — это целесообразное объединение и координация действий разных частей целостной живой системы. Она проявляется в объединении органов в функционально единые системы, обеспечивающие одну из сторон жизнедеятельности организма.

Четырёхкамерное сердце млекопитающих является примером интегрированной структуры: каждый его отдел выполняет определённую функцию, не имеющую смысла в отрыве от функций других отделов.

Принцип дифференциации представляет собой разделение однородной структуры на обособленные части, приобретающие специфическое строение. Таким образом, усложнение структуры всегда связано с усложнением функций и специализацией отдельных частей.

Примером филогенетической дифференциации может являться эволюция кровеносной системы в типе хордовых.

Рудименты (лат. рудиментум — зачаток, первооснова), или рудиментарные органы — сравнительно упрощённые, недоразвитые структуры, утратившие своё основное значение в организме в процессе филогенеза. Рудименты закладываются во время зародышевого развития, но полностью не развиваются.

Примерами рудиментов служат: малая берцовая кость у птиц, глаза у некоторых пещерных и роющих животных, остатки волосяного покрова и тазовых костей у ряда китообразных.

У человека к рудиментам относятся хвостовые позвонки, волосяной покров туловища, ушные мышцы, аппендикс. В отличие от атавизмов рудименты встречаются у всех особей вида.

Таким образом, биологическая эволюция (лат. evolutio - "развертывание") - это процесс постоянного и направленного естественным отбором изменения форм организмов на Земле, обеспечивающий их приспособленность к условиям окружающей среды. Достигается такая приспособленность путем отбора из множества случайных изменений таких, которые облегчают выживание организмов в конкретных условиях среды.

Закономерности эволюции

Названия закономерностей	Смысловое значение закономерностей	Причины и объяснения закономерностей
Необратимый характер (Л. Долло 1893 г.)	Возвращение к первоначальному состоянию невозможно	Эволюционирует популяция, отбираются целые генные комплексы
Прогрессивное усложнение форм жизни	Общая направленность эволюции	Дивергенция и вымирание многих ветвей при сохранении одной, дающей начало новой группе
Эволюция - незапрограммированный процесс	Отсутствует целенаправленность	Направление, скорость и ход развития природы задаются и осуществляются естественным отбором
Неравномерность эволюции	Различны темпы эволюции разных групп организмов	Стабилизирующий отбор сохраняет «живых ископаемых», движущий - формирует новые адаптации у популяций и видов
Ускорение темпов эволюции	Каждая следующая эпоха в развитии Земли короче предыдущей	От прокариот до первых многоклеточных - 2,5 млрд лет. Первые наземные организмы - 400 млн. лет. Развитие млекопитающих и птиц - за 100 млн. лет. Развитие человека разумного - 60 тыс. лет.

Синтетическая теория эволюции. В разработку синтетической теории эволюции внесли вклад многие учёные. Термин «синтетическая эволюция» произошёл от названия книги английского эволюциониста Дж. Хаксли «Эволюция: современный синтез», вышедшей в 1942 году.

Основные положения синтетической теории эволюции

• Материалом для эволюции служат наследственные изменения — мутации (как правило, генные) и их комбинации.
• Основным движущим фактором эволюции является естественный отбор.
• Единицей эволюции является популяция.
• Эволюция носит в большинстве случаев дивергентный характер, т. е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов.
• Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование как этап эволюционного процесса представляет собой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.
• Вид состоит из подвидов и популяций.
• Вид существует как целостное образование.
• Макроэволюция идёт путем микроэволюции. Для эволюции групп видов живых организмов характерны те же предпосылки и движущие силы, что и для микроэволюции.
• Любой таксон обычно имеет монофилетическое происхождение.
• Эволюция имеет ненаправленный характер, т. е. не идёт в направлении какой-либо конечной цели.

Эволюция - это исторический процесс развития живой природы, который зависит от взаимодействия многих внешних и внутренних факторов при ведущей роли отбора.

Можно выказать гипотезу, что есть «…общее правило, гласящее, что структура организма допускает лишь ограниченный набор возможных преобразований и тем самым придает эволюции некоторую направленность, а иногда и предопределённость.

