Эволюция органического мира. Факультативный курс (Сухорукова, Воронцов) 1991 год - старые учебники

Скачать Советский учебник

Эволюция органического мира. Факультативный курс (Сухорукова, Воронцов) 1991 год

Назначение: Учебное пособие для 9-10 классов средней школы

Учебное пособие предназначено для учащихся, изучающих факультативный курс «Эволюция органического мира», проявляющих интерес к проблемам эволюционной теории. В нем учащиеся найдут ответы на вопросы о происхождении жизни на Земле, о критериях жизни, выдвигаемых современной наукой, о многообразии органическою мира, его охране и др.

© "Просвещение" Москва 1991 

Авторство: Воронцов Н.Н., Сухорукова П.Н. 

Формат: PDF Размер файла: 7.72 MB

СОДЕРЖАНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава I. МОЛЕКУЛЯРНЫЕ, ГЕНЕТИЧЕСКИЕ И ЦИТОЛОГИЧЕС¬КИЕ ОСНОВЫ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ И ИЗМЕНЧИВОСТИ 5

Клетка — элементарная структурная единица жизни 5

Белки — биополимеры 9

Нуклеиновые кислоты   13

Наследственная информация и ее реализация в клетке 17

Деление клетки. Митоз 22

Размножение. Мейоз. Оплодотворение 25

Основные законы наследственности 28

Сцепленное наследование, взаимодействие и множественное действие генов   32

Закономерности изменчивости ......   35

Глава II. РАЗВИТИЕ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ, ДО¬КАЗАТЕЛЬСТВА ЭВОЛЮЦИИ 40

ОТКРЫТЬ:  оглавление полностью...

 

Истоки дарвинизма. Первое эволюционное учение 40

Предпосылки возникновения и основные положения учения Ч. Дарвина 43

Искусственный отбор   47

Ч. Дарвин ©движущих силах эволюции видов .   50

Оценка эволюционного учения Ч. Дарвина. Победа эволюционного учения . . .... . .... 53

Палеонтологические, сравнительно-анатомические и эмбриологические доказательства эволюции ......   55

Биогеографические доказательства эволюции .    60

Вид, его критерии 64

Популяционная структура вида 67

Глава III МИКРОЭВОЛЮЦИЯ 70

Дальнейшее развитие дарвинизма. Формирование синтетической теории эволюции 71

Введение в популяционную генетику 74

Элементарные эволюционные материал, явление, структура .... 78

Элементарные факторы эволюции. Мутационный процесс .... 81

Популяционные волны. Генетический дрейф . 85

Изоляция ... 88

Естественный отбор направляющий элементарный фактор эволюции 91

Формы естественного отбора в популяциях 93

Возникновение приспособлений — результат действия естественного отбора 98

Образование вида — результат микроэволюции 102

Основные положения СТЭ. Дальнейшее развитие эволюциониз¬ма ....... 109

Глава IV. МАКРОЭВОЛЮЦИЯ, МНОГООБРАЗИЕ ОРГАНИЧЕСКО¬ГО МИРА И ПРИНЦИПЫ СИСТЕМАТИКИ 111

Основные направления эволюционного процесса ..... . Ill

Многообразие органического мира. Принципы систематики .... 118

Широкая классификация организмов: доклеточные и клеточные (безъя¬дерные) формы жизни 120

Эукариоты Происхождение эукариотической клетки 125

Широкая классификация организмов: царства растений и грибов . . 126

Широкая классификация организмов: царство животных .... 131

Глава V. ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ И ИСТОРИЧЕСКОЕ РАЗВИ¬ТИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА 135

