ЕВОЛЮЦІЙНЕ ВЧЕННЯ – Біологія, довідник для абітурієнта
Біологія
ЗАВДАННЯ ТА ВІДПОВІДІ
8.2. ЕВОЛЮЦІЙНЕ ВЧЕННЯ
8.2.1. Що таке еволюція живої матерії?
Еволюція – це незворотний процес історичного розвитку живого.
8.2.2. Що таке систематика?
Систематика – розділ біології, присвячений описанню та позначенню за допомогою наукових назв усіх живих організмів, включаючи викопні, а також їх класифікації (тобто, визначення приналежності до певних систематичних груп різних рангів). Систематика узагальнює дані інших розділів біології і, в свою чергу, слугує базою для них.
8.2.3. Хто засновник
Засновник наукової систематики – великий шведський учений XVIII ст. Карл Лінней.
8.2.4. Що таке штучна та природна системи?
При створенні штучних систем (наприклад, К. Ліннеєм) за основу береться ступінь подібності тих чи інших організмів і вважається, що види незмінні, а еволюції не існує. Природні системи основані на ідеї історичного розвитку (еволюції) видів і побудовані на принципі ступеню історичної спорідненості різних груп, яка часто (але не завжди) визначає ступінь морфологічної подібності між ними.
8.2.5. Що таке наукові назви організмів?
Наукова назва організму
8.2.6. Які основні систематичні категорії прийнято в ботаніці та зоології?
Вид, рід, родина, порядок (у зоології – ряд), клас, відділ (у зоології – тип), царство.
8.2.7. Які наукові назви надвидових систематичних категорій?
Усі надвидові систематичні категорії позначаються одним латинським словом, що пишеться з великої букви. Наприклад, рід Собака – Сапів, клас ссавці – Mammalia тощо.
8.2.8. Визначте вклад Ж.-Б. Ламарка в розвиток біології.
Французький учений Ж.-Б. Ламарк (1744-1829) – автор першої еволюційної гіпотези, яку опублікував у 1809 р. в книзі “Філософія зоології”. Він разом з німецьким вченим Г. Р. Тревиранусом вів термін “біологія”. Він також поділив тварин на хребетних та безхребетних, запропонував свою класифікацію безхребетних тварин та рослин.
8.2.9. Чи міг Карл Лінней створити природну систему тварин і рослин?
Карл Лінней дотримувався поглядів на одвічність та незмінність видів і відкидав ідею про спорідненість між ними. Оскільки природна система грунтується на еволюційних уявленнях про історичну спорідненість видів, яка й дає підставу для об’єднання більш дрібних систематичних груп у вищі, то Карл Лінней не міг створити природну класифікацію організмів.
8.2.10. Назвіть основні фактори еволюції за Ламарком і дайте їх визначення.
Внутрішнє прагнення організмів до вдосконалення веде до ускладнення організації незалежно від дії будь-яких зовнішніх факторів (наприклад, виникнення хребта у хордових, квіток у покритонасінних тощо) та до переходу на більш високий ступінь розвитку (“градації”).
Успадкування набутих ознак – під впливом зовнішніх факторів у організмі відбуваються корисні пристосовницькі зміни, що відразу стають спадковими. У рослин і нижчих тварин вони виникають безпосередньо, у тварин з нервовою системою – через неї, шляхом вправляння чи не вправляння органів, що приводить відповідно до збільшення чи зменшення останніх.
8.2.11. Назвіть основні праці Ч. Дарвіна.
Великий англійський учений Ч. Дарвін (1809-1882) основні положення свого еволюційного вчення виклав у праці “Походження видів шляхом природного добору, або збереження сприятливих порід у боротьбі за існування” (1859). Крім того, окремі положення викладено в працях “Зміни свійських тварин та культурних рослин під впливом одомашнювання” (1868) і “Походження людини та статевий добір” (1871).
8.2.12. Назвіть основні фактори еволюції за Ч. Дарвіном і дайте їх визначення.
Спадкова мінливість – здатність організмів змінюватись і передавати ці зміни нащадкам. Вона не має пристосовницького характеру: зміни можуть бути корисні, шкідливі або байдужі для даного організму. Природний добір – в результаті взаємодій з навколишнім середовищем зберігаються лише форми з найбільш відповідними до нього (корисними) спадковими змінами. Проявляється здебільшого у формі боротьби за існування.
8.2.13. Що таке боротьба за існування та які її форми?
За Ч. Дарвіном, боротьба за існування це – результат взаємодій між особиною та навколишнім середовищем. Причина боротьби за існування – протиріччя між здатністю організмів до безмежного розмноження та обмеженістю життєвих ресурсів, унаслідок чого виживає лише частина особин, які мають найкращу пристосованість. Боротьба за існування буває внутрішньовидовою, міжвидовою та з силами неживої природи.
