Образование новых видов, микроэволюция, макроэволюция. Образование новых видов, принципы дивергенции дарвина, географический и экологический способы видообразования Последовательность образования новых видов в природе

Научный мир отмечает 200-летие со дня рождения Чарлза Роберта Дарвина, основоположника научной теории эволюции органического мира Земли. Теория Дарвина широко известна, всесторонне обсуждаема, неоднократно критиковалась, однако по сей день остается "единственно верной".

Тем не менее процессы эволюции на Земле по-прежнему таят немало загадок. Например, каждый час с лица Земли исчезают три вида животных и четыре вида растений. Такую статистику обычно приводят "зеленые", когда речь заходит о пагубном воздействии человека на природу. Если эти данные верны, то за год биосфера нашей планеты оскудевает более чем на 60 тысяч видов! Но не все так плохо: на смену исчезающим представителям флоры и фауны приходят новые. Их регулярно открывают в дикой природе ученые. Откуда они берутся?

Странности в природе
Бывший директор программы ООН по окружающей среде Клаус Топфер утверждает, что число исчезающих биологических видов неуклонно растет с 2000 года. Трудно сказать, насколько соответствует действительности расхожий штамп о трех видах животных в час, ведь точную статистику в этой области вести невозможно. Есть данные с более щадящими цифрами: исчезают не три вида животных в час, а лишь один в день. Но Клаус Топфер уверяет, что с конца ХVI века до 70-х годов прошлого столетия наша планета лишилась 109 видов птиц, 64 видов млекопитающих, 20 видов пресмыкающихся и трех видов земноводных. Почему же так мало? Ведь нетрудно подсчитать, что за четыре столетия должно было исчезнуть более 140 тысяч видов?!, пишет sunhome.ru

"Потому что, когда говорят о сокращении биоразнообразия, прежде всего имеют в виду простейших или насекомых, - поясняет координатор программы по сохранению биоразнообразия Всемирного фонда дикой природы Владимир Кревер. - Они составляют 95 процентов всей биомассы Земли, но мы их просто не замечаем". Кстати, ученые до сих пор спорят, сколько на Земле насекомых - то ли 1,5 миллиона видов, то ли 2,5 миллиона. Это огромный и закрытый от нас мир, в нем идут свои процессы. По мнению Кревера, говорить, что они исчезают, - неправомерно, даже спекулятивно. Происходит видоизменение, переход к промежуточным формам. Появление гибридов возможно не только у насекомых, но и у рыб, земноводных или, скажем, крыс. Что же до исчезающих позвоночных, то этот процесс идет со скоростью 1-2 вида в несколько десятилетий, не больше.

В беседе с нашим корреспондентом кандидат биологических наук Зоя Соколова отметила, что зачастую природа сама вносит путаницу в вопрос о количестве видов: "Для ученых важно установить систематическое положение, найти место того или иного вида в классификации фауны. Например, есть такая рыбка - голомянка, обитает только в озере Байкал. Самцов у них очень мало, они мелкие и нежизнеспособные. Самец прирастает к жабрам самки и, по сути, становится ее придаточным органом. Спрашивается, это уже новый вид или все та же голомянка? И таких странностей в природе хоть отбавляй".

Оказывается, в биологии нет точных данных о количестве видов. Считается, что это всего лишь бухгалтерия, не слишком интересная и не очень-то научная. Каждый специалист скрупулезно изучает свою группу. Если один, скажем, занимается жуками - да и то не всеми (их более 300 тысяч видов), а лишь каким-то семейством, - то он, возможно, будет плохо знать дрозофил. А какой-нибудь энтузиаст, задавшийся целью систематизировать информацию, столкнется с тем, что в одной монографии будет указано 1035 видов в данной группе животных, а в другой - 988. А все потому, что автор второго научного труда некоторые виды за виды и не считал!

"Я помню, как один наш преподаватель, когда речь заходила о биоразнообразии, говорил: в этой аудитории стоит несколько цветочных горшков, дайте мне время, и я найду в них один-два новых вида почвенных клещей, - рассказывает старший научный сотрудник кафедры биологической эволюции биофака МГУ Сергей Ивницкий. - Это характеризует уровень изученности биоразнообразия в непосредственной близости от нас. Поскольку инвентаризация фауны далека от завершения (а пересмотр видов - процесс постоянный), то подводить итог не имеет смысла. Если такую базу и создадут, она будет очень динамичная".

Существует Международный кодекс зоологической номенклатуры. Он утверждает нормативы, по которым описывается новый вид. Если вы считаете, что обнаружили доселе неизвестное животное, вам надо опубликоваться в специализированном журнале, а затем убеждать рецензентов, что этот вид ранее описан не был. И не факт, что эксперты согласятся с вами. Различия могут быть ничтожными и незаметными глазу. Когда-то считалось, что обыкновенный малярийный комар представлен всего одним видом. А потом выяснилось, что это целая группа. Отличия - в яйцевой стадии развития насекомых. С тех пор это вошло в учебники.