Развитие представлений о возникновении жизни 135

Критерии живого 139

Неорганическая эволюция и условия возникновения жизни на Земле . 142

На пути к возникновению первичных организмов 149

История Земли и методы ее изучения «... 153

Развитие жизни в докембрии 158

Гипотеза дрейфа континентов 161

Развитие жизни в раннем палеозое 164

Конец палеозоя — победа жизни на поверхности суши 169

Развитие жизни в мезозое ... 173

Развитие жизни в кайнозое .   177

Глава VI. АНТРОПОГЕНЕЗ 181

Доказательства происхождения человека от животных 181

Ископаемые приматы .... 186

Древнейшие люди 191

Древние люди 196

Современные люди   202

Особенности современного этапа эволюции человека 207

Глава VII БИОСФЕРА И ЭВОЛЮЦИЯ 211

Роль живого вещества в эволюции биосферы 211

Влияние деятельности человека на биосферу 214

Реальность и идеал ноосферы 218

Рекомендуемая литература 220 

 

 

 КАК ОТКРЫВАТЬ СКАЧАННЫЕ ФАЙЛЫ?

👇

СМОТРИТЕ ЗДЕСЬ

Скачать бесплатный учебник  СССР - Эволюция органического мира. Факультативный курс (Сухорукова, Воронцов) 1991 года

СКАЧАТЬ PDF

ОТКРЫТЬ: - отрывок из учебника...

 ПРЕДИСЛОВИЕ

Книга знакомит с историей развития и современным состоя¬нием фундаментальной области биологической науки — теорией эволюции, рассказывает о проблемах, которые решала и решает эта наука. В книге содержатся ответы на вечные вопросы: как возникла и развивалась жизнь на нашей планете? Как объяснить бесконечное многообразие живых форм, удивительную приспо-собленность живых существ к среде обитания? Каковы движущие силы и направления эволюции? Как возник человек? К каким последствиям может привести освоение человеком живой обо¬лочки Земли — биосферы?

В основу построения данного факультативного курса положе¬на синтетическая теория эволюции (СТЭ), в которой обобщены данные, полученные при изучении живой природы на всех уровнях ее организации — от молекулярно-генетического до биосферно- биоценотического. Это и определило структуру книги, несколько отличающуюся от традиционного изложения материала в школь¬ных учебниках. Факультативный курс начинается с рассмотрения основных закономерностей молекулярной биологии, цитологии и генетики, позволяющих дать понятие о явлениях наследствен¬ности и изменчивости, лежащих в основе механизмов эволюцион¬ного процесса. Сам процесс эволюции первоначально разверты¬вается на популяционном уровне, так как именно здесь взаимо¬действуют элементарные эволюционные факторы и эволюцион¬ный материал. Знакомству с элементарными эволюционными факторами предшествует изложение теории Ч. Дарвина о дви¬жущих силах и результатах эволюции, что позволяет рассматри¬вать учение о микроэволюции как синтез классического дарви¬низма и генетики.

В сопоставлении с микроэволюцией рассматривается понятие макроэволюции, показывается разнообразие форм жизни, возник¬шее на длительном пути ее исторического развития.

Самая объемная по содержанию — глава V, посвященная возникновению и развитию жизни на Земле. Это объясняется тем, что раскрытие закономерностей эволюции материи от абио¬генных форм движения к жизни, картины развития живой приро¬ды, эволюции человека дают исключительные возможности при¬общить читателя к тайнам возникновения и истории жизни на нашей планете, рассказать о расцвете и крушении разнообраз-

них научных гипотез, о постановке и решении новых проблем, пользе научных поисков в пограничных областях разных дис¬циплин.

Главная задача данного факультативного курса — заинтере¬совать проблемами эволюции, помочь осознать причастность каждого из нас к общему потоку жизни, показать место человека в этом потоке и его ответственность за то, чтобы жизнь не преры¬валась.

Авторы надеются, что эта книга послужит основой для даль¬нейшего более углубленного изучения эволюционной теории, вопросов происхождения и развития жизни, антропогенеза, эволюции биосферы в целом.

Данный факультатив предусматривает работу с дополни¬тельной литературой, проведение бесед и дискуссий, ознакомле¬ние с методами научного исследования: наблюдением, экспери¬ментом, моделированием биологических явлений, решением познавательных задач. В конце книги помещены справочные материалы, практические задания, которые помогут более глубо¬кому пониманию данного факультативного курса.

