Presentazione sul tema delle idee moderne sull'evoluzione. Idee moderne sull'evoluzione del mondo organico

L’insegnamento evoluzionistico moderno è spesso chiamato sintetico perché include non solo il darwinismo (cioè la dottrina della selezione e della lotta per l’esistenza di Charles Darwin), ma anche dati provenienti dalla genetica, dalla sistematica, dalla morfologia, dalla biochimica, dalla fisiologia, dall’ecologia e da altre scienze. Le scoperte fatte nel campo della genetica e della biologia molecolare si sono rivelate particolarmente preziose per comprendere l'essenza dell'evoluzione. La teoria cromosomica e la teoria dei geni hanno rivelato la natura delle mutazioni e le leggi di trasmissione dell'ereditarietà, mentre la biologia molecolare e la genetica molecolare hanno stabilito metodi di conservazione, implementazione e trasmissione informazioni genetiche utilizzando il DNA. Questo è stato stabilito L'unità evolutiva elementare capace di rispondere ai cambiamenti ambientali ristrutturando il proprio patrimonio genetico è una popolazione. Pertanto, non sono le specie, ma le sue popolazioni ad essere sature di mutazioni e a servire come materiale principale del processo evolutivo, che avviene sotto l'influenza selezione naturale. La moderna dottrina dell’evoluzione si basa sull’idea della popolazione. Una popolazione è un'unità strutturale di una specie. Rappresenta un insieme di individui di una specie che hanno un pool genetico comune e occupano un determinato territorio all'interno dell'areale di questa specie. A poco a poco, si verifica una divergenza (divergenza) tra tali popolazioni in una serie di tratti genetici che si accumulano attraverso combinazioni e mutazioni. A poco a poco, gli individui delle popolazioni acquisiscono notevoli differenze rispetto alla specie madre originaria. Se le differenze che appaiono assicurano che gli individui di una popolazione non si incrocino con individui di altre popolazioni della specie originaria, allora la popolazione isolata diventa una nuova specie indipendente, isolata per divergenza dalla specie originaria. L’unità elementare dell’evoluzione è la popolazione. Ogni popolazione è caratterizzata da proprietà quali area, numero e densità, eterogeneità genetica degli individui, struttura per età e sesso, funzionamento speciale in natura (contatti intrapopolazione e interpopolazione, rapporti con altre specie e con ambiente esterno). I contatti sessuali tra individui all'interno della stessa popolazione sono molto più semplici e più frequenti che con individui di popolazioni diverse della stessa specie. Pertanto, i cambiamenti che si accumulano in una popolazione attraverso la ricombinazione, la mutazione e la selezione naturale determinano il suo isolamento qualitativo e riproduttivo (divergenza) dalle altre popolazioni. I cambiamenti nei singoli individui non portano a cambiamenti evolutivi, poiché è richiesto un accumulo significativo di tratti ereditari simili, e questo è disponibile solo per un gruppo integrale di individui, come una popolazione. Il materiale elementare dell'evoluzione è la variabilità ereditaria: combinatoria e mutazionale. Questi due tipi variabilità ereditaria portare all’emergere di differenze fenotipiche sia qualitative che quantitative tra gli organismi. I fattori elementari dell'evoluzione sono la selezione naturale, il processo di mutazione, le ondate di popolazione e l'isolamento. La selezione naturale elimina da una popolazione gli individui con combinazioni di geni non riuscite e preserva gli individui con genotipi che non interrompono il processo. Il processo di mutazione mantiene l'eterogeneità genetica delle popolazioni naturali. Le ondate di popolazione forniscono grandi quantità di materiale evolutivo elementare per la selezione naturale. Ogni popolazione è caratterizzata da una certa fluttuazione nel numero degli individui, in aumento o in diminuzione. Nel 1905, il genetista russo Sergei Sergeevich Chetverikov chiamò queste fluttuazioni onde di vita. L’isolamento fornisce barriere che impediscono agli organismi di incrociarsi liberamente. Può essere causata da incompatibilità territoriale-meccanica (spaziale, geografica) o biologica (comportamentale, fisiologica, ambientale, chimica e genetica). L'isolamento, il processo di mutazione e le ondate di popolazione, essendo fattori dell'evoluzione, influenzano il suo corso, ma non dirigono l'evoluzione. La direzione dell’evoluzione è data dalla selezione naturale.