8.2.14. Як би пояснили виникнення довгої шиї у жирафа Жан-Батіст Ламарк та Чарльз Дарвін?
Жан-Батіст Ламарк пояснював появу довгої шиї у жирафа з позицій прагнення до самовдосконалення і вправляння та не вправляння органів. За Чарльзом Дарвіном, особини з більш довгою шиєю з’явилися внаслідок спадкової мінливості. Вони могли відшукувати листя на високо розташованих від землі гілках; у боротьбі за існування в таких особин було більше шансів вижити й залишити нащадків в умовах, коли на поверхні землі їжі було мало. Такі особини передавали алельні гени, що визначають такий стан ознаки, як довга шия, своїм нащадкам. Добір протягом багатьох поколінь призвів до появи в жирафів довгої шиї.
8.2.15. Дайте визначення форм природного добору.
Форми природного добору – стабілізуючий та рушійний. При стабілізуючому доборі, який проходить у постійних умовах середовища або в умовах, що постійно різко змінюються, більшість фенотипних змін виявляється шкідливими і відкидається, виробляється все більша пристосованість до певних умов (спеціалізація). Рушійний добір відбувається при пристосуванні до нових умов існування. При цьому лише зміни фенотипу в певному напрямі бувають корисними і зберігаються. У природі залежно від умов середовища в одній і тій же популяції діють обидві форми добору, проте в даний момент переважає одна з них. існує і розриваючий (дизруптивний) добір, який спрямовує мінливість в двох, рідше кількох різних напрямках, однак не сприяє середнім (проміжним) станам ознак. Наприклад, в популяціях комах океанічних островів, де постійно дує сильний вітер, внаслідок дизруптивного добору є особини без крил або з дуже добре розвиненими крилами, які здатні протистояти здуванню, а комахи з середнім ступенем розвитку крил зникли. Отже, цей добір сприяє виникненню кількох фенотипних форм у популяції (поліморфізму), що сприяє її пристосуванню до нестабільних умов довкілля.
8.2.16. Що таке спадкова і неспадкова мінливість?
Спадкова мінливість – індивідуальні зміни організмів, що передаються нащадкам і не залежать від зовнішнього середовища. Неспадкова (модифікаційна) мінливість виникає в усіх організмів одного виду під впливом певних змін навколишнього середовища; проявляється однаково та звичайно зникає після припинення дії зовнішнього чинника, який її спричиняє.
8.2.17. Які ви знаєте види спадкової мінливості?
Мутаційна мінливість виникає внаслідок змін у генах, хромосомах або каріотипі. Комбінативна мінливість є результатом перекомбінацій гомологічних хромосом у зиготах після запліднення, її джерелом є і процес мейозу (кросинговер та незалежне розходження гомологічних хромосом в анафазі І).
8.2.18. У чому причина співвідносного характеру спадкової мінливості?
У більшості випадків один ген впливає на розвиток кількох ознак, його зміна приводить до фенотипних змін усіх цих ознак. Хромосомні мутації завжди спричиняють спряжені зміни у фенотипі кількох ознак.
8.2.19. Дайте визначення поняття “вид”.
Вид – сукупність популяцій морфологічно подібних особин, здатних схрещуватись між собою і давати плодючих нащадків, які займають певний ареал, мають однакові вимоги та пристосування до умов навколишнього середовища і не схрещуються з особинами інших видів. Проте слід зазначити, що існують і популяції, яким статеве розмноження невластиве (аміктичні) та види, в яких змінюються покоління, які розмножуються статевим шляхом та нестатево (явище метагенезу).
8.2.20. Чому одиниця еволюції не особина, а популяція?
Окрема особина не має власної еволюційної долі і тому не може бути одиницею еволюції, оскільки існує обмежений час і на рівні поодинокої особини не можуть бути реалізовані елементарні еволюційні процеси – спадкова мінливість, боротьба за існування, природний добір тощо. Еволюційний процес завжди відбувається при зміні поколінь, коли ознаки, що надають перевагу в боротьбі за існування, передаються нащадкам. Тому елементарною одиницею еволюції є не окрема особина, а популяція, яка існує протягом багатьох поколінь.
8.2.21. У чому полягає суть штучного добору?
Штучний добір – це збереження людиною вигідних для неї якостей тварин і рослин та наступне отримання їх нащадків з подібними особливостями. Штучний добір, як правило, знижує життєстійкість видів, тому більшість порід і сортів не можуть існувати без піклування людини.
8.2.22. Якими шляхами може відбуватись екологічне видоутворення?
Екологічне видоутворення може відбуватись так: шляхом швидкої зміни каріотипу (наприклад, поліплоїдія), хромосомних перебудов, сезонної ізоляції, трофічної ізоляції тощо.
8.2.23. Що таке мікроеволюція?
Мікроеволюція – сукупність еволюційних процесів у популяціях одного виду. Вона приводить до змін генофондів популяцій, а також за певних умов – до утворення нових видів.