Ну а когда к биологам подключились генетики, выяснилось, что и хромосомный набор у, казалось бы, одинаковых животных может быть абсолютно разным. Например, серых полевок, или лесных мышей, насчитывается не один десяток видов, но различить многие из них по наружным признакам практически невозможно. А вот разница в числе и строении хромосом у них может быть весьма существенной, что прекрасно видно под микроскопом. И при этом близкие виды не скрещиваются друг с другом - они способны различать "своих" и "чужих" по запаху и некоторым другим особенностям. Сергей Ивницкий сравнивает открытие новых видов внутри уже существующих с матрешкой: сняли крышку - там еще одна, под ней - третья, и т. д.

И в кислоте - жизнь

Несмотря на отсутствие единой базы, тут и там мелькает цифра официально зарегистрированных животных и растений - около 1,8 миллиона видов. И этот список регулярно пополняется - как правило, за счет насекомых, которые, как было сказано, составляют подавляющую часть биомассы. Но оказывается, по поверхности планеты бродят и неизвестные науке "зверушки" покрупнее. Сообщения на эту тему стали появляться лишь в последние годы. Так, недавно международная группа ученых опубликовала отчет об исследованиях глубоководной части антарктических морей, проведенных с 2002 по 2005 год. В этом уголке Мирового океана обнаружено более 700 ранее неизвестных видов беспозвоночных. Другая экспедиция в лесах Суринама открыла 24 вида, в том числе шесть рыб и одну лягушку.

В 2006 году случилась настоящая сенсация: новая разновидность млекопитающих найдена не где-нибудь в дебрях Африки, а на территории Европы. Существо назвали кипрской мышью (mus cypriacus) - именно на Кипре его и обнаружили, причем исследование показало, что этот вид обитает на острове около 9-10 тысяч лет! От других видов мышей их кипрская "родственница" отличалась более крупными глазами, ушами и головой.

В том же 2006 году были опубликованы результаты исследований, проведенных экспедицией Всемирного фонда дикой природы на острове Калимантан (Борнео). В болотах удалось найти уникальных змей, которые способны менять окраску. В центральной части острова, где сохранились непроходимые леса, обнаружили древесную лягушку красно-коричневого цвета, ранее неизвестную науке. Было открыто около 30 разновидностей рыб, которые оказались самыми маленькими позвоночными в мире. Их длина не превышает одного сантиметра. Кроме того, болотная вода, где они обитают, по уровню кислотности в 100 раз превосходит обычную дождевую. То есть если раньше считалось, что подобные воды просто непригодны для жизни, то теперь выяснилось: именно кислая среда обеспечивает комфортные условия множеству видов животных и растений, нигде больше в природе не встречающихся.

Вообще на острове Борнео за последние 15 лет было открыто и классифицировано почти 400 новых видов животных. Это настоящий "затерянный мир" - там сохранились вымирающие в других регионах мира носороги, слоны, дымчатые леопарды и гиббоны. Сравниться с Борнео может разве что Новая Гвинея. Года два назад на этом острове нашли 20 новых видов лягушек, четыре вида бабочек, а в 2007-м обнаружили новый вид опоссума, который оказался одним из самых маленьких сумчатых в мире, а также гигантскую крысу.

"Под капотом" эволюции

В числе прочего человек не замечает, как в природе продолжает идти эволюция. При критике дарвинизма порой задают дилетантский вопрос: почему сейчас обезьяна не превращается в человека? Дескать, не значит ли это, что homo sapiens не мог произойти от приматов и вообще не имеет с ними никаких "родственных" связей? Или что эволюция завершена? "Нет, не значит. Дело в том, что обезьяны давно отошли от одной общей ветви с человеком. Мы пошли по одному пути развития, они - по другому, - отвечает Сергей Ивницкий. - Ключевым моментом явилось то, что предки человека сошли с дерева на землю, а предки обезьян остались. Это ведь разные среды обитания. Ну, слезет современная обезьяна с дерева, и куда она пойдет? Выйдет на шоссе? Будет осваивать нефтяные скважины?"

Тем не менее эволюция, по словам Сергея Ивницкого, продолжается "прямо за окнами". Немногие знают, что столь хорошо знакомые нам подвальные комары расплодились во многих городах мира лишь в 20-30-е годы прошлого века. Раньше эти кровососы обитали в природе в грязных водоемах, а затем вдруг начали заселять города мира прямо-таки лавинообразными темпами. Причем их популяции "научились" долго существовать без кровососания, в ожидании подходящего случая напиться крови. Как это произошло - непонятно. Но эволюционный скачок налицо.

Другой пример - ворона. В дикой, нетронутой природе это теперь редкая птица, она не способна ни шишку расклевать, ни поймать насекомое. Зато ворона приспособилась жить в городе, где много отбросов, и благодаря высокой рассудочной деятельности просто вытворяет чудеса. Сухари вороны бросают отмачиваться в лужи, а орехи подкладывают под колеса автомобилей и даже на трамвайные рельсы. А насытившись, любят озорничать, пугая прохожих или катаясь с церковных куполов. Тут впору задаться вопросом: а не эволюционировала ли эта птица до разумного существа?

