Конспект урока по биологии для 7 класса.
Тема: «Чарльз Дарвин о причинах эволюции животного мира».
Цель: раскрыть понятия о наследственности, изменчивости, борьбе за существование, естественном отборе как движущих силах эволюции.
Задачи:
образовательная: обобщить знания о доказательствах эволюции, рассмотреть основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина;
развивающая: продолжить формирование навыков исследовательской работы в группу, самостоятельной работы с учебником, умения выделять главное, делать выводы;
воспитательная: патриотическое воспитание – на примере жизни Ч. Дарвина.
Тип урока : комбинированный.
Метод проведения : сообщения учащихся, самостоятельная работа в группах, защита исследовательских работ, беседа.
Оборудование : мультимедийный проектор, мультимедийная презентации по теме, коллекция «Ископаемые остатки», дидактический материал для закрепления по теме «Доказательства эволюции», бланки рефлексии и самооценки.
Подготовка аудитории к работе : На рабочие столы разложить оборудование для организации исследовательской работы в группе, бланки рефлексии и самооценки.
Оформление доски : Эволюция – evolutio – развёртывание – необратимый процесс исторического развития живого.
Ход урока:
1. Организационный момент.
приветствие;
наличие учащихся;
оценка настроения на начало урока
2. Актуализация знаний
Знакомство учащихся с темой урока, целью и задачами урока.
Исследовательская работа по теме «Доказательства эволюции животных» (5 мин.)
Цель: обобщить знания о доказательствах эволюции.
Ход работы:
1.Определить вид доказательств эволюции.
2. Объяснить о чём свидетельствует эта находка.
Задание для групп:
отпечаток раковины трилобита, и медузы;
отпечаток раковины моллюска;
окаменелости раковин;
окаменелость кости;
изображение археоптерикса;
изображение кистеперой рыбы;
изображение мамонта;
филогенетический ряд конечности лошади;
конечности позвоночных;
рудименты;
атавизмы;
зародыши рыб и млекопитающих.
Защита исследовательских работ. (10 мин.)
3. Динамическая пауза (3мин)
Биогенетический закон, сформулированный Мюллером и Геккелем гласит «Каждый вид в своём индивидуальном развитии до определенной степени повторяет историческое развитие вида»
Как это происходит:
Стадия одноклеточности
Двуслойные животные
Поплыли как рыбы
Поморгали и поквакали
Пошипели
Залезли на дерево
Встали на две ноги, выровняли спины и сели за парты учиться.
4. Изучение нового материала.
Вопросы к классу:
Каковы причины многообразия животного мира?
Всегда ли животный мир был таким, каким существует в наше время?
Получив ответы, дополнить и обобщить их, рассказывая, что на протяжении многих лет эти вопросы волновали умы человечества, и в различные исторические эпохи на них по-разному отвечали. Научное объяснение причин многообразия органического мира, его изменения и развития дал во второй половине XIX в. английский учёный Ч. Дарвин.
Жизнь и деятельность Ч. Дарвина (заслушать сообщения учащихся). (5 мин.)
Чарльз Роберт Дарвин является внуком английского натурфилософа, врача и поэта Эразма Дарвина, автора трансформистских сочинений «Зоономия, или Законы органической жизни» (1794-1796гг.) и «Храм природы, или Происхождение общества».
Ч. Дарвин родился в 1809 г. в Шрусбери. Окончил классическую школу, поступил на медицинский факультет Эдинбургского университета, через два года перевёлся в Кембриджский университет, где изучал теологию и получил степень бакалавра. Первые научные доклады он делает в 182601827 гг. в Плиниевском обществе. Натуралистическое образование получил под руководством ботаника Дж. Гексло и геолога А. Седжвика.
В 1831-1836 гг. Ч. Дарвин совершает кругосветное путешествие на корабле «Бигл» как натуралист, собрав богатейшие зоологические, палеонтологические, ботанические и геологические коллекции.
В 1836 г., возвратившись из путешествия, из-за болезни покинул Лондон и в 1842 г. переехал в его пригород Даун, где жил все последующие годы. В 1839 г. Ч. Дарвин издал свой знаменитый «Дневник изысканий», где впервые описал множество южноамериканских и островных животных. В этой книге также затронуты вопросы геологии и проблемы общественной и политической жизни южноамериканских индейцев и негров. Разработал теорию происхождения коралловых рифов.
В 1842 г. Дарвин делает первый набросок «Происхождения видов», в котором заложил основы будущей эволюционной теории, а в 1844 г. развивает этот очерк до значительной рукописи. Но пройдёт ещё 15 лет до тех пор, пока Ч. Дарвин опубликует окончательный вариант своей знаменитой книги – «Происхождение видов путём естественного отбора» (1859 г.).
В 1868 г. Ч. Дарвин публикует второй капитальный труд – «Изменение домашних животных и культурных растений», в котором приводит большой дополнительный материал в доказательство эволюционной идеи. Эта работа закладывает теоретические основы селекции.
В 1871 г. выходит в свет третий фундаментальный труд Дарвина – «Происхождение человека и половой отбор». Ч. Дарвин являлся иностранным членом Петербургской (с 1876 г.), Берлинской (с 1878 г.), Парижской (с 1878 г.) академий наук, почётным членом многих научных обществ, почётным доктором рядя университетов. В 1864 г. награждён медалью им. Г. Копли Лондонского королевского общества.