8.2.24. Які фактори еволюції, крім перелічених Ч. Дарвіном, ви знаєте? Дайте їх визначення.
Це – хвилі життя, ізоляція та дрейф генів. Хвилі життя – це коливання чисельності особин у популяції, які залежать від сезонних явищ або неперіодичних факторів – наприклад, різких змін клімату, тиску природних ворогів тощо. При зменшенні чи збільшенні числа особин частота зустрічальності різних алельних генів та їх сполучень у популяціях змінюється випадково, незалежно від добору. Ізоляція – неможливість обміну генами (схрещувань) між особинами різних популяцій; спричинює накопичення генетичних змін у кожній з них, що приводить до дивергенції. Дрейф генів – це випадкова та не спрямована зміна частот зустрічностей певних алелей та їх сполучень у генофондах популяцій. Отже, дрейф генів не має пристосовницького характеру. Одна з причин дрейфа генів – це хвилі життя, бо при зниженні чисельності популяцій падає резерв спадкової інформації і зростає ймовірність переходу рецесивних алельних генів у гомозиготний стан. В свою чергу, це спричиняє загибель особин, у яких в фенотипі проявляються шкідливі рецесивні мутації, і подальшу зміну генофонду популяції. При зростанні чисельності особин також спостерігається перерозподіл алельних генів і зміна їх частоти зустрічності внаслідок випадкових схрещувань, однак при цьому резерв мінливості популяції збільшується. Дрейф генів як фактор еволюції має особливе значення при засвоєнні нових територій, наприклад, островів. Як правило, на них потрапляє невелике число особин одного виду з різними генотипами, і тому генофонд такої популяції з покоління до покоління все більше буде відрізнятись від генофондів вихідних популяцій. Під час дрейфу генів певні сполучення алелей виявляються корисними, і далі зміни генофондів починають мати пристосовницький характер.
8.2.25. Що таке дивергенція? Які її причини.
Дивергенція – це розходження станів ознак та алельних генів, які їх визначають, у нащадків спільного предка. При ізоляції популяцій у них накопичуються мутаційні відміни і відбувається пристосування до конкретних умов, що й призводить до розходження ознак.
8.2.26. Чому дивергенція не відбувається за відсутності ізоляції між популяціями?
Якщо популяції знаходяться в різних умовах, то вони частково відрізняються між собою, але завдяки схрещенню нові стани ознак будуть розповсюджуватись у всіх, неізольованих популяціях. Тому в них буде єдиний генофонд, і змінюватимуться вони як одне ціле. Залежно від конкретних умов у кожній з популяцій переважають ті чи інші фенотипні ознаки, чим пояснюється існування підвидів.
8.2.27. Що таке видоутворення і які його види?
Видоутворення – це виникнення нових видів від старих. Найчастіше воно відбувається шляхом дивергенції за умови ізоляції (географічної чи екологічної) предкових популяцій одна від одної. У рослин видоутворення може проходити також шляхом виникнення поліплоїдних форм, коли внаслідок нерозходження хромосом у мейозі виникають три – або чотириплоїдні особини, здатні схрещуватись лише між собою і, таким чином, всередині популяції виникає дві ізольовані.
8.2.28. У чому за Ч. Дарвіном полягає творча роль природного добору?
Природний добір діє через збереження і накопичення корисних для популяції і виду в цілому фенотипних ознак, внаслідок чого залишаються і дають плодюче потомство переважно особини, краще пристосовані до умов середовища. У боротьбі за існування такі особини гинуть рідше. Таким чином, природний добір, на відміну від спадкової мінливості, спрямований. Результатом природного добору є: пристосованість організмів до умов існування, різноманітність видів відповідно до умов навколишнього середовища. З неспрямованих спадкових змін природний добір залишає ті, які можуть привести до утворення нових груп особин – нових популяцій, підвидів, видів, родів тощо. Природний добір діє більш успішно при широкому розселенні виду, яке веде до збільшення кількості популяцій і підвищення різноманітності їх генофонду.
8.2.29. Відомо, що у двокрапкового сонечка природний добір розбиває популяцію на групи особин з червоними надкрилами і чорними крапками та чорними надкрилами і червоними крапками. Чи можна це явище віднести до рушійного або стабілізуючого добору?
Цей випадок не можна віднести ні до рушійного, ні до стабілізуючого добору. При рушійному доборі норма реакції поступово змінюється в певному напрямку, а при стабілізуючому доборі відсікаються ті мутації, які ведуть до зміни фенотипу. У даному випадку ми маємо справу з іншим типом добору, при якому вихідна популяція розбивається на протилежні морфологічні групи, а найменші шанси вижити в боротьбі за існування мають особини з фенотипами, які наче займають проміжне положення між крайніми варіантами. Такий тип добору звичайно спостерігається при постійному повільному коливанні зовнішніх умов і має назву розвиваючого (деструктивного).
