Berdasarkan banyak contoh, Darwin juga mencatat bahwa setiap pasangan organisme dapat menghasilkan sejumlah besar keturunan (hewan bertelur banyak, tumbuhan menghasilkan banyak biji dan spora), tetapi hanya sebagian kecil yang bertahan. Kebanyakan individu meninggal tanpa mencapai kematangan seksual, tetapi juga usia dewasa. Penyebab kematian adalah kondisi lingkungan yang tidak menguntungkan: kekurangan makanan, musuh, penyakit atau panas, kekeringan, embun beku, dll. Atas dasar ini, Darwin sampai pada kesimpulan bahwa di alam terdapat proses yang terus menerus. perjuangan untuk eksistensi(Gbr. 46). Ini dilakukan antara individu-individu dari spesies yang berbeda ( perjuangan antarspesies untuk eksistensi), dan antar individu dari spesies yang sama (perjuangan intraspesifik untuk eksistensi). Manifestasi lain dari perjuangan untuk eksistensi adalah

melawan alam mati.

Akibat perebutan eksistensi, beberapa variasi sifat pada suatu individu memberikan keunggulan kelangsungan hidup dibandingkan individu lain dalam spesies yang sama yang memiliki variasi sifat bawaan lainnya. Beberapa individu dengan variasi yang tidak menguntungkan akan mati. Charles Darwin menyebut proses ini seleksi alam. Sifat-sifat yang diwariskan yang meningkatkan kemungkinan kelangsungan hidup dan reproduksi suatu organisme tertentu, yang diturunkan dari orang tua ke keturunannya, akan semakin sering terjadi pada generasi berikutnya (karena terdapat perkembangan geometri reproduksi). Akibatnya, dalam jangka waktu tertentu, terdapat banyak individu dengan ciri-ciri baru dan ternyata sangat berbeda dari organisme spesies aslinya sehingga mereka sudah mewakili individu-individu dari spesies baru. Darwin berpendapat bahwa seleksi alam adalah cara umum pembentukan spesies baru.

Darwin mengajukan hipotesis baru yang penting tentang adanya seleksi alam di alam, yang dilakukan melalui pengaruh kondisi eksternal pada sejumlah besar individu suatu spesies yang memiliki berbagai variasi sifat yang dapat diwariskan.

“Seleksi alam,” tulis Charles Darwin, “bertindak secara eksklusif melalui pelestarian dan akumulasi perubahan-perubahan yang menguntungkan dalam kondisi organik dan anorganik yang dialami setiap makhluk pada semua periode kehidupannya. Dari sudut pandang teori kami, keberlangsungan organisme kita tidak menimbulkan kesulitan apa pun, karena seleksi alam, atau pengalaman yang terkuat, tidak selalu berarti perkembangan progresif - ia hanya mengambil perubahan-perubahan yang muncul dan menguntungkan bagi organisme kita. makhluk yang merasukinya dalam kondisi kehidupannya yang sulit. Seleksi alam - hal ini tidak boleh dilupakan - hanya bertindak demi kepentingan makhluk tertentu dan melalui keuntungan ini...

Seleksi alam menyebabkan perbedaan karakter dan pemusnahan secara signifikan bentuk-bentuk kehidupan yang kurang maju dan menengah.”

Berdasarkan gagasan seleksi alam, Charles Darwin menentukan jalur transformasi evolusioner.

Ia menilai poin utama dalam proses evolusi perbedaan tanda, atau divergensi (Latin divergo - "menyimpang", "berangkat"). Perbedaan karakteristik menyebabkan penurunan persaingan, karena organisme, berkat sifat-sifat barunya, dapat menggunakan kondisi keberadaan yang berbeda. Sepanjang jalur ini, dengan bantuan divergensi, spesies baru terbentuk dari spesies yang sudah ada sebelumnya yang sesuai dengan kondisi lingkungan baru.

Darwin menganggap seleksi alam sebagai penggerak utama evolusi. Akibat dari aksi kekuatan ini adalah fenomena berikut: 1) komplikasi bertahap dan peningkatan tingkat organisasi makhluk hidup; 2) kemampuan beradaptasi organisme terhadap kondisi lingkungan; 3) keanekaragaman spesies.

Dengan bantuan seleksi alam, menurut Darwin, spesies baru terbentuk di alam dari spesies yang sudah ada.

Darwin sampai pada kesimpulan tentang peran seleksi alam setelah mempelajari secara cermat sejarah kemunculan hewan-hewan baru dan varietas tanaman budidaya. Dalam kondisi domestikasi, seleksi dilakukan oleh manusia. Dari beragam pilihan yang ditentukan oleh variabilitas, seseorang memilih bentuk yang paling sesuai dengan minatnya. Darwin menyebut penciptaan spesies baru ini dengan tujuan tertentu seleksi buatan(Gbr. 47). Studi tentang mekanisme dan hasil seleksi buatan ternyata merupakan tahapan penting dalam perjalanan Darwin

pembuktian teori seleksi alam dan tindakannya di alam tanpa partisipasi manusia.

Doktrin Darwin tentang evolusi dunia organik menjelaskan kesesuaian (adaptasi) organisme terhadap lingkungan dan menganggap keanekaragaman spesies sebagai akibat tak terelakkan dari seleksi alam akibat perbedaan sifat-sifat yang diwariskan. Adaptasi (Latin adaptatio - "adaptasi", "adaptasi") adalah seperangkat karakteristik morfologi, fisiologis, perilaku, populasi, dan karakteristik adaptif lainnya dari suatu spesies yang memberikan peluang untuk hidup dalam kondisi lingkungan tertentu. Adaptasi memberikan struktur dan aktivitas kehidupan organisme ciri-ciri kegunaan fungsional yang muncul di bawah pengaruh seleksi alam. Darwin menekankan bahwa setiap sifat adaptif bersifat relatif, karena ia berguna bagi suatu organisme hanya dalam lingkungan spesifik dan familiarnya. Namun, bahkan dalam lingkungan yang familiar, adaptasi organisme lain yang lebih maju terhadap kondisi eksternal selalu dimungkinkan.