По-видимому, эволюция - это процесс в целом закономерный и предопределённый, но в деталях и частностях случайный. Предсказать ход эволюции можно лишь в самых общих чертах. У эволюции нет строгих законов, как в математике или физике.

У неё есть только набор закономерностей и правил, каждое из которых имеет множество исключений.

К числу важнейших закономерностей эволюции я бы отнёс следующие три «правила».

1. Общая направленность от простого к сложному. Хотя до сих пор сохранились и процветают такие примитивные формы жизни, как бактерии, никто не станет отрицать, что в биосфере идёт постепенное появление и накопление всё более сложных организмов. Часто усложнение организации оказывается выгодным, потому что ведёт к повышению интенсивности обмена веществ (росту «энергии жизнедеятельности»), а ведь в биологической эволюции, как и в химической […] , побеждает тот «круговорот», который крутится быстрее. Это позволяет более сложным организмам занимать господствующее положение в сообществах, оттесняя примитивных предков в менее привлекательные ниши. Именно поэтому облик биосферы определяется в основном высокоорганизованными животными и растениями. И это несмотря на то, что и по численности, и по массе бактерии их явно превосходят. Рост биоразнообразия в целом носит аддитивный, то есть накопительный, характер - новое обычно добавляется к старому, а не вытесняет его.

2. Рост устойчивости и приспособляемости живых систем. Все эволюционные линии, дожившие до наших дней, в ходе своего развития прошли через горнило множества экологических кризисов, катастроф и массовых вымираний. Те группы, которые не могли быстро приспосабливаться к меняющимся условиям, в большинстве своём давно вымерли. Устойчивые, пластичные линии постепенно накапливались в биосфере. Это видно, например, из того факта, что с течением времени средняя продолжительность существования видов, родов и семейств неуклонно росла. Поэтому в наши дни биосферу населяют самые устойчивые и пластичные формы жизни из всех когда-либо существовавших.

3. Рост эффективности и безотходности биогеохимического круговорота. С ростом сложности и совершенства организмов и их сообществ неизбежно растёт и эффективность глобального круговорота веществ, в котором биосфера играет важнейшую роль и который определяет лицо нашей планеты. Например, самое сложное и совершенное из современных сообществ - тропический лес - не только чрезвычайно быстро «прокручивает» через себя огромные количества вещества и энергии, но и практически не производит никаких отходов. Там не образуется даже подстилка из листьев и других отмерших частей растений - всё это очень быстро перерабатывается грибами, бактериями и беспозвоночными и возвращается в круговорот. Совсем по-другому обстояло дело, например, в древних лесах каменноугольного периода, в которых из-за несовершенства структуры сообщества огромные массы отмершей древесины накапливались, образуя месторождения каменного угля. В результате столь необходимый для жизни углерод безвозвратно выводился из глобального круговорота. Рост безотходности заметен и в эволюции организмов. У высших растений и животных постепенно растёт продолжительность жизни, снижается «детская смертность», развивается забота о потомстве, что позволяет, в свою очередь, снизить уровень рождаемости - то есть фактически производить меньше заведомо обреченных на гибель потомков.

Все три названных закономерности: усложнение, рост устойчивости и безотходности - отчётливо прослеживаются и в развитии человеческого общества. Это позволяет говорить о преемственности социальной эволюции по отношению к эволюции биологической и придаёт особый смысл и практическое значение эволюционным исследованиям.

Важно подчеркнуть, что из этой преемственности вовсе не следует никакого «социал-дарвинизма» и она вовсе не свидетельствует об усилении «борьбы за существование» и «естественного отбора» в обществе, как пытались доказать некоторые политические силы в первой половине XX века. В трудах современных эволюционистов, например, В.А. Красикова, подчёркивается неуклонное ослабление роли борьбы за существование и отбора в ходе эволюции, развитие более «гуманных» эволюционных стратегий, основанных на взаимопомощи и симбиозе и ведущих к росту пластичности и снижению всевозможных потерь и отходов […] Может быть, самый главный из всех эволюционных законов - это постепенное отступление Смерти и Хаоса перед лицом развивающейся Жизни».

Марков А.В., Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы, М., «Астрель», 2010 г., с. 361-365.