8.2.30. Порівняйте дію природного і штучного добору:
Ознака | Штучний добір | Природний добір |
Джерело еволюції | Спадкова мінливість | Спадкова мінливість |
Процес Еволюції Зумовлений Дією | Штучного добору | Природного добору |
Добір спадкових змін | Здійснює людина | Відбувається Внаслідок Вимирання форм, Які не відповідають Умовам Середовища Існування |
Зберігаються форми, які мають зміни | Переважно корисні для людини, але ці зміни можуть бути шкідливими для самих організмів | Корисні виключно для самих організмів |
Форми, які мають менш корисні зміни | Вибраковуються людиною | Вимирають Внаслідок Невідповідності Змінам умов Середовища Існування |
Виживають організми, які пристосовані | До інтересів людини | До умов середовища існування |
Ознака | Штучний добір | Природний добір |
Неперервний процес добору призводить | До накопичення змін, пристосованих до потреб людини, та змін, що корелятивно з ними зв’язані, до глибокої перебудови органічної форми, створення нових сортів і порід | До накопичення змін, пристосованих до середовища існування та способу життя організму і змін, що корелятивно з ними пов’язані, до глибокої перебудови органічної форми, виникнення нових видів і т. д. |
8.2.31. Що таке конвергенція? Дайте визначення і приклади.
Конвергенція – це незалежний розвиток подібних ознак у різних організмів унаслідок пристосування до одних і тих самих умов існування. Наприклад, акула (хрящова риба), іхтіозавр (плазун), дельфін (ссавець) мають подібну форму тіла і кінцівок як результат пристосування до швидкого плавання. Колючки є в таких неспоріднених рослин, як кактуси, глід, шипшина, барбарис тощо. За походженням такі ознаки можуть бути як аналогічними, так і гомологічними.
8.2 32. Що таке гомологічні ознаки? Дайте визначення і приклади.
Гомологічними звуться органи або структури, що мають спільне походження, але можуть відрізнятися деталями будови і функціями. Так, рука людини, крило птаха, передня кінцівка крота гомологічні між собою та грудними плавцями кистеперих риб, від яких усі вони походять; кореневище, бульба, цибулина гомологічні пагону, видозмінами якого вони є, і т. д.
8.2.33. Що таке аналогічні ознаки? Дайте визначення і приклади.
Аналогічними звуться органи та структури, що мають різне походження, але подібні за будовою відповідно здійснюваним функціям. Наприклад, аналогічні крила птахів та комах, зябра риб та ракоподібних, вусики гороху (листкового походження) та суниць (видозміна пагона).
8.2.34. Що таке рудименти? Дайте визначення і приклади.
Рудименти – це органи, що втратили своє значення і зазнали часткової редукції. Вони однаково розвинені у всіх особин певного виду. Приклади: залишок третьої повіки та червоподібний відросток сліпої кишки людини, залишки листків (лусочки) на кореневищах рослин. Рудиментарні органи нормально закладаються в процесі ембріонального розвитку, але згодом їх розвиток припиняється і вони залишаються у недорозвиненому стані. Рудиментарні органи або не виконують жодних функцій (мерехтлива перетинка – третя повіка – у людини), або беруть на себе нові функції (так колючки кактусів вже не виконують функції притаманні зеленим листкам, тобто фотосинтезу, транспірації та дихання, але забезпечують захист рослини від надлишкового випаровування та виїдання тваринами).
8.2.35. Що таке атавізми? Дайте визначення і приклади.
Атавізми – прояв у фенотипі окремих особин виду рис далеких предків. Наприклад, надмірна волохатість тіла, багатососковість або наявність хвоста в людини.
8.2.36. Що таке біологічний прогрес та регрес?
Біологічний прогрес – це такий напрямок еволюції певної групи організмів (виду, роду тощо), який призводить до її процвітання. Він характеризується збільшенням чисельності популяцій, розширенням ареалу, інтенсивним видоутворенням. При біологічному регресі дана група занепадає і врешті-решт вимирає. При цьому скорочується чисельність та кількість популяцій, звужується ареал, припиняються процеси видоутворення.
8.2.37. Які шляхи досягнення біологічного прогресу і хто з учених їх встановив?
Основні шляхи досягнення біологічного прогресу – це ароморфоз, ідіоадаптація та загальна дегенерація. їх встановив російський вчений О. М. Сєверцов.
8.2.38. Що таке ароморфоз? Наведіть приклади.
Ароморфоз – це такий шлях досягнення біологічного прогресу, який супроводжується значним ускладненням організації, що відкриває можливості засвоєння нових середовищ існування, джерел живлення тощо. Наприклад, це виникнення хребта у хребетних, крил у комах, квітки у покритонасінних тощо. Ароморфози приводять до формування таксономічних одиниць високого рангу: класів, типів (відділів).
8.2.39. Що таке ідіоадаптація? Наведіть приклади.
