Эволюционные факторы

Тема: Микроэволюция, современные представления о видообразовании.
Цель: научить
обучающихся определять способы видообразования и
сравнить их друг с другом.
Задачи: 1. способствовать усвоению обучающимися знаний о механизме
возникновения и формирования приспособлений, о механизмах
возникновения новых видов под воздействием естественных материальных
факторов;
2. продолжить развивать умения выявлять приспособления к среде обитания
у различных биологических объектов;
3. воспитывать интерес к изучаемому предмету; умение связывать
теоретический материал с практической жизнью;
4. продолжить воспитывать культуру труда на учебных занятиях.
Оборудование: компьютер, проектор, презентация «Видообразование как
результат эволюции», таблица «Естественный отбор»; коллекция гербариев;
фотографии, рисунки, иллюстрирующие приспособительные признаки
различных живых организмов.
Ход урока
1. Организационный момент
На доске:
В настоящее время на нашей планете обитает несколько миллионов
видов живых организмов, каждый из которых по – своему уникален.
- Каким образом сформировалось это колоссальное разнообразие?
Почему каждый вид оптимально приспособлен к условиям своего обитания?
Чем отличается одни виды от других? Почему одни виды процветают, а
другие вымирают и исчезают с лица Земли?
Во все века человечество пыталось найти ответы на эти и другие
подобные им вопросы. Давайте вспомним
2. Проверка знаний:
Фронтальный опрос
1. Что является единицей эволюции?
2. К чему могут привести эволюционные процессы в популяциях?
3. Что такое вид?
4. Какими критериями он характеризуется?
5. Почему генетический критерий считается наиболее важным?
6. Что такое приспособленность, почему она имеет относительный характер?
Работа на карточках (по вариантам):
1. Вспомните образ жизни печеночного сосальщика и бычьего цепня.
а) Какие приспособления к паразитизму есть у этих животных?
б) Объясните происхождение этих приспособлений?
в) В чем заключается относительный характер этих приспособлений?
2.У многих видов растений цветки имеют приспособления к опылению при
помощи
насекомых.
Почему
эти
приспособления
оказываются
неэффективными в дождливую погоду? Несмотря на многочисленные
приспособления организмов к среде обитания, многие из них погибают от
врагов и абиотических факторов. Почему считают, что приспособления носят
относительный
характер?
В
чем
относительность
следующих
приспособлений:
а) плоская форма тела у ската;
б) наличие плавательных перепонок у водоплавающих птиц;
в) цветение ветроопыляемых растений ранней весной до появления на них
листьев?
Актуализация знаний
Изучая естественные науки, вы постоянно сталкиваетесь с понятиями:
«элементарная частица», «элементарная единица строения», «элементарная
структура». Попробуйте определить, что в эволюционном учении называют:
элементарной единицей эволюции, элементарным эволюционным явлением,
элементарным эволюционным материалом, элементарными эволюционными
факторами, элементарным объектом отбора.
3.
Элементарная единица эволюции
Элементарный
эволюционный
материал
Элементарное эволюционное явление
Элементарные
факторы
Популяция
Мутации
–
генотипическое
разнообразие в популяции
Длительное
и
направленное
изменение генофонда
эволюционные Наследственная
изменчивость,
борьба
за
существование,
естественный отбор - направляющий
фактор
Популяционные волны, дрейф генов,
изоляционные
Элементарный объект отбора
Отдельная особь с определённым
фенотипом
Проводится фронтальная беседа с учащимися, при этом поясняется
задание.
- Мы рассмотрели современные представления об основных факторах
эволюционного процесса. Составим обобщённую схему, иллюстрирующую
совокупность факторов и их роль в процессе эволюции.
Эволюционные факторы
Направляющие
Не направляющие
эволюционный процесс
эволюционный процесс
Естественный
отбор (на фоне
борьбы за
существование)
Дрейф Волны
генов жизни
Наследственная
изменчивость
Изоляция
Действуют в популяции, изменяя её генофонд
Возможный результат: возникновение новых
популяций, подвидов, видов (видообразование)
Совокупность эволюционных процессов, протекающих в популяциях вида
и приводящих к изменению генофондов этих популяций и образованию
новых подвидов, видов, называется микроэволюцией. В этом современном
смысле термин «микроэволюция» введён Н.В. Тимофеевым-Ресовским
(1938г.), хотя Ю.А. Филипченко ранее (1927г.) предложил этот термин для
принципиального разграничения явлений эволюции мелкого и крупного
масштабов.
4.Изучение новой темы
Учитель:
Проблема: Нас с вами окружает огромное разнообразие организмов.
Много видов птиц, рыб, растений и т.д. Как оно возникло? Что лежит в
основе видообразования?
Процесс микроэволюции имеет две формы: филетическая эволюция и
видообразование. Филетическая эволюция означает постепенные изменения,
происходящие с течением времени в пределах одного вида, популяции или
группы популяций.
Видообразование происходит в тех случаях, когда биологический вид
расщепляется на два или более новых вида. Именно этот процесс
обеспечивает огромное разнообразие органического мира.
Стадии видообразования. Видообразование обычно слагается из двух
стадий: первая – возникновение репродуктивной изоляции, вторая – её
закрепление естественным отбором.
