Муниципальное общеобразовательное вечернее (сменное) учреждение

«Центр образования»

«Утверждаю»

Директор МОВУ «Центр образования»

О.В.Гетманская

«___»_________20___ г.

Методические указания

по выполнению зачетных работ 1 полугодия

«Общая биология»

для обучающихся 12 класса

Титова В.Я.

г. Биробиджан

2009-2010 учебный год

Раздел I

« Эволюция»

ГЛАВА I : Развитие эволюционных идей. Доказательства эволюции.

I сессия

Тема №1: СТЭ. Ч. Дарвин - основоположник учения об эволюции. Доказательства эволюции.

Краткий конспект

История эволюционного учения

Карл Линней (1707-1778) - верил в сотворение природы богом, предложил систему растений и животных, допускал возможность возникновения видов путем скрещивания или под влиянием условий среды.

Жан-Батист Ламарк (1744-1829) - изложил эволюционные идеи, движущей силой эволюции считал стремление к совершенству утверждал наследование благоприобретенных признаков.

Чарльз Дарвин (1809-1882) - создал эволюционную теорию, основанную на борьбе за существование и естественном отборе.

Основные положения теории Дарвина

Борьба за существование и естественный отбор на основе наследственной изменчивости являются основными движущими силами (факторами) эволюции органического мира.

Движущие силы эволюции пород и сортов - наследственная изменчивость и производимый человеком отбор.

Эволюция - процесс исторического развития живой природы на основе изменчивости, наследственности и естественного отбора.

СТЭ (синтетическая теория эволюции) возникла в начале 40-х годов. Это учение об эволюции органического мира, разработанное на основе данных современной генетики, экологии классического дарвинизма. Термин от названия книги английского эволюциониста Джулиана Хаксли - «Эволюция: современный синтез» (1942).

Постулаты СТЭ,

Материалом для эволюции служат мутации. Мутационная изменчивость имеет направленный и ненаправленный характер.

Движущим фактором эволюции является естественный отбор, возникаю-щий на основе борьбы за существование.

Наименьшей эволюционной единицей является популяция.

Эволюция носит дивергентный характер, т.е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов, но каждый вид имеет единствен-ный предковый вид, единственную предковую популяцию.

Эволюция носит постепенный и длительный характер. Видообразование -этап эволюции - последующая смена временной популяции чередой дру-гих временных популяций.

Вид состоит из множества соподчиненных морфологических, биохимиче-ских, экологических, генетически отличных, но репродуктивно не изоли-рованных единиц - подвидов и популяций. Однако известно немало видов с ограниченными ареалами и поэтому не удается вид расчленить на само-стоятельные подвиды, а реликтовые виды могут состоять из единственной популяции.

Вид существует как целостное и замкнутое образование. Целостность вида поддерживается миграциями особей из одной популяции в другую, при ко-тором наблюдается обмен аллелями («поток генов»).

Так как основным критерием вида является его репродуктивная изоляция, то он неприменим к прокариотам, низшим эукариотам, т.е. у которых от-сутствует половой процесс.

Макроэволюция на уровне выше вида (род, семейство, отряд, класс и др.) идет лишь путем микроэволюции. Согласно СТЭ, не существует законо-мерностей макроэволюции отличных от микроэволюции.

Любой реальный таксон (а не сборный) имеет монофилетическое проис-хождение.

Эволюция имеет ненаправленный характер, т.е. не идет в направлении ка-кой-либо конечной цели. Эволюция не носит финалистического характера.

СТЭ вскрыла глубинные механизмы эволюционного процесса, накопила множество новых факторов и доказательств эволюции живых организмов, объ-единила данные многих биологических наук. Тем не менее, СТЭ (неодарви-низм) находится в русле тех идей и направлений, которые были заложены Чарльзом Дарвином.

Задание:

1. В истории определяют «собирательный» период. С трудами каких учёных биологов он связан? Чем характеризовался этот период и каково его значение для развития биологии как науки?

2. В чём сущность эволюционной теории Ламарка?

3. Какие наблюдения привели Дарвина к мысли об изменяемости видов?

4. Назовите движущие силы (факторы) эволюции органического мира?

5. дайте объяснение одному из постулатов СТЭ, согласно которому эволюционный процесс не имеет направленности и никогда не достигнет конечного результата, т.е. финала

Тема №2: Доказательства эволюции

Краткий конспект

1. Эмбриологические доказательства эволюции.

Биогенетический закон Геккеля-Мюллера. Индивидуальное развитие организма есть краткое повторение зародышевых стадий предков или онтогенез есть краткое повторение филогенеза.

Карл Бэр - вывел закон зародышевого сходства. На ранних стадиях зародышы всех позвоночных сходны между собой, и более развитые формы проходят этапы развития более примитивных форм.

2. Сравнительно-анатомические (морфологические) доказательства

Формы, сочетающие в себе признаки нескольких крупных систематических единиц.

Пример: эвглена зеленая (признаки ранении - хлоропласты, использование СО2; признаки животных - жгутики, светочувствительный глазок).

Связь между разными классами животных свидетельствует об общности их происхождения. Яйцекладущие (утконос, ехидна) по ряду особенностей своей организации промежуточны между рептилиями и млекопитающими.

Строение передних конечностей некоторых позвоночных. Несмотря на выполнение ими разных функций, они имеют сходные черты строения. Например: ласт кита, лапа крота, крыло птицы, рука человека, лапа кроко-дила - имеют кости: плечо, предплечья, кисти, только они разной формы и размеров.

Термины:

Аналогичные органы - органы, выполняющие одинаковые функции, но имею-щие разное строение и происхождение. Результат конвергенции. Пример: У медведки (насекомого) и крота (млекопитающего) сходство форм передних ног.

Гомологичные органы - органы, сходные между собой по строению, происхо-ждению, но выполняющие разные функции. Результат дивергенции. Пример: Рак речной и краб (имеют клешни).

Конвергенция - сближение признаков в пределах систематических групп. Пример: Кит и рыба (форма тела). Корень и корневище.

Дивергенция - расхождение признаков в пределах популяции, вида. Пример: Заяц-беляк и заяц-русак. Клевер луговой и клевер ползучий.

3. Палеонтологические доказательства эволюции.

В.О. Ковалевский - его работы были первыми исследованиями, которые показали, что одни виды происходят от других. Он исследовал историю развития лошадей. Современные однопалые лошади произошли от всеяд-ных пятипалых. Изменение климата вызвало сокращение лесов, увеличи-лись размеры степей, и началось освоение этих степей лошадьми. Необхо-димость защищаться от хищников и передвигаться на большие расстояния в поисках пищи привело к преобразованию конечностей - уменьшению числа фаланг вплоть до одной. Параллельно преобразовались органы: уве-личение размера тела, изменение формы черепа и усложнение строения зубов, возникновение пищеварительного тракта, свойственного травояд-ным.

Ковалевский В.О. обнаружил последовательные ряды ископаемых форм лошадиных. Такие ряды, последовательно сменяющие друг друга, на-зываются филогенетическими и свидетельствуют о существовании эволю-ционного процесса.

Переходные формы. При установлении факта постепенного эволюционно-го развития у представителей невысокого систематического ранга (иско-паемые лошадей, слонов, моллюсков) наблюдается преемственность меж-ду современными и ископаемыми формами. Но противники эволюции ут-верждали, что систематические группы более высокого ранга являются ре-зультатом отдельного акта творения, поэтому особый интерес представля-ют ископаемые формы, сочетающие признаки древних и более молодых групп высокого систематического ранга - переходные формы.

кистеперые рыбы

1. Рыбы земноводные;

папоротники

стегоцефалы

3. земноводные пресмыкающиеся

вольвокс

4. одноклеточные многоклеточные

эвглена зеленая

5. одноклеточные одноклеточные животные

Вывод: Существование переходных форм показывает, что постепенный харак-тер исторического развития свойственен не только низшим, но и высшим сис-тематическим группам.

4. Биогеографические доказательства

Яркое свидетельство эволюционного прогресса - распро-странение животных и растений по поверхности нашей планеты. А. Уоллес выделил 6 зоогеографических областей. Степень сходства и различия между разными областями неодинакова. Например: флора и фауна Неоарктической и Палеоарктической областей имеют много общего, хотя и изолированы Беринговым проливом. А Неоарктическая и Неотропическая существенно отличаются, хотя и соединены сухопутной связью - Панамским перешейком. В чём же причина? Вероятно, это связано с историей формирования материков, времен их изоляции. Во втором случае сухопутная связь возникла недавно, а в первом случае, вероятно, очень давно между областями существовал сухопутный мост - Берингов перешеек.

Вывод: Чем теснее связь континентов, тем более родственные формы там обитают. Чем древнее изоляция частей света друг от друга, тем больше различия между их населением.

Задание: выучить термины наизусть; выполнить тестовую работу № 1.

1. Аналогичными органами у растений являются:

Корень и корневище (а);

Лист и чашелистик (б);

Тычинки и пестик (в).

2. К дивергенции признаков у организмов приводят:

Модификации (а);

Комбинации (б);

Мутации (в).

3. Аналогичными органами являются конечности:

Крота и медведки (а);

Крота и утки (б);

Крота и собаки (в).

4. Гомологичными органами у животных являются:

Крыло птицы и бабочки (а);

Лапы тигра и крота (б);

Конечности таракана и лягушки (в).

5. Разнообразие вьюрковых птиц есть результат:

Дегенерации (а);

Ароморфоза (б);

Дивергенции (в).

6. Конвергенция признаков наблюдается у:

Мыши и зайца (а);

Акулы и кита (б);

Волка и лисицы (в).

7.Переходной формой между земноводными и рептилиями были:

Стегоцефалы (а);

Динозавры (б);

Зверозубые рептилии (в).

8.Впервые семенами стали размножаться:

Семенные папоротники (б);

Покрытосеменные (в).

9. Переходной формой между рептилиями и птицами является:

Птеродактиль (а);

Иностранцевия (б);

Археоптерикс (в).

10. Кто обнаружил последовательные ряды ископаемых форм лошадиных?