Ідіоадаптація – це шлях досягнення біологічного прогресу, пов’язаний з пристосуваннями організму до конкретних умов існування, що не змінюють рівня організації. Вона є результатом адаптаційної радіації, тобто освоєння спільними за походженням групами різних умов існування. Шляхом ідіоадаптацій виникають нижчі систематичні категорії: види, роди, родини, частково ряди (порядків). Приклади: різна форма дзьоба птахів, ротових органів комах у зв’язку з характером живлення, різні пристосування для розповсюдження насіння в квіткових рослин тощо.
8.2.40. Що таке загальна дегенерація? Наведіть приклади.
Загальна дегенерація – такий шлях досягнення біологічного прогресу, який супроводжується спрощенням будови. Характерна для тварин, що ведуть прикріплений спосіб життя або пасивно живляться (двостулкових молюсків) та паразитів (стьожкових червів тощо).
8.2.41. Дайте класифікацію пристосувань організмів до середовища існування. Наведіть приклади.
Різноманітні пристосування організмів до середовища існування часто пов’язані із захисними забарвленням, формою тіла чи поведінкою організмів. Так, були вивчені різні види захисних забарвлень, форми тіла і поведінки у різних організмів, переважно тварин, які роблять їх носіїв менш помітними для ворогів. При маскуванні тварина, маючи захисне забарвлення і форму, приймає певне положення тіла. Наприклад, гусінь метеликів – п’ядунів або тропічні комахи-паличники схожі на сухі сучечки; при небезпеці вони завмирають і стають зовсім непомітними на рослинах. У помірних широтах завдяки сезонним линянням ссавці і птахи набувають темного літнього чи світлого зимового забарвлень, під загальний фон довкілля. Організми, що живуть на строкатому фоні, мають розчленовуючи забарвлення, яке ділить їх для стороннього спостерігача на частини – плямисте забарвлення багатьох риб, тигра, зебри тощо). Багато тварин здатні швидко змінювати забарвлення залежно від фону довкілля: камбала, восьминоги, хамелеони тощо. При явищі демонстрації, навпаки, забарвлення і поведінка тварин роблять їх помітними на тлі довкілля. Попереджуюче забарвлення – дуже яскраве і пов’язане з різними способами захисту, що є у тварин. Наприклад, яскраво забарвлені отруйні (колорадський жук, сонечко) або жалоносні (оси, бджоли) комахи сигналізують потенціальному ворогу про небезпечність контактів з ними. Погрожуючі забарвлення та поведінка спостерігаються у різних видів для відлякування ворогів: наприклад, пози загрози різних змій, демонстрація зубів ссавцями тощо. Приваблюючі забарвлення та поведінка забезпечують зустріч особин різних статей або збиранню зграй для полювання тощо.
Мімікрія – це здатність до наслідування забарвлення чи форми добре захищених організмів погано захищеними. Дві форми мімікрії у тварин відкрили англійський ентомолог Г. Бейтс та німецький зоолог Ф. Мюллер. Мімікрія ефективна лише при захисті від хижих тварин при умові, коли вид, що наслідує (імітатор) та вид, якого наслідують (модель) мешкають в одній місцевості, причому чисельність імітатора істотно нижча, ніж моделі (інакше умовний рефлекс на певний подразник, пов’язаний з неїстивністю, у хижака не виробиться). При бейтсовській мімікрії гірш захищений вид наслідує добре захищеного, наприклад, деякі тропічні метелики-білани подібні до неїстивних для птахів метеликів інших родин. Різні метелики, мухи, жуки наслідують отруйних ос та бджіл, неотруйні змії – отруйних тощо. Суть мюллерівської мімікрії полягає в тому, що кілька захищених видів нагадують один одного по забарвленню і формі, утворюючи “кільце”; їхні вороги, виробивши рефлекс відрази до одного з видів “кільця”, не чіпають також і інших. Такі “кільця” утворюють, наприклад, отруйні комахи, що мають попереджуюче червоне з чорними плямами (сонечка, клоп-солдатик та інші) або жовто-чорне (різні види ос, деякі павуки) забарвлення. Мімікрія у рослин полягає у виробленні окремих пристосувань, що нагадують моделі. Так, у деяких рослин квітки не мають нектарників, однак приваблюють запилювачів, нагадуючи квітки гарних нектароносіїв. Комахоїдна рослина непентес з Південно-Східної Азії має ловчі листки, які нагадують квітки інших рослин, для приваблення здобичі – комах. Квітки деяких тропічних орхідей нагадують самиць певних видів метеликів за формою, кольором і запахом. Самці приваблюються цими “самицями” і запилюють їх при спробах парування.
8.2.42. У чому полягає відносність пристосованості організмів до умов навколишнього середовища? Наведіть приклади.