За всю историю на Земле сменились миллионы видов животных. Средняя продолжительность существования одного вида - около миллиона лет. Хотя некоторые живут до 60-70 миллионов лет, как латимерия - древняя кистеперая рыба. Конечно, было бы интересно понять механизмы появления и исчезновения видов (не будем говорить об искусственном уничтожении). Сергей Ивницкий считает, что здесь уместна такая аналогия. Чтобы узнать, как ездят автомобили, как они поворачивают и останавливаются, нужно поднять крышку капота и заглянуть под нее. Там и находится самое интересное. И что же удалось обнаружить "под капотом" эволюции? Естественный отбор как двигатель всего процесса. Мутации генов в роли стартера. Была установлена и направленность движения - изменений признаков.

"Естественному отбору все равно, каким образом одна разновидность получит преимущество над другой, - говорит Сергей Ивницкий. - На каждом этапе отбор слепо действует в пользу тех, кто оставляет больше половозрелого потомства. Но в результате течение эволюции почему-то становится упорядоченным, она развивается по определенным направлениям, подобно потоку воды в русле канала. По сию пору наиболее интригующим вопросом остается такой: как случайное изменение может привести к выстраиванию строгой конструкции? Без ответа на этот вопрос невозможно объяснить и происхождение жизни на Земле. Ведь как только образовалась сложная молекула, она должна тут же начать разрушаться. Об этом говорит второй закон термодинамики - о постоянном возрастании энтропии, то есть хаоса. А в случае с эволюцией все наоборот: движение происходит от простого к сложному, от хаоса к порядку".

Ученые возлагают надежды на теорию динамики неравновесных систем. Это направление физики развивается последние 20-25 лет, его называют новым взглядом в науке и в биологии в частности. А некоторые сравнивают с теорией относительности. Эта теория пытается объяснить, как в сложной системе, пропускающей через себя много энергии, появляются новые необычные свойства. Для объяснения загадок эволюции - то, что надо.

Вспомните, почему популяцию организмов считают основной единицей эволюции. Охарактеризуйте изоляцию как элементарный фактор эволюции. Какие формы изоляции существуют между популяциями организмов в природе?

Главное условие образования новых видов организмов - изоляция. В результате ее прекращается обмен генами между особями изолированной и остальными популяциями. Это приводит к постепенному изменению признаков у особей изолированной популяции, что ведет к превращению ее в один или несколько новых видов (рис. 166).

Рис. 166. Схема видообразования: отдельные веточки - популяции

Следовательно, образование новых видов организмов, или видообразование - это процесс превращения отдельных генетически изолированных популяций исходного вида в новые виды. В зависимости от характера барьеров, препятствующих скрещиванию особей, различают два способа видообразования - географическое и экологическое.

Географическое видообразование. Связано с изменением ареала исходного предкового вида. В роли барьеров для скрещивания особей выступают различные географическое фические объекты: пространства суши или моря, горные хребты, пустыни и т. п. Географическое видообразование осуществляется двумя путями: расселением особей популяции на новые территории или разделением прежнего ареала обитания популяции на отдельные изолированные части. В результате этого образуются географические подвиды исходного вида, которые становятся родоначальниками самостоятельных новых видов организмов.

Примером географического видообразование путем расселения особей на новые территории обитания служит появление двух видов чаек: серебристой и клуши (рис. 167). Предковой формой этих двух видов был один вид чаек, который существовал несколько сотен тысяч лет назад в районе современного Берингова пролива (обозначено на рисунке крестиком). От него путем расселения на восток и на запад произошло образование нескольких географических подвидов чаек (арелы подвидов обозначены на рисунке), от которых сформировались два новых вида.

Рис. 167. Географическое видообразование двух видов чаек: серебристой и клуши

Примером географического видообразования путем разделения прежнего ареала вида на несколько изолированных частей служит появлениятрех видовландышей(рис. 168). Исходный предковый тип существовал несколько миллионов лет назад в широколиственных лесах Евразии. В связи с оледенением единый ареал этого вида, оказался разорванным на несколько частей. Ландыш сохранился лиш на лесных территориях, избежавших оледенения: в центре и на юге Европы, в Закавказье и на юге Дальнего Востока. От этих сохранившихся популяций впоследствии образовалось три самостоятельных вида ландышей, различающихся величиной листьев и окраской венчиков цветков.

Рис. 168. Географическое видообразование трех видов ландышей

Экологическое видообразование. Связано с изменением условий обитания исходного предкового вида. В роли барьеров для скрещивания особей выступают различия в условиях обитания изолированных популяций. Вследствие этого образуются экологические подвиды, которые становятся родоначальниками новых видов организмов.

Пример экологического видообразования - появление нескольких видов в роду Лютик, произрастающих в местах с разной влажностью (рис. 169).