В.О. Ковалевский (а);

А.О, Ковалевский (б);

Карл Бэр (в)

Тема №3: Вид, критерии вида. Видообразование

Краткий конспект

Вид - совокупность особей, обладающих наследственные сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство, приспособленных к определенным условиям жизни и занимаю природе определенную область - ареал. Вид состоит из популяций.

Популяция - совокупность особей одного вида, которая дл1 но существует в определенной части ареала относительно обособленно от других совокупностей того же вида. Популяция - элемент единица эволюции.

Критерии вида

1. Морфологический - все особи должны иметь сходное внешнее и внутреннее строение.

2. Генетический - у всех особей должны быть одинаковые число мер и форма хромосом.

3. Физиологический - у всех особей должны быть сходными пpoцессы жизнедеятельности, что позволяем им (вместе с генетическим сходством)

свободно скрещиваться и давать плодовитое потом

4. Географический - все особи вида обитают в определенном ареале.

5. Экологический - все особи вида существуют при сходной совокупности факторов внешней среды.

Только совокупность всех критериев правильно характеризует в

Видообразование

Географическое	Экологическое
При расширении ареала или его расчленении популяции в разных его частях могут встретиться с разными условиями жизни, что приведет к тому, что в разных частях ареала отбор вызовет разные изменения генофонда популяции и может привести к образованию новых видов.	Происходит, когда в пределах одного ареала условия жизнь популяций оказываются разными (например, одна живёт на свету, а другая в тени). При этом отбор также будет идти разных направлениях и может привести к образованию новь видов.

Задание:

Составить краткий конспект по вопросам темы, используя учебники, дополнительную литературу и другие источники информации.

Что такое популяция? Приведите примеры популяций животных и растений вашей местности.

Что называется видом? Приведите примеры видов, встречающихся в вашей местности.

ГЛАВА II : Механизмы эволюционного процесса

Тема №4: Основные пути и направления эволюционного процесса.

Краткий конспект

Трудами А.Н. Северцова и И.И. Шмальгаузена установлены два главных направления эволюции:

Биологический прогресс. Биологический регресс.

Деятельность человека оказывается все более мощным фактором эволюции видов.

Задание:

выучить термины наизусть;

выполнить тестовую работу № 2

1. Какое из названных «приобретений» животных можно считать ароморфозом?

а) Утрата шерстяного покрова слонами;

б) Появление яиц пресмыкающихся и их развитие на суше;

в) Удлинение конечностей лошади.

а) Превращение листьев кактуса в колючки;

б) Утрата органов кровообращения у плоских червей;

в) Возникновение теплокровности.

3. Какое из направлений эволюции приводит к серьезным перестройкам ор-ганизма и возникновению новых таксонов?

а) Идиоадаптация;

б) Ароморфоз;

в) Дегенерация.

4. Какое из утверждений является правильным?

а) Дегенерация не бывает прогрессивной;

б) Дегенерация может быть прогрессивной;

в) Дегенерация всегда приводит к вымиранию вида.

5. Разные виды дарвиновских вьюрков возникли путем:

а) Ароморфоза;

б) Дегенерации;

в) Идиоадаптации.

Тема №5: Роль изменчивости в эволюционном процессе

Краткий конспект

1. Используя учебники, дополнительную литературу и другие источники информации.

повторить основные генетические понятия:

Что такое фенотип?

Как можно изобразить графически взаимоотношения генотипа, среды и фенотипа?

Какой вид изменчивости вызывается нарушением равновесия между

гено-типом организма и внешней средой?

Какую роль в эволюционном процессе играют мутации, комбинации и новообразования в результате взаимодействия генов?

Почему популяцию считают основной формой существования вида и эле-ментарной единицей эволюции?

Изменчивость

Модификационная Не связана с изменением генотипа. Возникает в результате взаимодействия заложенных в генотипе качеств с внешней средой. Пределы модификационной изменчивости называют нормой реакции. Норма реакции определяется генотипом

Наследственная Связанна с изменением генотипа 1. Комбинативная Изменчивость, вызванная новой комбинацией генов в потомстве 2 . Соотносительная Связана, с тем, что один и тот же ген влияет на несколько признаков 3. Мутации: Генные: Изменения отдельных генов (точечные мутации - мутации, затрагивающие один нуклеотид) Хромосомные: Видимые преобразования хромосом (полиплоидия - увеличение числа хромосомных наборов) Соматические: Мутации в соматических (неполовых клетках)

Задание:

Составить краткий конспект по вопросам темы, используя учебники, дополнительную литературу и другие источники информации.

Какое значение имеет модификационная изменчивость?

В чём значение наследственной изменчивости?

Определите, к каким формам изменчивости относятся следующие явления:

В соцветии сирени могут быть цветки с пятью и более лепестками.

В гнезде галки среди чёрных галчат один оказался белым.

У лошадей с белой звёздочкой на лбу, всегда белая шерсть на ногах.

При скрещивании люцерны посевной и серповидной получился гибрид промежуточной формы.

На хорошо удобренной почве капуста образует крупные

кочаны, а на бедной почве - мелкие.

II сессия

Тема №6: Борьба за существование и естественный отбор

Краткий конспект

Дарвин выделил три формы борьбы за существование.

. Внутривидовая - самая жесткая и острая, т.к. все особи одного вида нуж-даются в одних и тех же и к тому же ограниченных ресурсах: пище, жиз-ненном пространстве, убежищах, местах размножения.

Вывод: Форма этой борьбы обусловливает процветание вида в целом, способ-ствует его совершенствованию.

Пример: Популяция одуванчика.

. Межвидовая - протекает остро, если виды относятся к одному роду и ну-ждаются в одинаковых условиях существования.

Пример: Серая крыса крупнее и агрессивнее, вытеснила черную крысу в посе-лениях человека.

Вывод: Форма этой борьбы приводит к эволюции обоих взаимодействующих видов, к развитию у них взаимных приспособлений. Также она усиливает и обостряет внутривидовую борьбу.

. Борьба с неблагоприятными условиями среды также усиливает внутриви-довое состязание, т.к. особи одного вида конкурируют за пищу, свет, тепло и т.д.

Вывод: Победители - наиболее жизнеспособные особи (с эффективным обме-ном веществ и физиологическими процессами). Если биологические особенно-сти передадутся по наследству, то при этом будут совершенствоваться видовые приспособления к среде обитания.

Причины, которые приводят к гибели многих особей одуванчика и не дают этому виду занять весь земной шар:

Плоды вместе с сеном попадают в желудок овцы;

Плодами питаются многие птицы;

Всходами питаются травоядные животные;

Топчут люди, автомашины, тракторы;

Мешают другие, более высокие растения (пырей, крапива, кустарники деревья), они затемняют, берут воду и пищу, препятствуют распространению семян одуванчика ветром;

Сами одуванчики вытесняют друг друга;

Семена погибают в пустынях и Антарктиде, на скалах;

Семена погибают и в средней полосе, если они упадут в неблагоприятные для сохранения и прорастания условия;

Растения гибнут от сильных морозов и засухи;

Растения гибнут от болезнетворных бактерий и вирусов.

Задание №1 Заполните таблицу (в каждой графе укажите порядковые номера причин, пере численных выше)

Формы борьбы за существование одуванчиков:

Внутривидовая борьба.	Межвидовая борьба.	Борьба с небла-гоприятными условиями среды.
Ответы:	Ответы:	Ответы:

Задание №2

Составить краткий конспект по вопросам темы, используя учебники, дополнительную литературу и другие источники информации.

Какой из видов борьбы за существование протекает более остро? Почему?

Можно ли борьбу за существование, как понимал её Дарвин, назвать борьбой за существование в прямом смысле слова? Почему?

Какова роль борьбы за существование в процессе эволюции?

Краткий конспект

В борьбе за существование выявляются наиболее приспособленные к данным условиям обитания особи. Борьба за существование ведёт к естественному отбору.

Естественным отбором называют процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство npeимущественно особи с полезными в данных условиях наследственными изменениями.

Формы естественного отбора.

. Движущая форма ЕО действует в изменяющихся условиях существования. Давление отбора направлено против особей, имеющих отклонения от средней нормы в сторону усиления или ослабления выраженности призна-ка, в пользу организмов, обладающих отклонениями в противоположную сторону.

Пример: Привыкание к яду серых крыс, к ядохимикатам насекомых.

. Стабилизирующая форма отбора действует в постоянных условиях среды. Давление отбора направлено в сторону организмов, обладающих средней выраженностью признака. В результате происходит предохранение ее от разрушающего действия

мутационного процесса.

Пример: Устойчивые размеры и формы цветков у насекомоопыляемых

расте-ний; сохранились до наших дней «живые ископаемые» - латимерия, гаттерия, реликтовый таракан.

. Разрывающий или дизруктивный отбор действует при изменении условий существования. Давление против особей со средней нормой в пользу ор-ганизмов, которые имеют отношения в сторону усиления и ослабления признака.

Пример: На океанических островах мухи с нормальными крыльями сдуваются в океан и погибают. Преимущество у длиннокрылых, оказывающих сопротив-ление ветру, и у организмов с недоразвитыми (рудиментарными) крыльями, переходящих к ползающему существованию.

Обстоятель-ства, благоприятствующие естественному отбору:

Высокая частота проявления неопределенных наследственных изменений;

Многочисленность особей вида, повышающая вероятность полезных из-менений;

Неродственное скрещивание, увеличивающее размах изменчивости в по-томстве;

Изоляция группы особей, препятствующая их скрещиванию с остальной массой организмов данной популяции;

Широкое распространение вида.

Наряду с этим главным условием успеха является накопляющее действие ЕО, в котором и заключается его творческая видообразующая деятельность.

Задание №3

Составить краткий конспект по вопросам темы, используя учебники, дополнительную литературу и другие источники информации.

Сравните между собой движущую и стабилизирующую формы отбора, выявите черты сходства и различия.