Viene spesso chiamato il moderno insegnamento evolutivo sintetico, perché include non solo il darwinismo (cioè la dottrina della selezione e della lotta per l’esistenza di Charles Darwin), ma anche dati provenienti dalla genetica, dalla sistematica, dalla morfologia, dalla biochimica, dalla fisiologia, dall’ecologia e da altre scienze. Le scoperte fatte nel campo della genetica e della biologia molecolare si sono rivelate particolarmente preziose per comprendere l'essenza dell'evoluzione.

La teoria cromosomica e la teoria dei geni hanno rivelato la natura delle mutazioni e le leggi di trasmissione dell'ereditarietà, mentre la biologia molecolare e la genetica molecolare hanno stabilito metodi per archiviare, implementare e trasmettere informazioni genetiche utilizzando il DNA. Questo è stato stabilito L'unità evolutiva elementare capace di rispondere ai cambiamenti ambientali ristrutturando il proprio patrimonio genetico è una popolazione. Pertanto, non sono le specie, ma le sue popolazioni ad essere sature di mutazioni e a fungere da materiale principale per il processo evolutivo, che avviene sotto l'influenza della selezione naturale.

La moderna dottrina dell’evoluzione si basa sull’idea della popolazione .

Una popolazione è un'unità strutturale di una specie. Rappresenta un insieme di individui di una specie che hanno un pool genetico comune e occupano un determinato territorio all'interno dell'areale di questa specie.

A poco a poco, si verifica una divergenza tra tali popolazioni ( divergenza ) secondo una serie di caratteristiche genetiche che si accumulano attraverso combinazioni e mutazioni. A poco a poco, gli individui delle popolazioni acquisiscono notevoli differenze rispetto alla specie madre originaria. Se le differenze che appaiono assicurano che gli individui di una popolazione non si incrocino con individui di altre popolazioni della specie originaria, allora la popolazione isolata diventa una nuova specie indipendente, isolata da divergenza dalla vista originale.

Nel moderno insegnamento evoluzionistico si fa una distinzione tra unità elementari dell'evoluzione, materiale elementare e fattori elementari dell'evoluzione.

• Unità elementare l'evoluzione serve popolazione. Ogni popolazione è caratterizzata da proprietà quali area, numero e densità, eterogeneità genetica degli individui, struttura per età e sesso, funzionamento speciale in natura (contatti intra-popolazione e inter-popolazione, rapporti con altre specie e con l'ambiente esterno).

Materiale elementare l'evoluzione è servita dalla variabilità ereditaria: combinatoria e mutazionale.

Questi due tipi di variabilità ereditaria portano all'emergere di differenze fenotipiche sia qualitative che quantitative tra gli organismi.

In determinate condizioni e per un periodo di tempo, i nuovi tratti ereditari che sono emersi possono raggiungere concentrazioni abbastanza elevate in una o più popolazioni adiacenti della specie. Gruppi con caratteristiche particolari così formatisi si possono trovare in alcuni territori dell'areale della specie.

Diversi tipi.

Fattori elementari dell'evoluzione- questa è la selezione naturale, il processo di mutazione, le ondate di popolazione e l'isolamento.

Selezione naturale elimina dalla popolazione individui con combinazioni di geni non riuscite e preserva individui con genotipi che non interrompono il processo di morfogenesi adattativa. La selezione naturale guida l’evoluzione.

Processo di mutazione mantiene l’eterogeneità genetica delle popolazioni naturali.

Ondate di popolazione fornire quantità massicce di materiale evolutivo elementare per la selezione naturale. Ogni popolazione è caratterizzata da una certa fluttuazione nel numero degli individui, in aumento o in diminuzione. Nel 1905, il genetista russo Sergei Sergeevich Chetverikov chiamò queste fluttuazioni onde della vita.