Charles Darwin menemukan kekuatan pendorong evolusi, termasuk faktor keturunan, variabilitas, perjuangan untuk eksistensi, dan seleksi alam. Pada saat yang sama, ia juga mencatat pentingnya peran kemampuan organisme untuk bereproduksi menurut perkembangan geometri. Untuk pertama kalinya dalam sains, Darwin menekankan peran spesies dalam evolusi dan membuktikan bahwa spesies modern (di alam dan domestikasi) merupakan keturunan spesies yang sudah ada sebelumnya.

Setelah menciptakan teori ilmiah tentang evolusi, Darwin secara komprehensif mendukung metode sejarah dalam mempelajari alam. Teori asal usul spesies secara radikal mengubah gagasan tentang evolusi dunia organik dan menjadi pencapaian ilmiah terbesar, sebuah peristiwa penting di abad ke-19. Sifat dasar teori Darwin memaksa perwakilan semua ilmu biologi untuk mengkorelasikan gagasan mereka dengan ketentuan-ketentuannya. Pemahaman umum modern tentang evolusi juga didasarkan pada ajaran Darwin.

1. Kesimpulan apa yang menjadi kesimpulan utama teori evolusi Charles Darwin?

2*. Jelaskan mekanisme kerja seleksi alam. 3*. Buktikan pendapat Anda.

Mengapa ajaran Darwin ternyata lebih meyakinkan dibandingkan ajaran J.B. Lamarck?

Apa makna yang Charles Darwin masukkan ke dalam konsep “perjuangan untuk eksistensi?”

§ 38 Ide modern tentang evolusi dunia organik

Ajaran evolusi modern sering disebut sintetik. Hal ini karena tidak hanya mencakup Darwinisme (yaitu gagasan Charles Darwin tentang seleksi dan perjuangan untuk eksistensi), namun juga penemuan genetika, sistematika, morfologi, biokimia, fisiologi, ekologi dan ilmu-ilmu lainnya.

Data dari genetika dan biologi molekuler ternyata sangat produktif untuk pengembangan doktrin evolusi. Teori kromosom dan teori gen mengungkap penyebab mutasi dan mekanisme penularan hereditas, dan molekuler

biologi dan genetika molekuler telah menemukan cara untuk menyimpan, menerapkan, dan mengirimkan informasi genetik menggunakan DNA. Telah ditemukan bahwa unit dasar evolusi, Suatu populasi mampu merespons perubahan lingkungan dengan merestrukturisasi kumpulan gennya. Menurut penemuan ini, bukan spesiesnya, melainkan populasinya yang jenuh dengan mutasi, yang menjadi bahan utama proses evolusi yang terjadi di bawah pengaruh seleksi alam.

Doktrin evolusi modern didasarkan pada konsep populasi.

Populasi (lat. populus - “manusia”, “populasi”) adalah unit struktural suatu spesies. Diwakili oleh sekumpulan individu suatu spesies yang mempunyai kumpulan gen yang sama dan menempati wilayah tertentu dalam jangkauan (wilayah sebaran) spesies tersebut. Populasi terkena arah seleksi alam yang berbeda, karena isolasi teritorial mencegah seringnya pertukaran informasi genetik antara populasi yang terisolasi (Gbr. 48). Oleh karena itu, secara bertahap terjadi antar populasi tersebut perbedaan) untuk sejumlah sifat genetik. Mereka terakumulasi melalui mutasi. Selain itu, individu-individu dalam populasi memperoleh perbedaan nyata dari spesies induk aslinya. Jika perbedaan-perbedaan yang muncul menjamin bahwa individu-individu dalam satu populasi tidak kawin silang dengan individu-individu dari populasi lain dari spesies aslinya, maka populasi yang terisolasi tersebut menjadi spesies baru yang mandiri, terisolasi melalui divergensi dari spesies aslinya.

Populasi adalah subdivisi terkecil dari suatu spesies yang berubah seiring waktu. Oleh karena itu, populasi disebut sebagai unit dasar evolusi.

Dalam pengajaran evolusi modern, konsep-konsep seperti

unit mental evolusi, fenomena dasar evolusi, materi dasar evolusi, dan faktor dasar evolusi.

Setiap populasi dicirikan oleh sifat-sifat berikut: luas, jumlah dan kepadatan individu, heterogenitas genetik (keanekaragaman) individu, struktur umur dan jenis kelamin, fungsi khusus di alam (intra-populasi, kontak antar-populasi dan hubungan dengan spesies lain dan dengan lingkungan luar). Kontak seksual antar individu dalam populasi yang sama jauh lebih sederhana dan lebih sering dibandingkan dengan individu dari populasi berbeda dari spesies yang sama. Oleh karena itu, perubahan yang terakumulasi dalam satu populasi melalui rekombinasi, mutasi dan seleksi alam menentukan isolasi kualitatif dan reproduktifnya (divergensi) dari populasi lain. Perubahan yang terjadi pada populasi disebut fenomena dasar evolusi. Perubahan pada individu tidak mengarah pada perubahan evolusioner, karena diperlukan akumulasi yang signifikan dari sifat-sifat yang diwariskan, dan ini hanya tersedia untuk sekelompok individu yang tidak terpisahkan, seperti populasi.

Materi dasar evolusi berfungsi sebagai variabilitas herediter (kombinatif dan mutasi) pada individu suatu populasi. Diketahui bahwa kedua jenis variasi genotipe diamati pada semua prokariota dan eukariota yang diteliti. Kedua jenis variabilitas ini dapat mempengaruhi seluruh karakter dan sifat organisme yang mampu berubah-ubah (morfologi, fisiologis, kimia, dan perilaku), sehingga menyebabkan munculnya perbedaan fenotipik baik kualitatif maupun kuantitatif dalam suatu populasi. Dalam kondisi tertentu dan dalam jangka waktu tertentu, sifat-sifat baru yang diwariskan yang muncul dapat mencapai konsentrasi yang cukup tinggi pada satu atau lebih populasi spesies yang berdekatan. Kelompok individu dengan karakteristik baru tersebut dapat ditemukan di wilayah “mereka” dalam jangkauan spesies tersebut.

