Origem e evolução das plantas terrestres. Formas transitórias

II. Evidência embriológica (a embriologia estuda o desenvolvimento embrionário de um organismo).

1. Semelhança de germes.

a) A estrutura do embrião cordado se assemelha consistentemente ao corpo de outros tipos de animais:

ovócito - protozoário;

· gástrula – celenterados;

· lombrigas;

· representantes do subtipo Skullless.

b) Isso indica a origem comum de todos os cordados.

2. Divergência de características embrionárias (divergência embrionária).

a) À medida que a semelhança entre os embriões se desenvolve tipos diferentes enfraquecer.

b) Primeiro aparecem as características do gênero e depois as espécies.

· A semelhança inicial na estrutura da cabeça entre uma criança e um bebê macaco desaparece gradualmente.

3. Lei biogenética de Haeckel-Müller: cada indivíduo em desenvolvimento individual (ontogênese) repete de forma breve e concisa a história do desenvolvimento de sua espécie (filogenia).

a) Exemplos em animais:

· Os vasos dos embriões dos vertebrados terrestres são semelhantes aos dos peixes;

· O embrião humano possui fendas branquiais.

· Lagartas de borboletas e larvas de besouros são semelhantes em estrutura aos anelídeos.

· Os girinos anfíbios são semelhantes aos peixes.

b) Exemplos em plantas:

· As escamas dos botões das plantas desenvolvem-se como folhas.

· As pétalas dos botões são inicialmente verdes e depois adquirem a sua cor característica.

· De um esporo de musgo surge primeiro um fio verde, semelhante a algas filamentosas (pré-crescidas).

c) Alterações à lei biogenética.

· Nos embriões, a repetição da filogenia pode ser interrompida devido a adaptações às condições de vida durante a ontogênese. Aparecem: membranas embrionárias, saco vitelino nos ovos de peixe, brânquias externas no girino, casulo no bicho-da-seda.

· A ontogênese não reflete totalmente a filogenia devido ao aparecimento de mutações que alteram o curso do desenvolvimento do embrião (no embrião da cobra, todas as vértebras são formadas ao mesmo tempo, ou seja, seu número não aumenta gradativamente; nas aves, as cinco vértebras o estágio de desenvolvimento dos membros com dedos caiu; o embrião desenvolve 4 dedos, não 5, apenas 3 dedos crescem na asa).

· Na ontogênese, os estágios embrionários de desenvolvimento são repetidos, em vez de formas adultas (Lancelet se repete na ontogênese etapas gerais com uma larva de ascídia nadando livremente em vez de sua forma adulta fixa).

G) Representações modernas sobre a lei biogenética.

· Severtsov mostrou que devido a mudanças no desenvolvimento, algumas fases do desenvolvimento embrionário podem ser perdidas; ocorrem alterações nos órgãos do embrião que não estavam presentes nos ancestrais; surgem novas espécies; novas características são reveladas (por exemplo, anfíbios com cauda (tritões) e sem cauda (rãs) descendentes do mesmo ancestral: a larva da salamandra é longa, porque tem muitas vértebras, na larva da rã o número de vértebras diminuiu devido à mutação; no embrião do lagarto menos número vértebras do que no embrião da cobra, devido a mutações no desenvolvimento).

III. Evidência biogeográfica (a biogeografia estuda a distribuição de animais e plantas na Terra).

1. Existem 5 zonas zoogeográficas que não diferem em classes e tipos de animais:

a) Holártica;

b) indo-malaio;

c) Etíope;

d) australiano;

e) Zona Neotropical.

2. As zonas diferem por famílias, ordens e gêneros.

a) Na Austrália, todos os mamíferos são marsupiais.

b) A Nova Zelândia abriga o único representante da ordem dos lagartos com cabeça de bico - o hatteria.

c) Existem americanos e Espécies europeias bordo, freixo, pinho.

3. Razões das semelhanças e diferenças entre a fauna e a flora.

a) Isolamento de habitats.

· Se o isolamento ocorreu recentemente, então há mais semelhanças do que diferenças: o Estreito de Bering foi formado recentemente, portanto a fauna da Ásia pouco difere da fauna da América; As Américas do Norte e do Sul uniram-se recentemente, pelo que as suas faunas são diferentes; A Austrália se separou do resto dos continentes há muito tempo, portanto possui uma flora e fauna únicas. A evolução foi lenta, já que a Austrália é relativamente pequena; A fauna e a flora das ilhas e corpos d'água fechados são únicas.

4. A distribuição geográfica moderna de animais e plantas só pode ser explicada do ponto de vista evolutivo.

4. Paleontológico (a paleontologia estuda organismos fósseis, suas condições de vida e sepultamentos).

1. Mudança de fauna e flora na Terra.

a) Nas camadas mais antigas foram encontrados apenas invertebrados.

b) Quanto mais jovem a camada, mais próximos os restos estão das espécies modernas.

c) Com a ajuda de achados paleontológicos foi possível estabelecer séries filogenéticas e formas de transição.

2. Formas transicionais fósseis– formas de organismos que combinam as características de formas mais antigas e mais jovens.

a) Répteis com dentes de animais foram descobertos na Dvina do Norte (gênero Inostrantseviya). Eles eram semelhantes em estrutura aos mamíferos os seguintes órgãos: crânios; coluna; membros localizados não nas laterais do corpo, como nos répteis, mas sob o corpo, como nos mamíferos; dentes diferenciados em caninos, incisivos e molares.

b) Arqueoptérix- uma forma de transição entre aves e répteis, descoberta nas camadas do período Jurássico (150 milhões de anos atrás).

· Sinais de pássaros: membros posteriores com tarso, asas e penas, semelhança externa.

· Sinais de répteis: uma cauda longa, constituído por vértebras; costelas abdominais; presença de dentes; garras no membro anterior.

· Voou mal pelos seguintes motivos: o esterno estava sem quilha, ou seja, músculos peitorais eram fracos; a coluna e as costelas não eram apoiadas rigidamente, como nas aves.

V) Psilófitas– uma forma de transição entre algas e plantas terrestres.