В чём заключается творческая роль естественного отбора

Тема №7: Образование новых видов

Краткий конспект

Дарвин считал своей основной задачей объяснение образования новых

видов в природе. Как же Дарвин объясняет образование видов в природе? И в этом вопросе он исходит из практики: «Здесь в применении к человеческой деятельности мы видим проявление того, что можно назвать началом расхож-дения признаков, вызывающим неизменное разрастание первоначально едва заметных различий в признаках пород, как между собой, так и со своим общим предком». То же относится к сортам культурных растений. Дарвин по аналогии ставит вопросы: «Может ли что-нибудь подобное этому началу иметь место в природе? Нет ли там дивергенции признаков?» Многочисленные факты, кото-рые он собрал, приводят его к выводу о наличии дивергенции в природе и пользе разнообразия признаков.

По Дарвину, внутри исходного вида идет процесс дивергенции - рас-хождения признаков, в результате которого потомки все больше удаляются от своего исходного вида. Из одного родоначального вида естественным отбором образуются два и более новых вида. Материалом для этого процесса являются случайные наследственные изменения, качественные особенности которых в меняющихся условиях среды сопоставляются в борьбе за существование и попадают под действие ЕО.

Микроэволюиия - внутривидовая эволюция, проходит за исторически ко-роткий промежуток времени и приводит к образованию новых подвидов, ви-дов, популяций.

Макроэволюция - надвидовая эволюция, охватывает большие промежутки вре-мени, обширные территории и приводят к возникновению всех систематиче-ских единиц крупнее вида (роды, семейства, классы, типы). Однако при таких больших масштабах остаются невыясненными начальные этапы эволюционно-го процесса, реализующиеся на популяционно-видовом уровне. Между макро - и микроэволюцией принципиальной разницы в механизмах ее протекания не существует. Согласно современной эволюционной теории, нет факторов макроэволюции, отличных от микроэволюционных, хотя явления (параллелизмы, конвергенция) легче изучать с позиции макроэволюции.

Расчленение понятия микроэволюции на частные понятия.

Элементарная эволюционная структура - популяция.

Элементарный эволюционный материал - мутации.

Элементарное эволюционное явление - изменение генотипического соста-ва популяции.

Элементарные эволюционные факторы.

Факторы:

Не направляют эволюционный процесс Направляет эволюционный процесс

а) возникновение мутаций;

Естественный отбор

б) «волны жизни»;

в) дрейф генов;

г) изоляция.

Изменение генотипического состава популяции происходит из-за того, что соотношение разных генотипов в популяции может изменяться, а значит и генофонд популяции также изменяется.

Факторы, не направляющие эволюционный процесс:

Мутации возникают в результате постоянно идущего в природе мутацион-ного процесса и комбинативной изменчивости, возникающей в результате ком-бинации хромосом при гибридизации.

R 1905 году Сергей Сергеевич Четвериков издал труд «Волны жизни» -раскрыл значение колебания численности популяций - популяционные волны («волны жизни»). Причины волн: пища (у грызунов чередуются подъемы и спады численности, - популяционные циклы, длящиеся обычно 4 года); хищ-ничество; вспышки эпидемий; факторы окружающей среды (урожай еловых шишек после теплого сухого лета положительно сказывается на росте популя-ции белок); попадание в новые условия жизни (последствия расселения ондат-ры в Европе и в СССР, завоевание кроликами Австралии).

Значение волн жизни: увеличивается вероятность появления мутаций и их комбинаций, они являются эволюционным фактором и поставщиком эво-люционного материала.

Дрейф генов. При увеличении численности видов ареал расширяется. По-пав за пределы ареала, небольшие популяции могут закрепляться в новых мес-тах обитания и подвергаются действию условий, отличающихся от первона-чальных условий той части ареала, в которой был раньше вид.

Отсюда случай-ное ненаправленной изменение частот аллелей в малых популяциях - генети-ческий дрейф. Генофонд малочисленной популяции беднее, чем родительский. Но случай может дать развитие мутационному аллелю или его уничтожить. Но если мутантный аллель вытеснил полностью нормальный, это и есть результат случайного процесса - дрейфа генов.

Изоляция - процесс, который препятствует скрещиванию особей разного вида и приводит к расхождению признаков внутри одного вида.

1. Географическая (связана не только с изменениями в ландшафте, но и с дея-тельностью человека).

Пример: В 20-30 годах ареал соболя имел мозаичную структу-ру, а в 40—50 годах ареал был восстановлен.

2. Биологическая (репродуктивная, приво-дит к нарушению скрещивания или пре-пятствует воспроизведению нормально-го потомства):

Эколого-этологическая (уменьшена вероятность встречи полов);

Морфофизиологическая (уменьше-на вероятность оплодотворения);

Генетическая (разные хромосомные аппараты -* отсюда появляются гибриды с низкой жизнеспособно-стью,

Вывод: Мутации и «волны жизни» изменяют частоты аллелей, а изоляция уси-ливает их действие, независимо от того повышается или понижается приспо-собленность организмов к условиям существования.

Единственный направленный фактор эволюции - естественный отбор (ЕО)

В результате действия ЕО формируется приспособление организмов, увеличивается разнообразие живой природы. Т.е. ЕО - избирательное воспро-изведение генотипов в популяции. ЕО, дифференцируя размножение опреде-ленных генотипов в популяциях, изменяет и соотношения их генотипов. Выде-ляют 3 формы ЕО: движущий (расширяет границы наследственной изменчиво-сти популяции), стабилизирующий (сокращает изменчивость популяции), дизруктивный (разделяет популяции на части).

Общий вывод : Наследственные изменения (мутации и рекомбинации) служат материалом для эволюции, изоляция закрепляет различия, естественный отбор определяет размножение и гибель особей, а все вместе они обеспечивают из-менение генетического состава популяций вплоть до образования новых видов.

Задание:

Составить краткий конспект по вопросам темы, используя учебники, дополнительную литературу и другие источники информации.

Что такое популяция? Приведите примеры популяций животных и растений Вашей местности?

2. Что называется видом? Приведите примеры видов, встречающихся в вашей местности.

3. Назовите и охарактеризуйте основные критерии вида.

4. Какую роль играют в эволюции дрейф генов и популяционные волны?

5. Опишите два основных способа видообразования

Тема №8: Приспособленность - результат действия факторов эволюции. Относительный характер приспособлений.

Краткий конспект

1. Возникновение приспособлений.

По Ламарку: Идея о врожденной способности организмов изменяться под воздействием внешней среды.

Движущей силой эволюции является стремление организмов к совершенству.

Пример: Слоны при добывании пищи вынуждены были постоянно вытягивать свою верхнюю губу, чтобы достать пищу. Этот признак передается по наследству. Так возник длинный хобот слонов.

По Линнею: Приспособленность организмов - проявление изначальной. целесообразности.

Движущей силой эволюции является Бог.

Пример: слонов, как и всех животных, создал Бог, поэтому все слоны с момента возникновения обладают длинным хоботом.

По Дарвину: Приспособления возникли в результате появления нов мутаций, волн численности, скрещиваний новых мутантных организмов. Движущей силой эволюции являются естественные законы природы.

Пример: Среди множества слонов были животные с хоботами разной длин Те из них, у кого хобот был немного длиннее, более успешно добывали се пищу и выживали. Этот признак передавался по наследству. Так, постепенно возник длинный хобот слонов.

2. Виды приспособлений: покровительственная окраска, маскировка, мимикрия, предупреждающая (угрожающая)окраска.

3. Относительный характер приспособлений.

Учение Дарвина с естественном отборе не только объяснило как могла возникнуть приспособленность в органическом мире, но и доказало, что

она всегда имеет относи-тельный характер.

Защитные приспособления от одних врагов оказываются неэффективными от других (ядовитых змей поедают мангусты, ежи, свиньи);

Проявление инстинктов у животных может оказаться нецелесообразным

(ночные бабочки собирают нектар со светлых цветков, но и летят на огонь, хотя и гибнут при этом);

Полезный в одних условиях орган становится бесполезным и даже отно-сительно вредным в другой среде (перепонки между пальцами у горных гусей, которые никогда не опускаются на воду);

Возможны и более совершенные приспособления к данной среде обитания (некоторые виды животных и растений быстро размножались и

широко рас-пространялись в совершенно новых для них районах земного шара, куда были случайно или намеренно завезены человеком).Таким образом, относительный характер приспособленности противоречит утверждению об абсолютной целесообразности в живой природе.

Задание:

Используя знания из курса зоологии, назовите черты приспособленности к среде обитания у рыб и птиц

Глава III « Возникновение и развитие жизни на Земле»

Тема №9: Возникновение жизни на Земле

Краткий конспект

1. При развитии взглядов о происхождении жизни возникли теории:

(1) биогенез - «живое из живого»;

(2) абиогенез - «живое от неживого», допускали самозарождение жизни.

XVII век. Франческо Реди поставил опыт, доказывающий, что «живое живого» возникает. Поместил гнилое мясо в закрытый горшок, на нем не изошло развития личинок мух. Противники считали, что это не произошло вследствие того, что не проходил воздух. Тогда Реди взял несколько сосудов открытых, а один прикрыл марлей, но так и не доказал, т.к. сторонники вита-листического учения (от лат. Vita - «жизнь») считали, что в каждом организме есть «жизненная сила», после того как ее «вдохнуть» в неживое, возникает живое. Споры продолжались и в первой половине XIX века. Возможность самозарождения допускал и дед Чарльза Дарвина - Эразм Дарвин. Спор разго-релся в 1859 году. Медик Пуше написал трактат о самозарождении организмов. В этом же году вышла книга

«Происхождение видов» Дарвина и возник вопрос «Как возникла жизнь на Земле?». Французская академия выдвинула премию за попытку осветить по-новому вопрос о зарождении жизни на Земле. Эту пре-мию

через 3 года получил в 1862 году Луи Пастер. По простоте опыт соперни-чал с опытом Франческо Реди. (Рассказ с использованием рис. 64 стр. 181 учеб-ника Д.К. Беляева). Это был удар по виталистическому учению. Возник афоризм «Все живое из живого!». Из неживого никогда и ни при каких условиях.

2. Определение понятию «жизнь» и выделение существенных признаков (свойств) живых систем. Ф. Энгельс дал классическое определение: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным

моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что при-водит к разложению белка». Под белком Ф. Энгельс имел в виду структуры, содержащие белок, а не собственно белок.