Рис. 169. Экологическое видообразование в роду Лютик

Рис. 170. Окраска скорлупы яиц у экологических подвидов кукушки обыкновенной

Таким образом, образование новых видов организмов идет по схеме: популяции исходного вида организма >> географические, или экологические подвиды >> новые виды организмов

С образованием новых видов эволюция не прекращается. Она ведет к возникновению новых и новых видов растений, животных и других организмов, образующих над видовые систематические группы - роды, семейства, порядки, отряды, классы, отделы, типы.

Упражнения по пройденному материалу

1. Что такое видообразование?
2. Какой фактор служит главным для образования новых видов организмов?
3. По какой схеме от исходного предкового вида образуются новые виды организмов?

Окружающая нас природа богата разнообразными видами организмов. Многие виды так похожи друг на друга, что лишь специалист может различить их. Все же это именно разные виды, так как они не дают общего потомства. Как же могло сформироваться такое большое количество видов на Земле? Всего их на планете несколько миллионов.

Два основных пути видообразования

Согласно теории эволюции, все виды живых организмов произошли от одного общего предка: микроскопического живого сгустка. Этот организм не только эволюцонировал, но и давал новые виды, что, как считают ученые, происходило двумя основными путями:

1. Географическим (аллопатрическим).
2. Экологическим (симпатрическим).

В результате появились разные виды микроорганизмов, а также членистоногие, рыбы, птицы, млекопитающие и многие другие представители биосферы.

Географическое видообразование - это процесс образования новых видов на изолированных друг от друга территориях. Как таковой изоляции в виде гор и рек может и не быть, однако условия среды на биотопах различаются настолько, что организмы не переходят на соседнюю территорию.

Экологическое видообразование - это процесс образования новых видов на перекрывающихся или совпадающих ареалах. В этом случае именно экологические особенности видов не дают им скрещиваться. Популяции занимают разные экологические ниши. Новообразованные виды в этом случае будут называться симпатрическими.

Виды географического видообразования

Примеры географического видообразования связаны с двумя причинами разобщения популяций друг от друга:

1. На территории обитания вида возникло препятствие, которое организмы не преодолевают. Это могут быть горы, возникшие в результате движения литосферных плит. Так, Уральские горы поделили Евразию на Европу и Азию. Эти части света значительно отличаются по видовому составу. Это пример географического видообразования.
2. Расширение ареала обитания вида настолько, что популяции мало контактируют друг с другом. Этот пример географического (аллопатрического) видообразования становится особенно ярким, если в дальнейшем численность особей вида падает. В этом случае популяции еще больше разделены расстоянием. Выбрав наиболее благоприятные участки обитания, они оставляют незаселенными менее благоприятные территории, которые в этом случае становятся преградой для общения и скрещивания особей.

Образование видов при наличии разных условий среды

При расширении ареала обитания вида также возрастает количество разнообразных биотопов, имеющихся на территории. Например, африканский слон занял два вида биотопов: лес и саванна. Таким образом образовалось два подвида.

Примером географического видообразования может служить формирование видов в разных климатических условиях. Например, сильно отличается от северной лисицы - песца. Лисица фенек обитает в пустынных областях. Имеет маленькие размеры тела, но большие по площади ушные раковины для лучшей отдачи тепла из организма.

Вьюрки Галапагосских островов

Имеется особый пример географического видообразования в биологии. Это образование различных видов вьюрков на Галапагосских островах. Считается, что птицы были занесены на острова с континента случайно, ветром. Обитая долгое время на островах, образовавшиеся популяции эволюционировали обособлено, так как между ареалами значительное расстояние. При этом птицы разных островов выбрали различный корм: семена растений, мякоть кактуса или насекомых. Одними видами птиц насекомые собираются с поверхности листьев (необходим загнутый вниз клюв); а другими достаются из-под коры (у этих представителей клюв длинный, узкий и прямой, как у дятла). Этот пример географического видообразования показывает, насколько различные формы клюва возникли в ходе эволюции. На одном острове клюв толстый и короткий, на другом - более узкий и длинный, на третьем - загнутый. Всего 14 видов вьюрков из 4 родов образовалось от одного вида, попавшего на удаленные от материков острова. На близлежащем острове Кокос свой вид - кокосовый вьюрок - эндемик острова.

Пример географического видообразования: белка

Наша большая планета демонстрирует различные климатические условия. Они вызывают образование новых подвидов, а затем и видов растений и животных при расселении на большие территории. Белка - яркий пример географического видообразования. Животные этого рода расселились по Евразии, Северной и Южной Америке. Всего в мире около 30 видов белок рода Sciurus. Белки, обитающие на американском континенте, не встречаются в Евразии. Однако на территории России обыкновенная белка образовала более 40 подвидов. Это является предпосылкой для формирования новых видов. Подвиды белки обыкновенной обитают в Европе и умеренном поясе Азии и отличаются друг от друга величиной и окраской меха.