Умер учёный 19 апреля 1882 г. и был погребён в Вестминстерском аббатстве, месте захоронения многих великих учёных Англии, рядом с могилой Ньютона.
Работа в группах – по 5 группх по 3-4 человека, каждой группе даётся карточка с вопросом. Готовит группа ответ сообща, отвечает один участник группы. (3+7 мин.)
Используя материал учебника стр. 256-258, ответьте на вопросы
1 группа - Что является наследственностью?
2 группа - Что является изменчивостью?
3 группа - Какие формы изменчивости известны?
4 группа - Что такое борьба за существование?
5 группа - Что называют естественным отбором?
Защита групп.
Наследственность – это способность родителей передавать типичные признаки своему потомству.
Изменчивость – способность организмов существовать в различных формах, реагируя на влияние окружающей среды.
Формы изменчивости
определённая неопределённая
(ненаследственная) (наследственная)
Явления изменчивости были известны давно. Давно была известна и способность организмов размножаться в геометрической прогрессии.
Именно Ч. Дарвин сопоставил эти два явления в природе и сделал гениальный вывод, кажущийся нам сейчас таким простым: в процессе борьбы за существование выживают лишь те организмы, которые отличаются какими-то полезными в данных условиях особенностями. Следовательно, вероятность выживания особей неодинакова: особи, обладающие хотя бы незначительными преимуществами над остальными, имеют больше шансов выжить и оставить потомство.
Естественный отбор – это сохранение животных, лучше других приспособленных к условиям существования в дикой природе, обладающих (по сравнению с другими) теми или иными преимуществами строения или поведения. Условия существования животных являются отбирающим фактором. Естественный отбор без перерыва происходит в течение многих веков и приводит к образованию форм, наилучшим образом приспособленных к среде обитания.
Вывод: Причины эволюции животных
Изменчивость
Наследственность
Борьба за существование
Естественный отбор
5. Закрепление изученного . (5 мин)
Выполните тест
1. Разные виды организмов образуются из одного:
в разных условиях среды;
в одинаковых условиях;
в обоих условиях.
2. Возможная причина сохранения зелёных кузнечиков на зелёном лугу связана с тем, что:
птицы не едят зелёных кузнечиков;
птицы их не видят;
зелёные кузнечики размножаются активнее кузнечиков другого цвета.
3. Чем объяснить, что акулы, дельфины и пингвины одинаково хорошо приспособлены к жизни в морях:
наследственной изменчивостью и естественным отбором;
случайной приспособленностью;
ненаследственной изменчивостью.
4. Заяц беляк не заметен на белом снегу, но на проталине его видно хорошо. Это доказывает, что приспособления его к среде:
бесполезны;
Вредны;
относительны.
6. Задание на дом: § 50, вопросы в конце параграфа. Привести примеры причин эволюции из жизни животных.
7. Самооценка
8. Рефлексия
Знание того, что животный мир в течение десятков и сотен миллионов лет не оставался постоянным, а развивался, пришло не сразу. В древности и в средние века предполагали, что природа неизменяема, что все современные животные и растения всегда были точно такими же. Однако к началу XIX в. стали известны факты, говорящие о том, что в отдаленные времена Земля была населена другими животными, не похожими или мало похожими на современных. При раскопках находили их остатки в виде отпечатков и костей. Сторонники религии считали, что вымершие животные были пробными, неудачными творениями бога. Вместо них он создал современных животных, которые с тех пор существуют не изменяясь. Даже многие ученые еще 180 лет назад считали, что все организмы на Земле появились такими, какими мы их видим, и никаких изменений с ними в течение веков не происходило. Как и почему происходит эволюция, доказал великий английский естествоиспытатель Чарлз Дарвин в своей книге "Происхождение видов путем естественного отбора", вышедшей в 1859 г.
Дарвин выявил главные движущие силы эволюции растительных и животных организмов. Это изменчивость, наследственность и отбор.
Изучая многообразие видов растений и животных, Дарвин прежде всего обратил внимание на то, что даже в потомстве одной пары родителей не бывает двух одинаковых особей по всем признакам. Он выяснил, что среди культурных растений и домашних животных гораздо больше разнообразия, больше сортов и пород, чем у диких предков, от которых они произошли. Например, известно несколько сотен пород собак, и все они потомки одного вида — волка. Создано несколько сотен пород голубей. Однако среди диких голубей обладает сходными с ними признаками (так же воркует и так же гнездится) всего один вид - дикий сизый голубь. Таким образом, за то время, что прошло с начала приручения сизого голубя, породы голубей очень изменились. Домашние голуби различаются по величине тела, окраске клюва, оперения и др. Различия между животными одного вида, одной породы Дарвин назвал изменчивостью . Это свойство не только животных, но и растений и других живых организмов.
Рисунок: Изменчивость животных на примере различных пород голубей
Дарвин считал, что причина изменчивости организмов заключается в воздействии новых жизненных условий, которых не было, когда жили их предки. Изменчивость у диких голубей, живущих в скалистых районах Западной Европы, невелика, так как природные условия изменяются очень медленно. У обитающих рядом с человеком сизых голубей, относящихся к этому же виду, изменчивость значительна, так как человек постоянно изменяет условия среды.
Дарвин обратил внимание на то, что все врожденные признаки передаются от поколения к поколению. Способность организмов передавать врожденные признаки потомству он назвал наследственностью . Щенята или котята, например, очень сходны между собой и своими родителями. Если новые признаки не врожденные, а возникли в течение жизни организма, то они по наследству передаваться не могут. Известно, что собакам некоторых пород, например фокстерьерам, из поколения в поколение отрезают хвосты. Однако этот новый внешний признак (короткий хвост) не наследуется. Все щенки фокстерьера появляются на свет с хвостами нормальной длины.