· Derivado de algas verdes.

· Plantas vasculares com esporos superiores - musgos, cavalinhas e samambaias - originaram-se de psilófitas.

· Surgido no Siluriano e difundido no Devoniano.

· Diferenças em relação às algas e aos esporos superiores: psilófitas – plantas herbáceas e lenhosas que crescem ao longo das margens dos mares; tinha caule ramificado com escamas; a pele tinha estômatos; o caule subterrâneo lembrava rizomas com rizóides; o caule foi diferenciado em tecidos condutores, tegumentares e mecânicos.

3. Série filogenética– séries de certas formas que se substituíram sucessivamente durante a evolução (filogenia).

a) V.O. Kovalevsky restaurou a evolução do cavalo, construindo sua série filogenética.

· Eohippus, que viveu no Paleógeno, era do tamanho de uma raposa, tinha um membro anterior de quatro dedos e um membro posterior de três dedos. Os dentes estavam tuberculados (sinal de onivoria).

· No Neógeno, o clima tornou-se mais árido, a vegetação mudou, o Eohippus evoluiu através de várias formas: Eohippus, Merigippus, Hipparion, cavalo moderno.

· Os sinais do eohippus mudaram: as pernas alongaram-se; a garra se transformou em casco; a superfície de apoio foi reduzida, portanto o número de dedos foi reduzido para um; correr rápido levou ao fortalecimento da coluna; a transição para forragem levou à formação de dentes dobrados.

BIOLOGIA GERAL

EVOLUÇÃO. ENSINO EVOLUCIONÁRIO

EVIDÊNCIA DE EVOLUÇÃO

Evolução biológica - processo histórico de desenvolvimento mundo orgânico, que é acompanhada por mudanças nos organismos, pela extinção de alguns e pelo aparecimento de outros. Ciência moderna opera com muitos fatos que indicam processos evolutivos.

Evidência embriológica da evolução.

Na primeira metade do século XIX. A teoria da “semelhança germinal” começa a se desenvolver. O cientista russo Karl Baer (1792-1876) descobriu que em estágios iniciais No desenvolvimento dos embriões, existe uma grande semelhança entre embriões de diferentes espécies dentro do filo.

Os trabalhos de F. Müller e E. Haeckel deram-lhes a oportunidade de formular a lei biogenética: “a ontogênese é uma repetição curta e rápida da filogenia”. Posteriormente, a interpretação da lei biogenética foi desenvolvida e esclarecida por V.M. Severtsovim: “na ontogênese eles repetem estágios embrionários antepassados." Os embriões nos estágios iniciais de desenvolvimento apresentam a maior semelhança. Sinais gerais tipo são formados durante a embriogênese antes dos especiais. Assim, todos os embriões de vertebrados no estágio I têm fendas branquiais e um coração com duas câmaras. Nos estágios intermediários aparecem as características de cada classe, e somente nos estágios posteriores se formam as características da espécie.

Evidência anatômica e morfológica comparativa da evolução.

A prova da unidade de origem de todos os seres vivos é a estrutura celular dos organismos, um plano estrutural único dos órgãos e suas mudanças evolutivas.

Órgãos homólogos têm um plano de estrutura semelhante, origem comum, executam funções idênticas e diferentes. A presença de órgãos homólogos permite comprovar a relação histórica de diferentes espécies. A semelhança morfológica primária é substituída graus variantes diferenças adquiridas no processo de divergência. Um exemplo típico de órgãos homólogos são os membros dos vertebrados, que possuem o mesmo plano estrutural independente das funções que desempenham.

Alguns órgãos vegetais desenvolvem-se morfologicamente a partir de camadas germinativas e são folhas modificadas (antenas, espinhos, estames).

Órgãos análogos são semelhanças morfológicas secundárias não herdadas de ancestrais comuns de organismos de diferentes grupos sistemáticos. Órgãos semelhantes são semelhantes em suas funções e se desenvolvem por meio do processo de convergência. Eles indicam a uniformidade das adaptações que surgem no processo de evolução nas mesmas condições ambientais como resultado da seleção natural. Por exemplo, órgãos semelhantes de animais -asas de borboleta e pássaro. Essa adaptação ao vôo nas borboletas desenvolveu-se a partir da cobertura quitinosa, e nas aves - a partir do esqueleto interno dos membros anteriores e da cobertura de penas. Filogeneticamente, esses órgãos foram formados de forma diferente, mas desempenham a mesma função - os animais são usados para voar. Às vezes, órgãos semelhantes adquirem semelhanças excepcionais, como os olhos dos cefalópodes e dos vertebrados terrestres. Possuem o mesmo plano estrutural geral, semelhantes elementos estruturais, embora se desenvolvam a partir de diferentes folhas embrionárias na ontogênese e não tenham nenhuma relação entre si. A semelhança é explicada apenas pela natureza física da luz.

Um exemplo de órgãos semelhantes são os espinhos das plantas, que as protegem de serem comidas por animais. Os espinhos podem se desenvolver a partir de folhas (bérberis), estípulas (acácia branca), brotos (espinheiro), casca (amora). Eles são semelhantes apenas na aparência e nas funções que desempenham.

Órgãos vestigiais, estruturas relativamente simplificadas ou subdesenvolvidas que perderam a sua finalidade original. Eles são colocados durante o desenvolvimento embrionário, mas não se desenvolvem totalmente. Às vezes, os rudimentos desempenham funções diferentes em comparação com órgãos homólogos de outros organismos. Assim, o apêndice humano rudimentar desempenha a função de formação de linfa, ao contrário do órgão homólogo - o ceco nos herbívoros. Os rudimentos da cintura pélvica de uma baleia e dos membros de uma píton confirmam o fato de que as baleias se originaram de quadrúpedes terrestres e as pítons - de ancestrais com membros desenvolvidos.

O atavismo é o fenômeno de retorno às formas ancestrais que é observado em indivíduos individuais. Por exemplo, coloração semelhante a uma zebra em potros, mamilos ricos em humanos.

Evidência biogeográfica da evolução.

