← Все статьи

Полезные материалы

Основные темы НМТ по биологии. Тема 51: основы эволюционного учения

Наследственная изменчивость и естественный отбор

Последовательный конспект понятий из всех 56 заданий темы без копирования теста.

Тема 51. Основы эволюционного учения

1. Учение Дарвина и движущие силы эволюции

Чарльз Дарвин объяснил эволюцию взаимодействием наследственной изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора. Организмы производят больше потомков, чем может выжить при ограниченных ресурсах. Особи различаются наследственными признаками, а обладатели полезных в данных условиях вариантов чаще выживают и оставляют потомство. Поэтому из поколения в поколение меняется состав популяции. Отбор действует на фенотипы особей, но эволюционирует популяция.

Наследственная изменчивость и естественный отбор изменяют популяции
Наследственная изменчивость и естественный отбор изменяют популяции

2. Борьба за существование и формы естественного отбора

Внутривидовая борьба происходит между особями одного вида, межвидовая — между разными видами; отдельно выделяют взаимодействие с неблагоприятными факторами неживой природы. Стабилизирующий отбор сохраняет среднее значение признака в постоянных условиях. Движущий смещает норму в одном направлении при изменении среды. Разрывающий поддерживает крайние варианты и устраняет промежуточные, что может разделять популяцию на разные формы.

Стабилизирующий, движущий и разрывающий естественный отбор
Стабилизирующий, движущий и разрывающий естественный отбор

3. Синтетическая теория и микроэволюция

Современная синтетическая теория объединила дарвинизм с генетикой. Микроэволюция — изменение частот аллелей и генотипов в популяции. Наследственное разнообразие создают мутации и рекомбинации; на генофонд влияют естественный отбор, поток генов при миграциях, дрейф генов и изоляция. Дрейф особенно заметен в малых популяциях и может случайно закрепить или утратить аллель. Элементарной единицей эволюции считают популяцию.

Мутации, рекомбинации, миграция, дрейф и отбор меняют генофонд
Мутации, рекомбинации, миграция, дрейф и отбор меняют генофонд

4. Вид и видообразование

Вид объединяет популяции общего происхождения, сходные по строению, жизненным процессам и наследственным признакам, занимающие определённый ареал и способные скрещиваться с образованием плодовитого потомства. При географическом видообразовании популяции разделяет пространственная преграда. Экологическое происходит внутри общего ареала при освоении разных ниш, сроков размножения или ресурсов. Накопление различий приводит к репродуктивной изоляции и прекращению обмена генами.

Изоляция и накопление наследственных различий приводят к образованию видов
Изоляция и накопление наследственных различий приводят к образованию видов

5. Дивергенция, конвергенция и параллелизм

Дивергенция — расхождение признаков у родственных групп в разных условиях; она создаёт разнообразие форм от общего предка. Конвергенция — независимое появление сходных приспособлений у неродственных организмов в похожей среде, например обтекаемой формы у акулы и дельфина. Параллелизм означает сходное развитие признаков у близкородственных линий, унаследовавших общую основу строения. Эти процессы различают по родству организмов и происхождению признака.

Дивергенция, конвергенция и параллелизм имеют разную эволюционную основу
Дивергенция, конвергенция и параллелизм имеют разную эволюционную основу

6. Сравнительно-анатомические доказательства

Гомологичные органы имеют единый план строения и общее происхождение, хотя могут выполнять разные функции: рука человека, крыло летучей мыши, ласт кита и передняя нога лошади. Аналогичные органы выполняют сходную функцию, но возникли независимо и отличаются происхождением. Рудименты — уменьшенные органы предков, утратившие основную функцию, например тазовые кости китов. Атавизм — редкое проявление у отдельной особи признака далёких предков.

Гомологии, аналогии, рудименты и атавизмы помогают восстановить родство
Гомологии, аналогии, рудименты и атавизмы помогают восстановить родство

7. Палеонтология и геологическая история жизни

Ископаемые остатки, отпечатки и следы организмов показывают последовательность изменений жизни. Чем глубже лежит ненарушенный слой пород, тем обычно он древнее. Переходные формы сочетают признаки разных систематических групп, а филогенетические ряды отражают постепенные изменения внутри линии. Историю Земли делят на архей, протерозой, палеозой, мезозой и кайнозой; для каждой эры характерны крупные эволюционные события, расцвет и вымирание определённых групп.

Ископаемые и последовательность слоёв раскрывают историю жизни
Ископаемые и последовательность слоёв раскрывают историю жизни

8. Другие доказательства эволюции и филогенез

Эмбриологические доказательства основаны на сходстве ранних стадий развития родственных организмов. Биогеография объясняет особенности островных видов, эндемиков и реликтов историей расселения и изоляции. Молекулярные данные сравнивают последовательности ДНК и белков: чем больше совпадений, тем вероятнее близкое родство. Филогенетическое дерево показывает общего предка и порядок расхождения линий; его ветви не означают движение от «низших» к «высшим».

Эмбриология, биогеография и молекулярные данные дополняют летопись ископаемых
Эмбриология, биогеография и молекулярные данные дополняют летопись ископаемых

9. Направления эволюционных изменений

Ароморфоз повышает общий уровень организации и открывает новые среды или способы жизни, например появление лёгочного дыхания у наземных позвоночных. Идиоадаптация — частное приспособление к конкретной нише без общего усложнения, например разнообразие клювов птиц. Общая дегенерация сопровождается упрощением отдельных систем при переходе к паразитизму или малоподвижному образу жизни, но может сочетаться с высокой плодовитостью и сложными приспособлениями к хозяину.

Ароморфоз, идиоадаптация и дегенерация по-разному меняют организацию
Ароморфоз, идиоадаптация и дегенерация по-разному меняют организацию

10. Биологический прогресс и регресс

Биологический прогресс проявляется ростом численности, расширением ареала и увеличением числа видов внутри группы. Биологический регресс сопровождается сокращением численности и ареала, уменьшением разнообразия и повышенным риском вымирания. Прогресс не означает, что организм «совершеннее» других: многочисленные бактерии или насекомые могут быть успешнее сложных редких животных. Реликтовые виды — сохранившиеся остатки групп, широко распространённых в прошлые геологические эпохи.

Расширение или сокращение численности, ареала и разнообразия определяет направление группы
Расширение или сокращение численности, ареала и разнообразия определяет направление группы