М.В. Волькенштейн: «Живые тела, существующие на Земле, представ-ляют собой открытые саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся систе-мы, построенные из биополимеров - белков и нуклеиновых кислот».

Жизнь есть форма движения материи более высокого уровня.

Жизнь - это комплекс свойств: обмен веществ, способность к росту, индивидуальному и историческому развитию, воспроизведению себе подоб-ных, раздражимость и подвижность.

Вывод : При определении понятия «жизнь» должны учитываться все свойства живого организма.

3. Современные теории происхождения жизни на нашей планете исходят из положения о том, что происхождение и эволюция живого определяется хими-ческим составом древней Земли. Поэтому сначала надо рассмотреть гипотезы происхождения нашей планеты. Существует множество гипотез, но наиболь-шее признание получила гипотеза, основы которой были заложены работами советского академика О.Ю. Шмидта в середине XX века.

1) Возникновение газопылевого облака после вспышки сверхновой звезды ~ 6 млрд. лет назад.

2) При t = 1000°С на Земле происходили процессы аналогичные процессам в доменных печах.

3) Тяжелые металлы скапливались внизу и образовывали ядра планет, легкие всплывали наверх, образуя горные породы.

4) Летучие легкие вещества образовали первичную атмосферу из Н2, Не, О2, N2 С и паров (H20,CH4,C02,NH3).

5) При t < 100°С образовались водные пространства, где углеводороды и газ] первичной атмосферы образовали сложные органические вещества.

Знания, полученные вследствие развития астрофизики, геохимии, биохимии, биофизики, молекулярной биологии позволили расширить

исследования по проблеме возникновения жизни на Земле. Экспериментальное подтверждение получила гипотеза А.И. Опарина. Основные положения гипотезы (1922г.):

Условия возникновения жизни на Земле (разогревание Земли, ускорен химических реакций, образование первичной атмосферы, своеобразие ее газ вого состава, охлаждение планеты, появление первобытного океана);

Абиогенный синтез простейших органических веществ из неорганических используемые при этом источники энергии. Возможные источники энергии: молнии, УФИ, космические лучи, радиоактивные частицы, ударные волны метеоритов, тепло от

вулканов, гейзеров, горячих источников.

Образование белков, жиров, углеводов, нуклеиновых кислот.

Образование коацерватов как обособление в растворе более высокомолекулярных веществ в виде высококонцентрированного раствора.

Взаимодействие коацерватов с окружающей средой, сходство с живыми организмами: рост, питание, дыхание, обмен веществ, размножение.

Возникновение полинуклеотидов, способных воспроизводить себе подобных, - важный этап в становлении живого.

В 1955 году в Чикагском университете Юри и Миллер провели oпыт, доказывающий, что первым шагом на Земле был абиогенный синтез органических веществ.

Наряду со сторонниками этой гипотезы есть и противники. Одни них является астроном Фред Хойл. Недавно он высказал мнение, что мыс возникновении живого в результате описанных выше случайных взаимодействий молекул «столь же нелепа и неправдоподобна, как утверждение, что ураган, пронесшийся над мусорной свалкой, может привести к сборке «Боинга-747».

* Самое трудное для этой гипотезы Опарина объяснить появление способности живых систем к самовоспроизведению. Гипотезы по этому вопросу малоубедительны.

Гипотеза академика А.И. Опарина является наиболее разработанной и в значительной степени подтверждена экспериментально, однако наряду с ней исследуются и другие гипотезы. С. Аррениус и В.И. Вернадский считали, что жизнь во Вселенной существует вечно и переносится космическими лучами с одной планеты на другую, пока не встретит подходящих условий для своего развития.

Другие считают, что жизнь возникла на других планетах раньше, а поэтому необходимо осуществлять поиск внеземных цивилизаций.

Либих - сторонник теории «панспермии» (от греч. «пан» - общность), планеты на планету метеоритами заносятся простейшие организмы или споры. Начало жизни от простых форм к сложным.

В настоящее время ученые Крик и Орчел считают, что Земля «засеяна» существами из других планетных систем с помощью ракет с контейнерами простейших организмов. Естественно, что заранее устанавливают, есть ли условия жизни. Разумеется, доказать и категорично опровергать невозможно. Возникает еще один вопрос: «Если жизнь возникла не на Земле, то как она возникла вне ее?»

Известный астрофизик, член-корреспондент АН РФ И.С. Шкловский считает, что наша цивилизация является единственной в нашей Галактике или даже на всей наблюдаемой части Вселенной. Этот вывод только подчеркивает необходимость особой ответственности человечества по сохранению нашей планеты, как среды обитания жизни.

Несмотря на все сказанное выше, проблема возникновения жизни остаётся

нерешенной, и при всех огромных успехах биохимии ответы на вопросы носят умозрительный характер. Гипотезы, которая могла бы стать «руководящёй» превратиться во всеобъемлющую теорию, пока еще нет.

Подробности перехода от сложных неживых веществ к простым организмам покрыты тайной.

Задание:

Составить краткий конспект по вопросам темы, используя учебники, дополнительную литературу и другие источники информации.

1. Известно, что на протяжении всей истории цивилизованное человечество интересовалось проблемой сущности и происхождения жизни.

Какие теории или гипотезы о возникновении жизни вам известны? На каккие большие группы их можно разделить? Охарактеризуй" идеи этих утверждений.

2. Опишите опыт Ф. Реди. Какую теорию о возникновении они опровергали?

1. Прокомментируйте существующее убеждение: что(представить процесс

3. Каким образом эксперименты французского ученого Луи Пастера. доказали невозможность самопроизвольного зарождения жизни?

4. Вставьте пропущенные слова и охарактеризуйте каждое из них.

Коацерваты не были еще... существами. Они проявляли сходство с такими признаками как рост,... с окружающей средой. Поэтому возникновение... рассматривают как стадию развития....

Тема №10: Этапы развития жизни на Земле.

Краткий конспект

ЭРЫ		и их продолжительность (в млн. лет)	Животный и растительный мир
Название и продолжитель-ность (в млн. лет)	(в млн.лет)
Кайнозойская (новой жизни), 67	67	Антропоген, 1,5	Появление и развитие человека. Животный и растительный мир принял современный облик
		Неоген, 23,5	Господство млекопитающих, птиц
		Палеоген, 42	Появление хвостатых лемуров, долгопятов, позднее — парапитеков, дриопитеков. Бурный расцвет насекомых. Продолжается вымирание крупных пресмыкающихся. Исчезают многие группы головоногих моллюсков. Господство покрытосеменных растений
Мезозойская (средней жизни), 163	230	Меловой, 70	Появление высших млекопитающих и настоящих птиц, хотя и зубастые 1 еще распространены. Преобладают костистые рыбы. Сокращение папоротников и голосеменных. Появление и распространение покрытосеменных.
		Юрский, 58	Господство пресмыкающихся. Появление археоптерикса. Процветание головоногих моллюсков. Господство голосеменных.
		Триасовый, 35	Начало расцвета пресмыкающихся. Появление первых млекопитающих, настоящих костистых рыб
Палеозойская (древней жизни), 340	Возможно, 570	Пермский, 55	Быстрое развитие пресмыкающихся. Возникновение зверозубых пресмыкающихся. Вымирание трилобитов. Исчезновение каменноугольных лесов. Богатая флора голосеменных
		Каменноугольный, 75—65	Расцвет земноводных. Возникновение первых пресмыкающихся. Появление летающих форм насекомых, пауков, скорпионов. Заметное уменьшение трилобитов Расцвет папоротникообразных. Появление семенных папоротников
		Девонский, 60	Расцвет щитковых. Появление кистеперых рыб. Появление стегоцефалов, распространение на суше высших споровых
		Силурийский, 30	Пышное развитие кораллов, трилобитов. Появление бесчелюстных позвоночных: — щитковых. Выход растений на сушу — псилофиты. Широкое распространение водорослей
		Ордовикский, 60 Кембрийский, 70	Процветают морские беспозвоночные. Широкое распространение трилобитов, водорослей
Протерозойская (ранней жизни),	2700		Органические остатки редки и малочисленны, но относятся ко всем типам беспозвоночных. Появление первичных хордовых — подтипа бесчерепных
Архейская (самая древ-няя в истории Земли),	Возможно, >3500		Следы жизни незначительны.

Задание:

Выполнить зачётную работу № 1 используя учебники, дополнительную литературу и другие источники информации по теме «Развитие эволюционных идей. Доказательства эволюции. Механизмы эволюционного процесса

Задание №1 Основоположник учения об эволюции

Ч. Дарвин

М Ломоносов

Ж. Ламарк

Задание №2 Установите соответствие между признаком моллюска большого прудовика и критерием вида, для которого он характерен

Признак большого прудовика Критерии вида

А) органы чувств - одна пара щупалец

Б) коричневый цвет раковины 1) морфологический

В) населяют пресные водоёмы

Г) питается мягкими тканями растений 2) экологический

Д) раковина спирально закручена

А	Б	В	Г	Д

Задание №3 Аналогичные и гомологичные органы изучают

Эмбриологические доказательства

Сравнительно-анатомические доказательства

Палеонтологические доказательства

Биогеографические доказательства

Задание №4 Экологический критерий вида заключается в том, что особи, принадлежащие к одному виду

Похожи друг на друга по внешнему строению

Ведут сходный образ жизни в близких условиях среды

Обитают на общей территории

Схожи по физиологическим особенностям жизнедеятельности

Задание №5 Установите соответствие между утверждением и доказательством эволюции, которому оно соответствует

Утверждение Доказательства эволюции

А) онтогенез человека, как и шимпанзе,

начинается с зиготы.

Б) крыло птицы и лапа крота 1) Эмбриологические

Гомологичные органы

В) в стадии лошадей возможно

появление трёхпалых особей 2) Сравнительно - анатомические Г) зародыш млекопитающего

имеет жаберные щели

Д) все позвоночные в индивидуальном развитии

проходят стадии бластулы, гаструлы, нейрулы.