O estudo da flora e da fauna de diferentes continentes permite reconstruir o curso geral do processo evolutivo e identificar diversas zonas zoogeográficas com animais terrestres semelhantes.

1. A região Holártica une o Paleártico (Eurásia) e o Neoártico ( América do Norte) áreas.

2. Região Neotropical ( América do Sul).

3. Região da Etiópia (África).

4. Região Indo-Malaia (Indochina, Malásia, Filipinas).

5. Região australiana.

Em cada uma dessas áreas existe uma grande semelhança entre o animal e flora. As regiões diferem entre si por certos grupos endêmicos.

Endemias são espécies, gêneros, famílias de plantas ou animais cuja distribuição se limita a uma pequena área geográfica, ou seja, flora ou fauna específica de uma determinada área. O desenvolvimento da endemicidade está mais frequentemente associado ao isolamento geográfico. Por exemplo, a primeira separação da Austrália continente sul Gondwana (mais de 120 milhões de anos) levou ao desenvolvimento independente de vários animais. Sem sentir a pressão dos predadores, ausentes na Austrália, aqui foram preservados mamíferos monotremados - feras primitivas: o ornitorrinco e a equidna; marsupiais: canguru, coala.

A flora e a fauna das regiões Paleártica e Neoártica, pelo contrário, são semelhantes entre si. Por exemplo, árvores intimamente relacionadas incluem bordos americanos e europeus, freixos, pinheiros e abetos. Mamíferos como alces, martas, martas e ursos polares vivem na América do Norte e na Eurásia. O bisão americano é representado por uma espécie familiar - o bisão europeu. Tais semelhanças indicam a unidade a longo prazo dos dois continentes.

Evidência paleontológica da evolução.

A paleontologia estuda organismos fósseis e nos permite estabelecer o processo histórico e as causas das mudanças no mundo orgânico. Com base em descobertas paleontológicas, foi compilada uma história do desenvolvimento do mundo orgânico.

As formas fósseis de transição são formas de organismos que combinam grupos antigos e modernos. Eles ajudam a restaurar a filogenia de grupos individuais. Representantes: Archaeopteryx - forma de transição entre répteis e aves; Inostrantseviya é uma forma de transição entre répteis e mamíferos; psilófitas são uma forma de transição entre algas e plantas terrestres.

As séries paleontológicas são compostas por formas fósseis e refletem o curso da filogênese (desenvolvimento histórico) das espécies. Essas fileiras existem para cavalos, elefantes e rinocerontes. A primeira série paleontológica de cavalos foi compilada por V. A. Kovalevsky (1842-1883).

Relíquias são espécies raras de plantas ou animais que sobreviveram em um determinado território e foram preservadas desde tempos geológicos passados. Eles são caracterizados por sinais de grupos extintos de épocas passadas. O estudo das formas relíquias permite-nos restaurar a aparência dos organismos desaparecidos, recriar as suas condições de vida e modo de vida. Hatteria é um representante dos antigos répteis primitivos. Esses répteis viveram nos períodos Jurássico e Cretáceo. O celacanto de peixe com nadadeiras cruzadas é conhecido desde o Devoniano Inferior. Esses animais deram origem aos vertebrados terrestres. Ginkgo é a forma mais primitiva de gimnosperma. As folhas são grandes plantas de novembro em forma de leque. No território da Ucrânia, entre as plantas relíquias, foram preservadas a azaléia amarela, o pinheiro calcário e mil bagas. Entre os animais relíquias estão o rato almiscarado comum, o curativo e outros animais.

A comparação das modernas formas primitivas e progressivas de organismos permite restaurar algumas características dos supostos ancestrais da forma progressiva e analisar o curso do processo evolutivo.

sobre o tema: “Biocenoses e ecossistemas”

PROPRIEDADES E TIPOS DE BIOCENOSES

As biocenoses naturais são muito complexas. Eles são caracterizados principalmente pela diversidade de espécies e densidade populacional.

Diversidade de espécies- o número de espécies de organismos vivos que formam a biocenose e determinam os vários níveis nutricionais nela contidos. O tamanho das populações de espécies é determinado pelo número de indivíduos de uma determinada espécie por unidade de área. Algumas espécies são dominantes na comunidade, superando outras. Se uma comunidade for dominada por algumas espécies e a densidade de outras for muito baixa, então a diversidade é baixa. Se, com a mesma composição de espécies, o número de cada uma delas for mais ou menos igual, então a diversidade de espécies é alta.

Além da composição de espécies, a biocenose é caracterizada pela biomassa e pela produtividade biológica.

Biomassa- total matéria orgânica e a energia nela contida de todos os indivíduos de uma determinada população ou de toda a biocenose por unidade de área. A biomassa é determinada pela quantidade de matéria seca por 1 ha ou pela quantidade de energia (J) 1.

A quantidade de biomassa depende das características da espécie e da sua biologia. Por exemplo, espécies (microrganismos) que morrem rapidamente têm uma biomassa pequena em comparação com organismos de vida longa que se acumulam nos seus tecidos. um grande número de substâncias orgânicas (árvores, arbustos, animais de grande porte).

Produtividade biológica- taxa de formação de biomassa por unidade de tempo. Este é o mais indicador importante atividade vital do organismo, população e ecossistema como um todo. Distinguir produtividade primária- a formação de matéria orgânica pelos autotróficos (plantas) no processo de fotossíntese e secundária - a taxa de formação de biomassa pelos heterótrofos (consumidores e decompositores).

A proporção entre produtividade e biomassa varia entre diferentes organismos. Além disso, a produtividade varia entre os ecossistemas. Depende da quantidade de radiação solar, solo, clima. Os desertos e a tundra têm a biomassa e a produtividade mais baixas, enquanto as florestas tropicais têm as mais altas. Em comparação com a terra, a biomassa do Oceano Mundial é significativamente menor, embora ocupe 71% da superfície do planeta, o que se deve ao baixo teor nutrientes. Na zona costeira, a biomassa aumenta significativamente.