Эндемики озера Байкал

Ярким примером географического видообразования являются эндемики озера Байкал. Байкал отделен от остальных водоемов в течение нескольких миллионов лет. Удивительно, что эндемиков в водах Байкала больше, чем остальных видов. Например, очищающий воды самого большого в мире озера, составляет 80% биомассы зоопланктона Байкала. Эпишура - эндемик омуль, прозрачная рыбка голомянка, байкальская нерпа - известные представители озера.

Байкал ценят специалисты всего мира за огромные запасы чистой пресной воды и эндемичный видовой состав его обитателей.

Африканский и индийский слоны - пример географического видообразования

Легко отличаются друг от друга африканский и индийский слоны, которые когда-то произошли от общего предка. Африканский слон крупнее, имеет большую площадь ушей, а также нижнюю губу на хоботе. Более того, характер африканского слона такой, что дрессировке и одомашниванию этот вид не поддается.

Австралия - территория древних млекопитающих

Примером географического видообразования служит вся территория Австралии. Континент откололся от Азии много миллионов лет назад. Здесь наиболее хорошо сохранились представители древней фауны.

Сумчатые животные - это промежуточное звено между и плацентарными. Они рождают детенышей размером 2 - 3 сантиметра, а далее носят их в сумке или среди складок кожи на брюхе, потому что плацента, соединяющая мать и потомство, развита слабо. На остальных материках плацентарные представители почти вытеснили сумчатых. В Австралии древние представители животного мира очень разнообразны. Причем заняли они все среды обитания. На лугах пасутся стада кенгуру, землю роет в лесах поедают листья эвкалипта коалы и прыгают по деревьям сумчатые куницы (по-другому их называют сумчатыми кошками).

Под пологом леса снуют сумчатые мыши. Есть в Австралии сумчатый опоссум, сумчатый сурок вомбат, лисий кузу, а муравьев поедает

Недавно истреблен человеком и собакой динго сумчатый волк. Названия сумчатых животных совпадают с названиями представителей плацентарных млекопитающих. Однако дали им такие наименования только за отдаленное внешнее сходство. Например, родство между сумчатой и домовой мышью более далекое, чем между мышью и кошкой.

Плацентарных млекопитающих в Австралии много, но они представлены всего двумя отрядами: грызунами и рукокрылыми. Именно потому, что на территорию не попали многие другие более крупные представители высших млекопитающих, сохранилась фауна сумчатых зверей.

Яйцекладущие млекопитающие - пример географического видообразования - являются эндемиками Австралии. Утконос и ехидна - еще более древние млекопитающие, все еще откладывающие яйца, но уже выкармливающие детенышей молоком. На континенте обитает один вид утконоса и пять видов ехидн.

Можно привести множество примеров географического и экологического видообразования. Потому что все виды организмов появились географическим или экологическим путем. Особенно распространены примеры географического видообразования.

Таблица, представленная ниже, демонстрирует последовательность стадий образования видов животных.

Таким образом, большое разнообразие условий среды и огромная площадь поверхности нашей планеты приводят к богатству мира живой природы.

Образование новых видов в природе является завершающим этапом микроэволюции. Под влиянием эволюционных факторов при ведущей роли естественного отбора идет процесс превращения генетически открытых внутривидовых популяций в генетически устойчивые видовые системы. Между особями разных популяций внутри вида возможен процесс скрещивания и оставления плодовитого потомства. Пока осуществляется поток генов между популяциями внутри вида, видовой генофонд является единой системой. В результате изоляции популяций прекращается скрещивание между расходящимися формами, не происходит обмен наследственной информацией и популяции или группы популяций становятся самостоятельными генетическими системами.

Вид считается качественным этапом эволюционного процесса, так как он является наименьшей генетически устойчивой надорганизменной системой в живой природе. В ходе видообразования осуществляются в основном два процесса: возникновение адаптаций к изменению условий среды и обособление на основе изоляции новых видов. Если исходить из территории расселения исходного вида, то можно выделить два основных пути видообразования: аллопатрическое и симпатрическое.

Аллопатрическое или географическое видообразование связано с пространственной изоляцией дивергировавших групп и может осуществляться в основном путем миграции или расчленения ареала различными преградами (реки, горы, почвы, климат и др.) При расселении за пределы ареала исходного вида популяции попадают в иные условия среды обитания, что за счет микроэволюционных процессов может привести к образованию новых видов. Примером дифференциации вида в процессе миграции может быть сложный комплекс популяций и подвидов вида синицы большой. Расселение этого вида из Европы на Восток шло двумя путями: северным до Дальнего Востока и южным вокруг Центрально-Азиатского нагорья. На Дальнем Востоке встречаются евра-азиатские и восточно-азиатские подвиды, которые при совместном обитании не дают гибридов. В процессе расселения между ними возник репродуктивный барьер.

Видообразование путем фрагментации ареала материнского вида прослеживается на примере возникновения видов ландыша. Лесной ландыш несколько миллионов лет тому назад был широко распространен в Евразии, однако в связи с оледенением его ареал распался на несколько территорий. К настоящему моменту времени сформировалось несколько новых видов.

