На протяжении многих веков в западной цивилизации общепринятым объяснением многообразия живых организмов оставалась библейская история сотворения мира. Однако в конце XVIII — начале XIX в. ученые накопили достаточно материала для понимания того, что формы животных и растений на Земле менялись на протяжении ее истории. Наибольшее значение имели работы Ламарка и Сент-Илера во Франции, развитые рядом других ученых в разных странах. Завершением работ в этом направлении были работы Ч. Дарвина. В «Происхождении видов» Дарвин систематизировал огромное количество данных, полученных в исследованиях по нескольким независимым направлениям и указывающих на существование органической эволюции, происходившей в и продолжающейся в настоящее время. Для объяснения движущей силы эволюционных изменений он разработал теорию естественного отбора.
Морфологические (сравнительно-анатомические) доказательства
Гомологичные органы — органы, имеющие одинаковое происхождение, но выполняющие различные функции.
Гомологичные органы развиваются из одинаковых эмбриональных зачатков сходным образом и являются следствием дивергентного пути эволюции. Сравнивая представителей какой-либо крупной группы, можно обнаружить, что они обладают сходным общим планом структурной организации, но различаются по некоторым частям тела. В качестве примеров можно привести разные формы, которые принимают передние конечности у представителей разных классов позвоночных; задние конечности у представителей разных отрядов млекопитающих. Например, передние конечности представителей разных отрядов млекопитающих изменяются, при к выполнению новых функций: крылья летучей мыши, роющие конечности крота, хватательные конечности обезьяны, плавательные конечности дельфина. Гомологичные органы можно наблюдать у представителей других царств. Например, у растений корни могут видоизменяться в корнеплоды, корни-ходули, воздушные корни и т. п., при к выполнению новых функций. К гомологичным органам относятся видоизменения листьев растений: усы гороха, колючки барбариса (см. видоизменения органов растений). Рас видоизменения венчика (например, тычинок) у представителей разных семейств или порядков покрытосеменных.Интересна гомология в строении ротового аппарата насекомых. На рисунке одинаковым цветом выделены гомологичные органы, соответствующие верхней и нижней губе и челюстям насекомых. Данная конвергенция в строении органов связана с разделением отрядов по типам питания: отряд перепончатокрылые (пчела) — лижуще-грызущий, отряд прямокрылые (саранча) — грызущий (исходный тип), отряд чешуекрылые (бабочка) — сосущий хоботок, отряд двукрылые (комар) — колюще-сосущий.
Закономерности функциональных преобразований органов в ходе филогенеза (эволюции вида), или «принципы и типы филогенетических изменений органов в связи с их функцией» были изучены академиком А. Н. Северцовым и являются частью изучения направленности эволюционного процесса.
Другим морфологическим доказательством является наличие рудиментарных органов.
Рудиментарные органы — недоразвитые и нефункционирующие органы.
Рудиментарный орган гомологичен хорошо развитому функционирующему органу у других представителей той же самой группы. Так, у некоторых нелетающих птиц имеются рудиментарные крылья, у некоторых китов — кости таза, а у некоторых змей, в том числе у питона, — рудиментарные задние конечности. Эти структуры интерпретируются как остатки органов, гомологи которых хорошо развиты у других членов той же самой крупной группы. Подгруппа, обладающая таким рудиментарным органом, перешла в новое местообитание или к новому образу жизни, в условиях которых прежде функционировавший орган оказался бесполезным и под действием отбора сильно редуцировался, но зачатки его сохранились в качестве филогенетических остатков.Атавизмы — признаки, свойственные отдаленным предкам, но отсутствующие у ближайших.
Появление атавизмов объясняется тем, что гены, отвечающие за данный признак, сохранились в ДНК, но в норме не формируют структуры, типичные для предков.
Примеры атавизмов: увеличение количества хвостовых позвонков у человека (хвостатость);
Что тебе кажется главным то и перепиши
1: Рослини дають кисень для дихання.
- Рослини і тварини забезпечують людину продуктами харчування, житлом, одягом.
- Перебування в сосновому лісі позитивно впливає на здоров'я людини.
2:Найперші люди повністю залежала від природи, також вони брала у природи стільки, скільки їй було для прожиття потрібно. Згодом людина почала впливати, а також і змінювати природу.
3: Розвиток науково-технічного прогресу приніс полегшення в працю, також в пересуванні і забезпечення необхідними продуктами, але основним недоліком це більшання шкідливих викидів в довкілля.
Енергія не може бути ні народжена, ні знищена, вона може бути лише трансформована з однієї форми в іншу.
Закон збереження енергії
Основні поняття й ключові терміни: Ланцюги живлення. Правило екологічної піраміди. Колообіг речовин і потік енергії.
Пригадайте! Що таке екосистема?
Поміркуйте!
Що пов’язує ці організми між собою?
ЗМІСТ
Які зв'язки є визначальними у функціонуванні екосистеми?