А	Б	В	Г	Д

Задание №6 Элементарной эволюционной единицей является

Род 3. Популяция

Вид 4. Биоценоз

Задание №7 Что такое эволюция?

Задание №8 Установите соответствие между особенностью строения организма человека и видом сравнительно - анатомических доказательств его эволюции

Особенность строения Виды доказательств

А) развитие хвоста

Б) аппендикс 1) атавизмы

В) копчик

Г) густой волосяной покров на теле 2) рудименты

Д) складка мигательной перепонки

А	Б	в	Г	Д

Задание №9 Группа наиболее сходных особей вида, относительно обособленных от других групп этого вида, длительно проживающих на определённой территории, представляет собой

Стадо 3. Подвид

Популяцию 4. Род

Задание № 10 По вашему мнению, почему в редких случаях у отдельных людей появляются атавизмы

Задание №11 Среди перечисленных примеров определите ароморфоз

Появление лёгочного дыхания у земноводных

Утрата конечностей китами

Формирование покровительственной окраски

Видоизменение конечностей у крота

Задание №12 Дегенерация - это

Случаи проявления признаков предков у отдельных особей

Крупные эволюционные изменения, ведущие к общему подъёму организации

Эволюционные изменения, ведущие к упрощению организации

Мелкие эволюционные изменения, обеспечивающие приспособленность к среде обитания

Задание №13 Главная причина биологического регресса многих видов в настоящее время

Изменение климата

Хозяйственная деятельность человека

Изменение рельефа

Увеличение численности хищников

Задание №14 Какие изменения не относятся к ароморфозу

Живорождение у млекопитающих

Прогрессивное развитие головного мозга у приматов

Превращение конечностей китов в ласты

Постоянная температура тела у птиц и млекопитающих

Задание №15

Фактором, направляющим эволюционный процесс в определённую сторону, является

Изоляция

Колебание численности популяций

Естественный отбор

Мутационный процесс

Задание №16 К движущим силам эволюции относят

Многообразие видов

Борьбу за существование

Видообразование

Приспособленность

Задание №17 В результате взаимодействия движущих сил эволюции

происходит

Размножение организмов

Образование новых видов в природе

Мутационный процесс

Изоляция популяций

Задание №18 Процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомства преимущественно особи с полезными в данных условиях наследственными изменениями, называют

Естественным отбором

Модификационной изменчивостью

Наследственной изменчивостью

Комбинативной изменчивостью

Задание №19 Естественный отбор, действующий в неизменных условиях среды, называется

Стихийным 3. Движущим

Дизруптивным 4. Стабилизирующим

Задание №20 Отбор, приводящий к смещению средней нормы показателя признака, называется

Искусственным 3. Движущим

Дизруктивным 4. Стабилизирующим

Задание №21 Приспособленность организмов в процессе эволюции возникает в результате

1. Географической изоляции 3. Мутационной изменчивости

2. Взаимодействия движущих сил эволюции 4. Искусственного отбора

Задание №22 Какой пример характеризует приспособленность животных к сезонным изменениям в природе?

1. Поиск акулами добычи в природе

2. Миграция перелётных птиц

3. Ночная активность летучих мышей

4. Движение створок раковины моллюска

Задание №23 Установите соответствия между примерами и видами отбора (данные занесите в таблицу)

Примеры	Виды отбора
Дикий кролик
Различные породы кроликов
Клыки у собаки	А) Естественный
Выносливость собак к морозу
Привязанность собак к человеку
Чуткость, обоняние у собак	Б) Искусственный
Дикая лошадь Пржевальского
Породы лошадей
Чуткость органов слуха и обоняния у лошадей
Копыта у лошади
Большая яйценоскость у домашних кур

Задание № 24 Установите последовательность процессов при возникновении жизни на Земле (получившуюся последовательность перенесите в таблицу)

А) возникновение ядра в клетке

Б) образование коацерватов

В) образование наружной мембраны в первичной клетке

Г) образование органических соединений

Задание № 25 Установите соответствие между организмами и этапами развития жизни на Земле

Организмы Этапы развития

А) настоящие рыбы

Б) хордовые 1. Палеозой

В) гигантские формы пресмыкающихся

Г) современные отряды

млекопитающих 2. Мезозой

Д) папоротники,

хвощи, плауны

Е) человек и его деятельность 3. Кайнозой

Ж) археоптерикс

А	Б	В	Г	Д	Е	Ж

УЧЕНИЕ ОБ ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

1 . Эволюция — это: А — учение об изменении живых организмов Б — учение, объясняющее историческую смену форм живых организмов глобальными катастро-фами

В — необратимое и в известной мере направлен-ное историческое развитие живой природы

Г — раздел биологии, дающий описание всех существующих и вымерших организмов

2 . Движущей и направляющей силой эволюции яв-ляется:

А — дивергенция признаков Б — разнообразие условий среды

В — приспособленность к условиям среды Г — естественный отбор

3. Единицей эволюционного процесса является: А — особь Б — популяция В — мутация Г — вид

4 . Материалом для эволюционных процессов слу-жит:

А — генетическое разнообразие популяции Б — вид

В — благоприобретенные признаки Г — бесполезные или вредные признаки

5 . При стабилизирующем отборе признаки организ-мов не изменяются:

А — не меняются определяющие эти признаки гены

Б — не изменяются условия среды В — отбор сохраняет полезные и устраняет вредные в данных условиях признаки Г — сохраняются «живые ископаемые»

6. Приспособленность организмов носит относитель-ный характер, так как:

А — любая адаптация целесообразна только в определенных условиях

Б — ароморфозы далеко не сразу обеспечивают живым организмам победу в борьбе за сущест-вование В — борьба за существование может привести к изменению вида

Г — при резких изменениях условий группа вымирает

7. Примером ароморфоза может служить:

А — покровительственная окраска Б —половой процесс

В — уплощение тела придонных рыб Г — приспособление цветков к опылению

8 . Биологический прогресс характеризуется следующими чертами:

А — расширением ареала Б — уменьшением численности вида В — увеличением численности вида Г — образованием новых видов

9 . Результатом эволюции явились: А — искусственный и естественный отбор Г — наследственная изменчивость Б — приспособленность организмов к среде оби-тания В — многообразие видов

ОТВЕТЫ

Тест 1. Движущие силы эволюции Впишите необходимые термины.

1. Движущими силами эволюции являются: 1) наследственная изменчивость, 2) ...
3) ...

2. Избирательное выживание и преимущественное размножение наиболее приспособленных особей— ...

3. Исходным материалом для естественного отбора является...

4. Накопление благоприятных и уничтожение неблагоприятных изменений идет в результате...

…………………………………………………….

5. Результатом отбора является образование: а) ……………….…………………….. б) . ……………… ..………… .....................................

6. Форма естественного отбора, поддерживающая постоянство средней нормы — ...

7. Расхождение признаков в пределах вида, популяции в процессе естественного отбора — ...

8. Сближение признаков у разных групп организмов, обитающих в одинаковых условиях — ...

9. Относительно изолированная группа особей одного вида — ...

10. Повышение уровня организации организмов в ходе эволюции — ...

11. Возрастание приспособленности, увеличение численности, расширение ареала вида — ...

13. Снижение уровня приспособленности организмов к условиям обитания, уменьшение численности, сужение ареала — ...

17. Закон повторения в индивидуальном развитии краткого исторического развития зародышевых форм — ...

18. Образование нового вида путем освоения новых мест обитания в пределах одного ареала — ...

19. Органы, утратившие в ходе эволюции свое биологическое значение называют-ся...

21. Органы, возникающие в результате конвергенции, выполняющие одинаковые функции — ...

22. Частные приспособительные изменения, возникающие без изменения общего уров-ня организации — ...

23. Форма естественного отбора, поддерживающая крайние признаки популяции в из-
меняющихся условиях — ...

4. Снижение уровня приспособленности организмов к условиям обитания, уменьшение численности, сужение ареала — ...

5. Индивидуальное развитие организмов — ...

1. Историческое развитие организмов — ...

7. Закон повторения в индивидуальном развитии краткого исторического развития зародышевых форм — ...

8. Образование нового вида путем освоения новых мест обитания в пределах одного ареала — ...

9. Органы, утратившие в ходе эволюции свое биологическое значение называют-ся...

20. «Явление возврата к признакам предков — ...

10. Органы, возникающие в результате конвергенции, выполняющие одинаковые функции — ...

11. Частные приспособительные изменения, возникающие без изменения общего уров-ня организации — ...

12. Относительная целесообразность строения и функций организмов называется...

13. Форма естественного отбора, поддерживающая крайние признаки популяции в из-меняющихся условиях — ...

14. Сохранение популяции или вида за счет гибели более слабых происходит в результате...

Тест 1. Движущие силы эволюции

Завершите предложения, впишите необходимые термины.

1. Движущими силами эволюции являются: ………
2. Выживание и преимущественное размножение наиболее приспособ-ленных особей— ...

3. Сложные, многообразные взаимоотношения между особями и окружающей средой...

4. Форма естественного отбора, поддерживающая постоянство средней нормы — ...

5. Расхождение признаков в пределах вида, популяции в процессе естественного отбора — ...

6. Сближение признаков у разных групп организмов, обитающих в одинаковых условиях — ...

7. Относительно изолированная группа особей одного вида — ...

8. Повышение уровня организации организмов в ходе эволюции — ...

9. Возрастание приспособленности, увеличение численности, расширение ареала вида — ...

Тест 3.

1. Ароморфозом у позвоночных животных является:

а) форма тела; б) два круга кровообращения; в) две пары конечностей.

2. Аналогичными органами у растений являются:

а) корень и корневище; б) лист и чашелистик; в) тычинки и пестик.

3. К внутривидовой борьбе за существование относится:

4. К дивергенции признаков у организмов - приводят:а) модификации; б) комбинации; в) мутации.

5. Аналогичными органами являются конечности:

а) крота и медведки; б) крота и утки; в) крота и собаки.

6. Идиоадаптациёй у растений является:

а) приспособление к опылению; б) размножение семенами; в) появление цветков.

7. Гомологичными органами у животных являются: -

а) крыло птицы и бабочки; б) лапы тигра и крота в) конечности таракана и лягушки.