Основные постулаты СТЭ. 1. Материалом для эволюции слу¬жат, как правило, очень мелкие, однако дискретные изменения наследственности — мутации.

2. Мутационный процесс, волны численности — факторы-по¬ставщики материала для отбора — носят случайный и ненаправ¬ленный характер

3. Единственный направляющий фактор эволюции — естест¬венный отбор, основанный на сохранении и накапливании случай¬ных и мелких мутаций.

4. Наименьшая эволюционная единица — популяция, а не особь, как то допускалось, исходя из представлений о возмож¬ности «наследования приобретенных признаков». Отсюда особое внимание к изучению популяции как элементарной структурной единицы вида.

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

6. Эволюция носит постепенный и длительный характер. Ви¬дообразование как этап эволюционного процесса представляет со¬бой последовательную смену одной временной популяции чередой последующих временных популяций.

7. Вид состоит из множества соподчиненных морфологических, биохимических, экологических, генетически отличных, но репро¬дуктивно не изолированных единиц — подвидов и популяций. Однако известно немало видов с ограниченными ареалами, в пре¬делах которых не удается вид расчленить на самостоятельные подвиды, а реликтовые виды могут состоять из единственной по¬пуляции. Судьба таких видов, как правило, недолговечна.

8 Обмен аллелями, «поток генов» возможны лишь внутри вида. Если мутация имеет положительную селективную ценность на территории ареала вида, то она может распространиться по всем его популяциям и подвидам. Отсюда определение вида как генетически целостной и замкнутой системы.

9. Поскольку основной критерий вида — его репродуктивная изоляция, то этот критерий не применим к формам без поло¬вого процесса (огромному множеству прокариот, низшим эукарио¬там).

10 Макроэволюция, или эволюция на уровне выше вида, идет лишь путем микроэволюции. Согласно СТЭ не существует зако¬номерностей макроэволюции, отличных от микроэволюционных.

11. Исходя из всех упомянутых постулатов ясно, что эволю¬ция непредсказуема, имеет ненаправленный к некоей конечной цели характер. Иначе говоря, эволюция не носит финалистический характер.

СТЭ сформировалась в 40-х годах XX в. Сегодняшняя эволю¬ционная биология накопила огромный арсенал фактов и идей, не вошедших в синтетическую теорию эволюции.

Дальнейшее развитие эволюционизма. Современная эволю¬ционная биология, как и СТЭ, не оставляет места для ламаркизма с его представлением о возможности эволюции особи. Постулат о популяции как элементарной единице эволюции остается в силе.

Естественный отбор бесспорно признается движущим факто¬ром, но не единственным. Формирующую роль в небольших изо¬лированных популяциях играет дрейф генов

Новые открытия говорят о том, что эволюция далеко не всегда носит дивергентный и постепенный характер. Видообразование путем хромосомных перестроек, полиплоидии, гибридизации, по сути дела, внезапно.

Макроэволюция может идти как через микроэволюцию, так и минуя традиционные микроэволюционные пути.

Несмотря на колоссальное количество фактов, влияющих на эволюционный процесс, эволюция может быть прогнозируема. Хотя она и не носиг финалистический характер, но, оценивая прошлую историю, генотипическое окружение и возможное влия¬ние среды, можно предсказать общее направление эволюции.

Итак, из сказанного видно, что 131 год развития науки после выхода в свет труда Ч. Дарвина не прошел даром. Новые открытия заставляют каждое новое поколение биологов по-новому воспри¬нимать и трактовать закономерности эволюционного процесса. Однако новейший синтез, создание целостной концепции эволю¬ции, которая сможет заменить синтетическую теорию эволюции, пока еще дело будущего. Вместе с тем несомненно, что магистраль¬ный путь развития эволюционной биологии лежит в русле гех идей и тех направлений, которые были заложены гением Ч. Дарвина.