Nas biocenoses, distinguem-se dois tipos de rede trófica: pastagens e detritos. EM tipo de pasto numa teia alimentar, a energia flui das plantas para os herbívoros e depois para os consumidores de ordem superior. Os herbívoros, independentemente do seu tamanho e habitat (terrestre, aquático, solo), pastam, comem plantas verdes e transferem energia para os níveis seguintes.

Se o fluxo de energia começa com restos de plantas e animais mortos, excrementos e vai para os detritívoros primários - decompositores, em decomposição parcial matéria orgânica, então essa rede trófica é chamada detrítico, ou uma rede de decomposição. Os detritívoros primários incluem microrganismos (bactérias, fungos) e pequenos animais (vermes, larvas de insetos).

Nas biogeocenoses terrestres, ambos os tipos de rede trófica estão presentes. Nas comunidades aquáticas predomina a cadeia do pastoreio. Em ambos os casos, a energia é totalmente utilizada.

Evolução dos ecossistemas

SUCESSÃO

Todos os ecossistemas evoluem ao longo do tempo. A mudança sucessiva dos ecossistemas é chamada sucessão ecológica. A sucessão ocorre principalmente sob a influência de processos que ocorrem dentro da comunidade durante a interação com o meio ambiente.

A sucessão primária começa com o desenvolvimento de um ambiente que não era habitado anteriormente: rocha destruída, rocha, duna de areia, etc. O papel dos primeiros colonos aqui é grande: bactérias, cianobactérias, líquenes, algas. Ao liberar resíduos, eles alteram a rocha-mãe, destroem-na e promovem a formação do solo. Ao morrer, os organismos vivos primários enriquecem a camada superficial com substâncias orgânicas, o que permite que outros organismos se estabeleçam. Eles gradualmente criam condições para uma diversidade crescente de organismos. A comunidade de plantas e animais torna-se mais complexa até atingir um certo equilíbrio com o meio ambiente. Tal comunidade é chamada menopausa. Mantém a sua estabilidade até que o equilíbrio seja perturbado. A floresta é uma biocenose estável - uma comunidade clímax.

A sucessão secundária se desenvolve no local de uma comunidade previamente formada, por exemplo, no local de um incêndio ou em um campo abandonado. As plantas amantes da luz assentam nas cinzas e as espécies tolerantes à sombra desenvolvem-se sob a sua copa. O aparecimento da vegetação melhora as condições do solo, onde outras espécies começam a crescer, deslocando os primeiros colonos. A sucessão secundária ocorre ao longo do tempo e, dependendo do solo, pode ser rápida ou lenta até que finalmente se forme uma comunidade clímax.

Um lago, se o seu equilíbrio ecológico for perturbado, pode transformar-se num prado e depois numa floresta, característica de uma determinada zona climática.

A sucessão leva a uma complicação progressiva da comunidade. As suas redes alimentares estão a tornar-se cada vez mais ramificadas e os recursos ambientais estão a ser utilizados cada vez mais plenamente. Uma comunidade madura está mais adaptada às condições ambientais, as populações de espécies são estáveis e reproduzem-se bem.

ECOSSISTEMAS ARTIFICIAIS. AGROCENOSE

Agrocenose- ecossistemas criados artificialmente e mantidos pelo homem (campos, campos de feno, parques, jardins, hortas, plantações florestais). Eles são criados para produzir produtos agrícolas. As agrocenoses apresentam qualidades dinâmicas pobres e baixa confiabilidade ecológica, mas são caracterizadas por alta produtividade. Ocupando aproximadamente 10% da área terrestre, as agrocenoses produzem anualmente 2,5 bilhões de toneladas de produtos agrícolas.

Via de regra, uma ou duas espécies de plantas são cultivadas em uma agrocenose, portanto as interconexões dos organismos não podem garantir a sustentabilidade de tal comunidade. A ação da seleção natural é enfraquecida pelo homem. A seleção artificial caminha no sentido de preservar organismos com produtividade máxima. Além da energia solar, existe outra fonte na agrocenose - fertilizantes minerais e orgânicos introduzidos pelo homem. A maior parte dos nutrientes é constantemente removida do ciclo como culturas. Assim, o ciclo das substâncias não ocorre.

Numa agrocenose, como numa biocenose, desenvolvem-se cadeias alimentares. Um elo obrigatório nesta cadeia é uma pessoa. Além disso, aqui ele atua como consumidor de primeira ordem, mas neste ponto a cadeia alimentar é interrompida. As agrocenoses são muito instáveis e existem sem intervenção humana desde 1 ano (cereais, vegetais) até 20-25 anos (frutas e bagas).

DESENVOLVIMENTO DA BIOLOGIA NO PERÍODO PRÉ-DARWIN

A origem da biologia como ciência está associada às atividades do filósofo grego Aristóteles (século IV aC). Ele tentou construir uma classificação dos organismos baseada em estudos anatômicos e fisiológicos. Ele conseguiu descrever quase 500 espécies de animais, que organizou em ordem de complexidade. Ao estudar o desenvolvimento embrionário dos animais, Aristóteles descobriu grandes semelhanças Estágios iniciais embriogênese e chegaram à ideia da possibilidade da unidade de sua origem.

No período dos séculos XVI a XVIII. Há um intenso desenvolvimento da botânica descritiva e da zoologia. Organismos descobertos e descritos exigiram sistematização e introdução de uma nomenclatura unificada. Este mérito pertence ao notável cientista Carl Linnaeus (1707-1778). Ele foi o primeiro a chamar a atenção para a realidade da espécie como unidade estrutural da natureza viva. Introduziu a nomenclatura binária de espécies, estabeleceu hierarquias de unidades sistemáticas (táxons), descreveu e sistematizou 10 mil espécies de plantas e 6 mil espécies de animais, além de minerais. Em sua visão de mundo, C. Linnaeus era um criacionista. Ele rejeitou a ideia de evolução, acreditando que existem tantas espécies quanto existem várias formas foi criado por Deus no princípio. No final da vida, K. Linnaeus, no entanto, concordou com a existência da variabilidade na natureza, a crença na imutabilidade das espécies ficou um tanto abalada.