Человек вывел множество пород домашних животных: крупного и мелкого рогатого скота, лошадей, собак, кроликов, кур, уток, голубей. Выведены и породы рыб - прудовых и аквариумных.
Каждый раз, обнаружив у одного из своих домашних животных какие-нибудь особенно полезные для себя свойства, человек выделял это животное из остальных, или, как говорил Дарвин, отбирал его, сохранял его потомство, если оно имело те же полезные признаки. Так, отбирая из домашних собак самых длинноногих и быстрых в беге, получили породу борзых, а отбирая самых коротконогих - таксу. Когда хотят вывести молочную породу крупного рогатого скота, животных отбирают по признаку высокой удойности и не обращают внимания на массу тела. При выведении мясных пород отбирают наиболее крупных животных, даже если они дают немного молока - Такой отбор Дарвин назвал искусственным , так как его проводит человек.
Применяя искусственный отбор, человек выводит новые породы домашних животных за исторически короткое время. Так, собака была одомашнена около 15 тыс. лет назад. Теперь известно несколько сотен пород собак.
Тип урока - комбинированный
Методы: частично-поисковый, про-блемного изложения, репродуктивный, объясни-тельно-иллюстративный.
Цель: овладение умениями применять биологические знания в практической деятельности, использо-вать информацию о современных достижениях в области биологии; работать с биологическими приборами, инструментами, справочниками; проводить наблюдения за биологическими объ-ектами;
Задачи:
Образовательные : формирование познавательной культуры, осваиваемой в процессе учебной деятельно-сти, и эстетической культуры как способно-сти к эмоционально-ценностному отношению к объектам живой природы.
Развивающие: развитие познавательных мотивов, направ-ленных на получение нового знания о живой природе; познавательных качеств личности, связанных с усвоением основ научных знаний, овладением методами исследования природы, формированием интеллектуальных умений;
Воспитательные: ориентация в системе моральных норм и цен-ностей: признание высокой ценности жизни во всех ее проявлениях, здоровья своего и дру-гих людей; экологическое сознание; воспита-ние любви к природе;
Личностные : понимание ответственности за качество приобретенных знаний; понимание ценности адекватной оценки собственных достижений и возможностей;
Познавательные : умение анализировать и оценивать воздействие факторов окружающей среды, факторов риска на здоровье, последствий деятельности человека в экосистемах, влияние собственных поступков на живые организмы и экосистемы; ориентация на постоянное развитие и саморазвитие; умение работать с различными источниками информации, пре-образовывать её из одной формы в другую, сравнивать и анализировать информацию, делать выводы, готовить сообщения и презентации.
Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.
Коммуникативные: формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, понимание особенностей гендерной социализации в подростковом возрасте, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и дру-гих видов деятельности.
Технологии : Здоровьесбережения, проблем-ного, раз-вивающего обучения, групповой деятельно-сти
Виды деятельности (элементы содержания, контроль)
Формирование у учащихся деятель-ностных способностей и способностей к структурированию и систематизации изучаемого предметного содержания: коллективная работа — изучение текста и иллюстративного материала составление таблицы «Си-стематические группы многоклеточных » при консультативной помощи учеников- экспертов с последующей самопровер-кой; парное или групповое выполнение лабораторной работы при консульта-тивной помощи учителя с последующей взаимопроверкой; самостоятельная работа по изученному материалу.
Планируемые результаты
Предметные
понимать смысл биологических терминов;
описывать особенности строения и основные процессы жизнедеятельности животных разных систематических групп; сравнивать особенно-сти строения простейших и многоклеточных животных;
распознавать органы и системы органов живот-ных разных систематических групп; сравнивать и объяснять причины сходства и различий;
устанавливать взаимосвязь между особенно-стями строения органов и функциями, которые они выполняют;
приводить примеры животных разных система-тических групп;
различать на рисунках, таблицах и натуральных объектах основные систематические группы простейших и многоклеточных животных;
характеризовать направления эволюции живот-ного мира; приводить доказательства эволюции животного мира;
Метапредметные УУД
Познавательные:
работать с разными источниками информации, анализировать и оценивать информацию, пре-образовывать ее из одной формы в другую;
составлять тезисы, различные виды планов (простых, сложных и т. п.), структурировать учебный материал, давать определения поня-тий;
проводить наблюдения, ставить элементарные эксперименты и объяснять полученные резуль-таты;
сравнивать и классифицировать, самостоятель-но выбирая критерии для указанных логиче-ских операций;
строить логические рассуждения, включающие установление причинно-следственных связей;
создавать схематические модели с выделением существенных характеристик объектов;
определять возможные источники необходимых сведений, производить поиск информации, ана-лизировать и оценивать ее достоверность;
Регулятивные:
организовывать и планировать свою учебную деятельность — определять цель работы, после-довательность действий, ставить задачи, про-гнозировать результаты работы;
самостоятельно выдвигать варианты решения поставленных задач, предвидеть конечные ре-зультаты работы, выбирать средства достиже-ния цели;
работать по плану, сверять свои действия с це-лью и, при необходимости, исправлять ошибки самостоятельно;
владеть основами самоконтроля и самооцен-ки для принятия решений и осуществления осознанного выбора в учебно-познавательной и учебно-практической деятельности;
Коммуникативные:
слушать и вступать в диалог, участвовать в кол-лективном обсуждении проблем;
интегрироваться и строить продуктивное взаи-модействие со сверстниками и взрослыми;
адекватно использовать речевые средства для дискуссии и аргументации своей позиции, сравнивать разные точки зрения, аргументи-ровать свою точку зрения, отстаивать свою по-зицию.