8. Исчезновение динозавров связано с:

а) общей дегенерацией; б) биологическим прогрессом; в) биологическим регрессом.

9. Основной причиной борьбы за существование являются:

а) возможность беспредельного размножения; б) наследственная изменчивость; в) ограниченность территории и пищи.

10. Приспособительная окраска, позволяющая незащищенному организму походить на защищенную особь, называется: а) мимикрией; б) маскировкой; в) предупреждающей

11. Изоляция является важным фактором видообразования, так как она способствует:

а) сохранению генофонда вида; б) изменению генофонда популяций; в) расселению популяций.

12. Форма и окраска тела палочника является: а)мимикрией; б)предупреждающей; в) маскировкой.

13. Предупреждающую окраску имеет: а) божья коровка; б) стрекоза; в) бабочка-белянка.

14 Разнообразие вьюрковых птиц есть результат: а) дегенерации; б) ароморфоза; в) дивергенции.

а) дегенерации; б) ароморфоза; в) идиоадаптации.

16. Форма естественного отбора, приводящая к раскалыванию вида на две различные популяции называется: а) движущей; б) стабилизирующей; в) дизруптивной.

17. Угнетение культурных растений сорными связано с:

а) внутривидовой борьбой б) межвидовой борьбой; в) борьбой с условиями среды.

18. Конвергенция признаков наблюдается у:
а) мыши и зайца; б) акулы и кита; в) волка и лисицы.

19. Ароморфозом у растений является

а) появление плодов; б) видоизменение листа в колючки в) видоизменение побега,

Тест 1. Движущие силы эволюции Впишите необходимые термины.

10. Движущими силами эволюции являются: 1) наследственная изменчивость, 2) ...
3) ...

11.Избирательное выживание и преимущественное размножение наиболее приспособленных особей— ...

12.Исходным материалом для естественного отбора является...

13.Накопление благоприятных и уничтожение неблагоприятных изменений идет в
результате...

14.Результатом отбора является образование: а) ……………………….. б) ...

15.Форма естественного отбора, поддерживающая постоянство средней нормы — ...

16. Расхождение признаков в пределах вида, популяции в процессе естественного отбора — ...

17.Сближение признаков у разных групп организмов, обитающих в одинаковых условиях — ...

18.Относительно изолированная группа особей одного вида — ...

14. Повышение уровня организации организмов в ходе эволюции — ...

15. Возрастание приспособленности, увеличение численности, расширение ареала
вида — ...

17. Снижение уровня приспособленности организмов к условиям обитания, уменьшение численности, сужение ареала — ...

15. Индивидуальное развитие организмов — ...

20. Историческое развитие организмов — ...

20. «Явление возврата к признакам предков — ...

26. Форма естественного отбора, поддерживающая крайние признаки популяции в из-
меняющихся условиях — ...

18. Снижение уровня приспособленности организмов к условиям обитания, уменьшение численности, сужение ареала — ...

19. Индивидуальное развитие организмов — ...

1. Историческое развитие организмов — ...

21. Закон повторения в индивидуальном развитии краткого исторического развития зародышевых форм — ...

22. Образование нового вида путем освоения новых мест обитания в пределах одного ареала — ...

23. Органы, утратившие в ходе эволюции свое биологическое значение называют-ся...

20. «Явление возврата к признакам предков — ...

24. Органы, возникающие в результате конвергенции, выполняющие одинаковые функции — ...

25. Частные приспособительные изменения, возникающие без изменения общего уров-ня организации — ...

26. Относительная целесообразность строения и функций организмов называется...

27. Форма естественного отбора, поддерживающая крайние признаки популяции в из-меняющихся условиях — ...

28. Сохранение популяции или вида за счет гибели более слабых происходит в результате...

Зачетные работы

по разделам «Общей биологии»

Выполнила

учитель биологии

МОУ СОШ №3

г. Горячий Ключ

Лихолетова Л. А.

2006 г.

Зачетная работа по теме

«Эволюция»

Вариант I

Задание 1 Тест

1. Ароморфозом у покрытосеменных растений является:

а) наличие семени; б) цветок; в) наличие вегетативных органов;

2. Аналогичными органами являются конечности:

а) крота и медведки; б) крота и утки; в) крота и собаки;

а) плоды вместе с сеном попадают в желудок овцы;

б) сами одуванчики вытесняют друг друга;

в) растения гибнут от сильных морозов и засухи.

4. К дивергенции признаков у организма приводят:

а) модификации; б) комбинации; в) мутации.

5. Идиоадаптацией у растений является:

а) приспособления к опылению; б) размножение семенами; в) появление цветков.

6. Гомологичными органами у животных являются:

а) крыло птицы и бабочки; б) лапы тигра и крота; в) конечности таракана и лягушки.

7. Филогенетическим признаком у позвоночных являются:

а) бластула; в) покровительственная окраска; в) насекомоядность.

8. Основной причиной борьбы за существование являются:

а) возможностьбеспредельно размножаться; б) наследственная изменчивость;

в) ограниченность территории и пищи.

9. Предупреждающую окраску имеет:

а) божья коровка; б) стрекоза; в) бабочка-белянка.

10. Разнообразие вьюрковых птиц есть результат:

а) дегенерации; б) ароморфоза; в) дивергенции.

а) дегенерации; б) ароморфоза; в) идиоадаптации.

12. Конвергенция признаков наблюдается у:

а) акулы и кита; б) волка и лисицы; в) мыши и зайца.

13. Ароморфозом у растений являются:

а) появление плодов; б) видоизменение листа в колючки; в) видоизменение побега.

14. Главной движущей силой эволюции является:

а) изменчивость; б) наследственность; в) естественный отбор.

15. Какие виды находятся в состоянии биологического регресса?

а) колорадский жук; б) крыса серая; в) уссурийский тигр.

Задание 2.

В результате какой главной движущей силы эволюции произошел процесс усложнения сердца и кровообращения у позвоночных?

Задание 3.

Что из перечисленного относиться к ароморфозам, идиоадаптации, дегенерации?

1. отсутствие конечностей у змей;

2. отсутствие корней у повилики;

3. молочные железы у млекопитающих;

4. образование ластов у моржей;

5. отсутствие пищеварительной системы у цепней;

6. появление фотосинтеза;

7. появление органов и тканей;

8. возникновение хлорофилла;

9. донный образ жизни рыб;

10. появление зацепок на плодах лопуха и череды.

11. покровительственная окраска у насекомых.

Задание 4.

Завершите предложение, впишите необходимые термины.

Зачетная работа по теме

«Эволюция»

Вариант II

Задание 1 Тест

1. Ароморфозом у позвоночных животных является:

а) форма тела; б) два круга кровообращения; в) две пары конечностей.

2. Аналогичными органами у растений являются:

а) корень и корневище; б) лист и чашелистик; в) тычинка и пестик.

3. К внутривидовой борьбе за существование относиться:

4. Конвергенция признаков наблюдается у:

а) мыши и зайца; б) акулы и кита; в) волка и лисицы.

а) превращение листов кактуса в колючки; б) утрата органов пищеварения у плоских червей; в) возникновение теплокровности.

6. Гомологичными органами являются:

а) рука человека и передняя конечность лошади; б) роющие конечности медведки и крота; в) жабры рыбы и речного рака.

7. Исчезновение динозавров связано с:

а) общей дегенерацией; б) биологическим прогрессом; в) биологическим регрессом.

8. Приспособительная окраска, позволяющая незащищенному организму походить на защищенную особь называется:

а) мимикрией; б) маскировкой; в) предупреждающей.

9. Форма и окраска тела палочника являются:

а) мимикрией; б) предупреждающей; в) маскировкой.

10. Форма естественного отбора, приводящая к раскалыванию вида на две различные популяции называется:

а) движущей; б) стабилизирующей; в) дизруптивной.

11. Угнетение культурных растений сорными связано с:

а) внутривидовой борьбой; б) межвидовой борьбой; в) борьбой с условиями среды.

12. Кто обнаружил последовательные ряды ископаемых форм лошадей?

а) Карл Бэр; б) Ч. Дарвин; в) В.О. Ковалевский.

13. Какое из названных приобретений животных можно считать ароморфозом?

а) утрата шерстяного покрова слонами; б) появление яиц пресмыкающихся и их развитие на суше; в) удлинение конечностей лошади.

14. Элементарной единицей эволюции с позиции синтетической теории эволюции является:

а) вид; б) отдельные особи; в) популяция.

15. В состоянии биологического прогресса находится вид:

а) зубра; б) черный журавль; в) домовой воробей.

Задание 2.

Почему археоптерикс считают палеонтологическим доказательством?

Задание 3.

Задание 4.

Завершите предложения, впишите необходимые термины:

1. Движущими силами эволюции являются: 1) наследственная изменчивость; 2)__________3)___________
2. Форма естественного отбора, поддерживающая постоянство средней нормы - ____
3. Расхождения признаков в пределах вида, популяции в процессе естественного отбора - _____________
4. Историческое развитие организмов - ___________
5. Возникновение приспособленности, увеличение численности, расширение ареала вида - __________
6. Органы, возникающие в результате конвергенции, выполняющие одинаковые функции, но имеющие разное происхождение - ____________
7. Повышение уровня организации организмов в ходе эволюции - __________

Основы экологии

(зачет с использованием игровых элементов)

Класс разбит на команды.

1 тур. «Исправь ошибки»

Схемы выполнены на доске. Один человек – представитель группы, выходит и исправляет допущенные ошибки.

а) Поток энергии в биогеоценозах.

Продуценты

РедуцентыКонсументы

б) Цепи питания (на магнитной доске)

пшеница

волк

Мышь

в)Факторы среды

биотические абиотические антропогенные

давлениевлияние человекахищничество

светна среду обитаниясимбиоз

температураи организмынейтрализм

2 Тур. «Поставь на место»

Каждой группе выдаются листки со списком терминов, напечатанных подряд которые необходимо распределить по соответствующим темам. Для этого их можно определенным образом помечать или выписывать в три столбика.