Глава IV. МАКРОЭВОЛЮЦИЯ. МНОГООБРАЗИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА И ПРИНЦИПЫ СИСТЕМАТИКИ

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА

Прогресс и регресс в эволюции. Идея о направленном харак¬тере эволюции, идущей по пути прогресса, т. е. по пути совер- шествования организмов от простого к сложному, от низших форм жизни к высшим, общепринята. Однако не следует думать, что прогресс — единственный путь эволюционных изменений, в дейст¬вительности это лишь одно из возможных направлений эволюции.

Современные представления о направлениях эволюции основы¬ваются на работах И. И. Шмальгаузена и А. Н. Северцова. А. Н. Северцов выделил понятия биологического регресса и прогресса.

Биологический прогресс означает победу вида или другой систематической группы в борьбе за существование Признаками

биологического прогресса являются увеличение численности осо¬бей данной систематической группы, расширение ее ареала и рас¬падение на подчиненные систематические группы. Все три приз¬нака биологического прогресса связаны друг с другом. Увели¬чение численности особей заставляет вид (или любую другую систематическую группу) расширять границы ареала, заселять но¬вые места обитания, что приводит к образованию новых попу¬ляций, подвидов, видов.

Биологическому прогрессу противостоит биологический ре¬гресс. Он характеризуется обратными признаками: снижением численности особей, сужением ареала, постепенным или быстрым уменьшением видового многообразия группы. Биологический ре¬гресс может привести вид к вымиранию. Общая причина биоло-гического регресса — отставание в темпах эволюции группы от скорости изменений внешней среды

Движущие силы эволюции действуют непрерывно, в результа¬те чего совершенствуются приспособления. Однако под влиянием хозяйственной деятельности человека среда обитания живых су¬ществ изменяется значительно быстрее, чем формируются приспо¬собления. Это приводит к сокращению численности, сужению ареалов и угрозе вымирания ряда видов. Минимальные шансы на выживание имеют крупные млекопитающие (особенно хищни¬ки), представленные небольшим числом особей, которые живут на небольшой территории, медленно размножаются и не мирятся с соседством человека. Таковы, например, тигр, гепард, барс, белый медведь. Напротив, биологического прогресса достигают мелкие плодовитые животные, широко распространенные и легко уживаю-щиеся с человеком. К ним из млекопитающих в первую очередь относится типично городское животное — крыса-пасюк, из птиц — ворона, из насекомых — таракан.

Человек на строго научной основе должен активно заботиться о восстановлении численности, расширении ареалов редких и исчезающих видов. Только биологический прогресс гарантирует видам будущее.

Каковы пути достижения биологического прогресса?

Ароморфоз — главный путь достижения биологического про¬гресса. Ароморфоз, или морфофизиологический прогресс,— воз¬никновение в ходе эволюции признаков, повышающих уровень организации живых существ. С ароморфозами прежде всего свя¬заны эволюционные преобразования кровеносной, дыхательной, нервной и других систем органов, оказывающих непосредствен¬ное влияние на увеличение интенсивности обмена веществ и энергии. Эволюция кровеносной системы от трубчатого сердца у ланцетника к двух-, трех- и четырехкамерному сердцу у высших позвоночных, сопровождавшаяся обособлением большого и мало¬го кругов кровообращения, шла по пути ароморфоза. Высокий общий уровень организации млекопитающих был достигнут па основе прогрессивного развития кровеносной системы, легких, го-

Рис. 32. Ароморфозы в развитии растений:

слева - сосновая шишка в начале развития смотрит верхушкой кверху, подставляя яйцеклетки на каждой и< многочисленных чешуек переносимой ветром пыльце. После оплодотворения яйцеклетка разви¬вается в семя. По мере созревания шишка переворачивается вниз, ее чешуи расходятся, и семена высыпаются на землю. Этот способ размно¬жения более эффективный, чем рассеивание спор; ин возник около 300 млн. лет назад; справа -- магнолия древнейший представитель огромной группы продвинувшихся в эволюционном отношении цветко¬вых растений: оплодотворение осуществляется не ветром, а перенося¬щими пыльцу насекомыми; семена магнолии остаются скрытыми в мя¬систой завязи до полного созревания

ловного мозга, возникновения живорождения, теплокровности и других ароморфозов.