Личностные УУД
Формирование и развитие позна-вательного инте-реса к изучению биологии и исто-рии развития зна-ний о природе
Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.
Основные понятия
Понятия: наследственность, изменчивость: неопределенная и определенная, борьба за существование, естественный отбор.
Ход урока
Актуализация знаний (концентрация внимания при изучении нового материала)
Находили ли вы в вашей местности ископаемые останки животных?
Почему нельзя утверждать, что палеонтологические находки опровергают эволюцию?
3.Каковы, на ваш взгляд, причины вымирания динозавров?
4.О чем свидетельствует наличие оплодотворенной яйцеклетки у всех животных, размножающихся половым путем?
5.В чем основные различия палеонтологических и сравнительно-анатомических доказательств эволюции животных?
6.Почему крылья птицы и ласты кита считают гомологичными орга-нами?
7.Чем различаются рудиментарные органы и атавизмы; что у них общего?
Изучение нового материала (рассказ учителя с элементами беседа)
Чарлз Дарвин о причинах эволюции животного мира
Почему существует много различных видов животных?
Кто такой Чарлз Дарвин?
Каковы заслуги Чарлза Дарвина перед наукой?
Причины разного уровня организации животных, отличия ныне существующих видов от вымерших, проявления атавизмов давно интересовали ученых и служителей церкви. Наиболее полно объяснил эти явления в своей работе «Происхождение видов» известный английский ученый Чарлз Дарвин (1809—1882).
Согласно учению Дарвина многообразие видов не было создано богом, а образовалось благодаря постоянно возникающим наследственным изменениям и естественному отбору. В процессе выживания наиболее приспособленных особей Дарвин отмечал наличие борьбы за существование, результатом которой является вымирание неприспособленных организмов и размножение наиболее приспособленных.
Наследственность — способность организмов передавать потомкам свои видовые и индивидуальные признаки или свойства. Так, у определенного вида животных рождаются потомки, похожие на своих родителей. Наследственными могут быть и некоторые индивидуальные признаки животных, например цвет шерсти и жирность молока у млекопитающих.
Изменчивость — способность организмов существовать в различных формах, реагируя на влияние окружающей среды. Изменчивость проявляется в индивидуальных особенностях каждого организма. В природе не существует двух абсолютно одинаковых животных. Рожденные детеныши отличаются от каждого из своих родителей окраской, ростом, поведением и другими признаками. Различия у животных, как отмечал Ч. Дарвин, зависят от следующих причин: от количества и качества потребляемой пищи, от колебания температуры и влажности, от наследственности самого организма. Ч. Дарвин выделил две основные формы изменчивости, влияющие на эволюцию животного мира, — определенную, ненаследственную, и неопределенную, или наследственную.
Под определенной изменчивостью Ч. Дарвин понимал возникновение одинаковых изменений у родственных животных в одинаковых условиях среды обитания. Так, густой мех забайкальских белок сменился на редкий при акклиматизации их в лесах Кавказа. Содержание кроликов в условиях пониженных температур приводит к густоте их меха. Недостаток пищи ведет к задержке роста животных. Следовательно, определенная изменчивость есть прямое приспособление животных к изменившимся условиям среды. Такая изменчивость не передается потомкам.
Под неопределенной наследственной изменчивостью Ч. Дарвин понимал возникновение разнообразных изменений у ряда родственных животных при действии одинаковых (сходных) условий. Она наследственна и индивидуальна, так как возникает случайно у одной особи вида и передается по наследству. Примером является появление овец с короткими ногами, отсутствие пигмента в перьевом покрове птиц или в шерсти млекопитающих.
Одной из причин эволюции животного мира Ч. Дарвин считал борьбу за существование , возникающую из-за интенсивного размножения организмов. Родительская пара любого вида животных производит на свет многочисленное потомство. До взрослого состояния от числа появившихся на свет потомков доживут единицы. Многие будут съедены или погибнут практически сразу после появления на свет. Оставшиеся начнут конкурировать друг с другом за пищу, лучшие места обитания, убежища от врагов. Выживут потомки тех родителей, которые наиболее приспособлены к данным условиям жизни. Таким образом, борьба за существование приводит к естественному отбору — выживанию наиболее приспособленных.
В природе особи одного вида отличаются друг от друга по многим признакам . Какие-то из них могут оказаться полезными, и, как отмечал Дарвин, «особи, обладающие хотя бы незначительным преимуществом над остальными, будут иметь лучшую возможность выжить и оставить такое же потомство». Процесс, происходящий в природе, сохраняющий организмы наиболее приспособленными к условиям среды и уничтожающий неприспособившихся, называется естественным отбором. По Ч. Дарвину, естественный отбор является основной, ведущей причиной эволюции животного мира.
Знаете ли вы, что:
Чарлз Дарвин в 1831 г. отправился в путешествие на корабле «Бигль», определившее всю его последующую деятельность. Путешествие длилось 5 лет. За это время Ч. Дарвин собрал богатейший материал, послуживший основой для таких книг, как: «Дневник путешествия», «Зоологические результаты пу тешествия на «Бигле».