O autor do primeiro teoria evolutiva foi um biólogo francês Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829). Lamarck imortalizou seu nome ao introduzir o termo “biologia”, criando um sistema do mundo animal, onde pela primeira vez dividiu os animais em “vertebrados” e “invertebrados”. Lamarck foi o primeiro a criar um conceito holístico do desenvolvimento da natureza e a formular três leis de variabilidade dos organismos.

1. A lei da adaptação direta. Mudanças adaptativas em plantas e animais inferiores ocorrem sob influência direta ambiente. As adaptações surgem devido à irritabilidade.

2. A lei do exercício e do não exercício dos órgãos. Em animais do centro sistema nervoso o meio ambiente tem um efeito indireto. A influência ambiental de longo prazo causa hábitos nos animais associados ao consumo frequente de órgãos. O fortalecimento do seu exercício leva ao desenvolvimento gradual deste órgão e à consolidação das mudanças.

3. A lei da “herança de características adquiridas”, segundo a qual mudanças úteis são transmitidas e fixadas na prole. Este processo é gradual.

Autoridade insuperável do século XIX. no campo da paleontologia e anatomia comparada esteve o zoólogo francês Georges Cuvier (1769-1832). Ele foi um dos reformadores da anatomia comparada e da taxonomia dos animais e introduziu o conceito de “tipo” na zoologia. Com base em rico material factual, Cuvier estabeleceu o “princípio da correlação das partes do corpo”, com base no qual reconstruiu a estrutura das formas animais extintas. Em sua opinião, ele era um criacionista e defendia a imutabilidade das espécies, e considerava a presença de características adaptativas nos animais como evidência da harmonia originalmente estabelecida na natureza. J. Cuvier viu as razões da mudança nas faunas fósseis nas catástrofes que ocorreram na superfície da Terra. Segundo sua teoria, após cada catástrofe, o mundo orgânico era recriado.

DISPOSIÇÕES BÁSICAS DA TEORIA DE CH.

A honra de criar a teoria científica da evolução pertence a Charles Darwin (1809-1882), um naturalista inglês. O mérito histórico de Darwin não é o estabelecimento do facto da evolução em si, mas a descoberta das suas principais causas e forças motrizes. Ele introduziu o termo “seleção natural” e provou que a base para a seleção natural e a evolução é a variabilidade hereditária dos organismos. O resultado de seus muitos anos de trabalho foi o livro “A Origem das Espécies por Meio da Seleção Natural” (1859). Em 1871, foi publicada sua outra grande obra, “A Descendência do Homem e a Seleção Sexual”.

As principais forças motrizes da evolução Charles Darwin nomeado variabilidade hereditária, luta pela existência E seleção natural. O ponto de partida dos ensinamentos de Darwin foi a sua afirmação sobre a variabilidade dos organismos. Ele identificou variabilidade de grupo, ou específica, que não é herdada e depende diretamente de fatores ambientais. O segundo tipo de variabilidade é individual, ou incerta, que surge em organismos individuais como resultado de influências ambientais incertas sobre cada indivíduo e é herdada. É essa variabilidade que está subjacente à diversidade dos indivíduos.

Observando e analisando uma das principais propriedades de todos os seres vivos - a capacidade de reprodução ilimitada, Darwin concluiu que havia um fator que impedia a superpopulação e limitava o número de indivíduos. Conclusão: intensidade de reprodução, bem como limitada recursos naturais e os meios de vida levam à luta pela existência.

A presença de um espectro de variabilidade nos organismos, a sua heterogeneidade e a luta pela existência conduzem à sobrevivência dos mais adaptados e à destruição dos indivíduos menos adaptados. Conclusão: Na natureza ocorre a seleção natural, que contribui para o acúmulo de características úteis, sua transmissão e consolidação na prole. A ideia da seleção natural surgiu das observações de Darwin sobre seleção artificial e seleção de animais. Segundo Darwin, o resultado da seleção natural na natureza foi:

1) o surgimento de dispositivos;

2) variabilidade, evolução dos organismos;

3) formação de novas espécies. A especiação ocorre com base na divergência de caracteres.

Divergência- divergência de características dentro de uma espécie que surge sob a influência da seleção natural. Indivíduos com características extremas têm a maior vantagem na sobrevivência, enquanto indivíduos com características médias e semelhantes morrem na luta pela existência. Organismos com características evasivas podem tornar-se os fundadores de novas subespécies e espécies. O motivo da divergência de caracteres é a presença de variabilidade incerta, competição intraespecífica e a natureza multidirecional da ação da seleção natural.

A teoria da especiação de Darwin é chamada monofilética - a origem das espécies de um ancestral comum, a espécie original. Charles Darwin provou o desenvolvimento histórico da natureza viva, explicou os caminhos da especiação, fundamentou a formação das adaptações e sua natureza relativa e determinou as causas e forças motrizes da evolução.

EVIDÊNCIA DE EVOLUÇÃO

Evolução biológica- o processo histórico de desenvolvimento do mundo orgânico, que é acompanhado por mudanças nos organismos, pela extinção de alguns e pelo aparecimento de outros. A ciência moderna possui muitos fatos que indicam processos evolutivos.

Evidência embriológica da evolução.

Na primeira metade do século XIX. A teoria da “semelhança germinal” está sendo desenvolvida. O cientista russo Karl Baer (1792-1876) descobriu que nos estágios iniciais do desenvolvimento embrionário existe grande semelhança entre diferentes espécies dentro de um filo.

Os trabalhos de F. Müller e E. Haeckel permitiram-lhes formular lei biogenética:“A ontogênese é uma repetição curta e rápida da filogenia.” Mais tarde, a interpretação da lei biogenética foi desenvolvida e esclarecida por A. N. Severtsov: “na ontogênese, os estágios embrionários dos ancestrais são repetidos”. Os embriões nos estágios iniciais de desenvolvimento são mais semelhantes. As características gerais de um tipo são formadas durante a embriogênese antes das especiais. Assim, todos os embriões de vertebrados no estágio I têm fendas branquiais e um coração com duas câmaras. Nos estágios intermediários aparecem os traços característicos de cada classe, e somente nos estágios posteriores os traços da espécie são formados. Evidência anatômica e morfológica comparativa da evolução.