Faktor dasar evolusi mencakup fenomena seperti seleksi alam, proses mutasi, gelombang populasi dan isolasi.

Seleksi alam menghilangkan individu dengan kombinasi gen yang gagal dari populasi dan melestarikan individu dengan genotipe yang tidak mengganggu proses morfogenesis adaptif. Seleksi alam memandu evolusi.

Proses mutasi mempertahankan heterogenitas genetik populasi alami.

Gelombang populasi menyediakan materi evolusi dasar dalam jumlah besar untuk seleksi alam. Setiap populasi dicirikan oleh adanya fluktuasi tertentu dalam jumlah individu, baik bertambah maupun berkurang. Fluktuasi ini pada tahun 1905 dalam negeri ahli genetika S.S. bernama Chetverikov gelombang kehidupan.

Isolasi memberikan hambatan yang mencegah organisme untuk kawin silang secara bebas. Hal ini dapat dinyatakan dalam teritorial-mekanis (spasial, geografis) atau

ketidakcocokan biologis (perilaku, fisiologis, lingkungan, kimia dan genetik) (Gbr. 49).

Dengan mengganggu perkawinan silang, isolasi akan membagi populasi asli menjadi dua atau lebih populasi berbeda dan melanggengkan perbedaan genotipe mereka. Bagian populasi yang terpisah sudah secara mandiri menjadi sasaran seleksi alam.

Isolasi, proses mutasi dan gelombang populasi, sebagai faktor evolusi, mempengaruhi evolusi suatu spesies, tetapi tidak mengarahkannya. Arah evolusi ditentukan oleh seleksi alam.

1. Gantikan kata-kata yang disorot dalam pernyataan tersebut dengan sebuah istilah.

Pembagian terkecil suatu spesies, yang berubah seiring waktu, berpartisipasi dalam pembentukan spesies baru.

Divergensi ciri-ciri organismeC. Darwin biasa menjelaskan

pemahaman tentang keanekaragaman bentuk dalam evolusi organisme.

2*. Apa perbedaan antara doktrin evolusi modern dan teori evolusi Darwin? 3. Pikirkan.

Mengapa suatu populasi disebut unit struktural evolusi?

Bagaimana seleksi alam mengarahkan jalannya evolusi?

§ 39 Jenis, kriteria dan strukturnya

Spesies adalah salah satu konsep dasar dan paling kompleks dalam biologi. Konsep ini memungkinkan tidak hanya untuk mensistematisasikan keanekaragaman besar organisme hidup di Bumi, tetapi juga untuk menjawab pertanyaan tentang cara, penyebab, serta mekanisme spesiasi dan evolusi alam yang hidup.

Spesies adalah unit dunia kehidupan yang benar-benar tidak dapat dibagi secara genetis.

Konsep spesies mendasari teori evolusi Charles Darwin. Setiap spesies memiliki ciri khas siklus hidup, di dalamnya terjadi proses pertumbuhan dan perkembangan tertentu pada tubuh individu, perubahan manifestasi hubungan organisme dengan lingkungan, dan pergantian metode reproduksinya.

Suatu spesies terdiri dari populasi. Kesamaan gen yang diwarisi dari nenek moyang dan mengkarakterisasi spesies tertentu dipertahankan antar populasi dengan bantuan individu. Perubahan populasi menyebabkan perubahan spesies.

Spesies adalah unit struktural dasar dalam sistem organisme, suatu tahap kualitatif dalam evolusi kehidupan.

Di awal tahun 60an. abad XX Ilmuwan evolusioner Amerika E. Mayr mengajukan “konsep biologis” tentang spesies, dengan mengemukakan gagasan berikut: spesies dicirikan bukan oleh perbedaan, tetapi oleh isolasi; spesies tidak terdiri dari individu, tetapi populasi; Ciri utama spesies ini adalah isolasi reproduksinya dari spesies lain. Pandangan Mayr memperkuat konsep spesies sebagai sistem politipe beragam yang terdiri dari berbagai divisi struktural intraspesifik – populasi. Gagasan tentang spesies politipe saat ini diakui oleh semua ilmuwan evolusi di berbagai negara, dan doktrin evolusi terungkap berdasarkan konsep populasi.

Definisi yang tegas tentang konsep “spesies” dalam biologi belum dibuat. Paling sering, suatu spesies dianggap sebagai kumpulan kelompok terpisah dari individu serupa - populasi. Berkat populasi yang berbeda, spesies ini memanfaatkan keanekaragaman lingkungan di wilayah jelajahnya secara lebih maksimal dan oleh karena itu menjadi lebih baik beradaptasi dengan kondisi kehidupan. Dalam hal ini, spesies bertindak sebagai bentukan alam yang holistik dan mandiri, yang dicirikan oleh sejarah pembentukannya, “takdir” evolusioner khusus.

Untuk mengkarakterisasi suatu spesies digunakan lima kriteria (karakter) utama: morfologi, fisiologis-biokimia, ekologi, geografis dan reproduksi.

Kriteria morfologi memungkinkan Anda membedakan berbagai jenis berdasarkan karakteristik eksternal dan internal. Misalnya, genus kismis mengandung beberapa jenis kismis yang penampilannya sangat berbeda satu sama lain: hitam,

merah, emas, alpine, Tien Shan, cantik dll. Mereka memiliki warna bunga dan buah yang berbeda-beda, pada pucuknya berbeda letak bunganya, terdapat beberapa perbedaan bentuk daun (Gbr. 50).

Fisiologis-biokimia kriteria ini menangkap ketidaksamaan sifat kimia dari spesies yang berbeda. Jadi, semua jenis kismis memiliki komposisi protein, gula, dan senyawa organik lainnya yang spesifik dalam sel tumbuhan, yang mudah terlihat bahkan dari rasa buahnya, aroma bunga, buah, daun, kuncup, dan kulit kayu.

Kriteria geografis menunjukkan bahwa setiap spesies mempunyai wilayah jelajahnya masing-masing. Misalnya daerah kismis hitam adalah wilayah utara Eurasia, sedangkan wilayahnya kismis emas - Amerika Utara bagian tengah, Kismis Tyanyian - sabuk hutan Pegunungan Tengah

Tien Shan di Asia Tengah.