Главный труд жизни Ч. Дарвина «О происхождении видов путем естественного отбора...» был издан в 1859 г.
Почему существует много различных видов животных?
Существование различных видов животных обусловлено разнообразными условиями среды. В водной, почвенной, наземно-воздушной средах существует большое количество жизненных ниш, которые населены разными видами. Между ними возникает борьба за существование и естественный отбор. Таким образом, выживют наиболее приспособленные особи.
Кто такой Чарлз Дарвин?
Чарлз Дарвин - известный английский ученый, биолог, создавший эволюционную теорию, которая и сейчас остается достоверной. Он изложил суть своего учения в труде «Происхождение видов».
Каковы заслуги Чарльза Дарвина перед наукой?
Чарльз Дарвин - создатель эволюционной теории.
Ответить на вопросы
1. В чем ценность книги Ч. Дарвина «Происхождение видов»?
Ч. Дарвин в этой книге впервые наиболее полно объяснил причины разнообразия видов животных, разного уровня организации, наличия рудиментов и атавизмов.
Почему Ч. Дарвин считал основной причиной эволюции естественный отбор?
Чарлз Дарвин отводил такую роль естественному отбору, поскольку считал, что в результате естественно отбора выживают самые приспособленные особи.
3. Что означает понятие «борьба за существование»? Подкрепите объяснение примерами.
Борьба за существование - конкурентная борьба между особями одного или разных видов за ресурсы (пища, территория). К примеру, многие хищники и хищные птицы живут семьями. Каждая пара занимает определенную территорию, на которой она охотиться. Значит, на определенной территории может существовать ограниченное количество особей.
4. Можно ли утверждать, что наследственность и изменчивость присущи всем животным?
Наследственность и изменчивость при определенных условиях присущи всем организмам. Каждый новый организм получает наследственную информацию в виде набора хромосом от родительских особей. Под влиянием окружающей среды организмы могут изменяться, реагируя на новые условия. Организмы могут достаточно продолжительное время не подвергаться изменчивости, если условия их обитания долгое время остаются неизменными. Этим можно объяснить существование реликтовых видов.
Теория Чарльза Дарвина
Биография и взгляды Чарльза Дарвина.
Основные положения эволюционной теории Чарльза Дарвина
Ресурсы
Биология. Животные. 7 класс учебник для общеобразоват. учрежде-ний/ В. В. Латюшин, В. А. Шапкин.
Активные формы и методы обучения биологии : Животные. Кп. для учителя: Из опыта работы, —М.:, Просвещение. Молис С. С.. Молис С. А
Рабочая программа по биологии 7класс к УМК В.В. Латюшина, В.А. Шапкина (М.: Дрофа).
В.В. Латюшин, Е. А. Ламехова. Биология. 7 класс. Рабочая тетрадь к учебнику В.В. Латюшина, В.А. Шапкина «Биология. Животные. 7 класс». - М.: Дрофа.
Эволюция - процесс развития, состоящий из постепенных изменений, без резких скачков (в противовес революции). Чаще всего, говоря об эволюции, имеют в виду биологическую эволюцию. Биологическая эволюция - необратимое и направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.
Чарльз Роберт Дарвин (1809 -1882) – основоположник эволюционной биологии. Ч. Дарвин является также автором ряда крупных работ по вопросам ботаники, зоологии, геологии и сравнительной психологии. Учение Ч. Дарвина основано на большом фактическом материале, собранном во время путешествия и доказывающем справедливость его теории, а также на научных достижениях (геологии, химии, палеонтологии, сравнительной анатомии и др.), прежде всего, в области селекции. Дарвин впервые начал рассматривать эволюционные преобразования не у отдельных организмов, а у вида или внутривидовых группировок.
Изменчивость. Исходным положением учения Дарвина является его утверждение о наличии изменчивости в природе. Изменчивостью называют общее свойство организмов приобретать новые признаки – различия между особями в пределах вида.
Анализируя материал по изменчивости животных, ученый заметил, что достаточно любой перемены в условиях содержания, чтобы вызвать изменчивость. Он различал две основные формы изменчивости: групповую, или определенную, и индивидуальную, или неопределенную. При групповой, определенной, но не наследственной изменчивости многие особи данной породы или сорта под влиянием конкретной причины изменяются одинаковым образом. Так, например, рост организмов зависит от количества пищи, окраска – от ее качества. Под индивидуальной, неопределенной, наследственной изменчивостью следует понимать те небольшие различия, которыми отличаются друг от друга особи одного и того же вида. Это изменения, возникающие в результате неопределенного воздействия условий существования на каждую особь, такие изменения появляются у животных одного помета, у растений, выросших из семян одной коробочки. Неопределенность этих изменений заключается в том, что под действием одних и тех же условий особи изменяются по-разному.
Наследственность. Всем организмам в природе присуще наследственность. Это свойство выражается в сохранении и передаче признаков к потомству. Огромное значение Дарвин придавал наличию изменчивости и наследственности в природе. Изменчивость и наследственность в сочетании с отбором – естественный фактор эволюции.
Большое внимание Дарвин уделял изучению различных сортов культурных растений. Так, сравнивая разнообразные сорта капусты, он сделал вывод о том, что все они выведены человеком из одного дикого вида. Каким же путем это достигается? Дарвин заметил, что во всех случаях селекционеры применяли один и тот же прием. Разводя животных или раст6 ения, они оставляли для размножения только экземпляры, наиболее удовлетворявшие их потребностям, и из поколения в поколение накапливали полезные для человека изменения. Такой способ получения пород и сортов называется искусственным отбором.