Проблемные вопросы:
1. Что такое дивергенция? (расхождение признаков)
2. Причины дивергенции? (изоляция, расширение ареала)
На первой стадии видообразования обмен генами между двумя
популяциями данного вида должен быть прекращён; обычно это происходит
в результате географического разделения, например возникновение между
популяциями горной цепи, ледника, водной преграды и пр. Отсутствие
обмена генами между двумя популяциями создаёт возможность для их
генетической дивергенции (расхождения). Подобная дивергенция может
возникать и в результате адаптации организмов к местным условиям, и в
результате случайных изменений в составе генофонда каждой из популяций.
Конкретные пути возникновения новых видов могут быть различны. В
целом различают две основные формы видообразования: аллопатрическое и
симпатрическое.
Аллопатрическое видообразование. Эта форма видообразования
связана с расширением ареала исходного вида и осуществляется в ходе
длительной
географической
изоляции
популяций.
Возникновение
географических преград (горных хребтов, морских приливов и пр.) приводит
к возникновению изолятов – географически изолированных популяций. В
результате единый генофонд вида как бы разрывается на части. Всякая
территориальная популяция характеризуется собственным генофондом с
характерными для него частотами встречаемости разных аллелей. Такое
видообразование, связанное с пространственной разобщенностью популяций,
называют также географическим. Схема географического видообразования
представлена на рисунке 81. Рассмотрим возникновение современных видов
ландыша от исходного вида, обитавшего миллионы лет назад в
широколиственных лесах Европы. Нашествие ледника разорвало единый
ареал ландыша на несколько частей. Он сохранился на лесных территориях,
избежавших оледенения: на Дальнем Востоке, юге Европы, в Закавказье.
Когда ледник отступил, ландыш вновь распространился в Европе, образовав
новый вид, более крупный, с широким венчиком, а на Дальнем Востоке – вид
с красными черешками и восковым налётом на листьях.
Вывод: Таким образом, огромное количество фактов по географической
изменчивости видов и наличие изолятов указывает на реальность и
типичность аллопатрического видообразования.
Симпатрическое видообразование. Симпатрическое видообразование
связано с зарождением в рамках исходной популяции новой формы. Такое
зарождение может происходить в результате экологической (например,
пищевой) специализации, поэтому данную форму видообразования часто
называют экологической. Полагают, что пять видов синиц образовались в
связи с пищевой специализацией: по выбору мест кормёжки, по составу
поедаемых кормов, по способам их поиска и добычи. Например, синица
большая долбит ветви и древесные стволы; мелкие виды (лазоревка) – только
стебли травянистых растений. Самые мелкие виды (московки, хохлатые
синицы) чаще обследуют в поисках корма концевые ветви деревьев.
К другой форме симпатрического видообразования относится
внезапное, происходящее в результате хромосомных мутаций, полиплоидии
и гибридизации. Известно, что близкие виды картофеля отличаются между
собой кратным набором числа хромосом: n = 12, 24, 48,72. Это позволяет
предполагать, что соответствующие виды образовались в результате
полиплоидии, т.е. путём кратного умножения числа хромосом исходного
предкового вида (рис.82). Полипоидами, кроме картофеля, являются многие
хозяйственно ценные растения, например табак, хлопок, сахарный тростник,
кофе и др. Хромосомные наборы животных также могут быстро меняться.
Полипоиды встречаются среди рыб (осётры, щиповки и др.), кузнечиков,
червей, насекомых и других животных.
Микроэволюционные процессы, протекающие в популяциях, не
сводятся только к формированию приспособлений, они могут приводить к
образованию новых видов.
Образование вида – результат микроэволюции.
Работа с учебником.
Организуется работа с текстом учебника В.В. Пасечник, параграф №60.
а) Прочтите параграф «Видообразование».
б) Назовите основные формы видообразования, приведите примеры
географического видообразования.
в) Что такое полиплоидия? Какую роль она играет в образовании видов?
Проблемный вопрос: Какова скорость и пути видообразования?
Учитель: Постепенное осуществляется в процессе микроэволюции. В
зависимости от характера может быть географическим и экологическим.
Внезапное видообразование осуществляется путем полиплоидизации,
гибридизации и симбиогенеза. Посмотрите на таблицу и определите: Какое
видообразование постепенное и какое внезапное?
Вывод: (запись в тетрадь)
Таким образом, в природных условиях в процессе реального возникновения
любого нового вида присутствуют элементы того и другого способов
видообразования. Возникновение нового вида завершает микроэволюцию, но
в недрах нового вида естественный отбор беспрерывно работает над
совершенствованием новых адаптаций.
5. Закрепление знаний
1.
Дать
определение:
Микроэволюция.
Аллопатрическое,
или
географическое,
видообразование.
Симпатрическое
(экологическое)
видообразование (дать определение).
2. Приведите примеры аллопатрического видообразования. Насколько оно
широко распространено в природе? (островные флора и фауна)
3. На каких механизмах основывается аллопатрическое видообразование?
4.В каких случаях происходит симпатрическое видообразование? Какие
механизмы приводят к нему?
6. Домашнее задание: по учебнику В.В. Пасечник, параграф №60, записи в
тетради, термины.
7. Выставление оценок.