Isolamento fornisce barriere per impedire il libero incrocio degli organismi . Può essere causata da incompatibilità territoriale-meccanica (spaziale, geografica) o biologica (comportamentale, fisiologica, ambientale, chimica e genetica).

Rompere gli incroci isolamento divide la popolazione originaria in due o più, diverse tra loro, e consolida le differenze nei loro genotipi. Le parti separate della popolazione sono già soggette indipendentemente all'azione della selezione naturale.

L'isolamento, il processo di mutazione e le ondate di popolazione, essendo fattori dell'evoluzione, influenzano il suo corso, ma non dirigono l'evoluzione.

La direzione dell’evoluzione è data dalla selezione naturale.

L’insegnamento evoluzionistico moderno è spesso chiamato sintetico perché include non solo il darwinismo (cioè l’insegnamento di Charles Darwin sulla selezione e la lotta per l’esistenza), ma anche dati provenienti dalla genetica, dalla sistematica, dalla morfologia, dalla biochimica, dalla fisiologia, dall’ecologia e da altre scienze. Le scoperte fatte nel campo della genetica e della biologia molecolare si sono rivelate particolarmente preziose per comprendere l'essenza dell'evoluzione.

La teoria cromosomica e la teoria dei geni hanno rivelato la natura delle mutazioni e le leggi di trasmissione dell'ereditarietà, mentre la biologia molecolare e la genetica molecolare hanno stabilito metodi per archiviare, implementare e trasmettere informazioni genetiche utilizzando il DNA. È stato stabilito che l'unità evolutiva elementare capace di rispondere ai cambiamenti ambientali ristrutturando il proprio patrimonio genetico è una popolazione. Pertanto, non sono le specie, ma le sue popolazioni ad essere sature di mutazioni e a fungere da materiale principale per il processo evolutivo, che avviene sotto l'influenza della selezione naturale.

A poco a poco, si verifica una divergenza (divergenza) tra tali popolazioni in una serie di tratti genetici che si accumulano attraverso combinazioni e mutazioni. A poco a poco, gli individui delle popolazioni acquisiscono notevoli differenze rispetto alla specie madre originaria. Se le differenze che appaiono assicurano che gli individui di una popolazione non si incrocino con individui di altre popolazioni della specie originaria, allora la popolazione isolata diventa una nuova specie indipendente, isolata per divergenza dalla specie originaria.

Nel moderno insegnamento evoluzionistico si fa una distinzione tra unità elementari dell'evoluzione, materiale elementare e fattori elementari dell'evoluzione. L’unità elementare dell’evoluzione è la popolazione. Ogni popolazione è caratterizzata da proprietà quali area, numero e densità, eterogeneità genetica degli individui, struttura per età e sesso, funzionamento speciale in natura (contatti intra-popolazione e inter-popolazione, rapporti con altre specie e con l'ambiente esterno).

Pertanto, i cambiamenti che si accumulano in una popolazione attraverso la ricombinazione, la mutazione e la selezione naturale determinano il suo isolamento qualitativo e riproduttivo (divergenza) dalle altre popolazioni. I cambiamenti nei singoli individui non portano a cambiamenti evolutivi, poiché è richiesto un accumulo significativo di tratti ereditari simili, e questo è disponibile solo per un gruppo integrale di individui, come una popolazione.

In determinate condizioni e per un periodo di tempo, i nuovi tratti ereditari che sono emersi possono raggiungere concentrazioni abbastanza elevate in una o più popolazioni adiacenti della specie. Gruppi con caratteristiche particolari così formatisi si possono trovare in alcuni territori dell'areale della specie. Fringuelli. Diversi tipi.

I fattori elementari dell'evoluzione sono la selezione naturale, il processo di mutazione, le ondate di popolazione e l'isolamento. La selezione naturale elimina dalla popolazione individui con combinazioni di geni non riuscite e preserva individui con genotipi che non interrompono il processo di morfogenesi adattativa. La selezione naturale guida l’evoluzione. Il processo di mutazione mantiene l'eterogeneità genetica delle popolazioni naturali.