Искусственный отбор. Успех искусственного отбора зависит от степени изменчивости исходной формы: чем сильнее изменяются признаки, тем легче найти нужные изменения.
Дарвин указал условия, благоприятствующие проведению искусственного отбора: Высокая степень изменчивости организмов. Большое число особей, подвергаемых отбору. Искусство селекционера. Устранение случайных особей. Достаточно высокая ценность данных животных или растений для человека.
Естественный отбор Важнейшее место в теории естественного отбора занимает концепция борьбы за существование. Согласно Дарвину, борьба за существование является результатом тенденции организмов любого вида к безграничному размножению. Хищник, для того чтобы жить, должен питаться, и пищей ему служат травоядные животные. Травоядное животное, чтобы жить, поедает многие тысячи луговых растений. Растения уничтожаются насекомыми. Насекомые же являются кормом для насекомоядных птиц, которые в свою очередь истребляются хищными птицами. Эти сложные взаимосвязи Дарвин назвал борьбой за существование.
Различные проявления борьбы за существование Дарвин сводил к трем видам: межвидовая, внутривидовая и борьба с условиями неорганической внешней среды. естественный отбор - это идущий в природе процесс, при котором в результате воздействия условий среды на развивающиеся организмы сохраняются особи с полезными признаками, повышающими выживаемость в данных условиях среды и обусловливающими более высокую их плодовитость.
В работе "Происхождение видов. . . " Дарвин отметил важнейшую черту эволюционного процесса - его приспособительный характер.
Эволюционные изменения скелета позвоночных. Виды непрерывно приспосабливаются к условиям существования, и организация любого вида постоянно совершенствуется. Заслугой эволюционного учения и является объяснение этого совершенства организмов как результата исторического накопления приспособлений.
Выводы: Биологическая эволюция – это необратимое и в известной мере направленное историческое развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, образованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом. Биологическая эволюция определяется изменчивостью, наследственностью, естественным отбором организмов, происходящими на фоне перемен в составе экосистем. (лат. Evolutio – развитие)
Череп ихтиостеги был похож с черепом лопастопёрой рыбы Eusthenopteron , но выраженная шея отделяла тело от головы. В то время как у ихтиостеги было четыре сильных конечности, форма его задних ног подсказывает, что это животное не проводило все свое время на суше.
Вылупление черепахи из яйца
Одним из величайших эволюционных новшеств каменноугольного периода (360 - 268 миллионов лет назад) было амниотическое яйцо, которое позволило ранним рептилиям уходить из прибрежных местообитаний и колонизировать сухие районы. Амниотическое яйцо позволило предкам птиц, млекопитающих и рептилий размножаться на суше, и не допустить высыхание эмбриона внутри, поэтому можно было обходиться без воды. Это также означало, что в отличие от амфибий, рептилии могли производить меньше яиц в любой момент времени, поскольку риски гибели детенышей снизились.
Самая ранняя дата развития амниотического яйца - около 320 миллионов лет назад. Однако рептилии не подвергались какой-либо значительной адаптивной радиации еще около 20 миллионов лет. Современное мышление состоит в том, что эти ранние амниоты все еще проводили время в воде и выходили на берег, главным образом, чтобы откладывать свои яйца, а не питаться. Только после эволюции травоядных появились новые группы рептилий, способных использовать обильное флористическое разнообразие каменноугольного периода.
Гилономус
Ранние рептилии принадлежали к отряду, названному капторинидами. Гилономусы были представителями этого отряда. Это были маленькие животные размером с ящерицу, с черепами амфибий, плечами, тазом и конечностями, а также промежуточными зубами и позвонками. Остальная часть скелета была рептильной. Многие из этих новых «рептильных» особенностей также заметны у маленьких, современных амфибий.
Диметродон
Основной переход в эволюции жизни произошел, когда млекопитающие развились из одной линии рептилий. Этот переход начался во время пермского периода (286 - 248 миллионов лет назад), когда группа рептилий, которая включала диметродонов, породила «ужасных» терапсидов. (Другие крупные ветви, завропсиды, породили птиц и современных рептилий). Эти млекопитающие-рептилии, в свою очередь, породили цинодонт, таких как тринаксодон (Thrinaxodon ) во время триасового периода.
Тринаксодон
Эта эволюционная линия обеспечивает отличную серию переходных окаменелостей. Развитие ключевой особенности млекопитающих, наличие единственной кости в нижней челюсти (по сравнению с несколькими у рептилий), можно проследить в истории окаменелостей этой группы. Она включает в себя прекрасные переходные окаменелости, Diarthrognathus и Morganucodon , чьи нижние челюсти имеют как рептильные, так и млекопитающие сочленения с верхними. Другие новые особенности, обнаруженные в этой линии, включают развитие различных видов зубов (особенность, известная как гетеродонтность), формирование вторичного нёба и увеличение зубной кости в нижней челюсти. Ноги расположились непосредственно под телом, эволюционное продвижение, которое происходило у предков динозавров.
Конец пермского периода был отмечен, возможно, самым большим . По некоторым оценкам, до 90% видов вымерли. (Недавние исследования предположили, что это событие было вызвано падением астероида, спровоцировавшем изменения климата.) В течение последующего триасового периода (248 - 213 миллионов лет назад) выжившие особи после массового вымирания начали занимать свободные экологические ниши.