Симпатрическое видообразование осуществляется в пределах ареала исходного вида. Можно выделить несколько его способов: путем полиплоидии (в роде табака исходное число хромосом равно 12, но имеются формы с 24, 48, 72 хромосомами); путем гибридизации с последующим удвоением хромосом (межвидовые гибриды обычны среди растений: малина, полынь, рябино-кызыльник), путем сезонной изоляции (форель озера Севан по срокам размножения образует озимую и яровую расы).

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Биология курс лекций для студентов, обучающихся на русском языке

Государственное образовательное учреждение.. высшего профессионального образования.. Рязанский государственный медицинский университет..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Биология
курс лекций для студентов, обучающихся на русском языке Рязань Авторы-составители: доцент, к.б.н. Калыгина Т.А.

Основные свойства живого
Живые существа отличаются от неживых тел целым рядом свойств. К основным свойствам живого относятся: Специфическая организация. Живые организмы обладают не

Уровни организации живых существ
Жизнь на Земле представляет собой целостную систему, состоящую из различных структурных уровней организации биологических существ. Выделяют несколько основных уровней организации (разделение имеет

Клеточная теория
В 1665г. Р.Гук впервые обнаружил растительные клетки. В 1674г. А.Левенгук открыл животную клетку. В 1839г. Т.Шванн и М.Шлейден сформулировали клеточную теорию. Основным положением клеточной теории

Строение клетки
По строению выделяют 2 типа клеток: - прокариоты - эукариоты К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Прокариоты от эукариот отличаются следующим: у них

Наружная клеточная мембрана
1 – полярная головка молекулы фосфолипида 2 – жирнокислотный хвост молекулы фосфолипида 3 – интегральный белок

Эволюция клетки
Существуют два этапа в эволюции клетки: 1.Химический. 2.Биологический. Химический этап начался около 4,5 млрд лет назад. Под действием ультрафиолетового излучения, радиац

Строение и функции клеточного ядра
Ядро – обязательная часть эукариотической клетки. Главная функция ядра – хранение генетического материала в форме ДНК и передача ее дочерним клеткам при клеточном делении. Кроме тог

Хроматин и хромосомы
Хроматин – это деспирализованная форма существования хромосом. В деспирализованном состоянии хроматин находится в ядре неделящейся клетке. Хроматин и хромосомы взаимно переходят друг в дру

Жизненный цикл клетки
G1 – пресинтетический период S – синтетический период G2 – постинтетический период G0 –

Пролиферация клеток
Пролиферация- увеличение числа клеток путем митоза, которое приводит к росту и обновлению ткани. Интенсивность пролиферации регулируется веществами, которые вырабатываются как внутри клеток,

Формы размножения живых организмов
Размножение-свойство живых организмов воспроизводить себе подобных. Выделяют две основные формы размножения: бесполое и половое. Бесполое размножение способствует сохранению наибольшей при

Сперматогенез
Участок поперечного разреза извитого канальца семенника (см.стр.27) Cellules germinales primordiales – п

Типы и периоды онтогенеза
Онтогенез – процесс индивидуального развития особи от зиготы при половом размножении (или появлении дочерней особи при бесполом) до конца жизни. Термин «онтогенез» в 1866г. предложил немецкий учены

Особенности строения и типы яйцеклеток
Яйцеклетки (или яйца) – женские половые клетки высокоспециализированные относительно крупные и неподвижные. Принципиальных различий в строении яйцеклетки и соматических клеток не су

Эмбриональный период развития, его этапы
Период эмбрионального развития наиболее сложен у высших животных и состоит из нескольких этапов: 1.Образование зиготы 2.Дробление 3.Образование бластулы

Дробление у хордовых животных
А – ланцетник (полное равномерное) Б – амфибии (полное неравномерное) В – птицы (неполное дискоидальное)

Гистогенез и органогенез
Гистогенез – процесс формирования тканей в эмбриогенезе.Органогенез – процесс формирования систем органов в эмбриогенезе. На этом этапе эмбрионального развития выделяют две фазы.

Эмбриональная индукция
Выяснение механизмов развития – одна из сложных проблем биологической науки. Эмбриогенез в целом определяется наследственным аппаратом клеток (как уже говорилось, в ходе онтогенеза реализу

Эмбриональное развитие птиц
Яйцеклетка птиц резко телолецитальная, на вегетативном полюсе содержится очень много желтка. В результате оплодотворения образуется одноклеточный зародыш – зигота, для которой характерно н

Внезародышевые провизорные органы
В эмбриональном развитии позвоночных большую роль играют провизорные органы, которые функционируют у зародыша и отсутствуют во взрослом состоянии. К ним относятся: желточный мешок, амнион, серозная

Характеристика постэмбрионального развития
Постэмбриональный (постнатальный) онтогенез начинается с момента рождения, при выходе из зародышевых оболочек (при внутриутробном развитии) или при выходе из яйцевых оболочек и заканчивается смерть

Старания. Клиническая и биологическая смерть
Старение – общебиологическая закономерность угасания организма, свойственная всем живым существам. Старость – это заключительный естественный этап онтогенеза, заканчивающийся смертью.