Le ondate di popolazione forniscono grandi quantità di materiale evolutivo elementare per la selezione naturale. Ogni popolazione è caratterizzata da una certa fluttuazione nel numero degli individui, in aumento o in diminuzione. Nel 1905, il genetista russo Sergei Sergeevich Chetverikov chiamò queste fluttuazioni onde di vita.

L’isolamento fornisce barriere che impediscono agli organismi di incrociarsi liberamente. Può essere causata da incompatibilità territoriale-meccanica (spaziale, geografica) o biologica (comportamentale, fisiologica, ambientale, chimica e genetica).

Tutti i tipi sono emersi nel processo evoluzione e continuare ad evolversi. Ma ci sono organismi popolazioni che sono così ben adattati al loro ambiente che le caratteristiche delle loro specie sono rimaste praticamente immutate per decine e centinaia di milioni di anni. Questi includono i primi autotrofi - alghe blu-verdi, i discendenti dei primi pesci cartilaginei - gli squali, la stessa età dei dinosauri - i coccodrilli. Da più di quattrocento milioni di anni in Africa, Sud America E l'Australia, quasi immutata, è abitata da pesci che possono respirare non solo con le branchie, ma anche attraverso una vescica natatoria, non molto diversa dai veri polmoni. Si sono adattati perfettamente alla siccità, che in quei luoghi dura dai 6 ai 9 mesi l'anno. Quando i bacini si prosciugano, questi pesci (prototteri) vanno in letargo: si addormentano con il naso all'insù in particolari tane scavate nel fondo fangoso, finché la stagione delle piogge non li sveglia. Tuttavia, in un esperimento di laboratorio, il pesce sperimentale ha dormito per più di 3 anni senza acqua né cibo... I misteri dell'apparizione di fenomeni naturali così sorprendenti sono spiegati dalla moderna teoria dell'evoluzione.

L’argomento della lezione è “ Rappresentazioni moderne sull'evoluzione del mondo organico."

La base di queste idee è “La teoria evoluzionistica di Charles Darwin”. Tuttavia, Darwin propose la sua teoria 150 anni fa, e da allora sono successe molte cose. scoperte più importanti Ecologia delle popolazioni, genetica, biologia molecolare. I più importanti di essi furono: la riscoperta delle leggi di G. Mendel all'inizio del XX secolo, l'introduzione del concetto di gene da parte di W. Johansen, la formulazione della teoria cromosomica dell'ereditarietà di T. Morgan, la teoria della mutazione dell'ereditarietà G. Friese, le idee sulla popolazione di S. S. Chetverikov e molti altri () ( vedi Fig. 1, 2).

Riso. 1

Riso. 2

Le prime scoperte della genetica, vale a dire la natura genetica dell'ereditarietà e la teoria delle mutazioni, provocarono una crisi nella teoria evoluzionistica. Gli scienziati di quel tempo non furono in grado di combinare correttamente queste scoperte con i principi della teoria dell'evoluzione. Un importante passo avanti nel campo delle idee evolutive è stato il lavoro del biologo inglese J. Huxley () - "Evoluzione - una sintesi moderna". È servito da impulso per la formulazione della teoria sintetica dell'evoluzione. IN momento presente La teoria sintetica dell’evoluzione contiene le seguenti disposizioni:

1. Il materiale per il processo evolutivo sono le mutazioni, così come le loro combinazioni durante il processo sessuale.

2. La principale forza trainante dell'evoluzione è la selezione naturale, che nasce sullo sfondo della lotta per la sopravvivenza.

La sovrappopolazione non è più la forza trainante dell’evoluzione, come aveva precedentemente ipotizzato Darwin.

3. L'unità più piccola dell'evoluzione è la popolazione.

Un individuo non è in grado di riprodursi e di trasmettere le sue caratteristiche alla prole, pertanto l'individuo non può essere considerato un'unità evolutiva.

4. L'evoluzione è di natura divergente, cioè, di regola, una specie dà origine a diverse altre specie contemporaneamente.

5. L'evoluzione è graduale e a lungo termine.

La speciazione è una sequenza continua di cambiamenti in caratteri diversi. È impossibile distinguere l'inizio e la fine della speciazione.