Темы: «Факторы среды», «Биотические факторы», «Экосистемы».

Термины: абиотический фактор; ограничивающий фактор; предел выносливости; ультрафиолетовые лучи; гомойотермные организмы; толерантность; экологическая ниша; анабиоз; зимняя спячка; зимний покой; мониторинг; автотрофы; гетеротрофы; биомасса; биоценоз; пищевая цепь; цепь питания; сеть питания; сукцессия; экологическая пирамида; фитопланктон; биогеоценоз; продуценты; редуценты; квартиранство; нахлебничество; хищничество; нейтрализм; аменсализм.

3 Тур. «Выбери правильный ответ»

Каждый ученик получает листок с заданием и работает индивидуально.

1. Назовите устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящихся в постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы, литосферы:

а) биоценоз;

б) биогеоценоз;

в) популяция.

2. Какие организмы называются гетеротрофными:

а) потребители готовых органических веществ;

б) «производители» органических веществ;

в) хемотрофы.

3. Какие называется форма взаимодействия организмов, при которой оба или один партнер извлекаютпользу от совместного проживания:

а) симбиоз;

б) нейтрализм;

в) анабиоз.

4. Назовите основную форму взаимодействия особей разных видов в биогеоценозах:

а) пищевые взаимоотношения;

б) участие одного вида в распространении другого;

в) отношения, связанные с формированием среды обитания.

5. Как называется ряд взаимосвязей видов, из которых каждый предыдущий служит пищей последующему:

а) цепь питания;

б) популяция;

в) вариационный ряд.

4 Тур. «Работа с сигнальными карточками»

Учащиеся отвечают на вопросы, поднимая карточки (синий цвет – «нет», красный – «да»). Консультант и учитель проверяет правильность ответов.

1. Реакция организмов на длину светлого дня называется фотопериодизмом.

2. Термин «экология» предложил Геккель.

3. Все растения являются автотрофными организмами.

4. В детритных цепях отсутствуют консументы.

5. Выпадение только одного пищевого звена может привести к гибели биогеоценоза.

6. Тропический лес является самой продуктивной экосистемой.

7. Первичная сукцессия происходит при заселении участка почвы, не занятого растениями.

8. С одного пищевого уровня на другой переходит 50% энергии и биомассы.

9. Наиболее подверженный влиянием окружающей среды компонент экосистемы – микроорганизмы.

5 Тур. «Работаем группой»

Ответы на вопросы учащиеся готовят в группах коллективно.

1. а) перечислите основные экологические факторы;

б) почему круговорот веществ в биогеоценозе составляет основу жизни?;

в) какой термин лишний в ряду: продуценты, консументы, гетеротрофы, редуценты;

2. а) приведите примеры фотопериодических реакций у растений и животных;

б) какие связи лежат в основе существования биогеоценоза? Приведите примеры.

в) из двух списков выберите пары соответствующих друг другу терминов:

Абиотический фактор, биотический фактор, экологическая пирамида;

Симбиоз, фотопериодизм, 10% биомассы и энергии.

3. а) что такое ограничивающий фактор?;

б) что нужно знать для характеристики биогеоценоза?;

в) приведите примеры потребителей органического вещества на разных трофических уровнях.

4. а) какова роль ультрафиолетовых и инфракрасных лучей в жизни живых организмов?;

б) что называется сукцессией?;

в) какая доля запасенной в органических веществах энергии теряется при переходе на следующий трофический уровень?

5. а) что такое биологический уровень?;

б) какая экологическая закономерность связана с названием и превращением энергии в цепях питания?;

в) какой термин лишний в ряду: симбиоз, хищничество, мутуализм, квартиранство?

6. а) какова причина анабиоза у животных?;

б) в чем сходство и различие пастбищных и детритных цепей питания;

в) приведите примеры пищевой цепи.

6 Тур. «Модели биогеоценозов»

Каждой группе выдаются в конвертах наборы карточек с изображением видов растений и животных, обитающих в разных сообществах («Поле», «Тундра», «Луг», «Дубрава»). Необходимо составить из них правильные цепи питания, например:

Пшеницаполевка лисица

Пшеницасуслик канюк

Дуб (лист)дубравный шелкопрядиволгаястреб

Дуб (лист)кабанволк

Ягельсеверный оленьволк

Береза карликовая заяцполярная сова

7 Тур. «Вопросы повышенной сложности»

1. В круговороте веществ в биосфере включены практически все химические элементы. Однако вещества, состоящие из тех же элементов, но выпускаемые химической промышленностью, не могут быть включены в этот круговорот. Почему?

2. Иногда ребята едят щавель с сырых лугов, дикий лук или просто жуют травинки. Объясните, почему этого нельзя делать?

3. В одном из районов американского штата Колумбия при борьбе с вредными насекомыми многократно использовались сильнейшие химикаты. Через некоторое время выяснилось, что в ближайших реках полностью исчезли лососи. Почему?

8 Тур. «Кроссворд»

Используются простые кроссворды – дается одно слово, а ребята дописывают термины, относящиеся к теме «Основы экологии».

Результаты данного тура не оцениваются. Во время его выполнения консультант вместе с преподавателем проверяют выполнение предыдущих заданий и выставляют отметки.

Например:

Результаты полногеномного секвенирования 120 вьюрков, населяющих Галапагосские острова, позволили выяснить, за счет чего форма клюва этих птиц адаптировалась к разным видам пищи.

У всех ученых-биологов есть любимые модельные системы: к примеру, молекулярные биологи исследуют активность генов с помощью люциферазы светлячка, потому что по ее свечению сразу видно, в каких клетках работает интересующий ученых генетический элемент. Нейробиологи изучают свойства крупных нервных клеток моллюсков, потому что с ними удобно работать, а генетики исследуют наследственность на мушках-дрозофилах, у которых удобно контролировать скрещивание и быстро сменяются поколения. Биологи, которые исследуют эволюцию, тоже обладают любимыми модельными системами, хотя их «рабочие установки» несколько более масштабны. Самая известная «лаборатория» исследователей эволюции - Галапагосские острова , населяемые несколькими видами вьюрков . Эти птицы очень похожи между собой во всем, кроме формы клюва. Еще Дарвин предположил, что эти виды произошли от одного предка, который когда-то заселил острова, а затем виды разделились, поскольку птицы приспосабливались к разным видам пищи - к семенам, насекомым или нектару (рис. 1). Дарвина поразило, что эти птицы, так похожие на обитателей американского континента, все же представляют собой отдельные виды, специфические именно для Галапагосских островов, и к тому же, по-видимому, адаптировавшиеся к разным нишам в новой среде обитания. Эти наблюдения развили в нем интерес к идее об изменении видов. Надо сказать, что Дарвину повезло с возможность попасть на острова, поскольку, как мы сейчас знаем, специализация в таких изолированных сообществах происходит быстрее, и Дарвину посчастливилось увидеть действительно выразительный пример, когда птицы разных видов были явно похожи, но их клювы «заточились» под определенный вид пищи.

Рисунок 1. Форма клюва Галапагосских вьюрков приспособлена к питанию определенной пищей.

С XIX века возможности исследователей эволюции существенно расширились - теперь они не ограниченны анализом внешних признаков. К изучению классической системы Галапагосских островов теперь можно подойти со всем арсеналом новых методов. В частности, можно определить генотипы большого количества вьюрков, и посмотреть, что отличает их на уровне ДНК. Сравнивая количество отличий в ДНК у представителей разных видов птиц, можно построить схему расхождения их видов и выяснить, соответсвует ли она нашим представлениям об приспособлении птиц к разным экологическим нишам островов.

Ранее такие деревья расхождения видов вьюрков уже строились, но тогда ученые ограничивались лишь скромным сравнением их митохондриальной ДНК или отдельных ядерных маркеров. Митохондриальная ДНК, во-первых, представляет собой лишь незначительную часть всей ДНК клетки, а во-вторых, не содержит в себе информации об изменениях, которые непосредственно повлияли на форму клюва. ДНК митохондрий содержит лишь часть информации о белках этих клеточных органелл, а все гены, которые отвечают за внешние признаки организма, находятся в ядре клетки. Если ДНК митохондрий пары видов на данный момент отличается сильнее, чем ДНК митохондрий другой пары видов, можно думать, что первая пара видов произошла от общего предка раньше, чем вторая, поскольку различия в ДНК видов, которые перестали скрещиваться, со временем накапливаются. Однако, конечно, хочется знать и конкретные гены, которые привели к разделению видов, а не просто случайные мутации, которые накопились в ДНК со временем. Поэтому на этот раз ученые проанализировали полные последовательности ДНК 120 птиц, представляющих все виды вьюрков Галапагосских островов . Они нашли все различия в ДНК, характерные для разных видов птиц, и среди отличающихся фрагментов нашли гены, которые могут влиять и на форму клюва. Так наконец мы подошли к самому механизму, который позволил потомкам одного вида птиц приспособиться к разным экологическим нишам островов и создать настоящее разнообразие.

В целом получившаяся таксономия оказалась сходной с ранее построенными, хотя по данным полных геномов оказалось, что один из видов, выделявшихся ранее, на самом деле нужно разделить на три (рис. 2). Полученные данные позволили восстановить некоторые подробности эволюционной истории вьюрков Галапагосских островов. По данным полных геномов птиц, первое разделение видов произошло 900 тыс. лет назад. Разделение на земляные и древесные виды началось 100–300 тыс. лет назад и было довольно быстрым. Между некоторыми видами обнаружился поток генов, то есть, скрещивания могли иногда происходить и после разделения видов. После разделения по средам обитания (земляные и древесные виды) поток генов между видами одной среды обитания был ожидаемым образом сильнее, чем между видами разных сред обитания.

Рисунок 2. Таксономия Галапагосских вьюрков на основании данных о полных последовательностях геномов.