Kriteria ekologi memungkinkan untuk membedakan spesies menurut kompleksnya kondisi abiotik dan biotik di mana mereka terbentuk dan beradaptasi terhadap kehidupan. Jadi, kismis hitam muncul dalam kondisi kelembaban tanah yang signifikan, semak belukar alaminya sering ditemukan di sepanjang tepi sungai, di dataran rendah di padang rumput banjir,

sedangkan kismis berwarna emas

terbentuk pada kondisi gersang di kaki bukit stepa dan tidak tumbuh di tempat lembab. Dalam penanaman buatan (kebun dan taman) kedua spesies ini kadang-kadang ada

tumbuh berdekatan, tetapi mekar pada waktu yang berbeda: kismis hitam mekar di awal musim semi, kismis emas- di paruh pertama musim panas.

Kriteria reproduksi menyebabkan isolasi reproduktif (genetik) suatu spesies dari spesies lain, bahkan spesies yang berkerabat dekat. Semua spesies mempunyai mekanisme khusus yang melindungi kumpulan gen mereka dari masuknya gen asing. Hal ini dicapai terutama melalui karakteristik genotipe individu dari setiap spesies -

jumlah dan struktur kromosomnya. Kriteria genetik adalah yang paling signifikan, karena kriteria inilah yang mengontrol isolasi reproduksi suatu spesies.

Isolasi spesies juga dicapai melalui sejumlah mekanisme tambahan lainnya, misalnya perbedaan waktu reproduksi pada spesies yang berbeda, perbedaan perilaku ritual selama persilangan yang diamati pada banyak hewan, perbedaan morfologi organ reproduksi, dll. Misalnya, pada tumbuhan, bunga secara tidak sengaja diserbuki dengan serbuk sari dari spesies lain atau pada hewan - perkawinan acak, maka dalam sebagian besar kasus, sel reproduksi jantan di lingkungan barunya akan mati tanpa pembuahan (biasanya bahkan tanpa mencapai sel telur) .

Persilangan antarspesies kadang-kadang terjadi di alam. Namun, hibrida yang dihasilkan tidak dapat hidup dan segera mati, atau tidak subur.

Setiap spesies merupakan sistem yang tertutup secara genetis, terisolasi secara reproduktif dari spesies lain.

Pada kenyataannya, suatu spesies ada dalam bentuk populasi. Dan meskipun suatu spesies merupakan sistem genetik tunggal, kumpulan gennya diwakili oleh kumpulan gen populasi. Setelah terakumulasi dalam jumlah besar dari waktu ke waktu, variasi gen baru dalam kumpulan gen suatu populasi dapat menyebabkan isolasi dari populasi lain dari spesies ini. Dengan cara ini spesies baru muncul. Itulah sebabnya populasi, sebagai subdivisi terkecil suatu spesies yang berubah seiring waktu, dianggap sebagai unit dasar evolusi.

1. Sebutkan jenis tumbuhan dan hewan yang kamu kenal dan tinggal di dekat rumah atau sekolahmu.

2*. Mekanisme apa yang mencegah perkawinan silang antar spesies yang berbeda?

3. Mengapa kriteria reproduksi dianggap sebagai ciri terpenting suatu spesies?

§ 40 Proses spesiasi

Spesiasi- proses paling kompleks dalam perkembangan makhluk hidup. Kemunculan suatu spesies baru selalu disertai dengan putusnya hubungan dengan spesies induknya dan transformasi menjadi kumpulan populasi dan organisme baru yang terpisah. Suatu spesies baru dapat muncul dari satu populasi atau sekelompok populasi yang berdekatan.

Munculnya spesies baru merupakan peristiwa sentral dalam evolusi.

Masalah spesiasi pada dasarnya dipecahkan oleh Charles Darwin, yang menunjukkan peran divergensi (divergensi karakter), seleksi alam dan persaingan intraspesifik yang ketat antar organisme.

Menurut konsep modern, spesiasi terjadi karena populasi yang telah mengumpulkan perbedaan genotip dan fenotipik yang stabil dan bersifat adaptif. Perbedaan ini mengakibatkan terisolasinya populasi dan terbentuknya spesies baru yang mandiri. Proses evolusi yang terjadi dalam populasi berdasarkan variabilitas herediter di bawah kendali seleksi alam dan mengarah pada pembentukan spesies baru,

disebut mikroevolusi.

Pembentukan spesies ditentukan oleh banyak alasan. Dalam beberapa kasus, hal ini terjadi sebagai akibat dari isolasi spasial-teritorial (geografis), yang menghambat pertukaran informasi genetik secara teratur. Dalam kasus lain, proses ini mungkin disebabkan oleh penyebaran suatu spesies ke kondisi baru di luar jangkauannya. Dalam kasus ketiga, terbentuknya spesies baru mungkin disebabkan oleh isolasi biologis (reproduksi) yang terjadi secara tiba-tiba, misalnya karena poliploidi atau mutasi. Mikroevolusi adalah cara utama untuk meningkatkan keanekaragaman spesies di Bumi dan “jumlah kehidupan” di biosfer.

Mikroevolusi menyebabkan perubahan kumpulan gen suatu populasi dalam suatu spesies dan pembentukan spesies baru di Bumi.

Spesies baru dapat muncul dari populasi yang berdekatan di wilayah berbeda atau dalam wilayah jelajah spesies aslinya.

Spesiasi geografis (alopatrik). timbul sebagai akibatnya spasial-teritorial isolasi satu populasi atau kelompok populasi suatu spesies. Misalnya, populasi individu dalam suatu wilayah jelajah suatu spesies mungkin dipisahkan oleh pegunungan, sungai, gurun, jalan raya, pembangunan, dan hambatan lanskap lainnya yang menyulitkan populasi untuk sering bertukar gen.