Регенерация органов и тканей, её виды
Регенерация – процесс восстановления утраченных или поврежденных тканей или органов. Различают два вида регенерации: - физиологическую - репаративную Физиологиче

Трансплантация
Трансплантация – это приживления и развитие пересаженных тканей на новом месте. Организм, от которого берут материал для пересадки, называют донором, а тот, которому производят пересадку –

Гомеостаз в живых организмах
Гомеостазом - называется свойство живых существ поддерживать постоянство своей внутренней среды, несмотря на изменчивость факторов окружающей среды Несмотря на значительные колебан

Биологические ритмы. Хронобиология
Биологические ритмы – регулярно повторяющиеся изменения интенсивности биологических процессов. Биологические ритмы обнаружены у всех живых существ, они наследственно закреплены и являются факторами

Сообществе
Любой вид организованных существ и любая популяция какого либо вида не существует изолированно от других существ, а образуют сложное и противоречивое единство называемое биотическим сообществом. Би

Моногибридное скрещивание
Опыты Мендель проводил на горохе. При скрещивании сортов гороха, имеющих желтые и зеленые семена (скрещивались гомозиготные организмы или чистые линии), все потомство (т.е. гибриды первого поколени

Ди- и полигибридное скрещивание. Третий закон Менделя
При дигибридном скрещивании родительские организмы анализируются по двум парам альтернативных признаков. Мендель изучал такие признаки как окраску семян и их форму. При скрещивании гороха с желтыми

Определение пола
У большинства организмов пол определяется в момент оплодотворения (сингамно) и регулируется хромосомным набором зиготы, его называют хромосомный тип определения пола. У человека и млекопит

Наследование признаков, сцепленных с полом и ограниченных полом
Сцепленными с полом называют признаки, развитие которых обусловлено генами, расположенными в половых хромосомах. Если ген находится в У-хромосоме, то он наследуется у человека, млекопитающ

Сцепление генов. Опыты и правило Моргана
Изучение сцепленного с полом наследования стимулировало изучение сцепления между генами, находящимися в аутосомах. Для любого организма характерно видовое постоянство хромосом в кариотипе.

Основные положения хромосомной теории наследственности
Основные положения хромосомной теории наследственности сводятся к следующему: - носителями наследственной информации являются хромо- сомы и расположенные в них гены, - ге

Этапы развития молекулярной генетики
Молекулярная генетика выделилась из биохимии и сформировалась как самостоятельная наука в 50-х годах прошлого столетия. Рождение этой науки связано с рядом важных биологических открытий: 1

Функциональная активность генов или экспрессия генов
У прокариот она осуществляется в два этапа: транскрипция и трансляция.У эукариот есть еще стадия процессинга. Экспрессия генов заключается в синтезе на молекуле ДНК молекулы и-РНК, комлеме

Регуляция экспрессии генов у прокариот
Схема регуляции транскрипции структурных генов прокариотической клетки по типу репрессии

Определение и формы изменчивости
Генетика изучает два основных свойства живых существ - наследственность и изменчивость. Изменчивость - свойство организмов приобретать новые признаки и особенности индивидуального развития

Мутагенные факторы
Факторы, вызывающие мутации называются мутагенными факторами (мутагенами) и подразделяются на: 1. Физические; 2. Химические; 3. Биологические. К физическим м

Устойчивость и репарация генетического материала
Устойчивость к изменениям генетического материала обеспечивается: 1. Диплоидным набором хромосом. 2. Двойной спиралью ДНК. 3. Вырожденностью (избыточность

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И.Вавилова
Известно, что мутирование происходит в различных направлениях. Однако, это многообразие подчиняется определенной закономерности, обнаруженной в 1920 году Н.И.Вавиловым. Он сформулировал закон гомол

Генеалогический метод
Типы наследования и формы проявления генетических задатков у человека весьма многообразны и для дифференциации между ними требуются специальные методы анализа, в первую очередь – генеалогический, п

Близнецовый метод исследования
Исследование близнецов – один из основных методов генетики человека. Существуют однояйцевые близнецы, возникающие из одной яйцеклетки, оплодотворенной одним сперматозоидом. Возникают они из-за разд

Метод дерматоглифики
Это наука, изучающая наследственную обусловленность рисунков, которые образуют линии кожи на кончиках пальцев, ладонях и подошвах человека. Оказалось, что у каждого народа

Гибридизация соматических клеток
Гибридные клетки обладают определенными свойствами, позволяющими определять локализацию гена или сцепление гена. Потеря хромосом человека из некоторых типов гибридных клеток позволяет получать клон

Онтогенетический метод
Позволяет изучить закономерности проявления какого-либо признака или заболевания в процессе индивидуального развития. Выделяют несколько периодов развития человека. Антенатальный (развитие до рожде