Відносність пристосованості полягає в таких явищах: при зміні умов навколишнього середовища адаптаційні ознаки можуть втрачати своє значення і навіть ставати шкідливими. Наприклад, метелик березовий п’ядун, у якого звичайно домінують особини з білим забарвленням тіла, при індустріальному забрудненні стовбурів берез втрачає свої переваги над особинами з темним забарвленням; у незмінних умовах існування частина пристосованих до цих умов організмів все одно гине з різних причин. Наприклад, є мухи, які забарвленням імітують бджіл, джмелів та ос. Проте і їх, хоч і менше, ніж тих, які не мають мімікрії, поїдають птахи. Прикладом відносності пристосованості організмів до середовища існування, в якому ця пристосованість сформувалася, може бути заєць-біляк. При линянні, яке відбувається за умов зниженої температури його забарвлення змінюється на біле, але якщо сніг не випав, це робить зайця добре помітним на навколишньому фоні.
8.2.43. Які критерії виду вам відомі?
Види відрізняються один від одного багатьма ознаками. Характерні для виду ознаки і властивості називають критеріями. Відомі такі критерії виду: морфологічний (подібність будови особин одного виду); фізіологічний (подібність процесів життєдіяльності, насамперед розмноження); біохімічний (подібність хімічного складу (насамперед білкового) та біохімічних процесів); генетичний (подібність каріотипу та набору спадкової інформації); географічний (особливості поширення виду); екологічний (подібність екологічних вимог до факторів середовища існування).
8.2.44. Як співвідносяться такі поняття, як ароморфоз, ідіоадаптація, загальна дегенерація та біологічний прогрес? Порівняйте частоту виникнення ароморфозів, ідіоадаптації та запільної дегенерації під час історичного розвитку певних систематичних груп.
Ароморфоз, ідіоадаптація, загальна дегенерація – це різні типи змін будови, які ведуть до біологічного прогресу. Якщо порівняти частоту виникнення ароморфозів, ідіоадаптації та загальної дегенерації в процесі історичного розвитку певної систематичної групи, то можна зробити висновок, що ароморфози та загальна дегенерація виникають значно рідше, ніж ідіоадаптації. Це пов’язано з тим, що зміни будови та фізіологічних функцій, пов’язані з ароморфозом або загальною дегенерацією, тривалий час зберігають своє значення для організмів. Таким чином, ароморфоз і загальна дегенерація часто відкривають можливості для виникнення значної кількості ідіоадаптації. З ароморфозами та загальною дегенерацією пов’язане виникнення систематичних груп високого рангу (типів (відділів), класів тощо), тоді як ідіоадаптації приводять до виникнення дрібніших систематичних груп (видів, родів, родин тощо).
8.2.45. Чому виникнення ядра вважається ароморфозом?
У ядрі знаходяться хромосоми – структури, що містять особливі ядерні білки (гістони) та ДНК. Така структура визначає можливість статевого процесу, який у свою чергу веде до регулярного обміну генами між особинами популяції. З’являється комбінативна мінливість, яка значно прискорює поширення найбільш сприятливих фенотипів у популяції і, таким чином, адаптація до умов існування у видів із статевим розмноженням відбувається швидше.
8.2.46. Назвіть ери в геологічній історії Землі.
Архейська, протерозойська, палеозойська, мезозойська, кайнозойська.
8.2.47. Охарактеризуйте основні етапи розвитку життя в архейську еру.
В архейську еру виникло життя. У цей час воно було представлене бактеріями та ціанобактеріями, які існували виключно в морських водоймах.
8.2.48. Охарактеризуйте основні етапи розвитку життя в протерозойську єру.
У протерозойську еру виникли еукаріоти, які поділяються на царства грибів, рослин і тварин. З’явилися багатоклітинні водорості і тварини (кишковопорожнинні і деякі двобічносиметричні).
8.2.49. Які зрушення в розвитку життя на Землі сталися в кембрійський період палеозойської ери?
У цей період у морях виникли майже всі сучасні типи багатоклітинних тварин, включаючи хордових.
8.2.50. Які основні еволюційні події сталися в силурійський період палеозойської ери?
У морях виникли перші щелепні хребетні – примітивні риби, які мали ознаки хрящових і кісткових риб. На суходіл вийшли перші вищі рослини – риніофіти та плауноподібні.
8.2.51. Які основні еволюційні події сталися в девонський період палеозойської ери?
На суходолі із спорових рослин виникли рослинні угруповання (плауни, хвощі, папороті). Суходіл засвоїли безхребетні (павукоподібні, круглі та кільчасті черви), від кистеперих риб виникли перші наземні земноводні – стегоцефали, а в морях – хрящові та кісткові риби.
8.2.52. Які основні еволюційні водії сталися в кам’яновугільному періоді палеозойської ери?