Charles Darwin menjelaskan munculnya keanekaragaman burung kutilang Darwin di beberapa pulau kepulauan Galapagos di Samudera Pasifik karena isolasi geografis. Kemungkinan besar burung kutilang Darwin merupakan keturunan dari beberapa individu burung kutilang asal Amerika Selatan yang secara tidak sengaja terbawa ke laut saat terjadi badai, menetap dan bertahan hidup di Kepulauan Galapagos. Burung kutilang yang sampai di sana menjadi nenek moyang populasi di berbagai pulau. Terisolasi satu sama lain, populasi ini setelah beberapa waktu terpisah menjadi spesies baru yang mandiri.

Burung kutilang yang tersapu angin mendapati diri mereka berada di pulau terpisah di kepulauan Galapagos dan mendapati diri mereka berada di lingkungan yang berbeda dari lingkungan yang mereka tinggalkan. Pada saat yang sama, mereka dihadapkan pada kondisi pulau tempat mereka secara tidak sengaja berakhir. Di bawah tekanan seleksi alam, populasi burung finch berevolusi di berbagai pulau dengan arah berbeda. Dalam proses ini, mereka memperoleh penampilan yang tidak biasa, struktur paruh dan kebiasaan yang aneh, terutama dalam memperoleh makanan.

Hal yang sama terjadi ketika suatu spesies menyebar di wilayah yang luas. Akibatnya, populasi pinggiran dan kelompoknya yang lebih jauh dari pusat pemukiman, yang secara intensif bertransformasi sehubungan dengan perkembangan habitat baru, menjadi nenek moyang spesies baru. Contohnya adalah spesies dandelion di Eurasia atau pike hinggap yang menghuni perairan

Eropa (Gbr. 51).

Tempat bertengger biasa

(Stizostedion lucioperka)

memiliki areola yang besar. Ini didistribusikan di cekungan laut Baltik, Hitam, Azov dan Kaspia. Menghuni sungai

danau dan laut yang bersih. Pike hinggap memasuki perairan laut yang asin untuk mencari makan, tetapi hanya bertelur di air tawar. Bersh pike hinggap (S. volgensis] hidup di sungai Kaspia, Azov, dan Laut Hitam, tetapi ditemukan di sana terutama di bagian hilir dan tengah sungai, tempat ia bertelur. Bersh tidak pergi jauh ke laut untuk digemukkan, sebagian besar hidup di air tawar. Bersh berukuran lebih kecil tombak biasa bertengger, dan tidak memiliki taring di rahang bawahnya. Tempat bertengger tombak laut (S. marinusj - besar, tetapi berbeda dari tombak biasa Ibersha memiliki mata yang lebih kecil dan jari-jari bercabang yang lebih sedikit di sirip punggung. Berbeda dengan pike perch lainnya, sea pike perch tidak memasuki sungai sama sekali, menghindari daerah desalinasi dan bertelur di laut di daerah pantai berbatu.

Ciri khasnya adalah spesies pike perch ini dapat secara bersamaan berada di cekungan air yang sama, namun tidak saling kawin, karena sudah terisolasi satu sama lain.

Spesies baru juga dapat muncul karena diskontinuitas (mosaisitas) wilayah jelajah. Contoh dari proses tersebut adalah munculnya spesies dandelion yang berkerabat dekat dari spesies induk yang tersebar luas.

Spesies asli dandelion, jutaan tahun yang lalu, menempati wilayah yang luas di seluruh benua Eurasia. Perubahan kondisi tanah dan iklim di wilayah ini, munculnya pegunungan, stepa, gurun, tanah asin dan lembab menyebabkan munculnya berbagai spesies dandelion (lebih dari 200 spesies) yang hidup di zona dingin, sedang, dan subtropis. Spesies yang tersebar luas tanaman liar berbunga kuning cerah (Taraxacum officinale) diawetkan di padang rumput, pembukaan hutan, di sepanjang tepi jalan dan di tempat-tempat kurus dekat perumahan.Dandelion kok-saghyz (T. kok-saghyz) terbentuk di iklim panas dan gersang di tanah keras dan payau. Berbeda dengan tanaman liar berbunga kuning cerah biasa, Daun dandelion Kok-sagyz berbentuk sempit, membedah dalam, dan pembuluh akar yang berwarna susu mengandung banyak karet. Di dataran tinggi, di padang rumput alpine yang dingin di Tien Shan Tengah, spesiesnya tanaman liar berbunga kuning cerah (T.roseum), sangat mirip dalam penampilan tanaman liar berbunga kuning cerah biasa, tetapi dengan kuncup bunga buluh berwarna merah muda.

Spesiasi geografis selalu terjadi agak lambat. Proses ini berlanjut selama ratusan ribu generasi individu dalam suatu populasi. Hanya dalam jangka waktu yang lama dalam populasi suatu spesies yang terisolasi, dengan bantuan organismenya, karakter dan sifat khusus dikembangkan yang mengarah pada isolasi reproduktif.

Spesiasi simpatrik (biologis). terjadi dalam kisaran spesies aslinya sebagai akibat dari isolasi biologis. Hal ini dilakukan atas dasar populasi yang bersatu secara teritorial, yang memiliki bentuk individu yang jelas berbeda. Kemunculan spesies baru pada spesiasi simpatrik dapat terjadi melalui berbagai cara.

Salah satunya adalah munculnya spesies baru dengan pesat perubahan genotipe. Hal ini terjadi, misalnya, pada poliploidi, ketika bentuk-bentuk baru segera diisolasi secara genetik dari spesies induknya.

Jika poliploid yang muncul secara tidak sengaja di alam mampu menghasilkan keturunan yang layak dan melawan seleksi alam, maka poliploid tersebut dapat dengan cepat menyebar dan hidup berdampingan dengan spesies aslinya. Cara spesiasi ini sering ditemukan pada tumbuhan dan protozoa. Pada hewan multiseluler jarang diamati - hanya pada beberapa invertebrata, misalnya pada cacing tanah.

Spesies baru juga dapat muncul melalui hibridisasi yang diikuti dengan penggandaan jumlah kromosom. Ini adalah berapa banyak spesies tanaman budidaya yang muncul. Misalnya,

plum yang dibudidayakan (Prunus domestica) diciptakan melalui hibridisasi sloe (Pr. spinosa) dengan

cherry plum (Pr. divaricata)c penggandaan kromosom selanjutnya.