A prova da unidade de origem é a estrutura celular dos organismos, um plano estrutural único dos órgãos e suas mudanças evolutivas.

Órgãos homólogos têm plano estrutural semelhante e origem comum, desempenham funções iguais e diferentes. Órgãos homólogos permitem comprovar a relação histórica de diferentes espécies. A similaridade morfológica primária é substituída, em graus variados, por diferenças adquiridas durante a divergência. Um exemplo típico de órgãos homólogos são os membros dos vertebrados, que possuem um plano estrutural comum independentemente das funções que desempenham.

Alguns órgãos vegetais se desenvolvem morfologicamente a partir de primórdios foliares e são folhas modificadas (tencils, espinhos, estames).

Órgãos semelhantes- semelhança morfológica secundária, não herdada de ancestrais comuns, em organismos de diferentes grupos sistemáticos. Órgãos semelhantes são semelhantes em suas funções e se desenvolvem no processo convergência. Eles indicam adaptações semelhantes que surgem durante a evolução nas mesmas condições ambientais como resultado da seleção natural. Por exemplo, órgãos semelhantes de animais são as asas de uma borboleta e de um pássaro. Essa adaptação ao vôo nas borboletas desenvolveu-se a partir da cobertura quitinosa, e nas aves - a partir do esqueleto interno dos membros anteriores e da cobertura de penas. Filogeneticamente, esses órgãos foram formados de forma diferente, mas desempenham a mesma função – servem para o voo do animal. Às vezes, órgãos semelhantes adquirem semelhanças impressionantes, como os olhos dos cefalópodes e dos vertebrados terrestres. Eles têm o mesmo plano geral de estrutura, elementos estruturais semelhantes, embora se desenvolvam a partir de diferentes primórdios na ontogênese e não estejam de forma alguma conectados entre si. A semelhança é explicada apenas pela natureza física da luz.

Órgãos vestigiais- estruturas relativamente simplificadas ou subdesenvolvidas que perderam a sua finalidade original. Eles são colocados durante o desenvolvimento embrionário, mas não se desenvolvem totalmente. Às vezes, os rudimentos assumem funções diferentes em comparação com órgãos homólogos de outros organismos. Assim, o apêndice humano rudimentar desempenha a função de formação linfática, ao contrário do órgão homólogo - o ceco dos herbívoros. Os rudimentos da cintura pélvica de uma baleia e dos membros de uma píton confirmam o fato de que as baleias se originaram de quadrúpedes terrestres e as pítons - de ancestrais com membros desenvolvidos.

Atavismo - o fenômeno de um retorno às formas ancestrais observado em indivíduos individuais. Por exemplo, coloração zebróide de potros, multi-médios em humanos.

Evidência biogeográfica da evolução.

O estudo da flora e da fauna de vários continentes permite reconstruir o curso geral do processo evolutivo e identificar diversas zonas zoogeográficas com animais terrestres semelhantes.

1. A região Holártica, que une as regiões Paleártica (Eurásia) e Neoártica (América do Norte). 2. Região Neotropical (América do Sul). 3. Região da Etiópia (África). 4. Região Indo-Malaia (Indochina, Malásia, Filipinas). 5. Região australiana. Em cada uma dessas áreas existe uma grande semelhança entre os mundos animal e vegetal. Uma área distingue-se das outras por determinados grupos endémicos.

Endemias- espécies, gêneros, famílias de plantas ou animais, cuja distribuição é limitada a um pequeno área geográfica, ou seja, é a flora ou fauna específica de uma determinada área. O desenvolvimento da endemicidade está mais frequentemente associado ao isolamento geográfico. Por exemplo, a primeira separação da Austrália do continente meridional de Gondwana (mais de 120 milhões de anos) levou ao desenvolvimento independente de vários animais. Sem sofrer a pressão de predadores, ausentes na Austrália, aqui foram preservados mamíferos primais monotremados: o ornitorrinco e a equidna; marsupiais: canguru, coala.

A flora e a fauna das regiões Paleártica e Neoártica, pelo contrário, são semelhantes entre si. Por exemplo, bordos, freixos, pinheiros e abetos americanos e europeus estão intimamente relacionados. Entre os animais, mamíferos como alces, martas, martas e ursos polares vivem na América do Norte e na Eurásia. O bisão americano está intimamente relacionado com o bisão europeu. Esta relação atesta a unidade a longo prazo dos dois continentes.

Evidência paleontológica da evolução.

Formas de transição fósseis - formas de organismos que combinam as características de grupos mais velhos e mais jovens. Eles ajudam a restaurar a filogenia de grupos individuais. Representantes: Archaeopteryx - forma de transição entre répteis e aves; inostracevia - forma de transição entre répteis e mamíferos; psilófitas são uma forma de transição entre algas e plantas terrestres.

Série paleontológica são compostos de formas fósseis e refletem o curso da filogenia (desenvolvimento histórico) da espécie. Essas fileiras existem para cavalos, elefantes e rinocerontes. A primeira série paleontológica de cavalos foi compilada por V. O. Kovalevsky (1842-1883).

Relíquias- espécies de plantas ou animais preservadas de antigos organismos extintos. Eles são caracterizados por sinais de grupos extintos de épocas passadas. O estudo das formas relíquias permite restaurar a aparência de organismos desaparecidos e sugerir suas condições e modo de vida. Hatteria é um representante dos antigos répteis primitivos. Esses répteis viveram nos períodos Jurássico e Cretáceo. O celacanto de peixe com nadadeiras lobadas é conhecido desde o Devoniano Inferior. Esses animais deram origem aos vertebrados terrestres. Os ginkgos são a forma mais primitiva de gimnospermas. As folhas são grandes, em forma de leque, as plantas são caducas.

A comparação das formas primitivas e progressivas modernas permite restaurar algumas características dos supostos ancestrais da forma progressiva e analisar o curso do processo evolutivo.