Однако в конце пермского периода были динозавры, а не млекопитающие-рептилии, которые воспользовались новыми доступными экологическими нишами для диверсификации в доминирующих наземных позвоночных. В море у лучепёрых рыб начался процесс адаптивной радиации, который сделал их класс наиболее богатым видами из всех классов позвоночных.
Одно из основных изменений в группе рептилий, породивших динозавров, заключалось в позе животных. Изменилось расположение конечностей: ранее они выступали по бокам, а затем начали расти непосредственно под телом. Это имело серьезные последствия при передвижении, поскольку позволило выполнять более энергосберегающие движения.
Трицератопс
Динозавры, или «ужасные ящерицы», делятся на два отряда, исходя из строения тазобедренного сустава: ящеротазовые и птицетазовые. Птицетазовые включают Трицератопс, Игуанодон, Гадрозавров и Стегозавров). Ящеротазовые далее подразделяются на теропод (например, целофиз и тираннозавр рекс) и завропод (например, апатозавр). Большинство ученых согласны с тем, что от динозавров теропод.
Хотя динозавры и их непосредственные предки доминировали в наземных мира во время триаса, млекопитающие продолжали развиваться в это время.
Млекопитающие являются развитыми синапсидами. Синапсиды - одна из двух великих ветвей генеалогического древа амниот. Амниоты - это группа животных, которые характеризуются наличием зародышевых оболочек, включая рептилий, птиц и млекопитающих. Другая крупная амниотическая группа, Диапсид, включает птиц и всех живых и вымерших рептилий, кроме черепах. Черепахи принадлежат к третьей группе амниот - Анапсид. Члены этих групп классифицируются по числу отверстий в височной области черепа.
Диметродон
Синапсиды характеризуются наличием пары дополнительных отверстий в черепе за глазами. Это открытие дало синапсидам (и аналогичным образом диапсидам, у которых есть две пары отверстий), более сильные мышцы челюстей и лучшие способности кусать, по сравнению с ранними животными. Пеликозавры (такие как Диметродон и Эдафозавр) были ранними синапсидами; они были млекопитающими-рептилиями. Позднее синапсиды включали терапсид и цинодонт, которые жили во время триасового периода.
Цинодонт
Цинодонты обладали многими характерными особенностями млекопитающих, включая уменьшенное количество или полное отсутствие поясничных ребер, предполагающих наличие диафрагмы; хорошо развитые клыки и вторичное небо; увеличенный размер зубного ряда; отверстия для нервов и кровеносных сосудов в нижней челюсти, что свидетельствует о наличии вибриссов.
Около 125 миллионов лет назад млекопитающие уже стали разнообразной группой организмов. Некоторые из них были бы похожи на сегодняшних однопроходных (например, на утконоса и эхидну), но также присутствовали ранние сумчатые (группа, которая включает в себя современных кенгуру и опоссумов). До недавнего времени считалось, что плацентарные млекопитающие (группа, к которой принадлежат большинство живых млекопитающих) имели более позднее эволюционное происхождение. Однако недавние обнаруженные окаменелости и данные ДНК свидетельствуют о том, что плацентарные млекопитающие намного старше, и возможно, развивались более 105 миллионов лет назад.
Обратите внимание, что сумчатые и плацентарные млекопитающие дают отличные примеры конвергентной эволюции, где организмы, которые не особенно тесно связаны, развили аналогичные формы тела в ответ на аналогичные воздействия окружающей среды.
Плезиозавры
Однако, несмотря на то, что у млекопитающих было то, что многие считают «продвинутостью», они все еще были второстепенными игроками на мировой арене. Когда мир вошел в юрский период (213 - 145 миллионов лет назад), доминирующими животными на суше, в море и в воздухе были рептилии. Динозавры, более многочисленные и необычные, чем во время триаса, были главными наземными животными; крокодилы, ихтиозавры и плезиозавры управляли морем, а воздух был заселен птерозаврами.
Археоптерикс
В 1861 году интригующая окаменелость была обнаружена в юрском известняке Зольнхофен на юге Германии, источнике редких, но исключительно хорошо сохранившихся окаменелостей. Ископаемое, казалось, сочетало в себе черты как птиц, так и рептилий: скелет рептилий, сопровождаемый ясным отпечатком перьев.
В то время как археоптерикс первоначально был описан как пернатая рептилия, его долгое время считали переходной формой между птицами и рептилиями, что сделало это животное одним из самых важных ископаемых, когда-либо обнаруженных. До недавнего времени это была самая ранняя из известных птиц. Недавно ученые поняли, что археоптерикс имеет большее сходство с манирапторами, группой динозавров, которая включает в себя печально известных велосирапторов из «Парка юрского периода», чем с современными птицами. Таким образом, археоптерикс обеспечивает сильную филогенетическую связь между этими двумя группами. Ископаемые птицы были обнаружены в Китае, которые даже старше археоптерикса, а другие открытия пернатых динозавров поддерживают теорию о том, что тероподы развивали перья для изоляции и терморегулирования, прежде чем птицы использовали их для полета.
Более пристальное изучение ранней истории птиц является хорошим примером концепции, согласно которой эволюция не является ни линейной, ни прогрессивной. Линия птиц беспорядочная, и проявляется множество «экспериментальных» форм. Не все достигли возможности летать, а некоторые выглядели совсем не так, как современные птицы. Например Микрораптор гуи, который, по-видимому, был летающим животным, и имел асимметричные перья полета на всех четырех конечностях, относился к дромеозавридам. Археоптерикс сам по себе не принадлежал к родословной, из которой развивались настоящие птицы (Neornithes ), но был членом ныне вымерших энанциорнисовых птиц (Enantiornithes ).