Jalur lain untuk spesiasi simpatrik didorong oleh peristiwa lingkungan, misalnya: isolasi musiman populasi dalam suatu spesies; isolasi karena produksi enzim pencernaan lainnya sehubungan dengan transisi memakan jenis tanaman lain (sering diamati pada kutu daun); isolasi yang disebabkan oleh munculnya perilaku khusus pada individu.

Tujuan: untuk mengetahui tingkat penguasaan mahasiswa terhadap materi pendidikan mata kuliah “Biologi Umum” berdasarkan hasil semester 1.

Tes ini disusun dengan topik: “Ajaran dasar tentang evolusi” untuk buku teks oleh A.A. Kamensky, E.K. Kriksunov, V.V. Pasechnik.

Estimasi waktu penyelesaian tes administrasi adalah 40 menit.

Subjek“Dasar-dasar doktrin evolusi” dipelajari di kelas 11 dalam mata kuliah “Biologi Umum” dan merupakan topik yang luas dan agak kompleks.

Dalam pembelajaran bagian ini, siswa berkenalan dengan sejarah gagasan evolusi, karya C. Linnaeus, ajaran J.B. Lamarck, teori evolusi Charles Darwin, dan peran teori evolusi dalam pembentukan teori evolusi. gambaran ilmu pengetahuan alam modern tentang dunia dipelajari. Siswa diperkenalkan dengan teori evolusi sintetik. Mereka mempelajari populasi sebagai unit struktural suatu spesies, unit evolusi; kekuatan pendorong evolusi, pengaruhnya terhadap kumpulan gen populasi.

Untuk mengetahui secara pasti tingkat penguasaan materi teori oleh setiap siswa, disarankan untuk menggunakan kontrol tes. Tes tersebut mencakup kemampuan tidak hanya untuk mereproduksi pengetahuan, tetapi juga menerapkannya untuk merumuskan kesimpulan dan generalisasi pandangan dunia. Selain itu, tes adalah cara yang berkualitas tinggi dan obyektif untuk menilai pengetahuan siswa; tes ini menempatkan semua siswa pada posisi yang sama, tidak termasuk subjektivitas guru.

Tugas pengujian: menguji pengetahuan tentang sejarah gagasan evolusi, manfaat ilmiah C. Linnaeus dan J.B. Lamarck, C. Darwin; mensistematisasikan pengetahuan tentang spesies, populasi, kekuatan pendorong evolusi dan hasil-hasilnya; menguji pemahaman siswa tentang makroevolusi dan spesiasi, arah utama evolusi dunia organik.

Unduh:

Pratinjau:

Pilihan 1

Bagian 1

ada yang benar.

A1. Ilmuwan mana yang menganggap kekuatan pendorong evolusi adalah keinginan untuk mencapai kesempurnaan dan mendukung pewarisan sifat-sifat yang diperoleh?

1. Carl Leenay
2. Jean-Baptiste Lamarck
3. Charles Darwin
4. SEBUAH. Chetverikov

A2. Kumpulan individu-individu dari spesies yang sama yang kawin secara bebas dan hidup dalam jangka waktu yang lama pada suatu bagian wilayah jelajahnya yang relatif terpisah dari populasi lain dari spesies yang sama disebut:

1. Populasi
2. Variasi
3. Koloni

A3. Kriteria spesies manakah yang mencakup ciri-ciri struktur eksternal dan internal tikus lapangan?

1. Secara morfologi
2. Genetik
3. Ekologis
4. Geografis

A4. Kriteria spesies manakah yang mencakup totalitas faktor lingkungan tempat beruang kutub beradaptasi?

1. Secara morfologi
2. Genetik
3. Ekologis
4. Geografis

A5. Statistik populasi meliputi:

1. Kematian
2. Nomor
3. Kesuburan
4. Tingkat pertumbuhan

A6. Perubahan frekuensi alel dan genotipe yang terjadi secara acak dan tidak terarah pada suatu populasi disebut?

1. Variabilitas mutasi
2. Gelombang populasi
3. Penyimpangan genetik
4. Isolasi

A7. Fluktuasi jumlah penduduk yang bersifat periodik dan non-periodik terhadap bertambahnya atau berkurangnya jumlah individu disebut?

1. Gelombang kehidupan
2. Penyimpangan genetik
3. Isolasi
4. Seleksi alam

A8. Contoh perjuangan intraspesifik untuk eksistensi adalah hubungan:

1. Kecoak hitam di antara mereka sendiri
2. Kecoa hitam dan merah
3. Kecoa hitam dengan pestisida
4. Kecoa hitam dan tikus hitam

A9. Bentuk perjuangan eksistensi apa yang paling intens?

A10. Bentuk seleksi alam apa yang terjadi pada kondisi lingkungan yang berubah secara bertahap?

1. Mendorong seleksi alam

A11. Isolasi biologis disebabkan oleh:

1. Sejumlah kecil spesies
2. Ketidakmampuan untuk kawin dan membuahi
3. Hambatan geografis
4. Variabilitas kombinatif

A12. Kelompok bukti evolusi dunia organik manakah yang mencakup kesamaan embrio reptil dan burung?

1. Anatomi komparatif
2. embriologis
3. Paleontologis
4. Biogeografis

A13. Tunjukkan skema klasifikasi yang benar untuk hewan:

A14. Organ apa saja yang timbul akibat konvergensi?

1. Homolog
2. Serupa
3. Yg berhubungan dgn atavisme
4. Peninggalan

A15. Manakah dari perangkat berikut ini Bukan apakah itu aromorfosis?

1. Munculnya tulang belakang pada chordata
2. Penampakan belalai gajah
3. Pembentukan jantung 3 bilik pada amfibi

Bagian 2

tiga jawaban yang benar dari enam.

DALAM 1. Perubahan evolusioner apa yang dapat dikaitkan dengan aromorfosis?