Но самым интересным было найти конкретные гены, которые сделали птиц на островах более разнообразными. Для этого ученые сгруппировали полученные последовательности ДНК по формам клюва их носителей и нашли, какие области ДНК характерны для обладателей клювов разной формы. Всего было найдено 15 областей генома, последовательности которых были более сходными у птиц с одинаковой формой клюва, и различались сильнее у птиц с разными клювами. Из них 6 регионов содержало гены, имеющие отношение к развитию лицевого отдела черепа и/или клюва у млекопитающих или птиц. Все эти гены потенциально могли быть ответственными за адаптацию формы клюва птиц к типу употребляемой пищи. Сильнее всего соответствовал форме клюва достаточно протяженный регион ДНК птиц, содержавший, в том числе, ген транскрипционного фактора ALX1 . Этот белок играет ключевую роль в миграции нервных клеток нервного гребня в ходе развития головы зародыша птицы. Ген ALX1 - отличный кандидат на главную роль в изменении формы клюва вьюрков. Но с формой клюва у птиц была связана не только последовательность этого гена, но и последовательности участков ДНК в протяженной области вокруг него (целых 240 тысяч нуклеотидов). Такую последовательность расположенных рядом и, как правило, наследуемых вместе элементов хромосомы называют гаплотипом . Особи с определенной формой клюва, как правило, обладали двумя копиями определенного гаплотипа этого участка. Гаплотипы, соответствовавшие тупой и заостренной форме клюва, возникли вскоре после первого разделения вьюрков на виды, и с тех пор накопили целых 335 различий. Некоторые из них изменяют места связывания транскрипционных факторов, некоторые изменяют аминокислотную последовательность белка ALX1, а некоторые, по-видимому, никак не проявляют себя. Интересно, что варианты гаплотипа могли варьировать и в пределах одного вида - так, у Geospiza fortis , у представителей которого форма клюва может отличаться, нуклеотидные замены в гене ALX1 были многочисленными и также ассоциировались с формой клюва.

Интересно, что вьюрки менялись в последний миллион лет и продолжают меняться и буквально на наших глазах. В 1986 году на островах была засуха, которая повлияла на количества и виды доступной пищи. В результате заостренные клювы стали более «выгодными» и более распространенными, в том числе, благодаря межвидовой гибридизации птиц. Оказалось, что близкие по генетических признакам виды вьюрков могут скрещиваться между собой, а получившиеся гибриды могут давать плодовитое потомство от представителей любого из родительских видов. Исследователи изучили генотипы вида Geospiza fortis с большим разнообразием клювов и генотипы гибридов этого вида с другими видами (Geospiza scandens и Geospiza andfuliginosa ), обладающими заостренными клювами. У гибридов G. fortis с G. scandens и G. andfuliginosa доля гаплотипов ALX1 , соответствовавших заостренному клюву, была выше. Это подтверждает, что найденный биоинформатическими методами участок генома действительно имеет отношение к определению формы клюва у разных видов птиц. По-видимому, «заимствование» более выгодного гаплотипа у других видов сыграло значительную роль в распространении заостренных клювов, которое помогало птицам приспособиться к меняющимся условиям жизни в последние десятилетия. В общем, эволюция продолжается.

Непереводимая игра слов.

Литература

1. Как прочитать эволюцию по генам? ;
2. Lamichhaney S., Berglund J., Almén M.S., Maqbool K., Grabherr M., Martinez-Barrio A., Andersson L. (2015). Evolution of Darwin’s finches and their beaks revealed by genome sequencing . Nature doi: 10.1038/nature14181..

Считаются классическим примером быстрого видообразования в условиях островной изоляции. В конце XIX – начале XX века на острове Флореана обитало три вида древесных вьюрков: малый, средний и большой. Новое исследование биологов из Австралии, Швеции и США показало, что к настоящему времени большой древесный вьюрок полностью вымер на острове, а средний интенсивно гибридизуется с малым, что в итоге может привести к полному слиянию двух видов. Причиной вымирания и межвидовой гибридизации, скорее всего, является занесенная на остров в 1960-е годы паразитическая муха Philornis downsi , личинки которой поселяются в гнездах вьюрков и убивают птенцов. Крупные птицы страдают от паразита сильнее, чем мелкие, а межвидовые гибриды отличаются повышенной устойчивостью. В настоящее время крупные самки стараются выбирать себе мелких мужей (что и приводит к межвидовой гибридизации), а крупные самцы часто остаются бездетными. Гибридизация слабеет в сухие годы и усиливается в дождливые, что совпадает с колебаниями численности паразитической мухи.

Во второй половине XIX века ученые зарегистрировали на острове Флореана три вида древесных вьюрков : малый (Camarhynchus parvulus ), средний (C. pauper ) и большой (C. psittacula ). Средний вьюрок является эндемиком Флореаны (встречается только на этом острове), малый и большой живут также на других островах. В 1947 году орнитолог Дэвид Лэк, детально изучивший собранные в 1852–1906 годах музейные коллекции, пришел к выводу, что вид C. pauper (средний вьюрок) произошел от больших вьюрков C. psittacula , прилетевших на Флореану с острова Исабела и впоследствии измельчавших (рис. 1). Большие вьюрки с Флореаны - это мало изменившиеся потомки другой группы C. psittacula , попавшей сюда позднее с острова Санта-Крус (D. Lack, 1947. Darwin’s Finches). Самым массовым видом на Флореане был (и остается) малый вьюрок C. parvulus , второй по численности - средний, самым редким является большой вьюрок.

Но постепенно стали появляться сомнения. Знаменитые Питер и Розмари Грант (Peter and Rosemary Grant), изучающие дарвиновых вьюрков с 1973 года, пять раз посещали Флореану и ни разу не видели, а главное, не слышали большого вьюрка. Галапагосские вьюрки различаются по песням. Песня большого вьюрка была зарегистрирована на Флореане в 1962 году, но с тех пор таких данных не было. Поэтому Кляйндорфер и ее коллеги, вторично проводившие мониторинг древесных вьюрков на Флореане в 2010 году, решили более тщательно разобраться в ситуации. Результаты проведенного анализа опубликованы в мартовском номере журнала The American Naturalist .

Авторы сопоставили морфологические и генетические данные, собранные ими в 2005 и 2010 годах, с «историческими» данными - теми самыми музейными коллекциями, которые собирались с 1852 по 1906 год и были проанализированы Лэком в 1947 году. При помощи нескольких статистических методов и программ (см., например: mclust) они показали, что «исторические» данные действительно позволяют подразделить флореанских вьюрков на три четко обособленных кластера, которые соответствуют трем видам: малому, среднему и большому древесному вьюрку.

Морфологические данные по птицам, пойманным и окольцованным в 2005 и 2010 годах, тоже делятся на три кластера, хотя и менее четко. Но это уже другие кластеры! Птиц, сопоставимых по массе тела, размеру клюва и другим признакам с настоящими большими вьюрками C. psittacula , в материалах 2005 и 2010 годов в действительности не оказалось. Например, у «исторических» больших вьюрков с Флореаны среднее расстояние от ноздри до кончика клюва (один из главных признаков, по которым различаются виды дарвиновых вьюрков) составляло 9,9 мм, у средних - 9,0 мм, у малых - 7,4 мм. У птиц, пойманных в 2000-е годы, которых Кляйндорфер с соавторами поначалу приняли за больших вьюрков, средняя длина клюва составляет лишь 9,0 мм, у определенных как «средние» - 8,3 мм, у малых - 7,3 мм. Аналогичная картина получилась и по другим признакам.

У всех окольцованных в 2005 и 2010 годах вьюрков были взяты пробы крови для анализа ДНК. Генетические данные подтвердили вывод, который уже напрашивался на основе результатов морфологического анализа. Те птицы, которых авторы сначала определили как больших вьюрков C. psittacula , на самом деле оказались средними вьюрками C. pauper . Больших вьюрков в выборках 2000-х годов вообще не оказалось. Птицы, поначалу принятые за средних вьюрков C. pauper , оказались гибридами средних и малых вьюрков, и только малые вьюрки (C. parvulus ) действительно оказались теми, за кого их приняли.

Таким образом, за столетие, прошедшее со времен «исторических» сборов, один из трех видов флореанских древесных вьюрков вымер, а два оставшихся начали сливаться путем интенсивной межвидовой гибридизации. Судьба большого вьюрка, который был самым малочисленным из трех видов, пока неясна: либо он исчез, вовсе не оставив потомков, либо слился со средним. Зато авторам удалось обнаружить важные факты, проливающие свет на причины и характер гибридизации средних и малых вьюрков.

Анализ возрастного состава гибридных вьюрков показал, что гибридизация, по-видимому, усиливается в дождливые годы и слабеет в засушливые. В сухом 2005 году среди гибридов преобладали особи четырех- и пятилетнего возраста, родившиеся во время предыдущего Эль-Ниньо. В дождливом 2010 году преобладали молодые гибридные птицы.

Что касается самок малого древесного вьюрка, то их избирательность была одинакова в 2005 и 2010 году: они неизменно предпочитали чуть более мелких самцов. В семьях гибридов наблюдалось полное равенство: гибридные самки выбирали себе мужей такого же размера, как они сами.

Морфологические и генетические данные позволяют предположить, что гибридные птицы в дальнейшем скрещиваются преимущественно с малыми вьюрками. Таким образом, гены более редкого вида C. pauper (среднего вьюрка) постепенно вливаются в генофонд более многочисленного C. parvulus (малого вьюрка). Фактически, редкий вид постепенно «растворяется» в массовом. По мнению супругов Грант, изучавших аналогичные процессы у других видов вьюрков на других островах архипелага (эти данные рассматриваются в их только что вышедшей книге 40 Years of Evolution: Darwin"s Finches on Daphne Major Island), это может привести к полному слиянию двух видов уже через несколько десятилетий. И тогда на Флореане останется только один вид древесных вьюрков - C. parvulus , с генофондом, обогащенным примесью генов исчезнувшего среднего вьюрка.

Источники:
1) Sonia Kleindorfer, Jody A. O’Connor, Rachael Y. Dudaniec, Steven A. Myers, Jeremy Robertson, and Frank J. Sulloway. Species Collapse via Hybridization in Darwin’s Tree Finches // The American Naturalist . 2014. V. 183. P. 325–341.
2) Peter R. Grant and B. Rosemary Grant. Speciation undone // Nature . 2014. V. 507. P. 178–179.