Метод моделирования
Закон гомологических рядов Н.И.Вавилова (виды и роды генетически близкие обладают сходными рядами наследственной изменчивости) позволяет с определёнными ограничениями экстраполировать экспериментал

Иммунологический метод исследования
Этот метод основан на изучении антигенного состава клеток и жидкостей человеческого организма – крови, слюны, желудочного сока и т.п. Чаще всего исследуют антигены форменных элементов крови: эритро

Генные болезни
1) При аутосомно-доминантном типе наследования характерно нарушение синтеза структурных белков или белков, выполняющих специфические функции (например, гемоглобина). Фенотипически при этом т

Хромосомные болезни, обусловленные аномалиями аутосом
Хромосомные болезни – это группа наследственных патологических состояний, причиной которых является изменение количества хромосом или нарушение их структуры. Наиболее часто отмечаются трисомии, реж

Хромосомные болезни, обусловленные аномалиями половых хромосом
Половые хромосомы являются главными носителями генов, контролирующих развитие пола, поэтому их численные или структурные нарушения определяют разнообразные отклонения в половом разв

Теория эволюции Ж.Б.Ламарка
Ж.Б.Ламарк в «Философии зоологии» (1809), в которой впервые были изложены основы целостной эволюционной концепции, сформулировал два закона: 1) о влиянии употребления и неупотребления органа на его

Теория эволюции Ч.Дарвина
В 1858 году Ч.Дарвин и независимо от него А.Р.Уоллес обосновали принцип естественного отбора и представление о борьбе за существование как механизме этого отбора. Теория эволюции путем ест

Микроэволюция. Критерии и структура вида. Популяция
Микроэволюцией называется начальный этап эволюционных преобразований популяции: от возникновения наследственных изменений до формирования адаптации и возникновения на их основе новых видов. Изучени

Факторы эволюции
Изменения генотипического состава популяций происходят под действием множества событий, которые тем или иным путем в состоянии преобразовать популяции. Тем не менее возможно выделить следующие осно

Концепция животного происхождения человека
В основе современных представлений о происхождении человека лежит концепция в соответствии с которой человек вышел из мира животных, причем первые научные доказательства в пользу этой концепции был

Отличия человека от животных
Человек имеет существенные отличия от животных, на что также обращали внимание еще древние, например Анаксагор (500-428 гг. до н. э.) и Сократ (469-399 гг. до н. э.) считали, что сп

Движущие факторы антропогенеза
Различают социальные и биологические факторы антропогенеза. Антропогенез - происхождение человека и становление его как вида в процессе формирования общества. Человек имеет ряд специфическ

Видообразование - это эволюционный процесс, в результате которого из отдельно взятых популяций существующих видов живых организмов образуются новые виды. В живой природе видообразование происходит повсеместно и всегда. Однако обычно это достаточно длительный процесс, не поддающийся непосредственному наблюдению. Так образование нового вида может занимать миллионы лет.

В результате видообразования количество видов на Земле постоянно увеличивается. Однако многие виды вымирают по тем или иным причинам (из-за смены климатических условий, в результате деятельности человека и др.). Поэтому за всю историю Земли количество возникших на ней видов живых организмов по некоторым оценкам превышает миллиард, но количество ныне живущих видов оценивают в районе 2 миллионов.

Выделяют два основных способа видообразования, то есть того, как именно происходит образование нового вида из ранее существующего. Один способ видообразования называется географическим (или аллопатрическим), другой - биологическим (или экологическим, или симпатрическим).

В случае географического способа видообразования одна из популяций вида оказывается в несколько иных условиях обитания и изолированной от других популяций этого же вида. Изоляция препятствует обмену генами, а новые условия заставляют популяцию идти своим эволюционным путем. У особей через ряд поколений появляются новые признаки, адаптированные под имеющуюся окружающую среду. При этом в генотипе могут произойти такие изменения, которые исключат возможность скрещивания с особями исходного вида данной популяции. В результате на базе данной популяции образуется новый вид.

Классическим примером географического способа видообразования являются дарвиновские вьюрки. Предполагается, что некоторые группы особей вьюрков, обитающих в Южной Америке, так или иначе оказались на разных Галапагосских островах. При этом каждая группа пошла своим эволюционным путем.

Биологический способ видообразования обычно происходит за более короткие сроки, чем географический, и характерен в большей степени для растений, чем для животных. При биологическом видообразовании новый вид образуется в результате случайного изменения генотипа особи. При этом она уже не может скрещиваться с другими особями исходного вида. Так, например, происходит у растений в результате полиплоидии (кратного увеличения количества хромосом). Далее растение-мутант может размножиться вегетативно или в результате самоопыления, фактически основав новый вид. Полиплоидия не единственный способ биологического видообразования. Новый вид может образовываться и в результате иных хромосомных перестроек.

Обычно биологическое видообразование приводит к тому, что исходный вид распадается на виды, занимающие разные экологические ниши. Поэтому его называют также экологическим видообразованием.