1. Penampilan bunga
2. Pembentukan organ dan jaringan pada tumbuhan
3. Munculnya bakteri termofilik
4. Atrofi akar dan daun dodder
5. Spesialisasi beberapa tumbuhan menjadi penyerbuk tertentu
6. Suhu tubuh konstan

PADA 2. Faktor evolusi meliputi:

1. Perbedaan
2. Variabilitas herediter
3. Konvergensi
4. Perjuangan untuk eksistensi
5. Paralelisme
6. Seleksi alam

Tes administrasi biologi semester 1 kelas 11

Dengan topik "Ajaran dasar tentang evolusi"

ke buku teks A.A. Kamensky, E.K. Kriksunov, V.V. Pasechnik

pilihan 2

Bagian 1

Untuk setiap tugas A1-A15 terdapat 4 pilihan jawaban, yang mana saja ada yang benar.

1. Carl Leenay
2. Jean-Baptiste Lamarck
3. Charles Darwin
4. SEBUAH. Chetverikov

A2. Unit struktural spesies adalah...

1. Individu
2. Populasi
3. Koloni
4. Mengemas

A3. Kriteria spesies apa yang mencakup kumpulan karakteristik kromosom Homo sapiens: jumlah, ukuran, bentuknya?

1. Secara morfologi
2. Genetik
3. Ekologis
4. Geografis

A4. Kriteria spesies apa yang berlaku untuk pertumbuhan Grouse grandiflora di hutan di daerah berbatu?

1. Geografis
2. Secara morfologi
3. Ekologis
4. Etologis

A5. Indikator kependudukan dinamis meliputi:

1. Kematian
2. Nomor
3. Kepadatan
4. Struktur

A6. Penyebab gelombang populasi tidak:

1. Variasi suhu musiman
2. Bencana alam
3. Agresi predator
4. Variabilitas mutasi

A7. Apa yang mencegah pertukaran informasi genetik antar populasi?

1. Variabilitas mutasi
2. Gelombang populasi
3. Penyimpangan genetik
4. Isolasi

A8. Apa nama kompleksnya berbagai hubungan antara organisme dan faktor alam mati dan alam hidup:

1. Seleksi alam
2. Perjuangan untuk eksistensi
3. kebugaran
4. Variabilitas

A9. Bentuk perjuangan hidup apa yang dilakukan ikan bertengger di sungai sambil memakan benihnya?

1. Interspesifik
2. Intraspesifik
3. Dengan kondisi lingkungan yang kurang mendukung
4. Saling membantu intraspesifik

A10. Bentuk seleksi alam apa yang bertujuan untuk melestarikan mutasi yang menyebabkan berkurangnya variabilitas nilai rata-rata suatu sifat?

1. Mendorong seleksi alam
2. Merobek seleksi alam
3. Menstabilkan seleksi alam
4. Seleksi alam yang mengganggu

A11. Faktor evolusi apa yang berkontribusi terhadap munculnya hambatan terhadap perkawinan silang bebas antar individu?

1. Gelombang kehidupan
2. Seleksi alam
3. Modifikasi
4. Isolasi

A12. Kelompok bukti evolusi dunia organik manakah yang termasuk dalam rangkaian filogenetik?

1. Anatomi komparatif
2. embriologis
3. Paleontologis
4. Biogeografis

A13. Tunjukkan skema klasifikasi tanaman yang benar:

1. Tipe kelas ordo famili genus spesies
2. Tipe kelas ordo famili genus spesies
3. Departemen kelas ordo famili genus spesies
4. Tipe kelas keluarga ordo genus spesies

A14. Organ apa yang timbul akibat divergensi?

1. Homolog
2. Serupa
3. Yg berhubungan dgn atavisme
4. Peninggalan

A15. Manakah dari perangkat berikut yang diklasifikasikan sebagai adaptasi idioadaptasi?

1. Munculnya akord
2. Munculnya batang merambat pada stroberi
3. Terbentuknya 2 lingkaran peredaran darah
4. Hilangnya organ peredaran darah pada cacing pita sapi

Bagian 2.

Saat menyelesaikan tugas B1-B2, pilihtiga jawaban yang benar dari enam.

Saat menyelesaikan tugas B3-B4, buatlah korespondensi antara isi kolom pertama dan kedua. Masukkan nomor jawaban yang dipilih pada tabel.

DALAM 1. Tanda-tanda apa yang menjadi ciri kemajuan biologis?

1. Penurunan jumlah spesies
2. Perluasan jangkauan spesies
3. Munculnya populasi baru, spesies
4. Penyempitan jangkauan spesies
5. Sederhanakan organisasi dan transisi ke gaya hidup yang tidak banyak bergerak
6. Peningkatan jumlah spesies

PADA 2. Ciri-ciri apa yang menggambarkan bentuk stabilisasi seleksi alam?

1. Beroperasi dalam perubahan kondisi lingkungan
2. Beroperasi dalam kondisi lingkungan yang konstan
3. Mempertahankan norma reaksi sifat tersebut
4. Mengubah nilai rata-rata suatu karakteristik baik ke arah penurunan nilainya atau ke arah peningkatannya
5. Mengontrol organ yang berfungsi
6. Menyebabkan perubahan norma reaksi

DI 3. Membangun korespondensi antara kematian tumbuhan dan bentuk perjuangan untuk eksistensi.

JAM 4. Tetapkan korespondensi antara sifat hewan dan arah evolusi yang sesuai

C1. Jenis seleksi alam apa yang ditunjukkan pada gambar? Dalam kondisi lingkungan apa hal itu diamati? Mutasi apa yang dipertahankannya?

PETUNJUK PELAKSANAAN

Tes administrasiBIOLOGI DI KELAS 11

(Saya setengah tahun ajaran 2013-2014)

Tujuan:untuk mengetahui tingkat penguasaan mahasiswa terhadap materi pendidikan mata kuliah “Biologi Umum” berdasarkan hasil semester 1.

Tes ini didasarkan pada topik: “Ajaran dasar tentang evolusi” hinggabuku teks A.A. Kamensky, E.K. Kriksunov, V.V. Pasechnik.

Estimasi waktu penyelesaian tes administrasi adalah 40 menit.

Subjek “Dasar-dasar doktrin evolusi” dipelajari di kelas 11 dalam mata kuliah “Biologi Umum” dan merupakan topik yang luas dan agak kompleks.