Крупными ароморфозами в развитии растений были переход от размножения спорами к размножению семенами, образование цветка и др. (рис. 32).

Ароморфозы формируются на основе наследственной измен¬чивости и естественного отбора и являются приспособлениями широкого значения. Они дают преимущества в борьбе за существо¬вание и открывают возможности освоения новой, прежде недоступ¬ной среды обитания. Приобретение теплокровности позволило мле¬копитающим и птицам заселить даже холодные зоны Арктики и Антарктиды, почти недоступные другим организмам. Образование пыльцевой трубки освободило процесс оплодотворения от необ¬ходимости водной среды, что позволило цветковым растениям ши¬роко распространиться на суше. Этому способствовало приоб¬ретение и других ароморфных признаков: эпидермиса, устьиц, проводящей системы. Родоначальные виды, выходящие на путь ароморфозов и дающие начало новым крупным таксонам (пси- лофиты, стегоцефалы, археоптериксы и др.), в своей организации сочетали наряду с признаками старой формы новые прогрессив¬ные черты, позволившие им, как будет показано ниже, осваивать новую среду обитания.

Ид иоадаптация. Ароморфозам А. Н. Северцов противопостав¬лял идиоадаптации — частные приспособления живого мира, поз¬воляющие освоить специфические условия среды. В отличие от аро- морфозов идиоадаптации открывают перед организмами возмож¬ность прогрессивного развития без повышения уровня биологи-ческой организации. Например, благодаря формированию различ¬ных идиоадаптаций, млекопитающие смогли распространиться не только в различных географических зонах (от тропиков до ледя¬ных пустынь), но и освоить самые разнообразные условия среды (на поверхности суши, в воде, почве, частично в воздухе). Это существенно снизило конкуренцию между видами за пищу, места обитания, причем уровень организации остался тем же. Для видов, семейств, отрядов млекопитающих характерны все типичные приз¬наки этого класса: теплокровность, живорождение, вскармливание потомства молоком и др.

Типичные идиоадаптации у животных — особенности строения конечностей (например, у крота, копытных, ластоногих), осо¬бенности клюва (у хищных птиц, куликов, попугаев), приспособле¬ния придонных рыб (у скатов, камбаловых), покровительственная окраска насекомых и др. Примерами идиоадаптаций у растений могут служить многообразные приспособления к опылению, рас¬пространению плодов и семян и т. д.

Общая дегенерация. Ч. Дарвин отмечал, что способность ор¬ганизмов выживать в борьбе за существование вовсе не обязатель¬но должна быть связана с более высокой организацией. Какие преимущества, например, могли бы получить инфузория или зем¬ляной червь из более высокой организации, чем они имеют? Усло-вия жизни этих организмов относительно постоянны, они хорошо приспособлены каждый к своей среде. Вот почему естественный отбор не совершенствовал их в сторону прогрессивного усложне¬ния. Более того, при упрощении условий среды организмы утра¬чивают часть признаков — развиваются по пути общей дегенера¬ции, ведущей к упрощению организации. Это соответствует дар¬виновскому учению, согласно которому эволюция заключается в выживании наиболее приспособленных, а не более высокооргани¬зованных существ.

Дегенерация часто связана с переходом к пещерному, сидя¬чему или паразитическому образу жизни. Так, пещерные обитате¬ли характеризуются редукцией органов зрения, снижением актив¬ности, отсутствием пигментации. Сидячие организмы (например, асцидии) утратили органы передвижения, хорду, имеющуюся у ли¬чиночной стадии. С пассивным образом жизни погонофор связана редукция кишечника, ротового и анального отверстий. Руди¬ментарные органы — одно из распространенных следствий деге¬нерации. Упрощение организации обычно сопровождается воз¬никновением различных приспособлений к специфическим усло-виям жизни. Особенно наглядно это прослеживается на парази¬тических организмах. У свиного цепня, лснтеца широкого и дру¬