Динозавры распространились по всему миру во время юрского периода, но в течение последующего мелового периода (145 - 65 миллионов лет назад) их видовое разнообразие сокращалось. Фактически, многие из типично мезозойских организмов, таких как аммониты, белемниты, ихтиозавры, плезиозавры и птерозавры, в это время были в упадке, несмотря на то, что они все еще порождали новые виды.
Возникновение цветущих растений во время раннего мелового периода вызвало крупную адаптивную радиацию среди насекомых: появились новые группы, такие как бабочки, мотыльки, муравьи и пчелы. Эти насекомые выпивали нектар из цветов и выступали в качестве опылителей.
Массовое вымирание в конце мелового периода, 65 миллионов лет назад, уничтожило динозавров вместе с любыми другими наземными животными весом более 25 кг. Это проложило путь для расширения млекопитающих на суше. В море в это время рыба снова стала доминирующим таксоном позвоночных.
В начале палеоцена (65 - 55,5 миллионов лет назад) мир остался без наземных животных большого размера. Эта уникальная ситуация стала отправной точкой для большой эволюционной диверсификации млекопитающих, которые ранее были ночными животными размером с мелких грызунов. К концу эпохи эти представители фауны заняли многие из свободных экологических ниш.
Самые старые подтвержденные окаменелости приматов насчитывают около 60 миллионов лет. Ранние приматы эволюционировали от древних ночных насекомоядных, что-то вроде землероек, и напоминали лемуров или долгопят. Они были, вероятно, древесными животными и обитали в или субтропических лесах. Многие из их характерных особенностей хорошо подходили для этой среды обитания: руки, предназначенные для захвата, вращающиеся плечевые суставы и стереоскопическое зрение. У них также был относительно большой размер мозга и когти на пальцах.
Самые ранние известные окаменелости большинства современных отрядов млекопитающих появляются за короткий период во время раннего эоцена (55,5-37,7 миллионов лет назад). Обе группы современных копытных животных - Парнокопытные (отряд к которому относятся коровы и свиньи) и Непарнокопытные (включая лошадей, носорогов и тапиров) стали широко распространенными по всей Северной Америке и Европе.
Амбулоцетус
В то же время, когда млекопитающие диверсифицировались на суше, они также возвращались к морю. Эволюционные переходы, которые привели к китам, были тщательно изучены в последние годы с обширными ископаемыми находками из Индии, Пакистана и Ближнего Востока. Эти ископаемые указывают на изменение от наземных Мезонихий, которые являются вероятными предками китов, к таким животным, как Амбулоцетусы и примитивные киты, называемые Археоцетами.
Тенденция к более прохладному глобальному климату, произошедшему в эпоху олигоцена (33,7-22,8 миллионов лет назад), способствовала появление трав, которые должны были распространиться на обширные луга в течение последующего миоцена (23,8 - 5,3 миллионов лет назад). Это изменение в растительности привело к эволюции животных, таких как более современные лошади, с зубами, которые могли справиться с высоким содержанием кремнезёма в травах. Тенденция к охлаждению климата также затронула океаны, сократив количество морских планктонов и беспозвоночных.
Хотя данные ДНК свидетельствуют о том, что гоминиды эволюционировали во время олигоцена, обильные окаменелости не появлялись до миоцена. Гоминиды, на эволюционной линии, ведущей к людям, впервые появляются в летописи окаменелостей в плиоцене (5,3 - 2,6 миллионов лет назад).
Во время всего плейстоцена (2,6 млн - 11,7 тыс. лет назад) было около двадцати циклов холодного ледникового периода и теплых межледниковых периодов с интервалами около 100 000 лет. Во время ледникового периода ледники доминировали над ландшафтом, снег и лед распространялись в низинах, и транспортировали огромное количество пород. Поскольку на льду было заперто много воды, уровень моря снизился до 135 м, чем в настоящее время. Широкие наземные мосты позволили перемещаться растениям и животным. В теплые периоды большие площади снова погружались под воду. Эти повторяющиеся эпизоды фрагментации окружающей среды приводили к быстрой адаптивной радиации многих видов.
Голоцен - это текущая эпоха геологического времени. Другим термином, который иногда используется, является Антропоцен, потому что его основной характеристикой являются глобальные изменения, вызванные деятельностью человека. Однако этот термин может вводить в заблуждение; современные люди уже были созданы задолго до начала эпохи. Голоценовая эпоха началась 11,7 тысяч лет назад и продолжается до сегодняшнего дня.
Мамонты
Когда на Земле наступило потепление, уступила дорогу . По мере изменения климата очень крупные млекопитающие, которые приспособились к сильному холоду, такие как и шерстистый носорог, вымерли. Люди, однажды зависящие от этих «мега млекопитающих», как основного источника пищи, переключились на меньших животных и начали собирать растения, чтобы дополнить свой рацион питания.
Доказательства показывают, что около 10 800 лет назад климат подвергся резкому холодному повороту, который длился несколько лет. Ледники не вернулись, но животных и растений было мало. По мере того, как температура начала восстанавливаться, популяции животного мира росли, и появились новые виды фауны, которые существуют и сегодня.
В настоящее время эволюция животных продолжается, поскольку возникают новые факторы, которые вынуждают представителей животного мира приспосабливаться к изменениям окружающей их среды.