Рослини (спорові та голонасінні) засвоїли більшу частину суходолу, і концентрація кисню в атмосфері підвищилась до сучасного рівня. Це стимулювало бурхливий розвиток наземних тварин: відома велика кількість земноводних, від яких виникли плазуни; з’явилися крилаті комахи. У водоймах – бурхливий розвиток молюсків, ракоподібних, риб, коралових поліпів. З решток дерев’янистих рослин, що падали на дно водойм, утворюються поклади кам’яного вугілля.
8.2.53. Охарактеризуйте рослинний та тваринний світ мезозойської ери. Які групи виникли, а які – вимерли в цей час?
Мезозойська ера – час панування плазунів та голонасінних. На її початку (тріасовий період) від звірозубих ящерів виникли перші ссавці,
Всередині (юрський період) – першоптахи (археоптерікс). У крейдовий період з’явилися покритонасінні. Це спричинило руйнування біоценозів з голонасінними рослинами і вимирання груп, пов’язаних з ними, зокрема велетенських плазунів (динозаврів та ін.). У цей період виникли справжні птахи, перші сумчасті та плацентарні ссавці.
8.2.54. Від чого крейдяний період отримав свою назву?
У цей період у морях жило дуже багато найпростіших, що мають вапнякову черепашку – форамініфер. Залишки їх вапнякових черепашок утворили поклади крейди. Це і дало назву періоду.
8.2.55. Які основні еволюційні події сталися в кайнозойську еру?
Протягом ери покритонасінні рослини стали пануючою групою, виникло сучасне різноманіття птахів, ссавців та комах. У кінці ери (антропогеновий період) з’явилася людина.
8.2.56. Коли відбулося останнє велике зледеніння в історії Землі? Як воно вплинуло на формування сучасної фауни та флори?
Значні зледеніння відбувалися в антропогеновому періоді кайнозойської ери (1,5-2 млн. років тому), які отримали назву льодовикового періоду. В періоди найбільшого поширення льодовик на своєму шляху винищував усе живе. Поблизу льодовика формувалися арктична фауна (мамут, волохатий носоріг, вівцебик, північний олень, песець, лемінг, полярна куріпка) і флора тундрового типу. Коли льодовиковий покрив відступав, то відходили разом з ним і відповідні види тварин і рослин. Частина з цих форм вимерла (мамут, волохатий носоріг тощо), інші ж утворили сучасні фауну арктичного типу та тундрову рослинність. На тих територіях, які звільнилися від льодовикового покриву, утворилися великі прісні та солонуваті водойми, відбувалося зволоження клімату, утворилися широколистяні, хвойні, мішані ліси, степи.
8.2.57. Відомо, що життя виникло у водоймах, з яких рослини, гриби та тварини вийшли на суходіл. Проте деякі групи організмів знову перейшли до водного способу життя. Охарактеризуйте ці групи і доведіть, що їх пристосування до життя у водоймах вторинні.
З покритонасінних рослин до життя у водоймах перейшли елодея, латаття, ряска, їх вегетативні органи (корінь, пагін) знаходяться у воді, однак цвітіння та утворення плодів часто відбувається над поверхнею води. З безхребетних водойми засвоїли деякі черевоногі молюски (ставковик), у яких збереглися наземні органи дихання – легені.
Вторинноводний спосіб життя ведуть деякі комахи, наприклад, личинки комарів, деяких жуків, які дихають за допомогою трахей атмосферним киснем. До життя у водоймах з плазунів перейшли прісноводні та морські черепахи. В останніх ноги перетворились на ласти, але розмножуються вони на суходолі. З викопних плазунів до життя в морях пристосувались іхтіозаври та плезіозаври, у яких кінцівки перетворились на ласти. Із сучасних птахів більшу частину життя у воді проводять пінгвіни, у яких крила також перетворились на ласти. Ластоногі та китоподібні (треба дати характеристику цих двох рядів) – ссавці, що вторинно перейшли до водного способу життя.
8.2.58. Як саме виникла різноманітність видів в’юрків на Галапагоському архіпелазі? До якого висновку дійшов Ч. Дарвін, встановивши це явище?
Усі види галапагоських в’юрків виникли від єдиного предкового виду. Цей вид досі існує в прилеглих частинах Південної Америки. При розселенні на острови виникла географічна ізоляція між острівними популяціями. Кожна популяція пристосувалася до специфічних умов певного острова; в результаті ізоляції відбувалася дивергенція, яка й привела до утворення нових видів. Ч. Дарвін дійшов висновку, що видоутворення може йти шляхом розходження ознак (дивергенції) в умовах географічної ізоляції.
8.2.59. Напишіть, в які періоди історії Землі виникли і коли зникли такі викопні групи: риніофіти, трилобіти, щиткові, динозаври, мамути.
Група | Час виникнення | Час зникнення |
Риніофіти | Силурійський період | Девонський період |
Трилобіти | Кембрійський період | Пермський період |
Щиткові | Ордовицький період | Девонський період |
Динозаври | Тріасовий період | Крейдяний період |
Мамути | Початок Антропогенового періоду | Друга половина Четвертинного Періоду |
8.2.60. В який період історії Землі біосфера зайняла сучасні межі і чому?