гих червей-паразитов человека и животных нет кишечника, слабо развита нервная система. Однако они отличаются огромной пло¬довитостью благодаря сильно развитым органам размножения, обладают присосками и крючками, при помощи которых держатся на стенках кишечника своего хозяина. Переход некоторых расте-ний к паразитизму сопровождался снижением активности аппара¬та фотосинтеза, редукцией листьев до чешуй, преобразованием кор¬ней в присоски. Одновременно развивалась сложная система при¬способлений к хозяину (химическая сигнализация при поиске растения-хозяина, химический механизм внедрения в ткани хо¬зяина и др.).

Генетическая основа эволюционных изменений, ведущих к уп¬рощению организации,— это мутации. Известны мутации, вызы¬вающие недоразвитие (рудиментарность) органов (например, рудиментарность крыльев у насекомых), альбинизм (отсутствие пигмента) у млекопитающих и др. Если такие мутации не устра¬няются естественным отбором, они довольно быстро распростра¬няются в популяции.

Соотношение направлений эволюции. В процессе эволюции происходит чередование относительно кратких периодов аромор- фозов и последующих длительных периодов идиоадаптаций или общей дегенерации. Ароморфозы определяют этапы в развитии ор¬ганического мира, поднимая организацию какой-либо группы на более высокую ступень эволюции и открывая перед ней новые возможности для освоения внешней среды (рис. 33). Далее раз¬витие идет по пути идиоадаптаций, обеспечивающих более высо-

Рис. 33- Прогрессивная направленность эволюционного процесса: ароморфозы как бы приподнимают группу на качественно более высокий уровень развития и вызывают широкий спектр частных приспособлений — идиоадаптаций

неорганизованной группе освоение доступного разнообразия оби¬тания. При переходе организмов в простые условия формиро¬вание частных приспособлений сопровождается упрощением строения. Общая дегенерация всегда вторична по отношению к прогрессивному развитию, так как всякое упрощение предполага¬ет некоторый уровень исходной сложности. Тем не менее ароморф- ные изменения организации диалектически связаны с ее упроще¬нием. Направление эволюции по пути ароморфоза сопряжено с упрощением тех признаков, которые утрачивают свое значение в новых условиях или препятствуют дальнейшему совершенство¬ванию организации. Возникновение перьевого и волосяного покро¬ва у птий и млекопитающих сделало излишним покров из чешуи, имеющийся у их предков пресмыкающихся.

Направления эволюции органического мира, сочетаясь и сме¬няя друг друга, в целом приводят к усложнению, прогрессивной направленности развития живой природы, к возникновению целе¬сообразности организмов — их соответствия условиям обитания и способности меняться по мере изменения этих условий.

Необратимость эволюции. Принцип необратимости эволюции сформулировал еще Ч. Дарвин: «Вид, раз исчезнувший, никогда не может появиться вновь, если бы даже снова повторились совер¬шенно тождественные условия жизни». Повторяемость условий вызывает конвергентное сходство у организмов. Так, форма тела современных дельфинов напоминает форму тела мезозойских их¬тиозавров. Переход некоторых наземных позвоночных, например дельфинов, в водную среду сопровождался лишь конвергентным изменением конечностей, а не принципиальной их перестройкой по возвратному пути к рыбам. Конвергенция затрагивает только изменение внешнего строения органов. Внутреннее строение ласт у дельфина или кита сохраняет основные признаки пятипалой ко¬нечности, свойственные млекопитающим.

Рис. 34. Правило необратимости эво¬люции: в эволюции возможно новгорное возникновение от¬дельных признаков, вызва¬но сходство направленным действием естественного от¬бора (у лягушки, крокодила, бегемота сходное положе¬ние глаз).

 

 
 
 

Полное или частичное копирование материалов сайта разрешается только при указании активной ссылки : Источник материала - "Советское Время"

Яндекс.Метрика