Resumo sobre o tema: “Biocenoses e ecossistemas” PROPRIEDADES E TIPOS DE BIOCENOSE As biocenoses naturais são muito complexas. Eles são caracterizados principalmente pela diversidade de espécies e densidade populacional. Diversidade de espécies - o número de espécies vivas

a) Nas camadas mais antigas foram encontrados apenas invertebrados.

b) Quanto mais jovem a camada, mais próximos os restos estão das espécies modernas.

c) Com a ajuda de achados paleontológicos foi possível estabelecer séries filogenéticas e formas de transição.

2. Formas transicionais fósseis– formas de organismos que combinam as características de formas mais antigas e mais jovens.

a) Répteis com dentes de animais foram descobertos na Dvina do Norte (gênero Inostrantseviya). Eram semelhantes aos mamíferos na estrutura dos seguintes órgãos: crânio; coluna; membros localizados não nas laterais do corpo, como nos répteis, mas sob o corpo, como nos mamíferos; dentes diferenciados em caninos, incisivos e molares.

b) Arqueoptérix- uma forma de transição entre aves e répteis, descoberta nas camadas do período Jurássico (150 milhões de anos atrás).

· Sinais de aves: membros posteriores com tarso, asas e penas, semelhança externa.

· Sinais de répteis: cauda longa composta por vértebras; costelas abdominais; presença de dentes; garras no membro anterior.

· Voou mal pelos seguintes motivos: o esterno estava sem quilha, ou seja, os músculos peitorais estavam fracos; a coluna e as costelas não eram apoiadas rigidamente, como nas aves.

V) Psilófitas– uma forma de transição entre algas e plantas terrestres.

· Derivado de algas verdes.

· Plantas vasculares com esporos superiores - musgos, cavalinhas e samambaias - originaram-se de psilófitas.

· Surgido no Siluriano e difundido no Devoniano.

3. Série filogenética– séries de certas formas que se substituíram sucessivamente durante a evolução (filogenia).

a) V.O. Kovalevsky restaurou a evolução do cavalo, construindo sua série filogenética.

· Eohippus, que viveu no Paleógeno, era do tamanho de uma raposa, tinha um membro anterior de quatro dedos e um membro posterior de três dedos. Os dentes estavam tuberculados (sinal de onivoria).

· No Neógeno, o clima tornou-se mais árido, a vegetação mudou, o Eohippus evoluiu através de várias formas: Eohippus, Merigippus, Hipparion, cavalo moderno.

2. Morfológica comparativa - estuda forma e estrutura órgãos individuais e suas mudanças evolutivas. Os sistemas orgânicos dos organismos modernos formam uma série de mudanças sequenciais. Por exemplo, em organismos modernosé possível traçar o destino de ossos individuais da medula e crânio visceral. A evidência bioquímica comparativa está próxima da evidência morfológica comparativa. Por exemplo, nos organismos modernos podem-se traçar mudanças na estrutura da hemoglobina. No entanto, também existem lacunas nestas séries, uma vez que nem todas as formas de transição sobreviveram até aos nossos dias.

1. Estrutura celular os organismos mostraram a unidade de origem do mundo orgânico.

a) Organismos de diferentes reinos consistem em células.

b) Todas as células possuem um plano estrutural semelhante.

2. Plano geral estruturas de vertebrados.

a) Simetria bilateral.

b) Cavidades corporais semelhantes.

c) A presença de coluna vertebral e crânio.

d) Sistema nervoso semelhante.

d) dois pares de membros.

3. Homologia– semelhança dos órgãos em estrutura e origem, independentemente da sua função.

a) O esqueleto dos membros é homólogo em diferentes classes de vertebrados.

b) As gavinhas das ervilhas, os espinhos dos cactos e as agulhas da bérberis são homólogos às folhas.

c) Rizomas, tubérculos e bulbos são homólogos ao caule (são brotos subterrâneos).

4. Analogia- semelhança de órgãos que desempenham funções semelhantes, mas não possuem estrutura e origem semelhantes.

a) A analogia não desempenha um papel no estabelecimento de relações entre espécies.

b) Exemplos:

· as asas de uma borboleta são semelhantes às asas de um pássaro e de um morcego;

guelras de lagostins e peixes;

· espinhos de cacto (folhas), espinheiro (brotos), rosas e framboesas (resíduos de pele).

5. Rudimentos- órgãos que, no processo de evolução, perderam o significado original para a preservação das espécies e estão em fase de extinção.

a) Exemplos:

· o lagarto fusiforme sem pernas tem uma cintura escapular de membros rudimentar, os cetáceos têm uma cintura pélvica rudimentar;

· nas aves, o 1º e 3º dedos da asa são rudimentares (ossos de ardósia);

Nos rizomas das plantas existem escamas - rudimentos de folhas.

· nas flores marginais do girassol existem estames e pistilos rudimentares.

b) Os rudimentos comprovam a falta de intencionalidade dos signos.

c) Rudimentos indicam desenvolvimento histórico paz.

6. Atavismos– casos de retorno em indivíduos individuais às características de seus ancestrais.

a) Exemplos:

· três pares de tetas nas vacas;

· múltiplos mamilos em humanos;

· Coloração zebrada dos potros.

b) Os genes responsáveis por essas características são preservados, mas Várias razões Não apareça.

c) Os atavismos são evidências da evolução dos animais e das plantas.

7. Formas transitórias combinam em sua estrutura as características das classes baixa e alta.

a) Exemplos:

· mamíferos inferiores (ornitorrinco e equidna) apresentam características semelhantes às dos répteis: (cloaca, postura de ovos);

· subordem Lagartos com dentes de animais (gênero Inostrantzevia) – uma forma de transição entre répteis e mamíferos (fósseis).

b) Utilizando formas transicionais, é possível construir séries filogenéticas mostrando a história do desenvolvimento da espécie.