У кам’яновугільний період зелені рослини (папороті, хвощі, плауни, голонасінні) повністю освоїли суходіл, концентрація О2 в атмосфері досягла сучасного рівня, утворився озоновий екран. На суходолі вже існували різноманітні тварини: безхребетні, включаючи комах, земноводні й плазуни. До кам’яновугільного періоду наземні екосистеми, в основі яких були риніофіти, займали лише прируслові частини суходолу, і біосфера мала менший об’єм.
8.2.61. В які періоди історії Землі виникли риби, земноводні, плазуни, птахи, ссавці?
Риби – в силурійський період, земноводні – в девонський, плазуни – в кінці кам’яновугільного, ссавці – в тріасовий, птахи – в крейдяний.
8.2.62. В які періоди історії Землі виникли риніофіти, папоротеподібні, голонасінні, покритонасінні?
Риніофіти – у силурійський період, папоротеподібні – в девонський, голонасінні – в кам’яновугільний, покритонасінні – в крейдяний.
8.2.63. Які з приведених пар утворів гомологічні, а які аналогічні: крило кажана – крило птаха; луска риби – луска ящірки; волосся ссавців – рогова частина дзьоба птаха; зябра риби – зябра рака; хвостовий плавець риби – хвостовий плавець дельфіна? Аргументуйте відповідь.
Крило кажана гомологічне крилу птаха, бо вони є видозмінами передньої кінцівки. Луска риби складається з кісткової тканини, луска ящірки – з рогоподібної речовини; ці утвори аналогічні. Волосся ссавців та дзьоб птахів складаються з рогової речовини і виникли з лусочок плазунів, тобто зони гомологічні. Зябра риби розташовані на зябрових дугах і з’єднують глотку із зовнішнім середовищем; зябра рака – тонкостінні вирости грудних та черевних кінцівок; аналогічні органи. Хвостовий плавець риби має скелет із кісткових променів, розташований вертикально; у дельфіна в ньому немає променів, він складається з жиру, м’язів та товстої шкіри, розташований горизонтально; аналогічні органи.
8.2.64. Наведіть приклади дегенерації у тварин як пристосування до паразитизму.
У паразитичних червів часто немає органів чуття, інколи зникають органи травлення (стьожкові черви).
8.2.65. До яких систематичних груп належать збудники таких захворювань: дизентерія, тайговий енцефаліт, ріжки, черевний тиф, холера, вошивість, мозаїка хвороба тютюну, дифтерія, суха гниль картоплі, ехінококоз?
Віруси: тайговий енцефаліт, табачна мозаїка. Бактерії: дизентерія, черевний тиф, холера, дифтерія. Гриби: ріжки, суха гниль картоплі. Плоскі черви: ехінококоз. Комахи: вошивість.
8.2.66. До яких систематичних груп належать збудники таких захворювань: чума, малярія, віспа, грип, свербіж (короста), сажки, амебна дизентерія, туберкульоз, парша яблунь, СНІД?
Віруси: віспа, грип, СНІД. Бактерії: чума, туберкульоз. Гриби: сажки, парша яблунь. Найпростіші: амебна дизентерія, малярія. Кліщі: свербіж (короста).
8.2.67. Які з названих пар органів є аналогічними, а які гомологічними і чому: вусики, гороху – вусики суниць; головний корінь – коренеплід; причіпка плюща – повітряні корені орхідей; кореневище – цибулина; бульба картоплі – коренева бульба жоржини?
Вусики гороху мають листове, а суниць – стеблове походження, тому ці органи аналогічні. Коренеплід – це видозміна головного кореня, тому ці органи гомологічні. І причіпки плюща, і повітряні корені орхідей кореневого походження, тому вони гомологічні. Кореневище і цибулина – відозміни пагона, тому вони гомологічні. Бульба картоплі – видозміна пагона, коренева бульба жоржини – видозміна бічних коренів, тому ці органи аналогічні.
8.2.68. Які з названих пар утворів є аналогічними; а які гомологічними і чому: голки барбарису – голки глоду; хвоя сосни – голки кактуса; шишки сосни – квітки тюльпана; корені плауна – кореневище папороті; джгутики хламідомонади – війки інфузорії?
Голки барбарису мають листкове, а глоду – стеблове походження, тому вони аналогічні. Хвоя сосни і голки кактуса мають листкове походження, тому вони гомологічні. Шишки сосни і квітки тюльпана виникли з пагона, тому вони гомологічні. Корені плауна аналогічні кореневищу папороті, оскільки останнє – видозміна пагона. Війки інфузорії за будовою такі самі, як і джгутики хламідомонади, і виникають вони однаковим способом з базального тільця, тому ці органели гомологічні.
(1 votes, average: 5.00 out of 5)
Loading...