Всередині екосистеми обмін речовин, енергії та інформації здійснюється завдяки діяльності продуцентів, консументів й редуцентів, пов’язаних між собою харчовими зв’язками. Наприклад, у лісі гусінь споживає листя, їх поїдають синиці, на яких полює яструб. Така послідовність називається ланцюгом живлення, а кожна його ланка - трофічним рівнем. Ланцюг живлення (трофічний ланцюг) - це послідовний ряд живих організмів, пов’язаних харчовими зв’язками, який відображає передачу речовини та енергії в екосистемі. Термін «ланцюг живлення» запропонував Ч. Елтон у 1934 р. Першою ланкою більшості ланцюгів живлення є продуценти, якими є автотрофні організми. Наступні ланки трофічних ланцюгів займають гетеротрофні консументи: рослиноїдні, м’ясоїдні та всеїдні тварини. Рештки організмів ще містять органічні речовини й енергію, тому можуть бути використані редуцентами.
Це сапротрофні бактерії, гриби й тварини. Таким чином, функціональними компонентами екосистем є продуценти, консументи йредуценти.
Іл. 150. Трофічні рівні ланцюгів виїдання: листя рослин - рослиноїдні комахи - хижі комахи - комахоїдні птахи - хижі птахи
За джерелом надходження енергії до консументів ланцюги живлення поділяють на пасовищні та детритні. Пасовищні, або ланцюги виїдання (іл. 150), - це ряд організмів, який починається із зелених рослин (наприклад, трава - зелений коник - ящірка - яструб). Детритні, або ланцюги розщеплення (іл. 151), - це ряд організмів, що починається з мертвої органічної речовини (наприклад, опале листя - дощовий черв’як - кріт - лисиця).
Іл. 151. Трофічні рівні ланцюгів розщеплення: опале листя (детрит) - ґрунтові сапротрофи (бактерії, гриби, амеби, інфузорії, черви) - ґрунтові сапрофаги (хижі комахи, кліщі) - хижі комахи, комахоїдні ссавці
У будь-якій екосистемі різні ланцюги живлення не існують окремо один від одного, а взаємопереплетені, оскільки один і той самий вид одночасно може бути ланкою різних ланцюгів живлення. Переплітаючись, ланцюги живлення формують мережу живлення (трофічну мережу) (іл. 152).
Іл. 152. Трофічна мережа діброви
Отже, функціонування екосистем забезпечується харчовими зв'язками, що поєднують продуцентів, консументів та редуцентів у ланцюги й мережі живлення.
Які основні закономірності функціонування екосистем?
ФУНКЦІОНУВАННЯ ЕКОСИСТЕМ - сукупність процесів, що забезпечують діяльність, існування та розвиток екосистеми в часі. Основними закономірностями функціонування екосистем є такі.
Правило екологічної піраміди (закон піраміди енергії Р. Ліндемана (1942), правило «десяти відсотків»): екологічна ефективність кожної наступної ланки приблизно в 10 разів менша попередньої внаслідок втрат енергії на кожному трофічному рівні.
Графічно це правило можна зобразити у вигляді піраміди, складеної з окремих блоків (іл. 153). Екологічна піраміда - це графічне відображення трофічної структури ланцюга живлення. Залежно від показника, покладеного в основу, є різні види екологічних пірамід:
піраміда чисел — відображає кількість особин у кожному рівні ланцюга живлення; може бути оберненою;
піраміда біомаси — кількість органічної речовини; лише прямого типу;
піраміда енергії — кількість енергії в їжі; лише прямого типу.
Закон односпрямованості потоку енергії: енергія, що її отримує екосистема, передається в одному напрямку від продуцентів до консументів та редуцентів.
Доказательства существования эволюционного процесса учёные получили из достоверных данных эмбриологии, морфологии, сравнительной анатомии, систематики, палеонтологии, биогеографии, молекулярной биологии.
Все доказательства эволюции можно сгруппировать по направлениям:
1. Эмбриологические доказательства эволюции.
2. Морфологические доказательства эволюции (сравнительно-анатомические или сравнительно-морфологические).
3. Палеонтологические доказательства эволюции.
4. Биогеографические доказательства эволюции.
5. Молекулярно-биологические доказательства эволюции.
Эмбриологические доказательства эволюции.
На поразительное сходство эмбрионов позвоночных животных было обращено внимание многих исследователей задолго до Ч. Дарвина. Отечественные и зарубежные ученые глубоко изучили сходства начальных стадий эмбрионального развития животных.
Карл Бэр в 1828 году открыл закон зародышевого сходства, согласно которому на начальных этапах эмбрионального развития зародыши животных разных видов сходны по своему строению. Особенное сходство стадий эмбрионального развития наблюдается в пределах отдельных типов или классов.
В процессе онтогенеза повторяются многие черты строения предковых форм: на ранних стадиях – более отдалённых предков, на поздних стадиях – близких предков. У всех позвоночных на определённой стадии развития существует хорда, у многих насекомых - личиночная стадия (гусеница – личинка).
Подобное сходство эмбриональных стадий объясняется единством происхождения всех живых организмов.
В 60-е годы XIX века Э. Геккель и Ф. Мюллер независимо друг от друга сформулировали биогенетический закон, который описывает онтогенез (индивидуальное развитие) как краткое и сжатое повторение филогенеза (исторического развития вида).
В начале XX века биогенетический закон был развит и уточнён российским учёным А.Н. Северцовым, который установил, что в эмбриогенезе повторяются признаки зародышей, а не взрослых особей.