3. Embriológico comparativo - a embriologia estuda o desenvolvimento embrionário de um organismo. Durante o desenvolvimento embrionário, os embriões frequentemente apresentam semelhanças com os embriões de formas ancestrais. Por exemplo, em todos os vertebrados, as guelras internas (ou seus rudimentos - bolsas branquiais) aparecem nos estágios iniciais de desenvolvimento.

Semelhança de embriões.

a) A estrutura do embrião cordado se assemelha consistentemente ao corpo de outros tipos de animais:

ovócito - protozoário;

· gástrula – celenterados;

· lombrigas;

· representantes do subtipo Skullless.

b) Isso indica a origem comum de todos os cordados.

Forma transitória

Forma transitória- um organismo com um estado intermediário que existe necessariamente durante uma transição gradual de um tipo biológico edifícios para outro. As formas transicionais são caracterizadas pela presença de traços mais antigos e primitivos (no sentido de primários) do que seus parentes posteriores, mas, ao mesmo tempo, pela presença de traços mais progressivos (no sentido de posteriores) do que seus ancestrais. Via de regra, quando se fala em formas intermediárias, eles se referem a espécies fósseis, embora as espécies intermediárias não tenham necessariamente que morrer. Muitas formas de transição são conhecidas, ilustrando a origem dos tetrápodes dos peixes, dos répteis dos anfíbios, dos pássaros dos dinossauros, dos mamíferos dos teriodontes, dos cetáceos dos mamíferos terrestres, dos cavalos de um ancestral de cinco dedos e dos humanos dos antigos hominídeos.

Teoria da evolução

Exemplos

Exemplos de formas de transição incluem Ambulocetus - a “baleia ambulante” (uma forma de transição entre cetáceos e mamíferos terrestres), Tiktaalik e Ichthyostega (uma forma de transição de peixes para anfíbios), Mesohippus (entre os primeiros equídeos e o cavalo moderno).

Formas de transição na evolução do Homo Sapiens

Atualmente, muitas formas de transição são conhecidas entre o Homo sapiens e seus ancestrais semelhantes aos macacos. Por exemplo, foram descobertos os restos mortais de Sahelanthropus, Ardipithecus, Australopithecus (Africano, Afar e outros), Homo habilis, Homo trabalhando, Homo erectus, Homo precursor, homem de Heidelberg, Neandertal e o primeiro Homo sapiens.

Disputa sobre a gradualidade das transformações evolutivas

As formas transicionais são objeto de estudo no debate entre gradualistas e pontualistas. Os gradualistas acreditam que a evolução é um processo gradual e contínuo. Os pontualistas, ou proponentes, acreditam que as espécies permanecem as mesmas por muito tempo, mas as mudanças ocorrem em um período muito curto de tempo. As formas transitórias são um argumento de ambos os lados. Os pontualistas argumentam que a maioria das espécies aparece repentinamente e muda pouco ao longo de sua história. Os gradualistas observam que entre os vertebrados não existe um único exemplo indiscutível de uma transição muito rápida de uma espécie para outra; a maioria das transições é geralmente mal documentada por fósseis; Existem também muitas variações intraespecíficas bem descritas. Por exemplo, são descritas mudanças em coelhos do Cenozóico Médio, roedores do Mioceno, hipparions, artiodáctilos do Eoceno e a transição entre gêneros de primatas do Eoceno.

Links ausentes

1850
1900
1950
2002
Progresso no estudo da evolução humana. Aumento no número de espécies de hominídeos conhecidas pela ciência ao longo do tempo. Cada espécie é representada como um retângulo mostrando os limites dentro dos quais o volume do crânio variava e o lugar da espécie no registro fóssil. Pode-se perceber o preenchimento gradual das lacunas entre os tipos.

Muitas formas de transição entre organismos vivos ainda não foram encontradas. Eles são comumente chamados de links perdidos. A raridade das formas transicionais é explicada pela incompletude do registro fóssil. Os proponentes da teoria do equilíbrio pontuado também apontam para a rapidez das transformações evolutivas. No entanto, os paleontólogos estão constantemente encontrando novos fósseis, preenchendo lacunas (por exemplo, em 2004, foi encontrado o Tiktaalik - outro elo de transição entre peixes e anfíbios)

Registro fóssil incompleto

Nem toda forma transicional existe como fóssil devido à incompletude fundamental do registro fóssil. A incompletude é causada pelas peculiaridades do processo de fossilização, ou seja, a transição para o estado fossilizado. Para que um fóssil se forme, o organismo morto deve estar enterrado sob uma grande camada de sedimentos. Devido à taxa extremamente lenta de sedimentação em terra, puramente espécies terrestres raramente se tornam fossilizados e preservados. Além disso, raramente é possível descobrir espécies que vivem nas profundezas do oceano, devido à raridade de grandes áreas do fundo subirem à superfície. Assim, a maioria dos fósseis conhecidos (e, consequentemente, formas transicionais) são espécies que vivem em águas rasas, mares e rios, ou espécies terrestres que levam um estilo de vida semiaquático, ou que vivem perto de litoral. Os padrões dos processos de sepultamento de restos mortais de seres vivos são estudados por um ramo especial da paleontologia - a tafonomia.

Série filogenética

Série filogenética - série de espécies que se substituíram sucessivamente no processo de evolução vários grupos Animais e plantas.

Eles foram descobertos pela primeira vez por V. O. Kovalevsky, que mostrou que os modernos ungulados de um dedo descendem de antigos pequenos onívoros de cinco dedos.

Criacionismo

Os defensores do criacionismo afirmam que nenhuma forma de transição foi encontrada. A comunidade científica considera tais declarações falsas e deliberadamente enganosas.

Veja também

Notas

Literatura

Darwin, Carlos. Origem das espécies por meio da seleção natural: Em 2 livros. - M.: TERRA - Clube do Livro, 2009. - ISBN 978-5-275-02114-1
Carrol R. Paleontologia e evolução dos vertebrados: Em 3 volumes - Mir, 1992. - 280 p. - ISBN 5-03-001819-0

Ligações

O mito de que “o elo perdido não foi encontrado...” no portal Anthropogenesis.ru

Fundação Wikimedia. 2010.