6. Una specie è un insieme di popolazioni.

Il flusso genico è possibile tra le popolazioni a seguito di incroci. Quando per qualche motivo il flusso genico viene interrotto si parla di isolamento. L’isolamento porta all’accumulo di differenze tra le popolazioni e, in ultima analisi, alla speciazione.

7. La macroevoluzione segue lo stesso percorso della microevoluzione.

Non esistono percorsi specifici di macroevoluzione che non sarebbero caratteristici della microevoluzione.

8. Tutti i taxa sono di origine monofiletica.

Ciò significa che tutte le specie dello stesso taxon hanno un antenato comune.

9. L'evoluzione ha un corso non diretto, cioè il suo movimento non è soggetto ad alcuna logica.

In effetti, popolazioni completamente identiche che hanno subito l'isolamento si svilupperanno, di regola, in direzioni completamente indipendenti.

Queste disposizioni della moderna teoria evoluzionistica aiutano a spiegare la diversità delle specie sulla Terra. Tuttavia, ci sono ancora molti dati sperimentali che contraddicono queste tesi. Ma speriamo che ulteriori scoperte possano superare queste contraddizioni.

Esperimenti dei primi evoluzionisti

Sintetico moderno teoria evolutiva si basa su centinaia di complessi esperimenti genetici e biologici molecolari. Allo stesso tempo, praticamente non contraddice nulla teoria di base Evoluzione darwiniana. È del tutto incomprensibile come uno scienziato sia riuscito a creare questa teoria 150 anni fa, senza nemmeno fare affidamento su concetti come un gene o un cromosoma. Il genio di Darwin sta nel fatto che ha creato la sua teoria basandosi solo sul metodo paleontologico e sul metodo di osservazione della natura vivente.

Prevenire il crollo del darwinismo

Il lavoro di Huxley - "L'evoluzione - una sintesi moderna" ha praticamente salvato il darwinismo dal collasso (vedi Fig. 3). Il fatto è che a metà del secolo molti scienziati erano pronti ad abbandonare il darwinismo, basandosi solo sul fatto che alcuni esperimenti lo contraddicevano. Tuttavia, Huxley riuscì a dimostrare che questi esperimenti non solo non contraddicono il darwinismo, ma lo confermano.

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Esperimento che conferma la microevoluzione

L'evoluzione è praticamente inaccessibile alla sperimentazione. Il cambio generazionale degli esseri viventi dura mesi, anni o addirittura decenni, quindi è semplicemente impossibile tracciare il percorso evolutivo di una specie. Un grande successo nel campo degli esperimenti sull'evoluzione è stata l'osservazione dei microrganismi. Il fatto è che una nuova generazione di E. coli si forma in 10-20 minuti, quindi in pochi giorni, settimane o mesi si può accumulare un numero enorme di generazioni (vedi Fig. 4). Su questa scala, le mutazioni saranno sufficientemente pronunciate da consentire di valutare il loro ruolo nella selezione naturale. Questi esperimenti confermarono brillantemente la teoria dell'evoluzione di Darwin.

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Riferimenti

1. Mamontov S.G., Zakharov V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I. Biologia. Modelli generali. - M.: Otarda, 2009.
2. Pasechnik V.V., Kamensky A.A., Kriksunov E.A. Biologia. Introduzione alla biologia generale e all'ecologia. Libro di testo per la 9a elementare. 3a ed., stereotipo. - M.: Otarda, 2002.
3. Ponomareva I.N., Kornilova O.A., Chernova N.M. Nozioni di base biologia generale. 9° grado: Libro di testo per gli studenti del 9° anno. istituzioni educative/Ed. prof. IN. Ponomareva. - 2a ed., rivista. - M.: Ventana-Graf, 2005.

Compiti a casa

1. Quali scoperte furono associate alla crisi del darwinismo all'inizio del XX secolo?
2. Perché la genetica classica contraddice il darwinismo?
3. Siete convinti delle prove evoluzioniste?
4. Quali teorie particolari erano accomunate dalla teoria sintetica dell’evoluzione di J. Huxley?