Selama mempelajari bagian ini, siswa menjadi akrab dengan dansejarah gagasan evolusi, dengan karya C. Linnaeus, ajaran J.B. Lamarck, teori evolusi Charles Darwin, peran teori evolusi dalam pembentukan gambaran ilmu pengetahuan alam modern tentang dunia dipelajari. Siswa diperkenalkan dengan teori evolusi sintetik. Mereka mempelajari populasi sebagai unit struktural suatu spesies, unit evolusi; kekuatan pendorong evolusi, pengaruhnya terhadap kumpulan gen populasi.

Untuk mengetahui secara pasti tingkat penguasaan materi teori oleh setiap siswa, disarankan untuk menggunakan kontrol tes. Tes tersebut mencakup kemampuan tidak hanya untuk mereproduksi pengetahuan, tetapi juga menerapkannya untuk merumuskan kesimpulan dan generalisasi pandangan dunia. Selain itu, tes adalah cara yang berkualitas tinggi dan obyektif untuk menilai pengetahuan siswa; tes ini menempatkan semua siswa pada posisi yang sama, tidak termasuk subjektivitas guru.

Tugas pengujian: menguji pengetahuan tentang sejarah gagasan evolusi, manfaat ilmiah C. Linnaeus dan J.B. Lamarck, C. Darwin; mensistematisasikan pengetahuan tentang spesies, populasi, kekuatan pendorong evolusi dan hasil-hasilnya; menguji pemahaman siswa tentang makroevolusi dan spesiasi, arah utama evolusi dunia organik.

Kriteria evaluasi tes.

Semua tugas dibagi berdasarkan tingkat kesulitan.

Tugas tingkat dasar sesuai dengan isi minimal pendidikan biologi dan persyaratan tingkat pelatihan lulusan. Mereka disusun sesuai dengan standar pendidikan biologi menengah. Untuk setiap tugas ada pilihan jawaban, yang hanya satu yang benar. Untuk penyelesaian yang benar dari setiap tugas tersebut, skor akan diberikan. 1 poin.

Tugas tingkat lanjutan ditujukan untuk menguji penguasaan siswa terhadap konten yang lebih kompleks. Mereka berisi tugas-tugas dengan pilihan beberapa jawaban dari yang diberikan, untuk menetapkan korespondensi, untuk menentukan urutan fenomena biologis, untuk menunjukkan benar atau salahnya pernyataan. Untuk penyelesaian yang benar dari setiap tugas tersebut, skor akan diberikan. masing-masing 2 poin.

Tugas Bagian C mencakup tugas respons bebas. Untuk penyelesaian tugas yang benar, Anda akan diberikan penghargaan 3 poin.

Struktur kerja:

1) Isi karya meliputi blok-blok sebagai berikut:

• Jenis dan kriterianya
• Populasi

2) Menurut tingkatan tugas, pekerjaan memungkinkan kita untuk mengidentifikasi asimilasi materi pada tingkat dasar, lanjutan dan tinggi.

3) Menurut bentuk tugas tes, pengerjaannya terdiri dari tes dengan pilihan satu jawaban yang benar, tipe terbuka dengan jawaban singkat, tipe terbuka dengan jawaban lengkap dan rinci.

Pembagian tugas kerja berdasarkan isi:

Blok	Nomor tugas tes	Jumlah pekerjaan	Persentase tugas untuk blok ini
Perkembangan doktrin evolusi Charles Darwin			6,7%
Jenis dan kriterianya	A2, A3, A4
Populasi			6,7%
Komposisi genetik dan perubahan kumpulan gen populasi	A6, A7		13,3%
Perjuangan untuk eksistensi wujudnya	A8, A9		13,3%
Seleksi alam dan bentuknya	A10		6,7%
Mekanisme isolasi. Spesiasi	A11		6,7%
Makroevolusi dan buktinya	A12		6,7%
Sistem tumbuhan dan hewan - mencerminkan evolusi	A13		6,7%
Arah utama evolusi dunia organik	A14, A15		13,3%
JUMLAH-10			100%

Pembagian tugas kerja menjadi beberapa bagian.

	Bagian dari pekerjaan	Jumlah pekerjaan	Skor Utama Maksimum	Jenis pekerjaan
	Bagian 1 (A)			Pilihan ganda
	Bagian 2 (B)			Dengan jawaban singkat
	Bagian 3 (C)			Dengan jawaban yang detail
	Total

Pembagian tugas pekerjaan berdasarkan tingkat kesulitan:

Tingkat kesulitan tugas	Nomor tugas tes	Jumlah pekerjaan	Persentase tugas pada tingkat kesulitan tertentu
Basis	A1-A15		57,7%
Tinggi	B1-B4		15,5%
Tinggi			3,8%

Jawaban tugas tes administrasi:

Pilihan 1	pilihan 2
A1 – 2 A2 – 2 A3 – 1 A4 – 3 A5 – 2 A6 – 3 A7 – 1 A8 – 1 A9 – 1 A10 – 2 A11 – 2 A12 –2 A13 – 1 A14 – 2 A15 – 2	A1 – 2 A2 – 2 A3 – 2 A4 – 3 A5 – 1 A6 – 4 A7 – 4 A8 – 2 A9 – 2 A10 – 3 A11 – 4 A12 – 3 A13 – 3 A14 – 1 A15 – 2
B1 – 1, 2, 6 B2 – 2, 4, 6 DI 3 - JAM 4 -	B1 – 2, 3, 6 B2 – 2, 3, 5 DI 3 - JAM 4 -
C1: Menstabilkan seleksi Diamati dalam kondisi lingkungan yang relatif konstan Mempertahankan mutasi yang menyebabkan berkurangnya variabilitas dalam nilai sifat rata-rata	C1: 1) Pemilihan mengemudi 2) Diamati dalam perubahan kondisi lingkungan yang searah 3) Mempertahankan mutasi yang menimbulkan manifestasi ekstrim lain dari besarnya sifat tersebut (baik ke arah penguatan maupun ke arah pelemahan)

Pertanyaan 1. Sebutkan faktor-faktor utama evolusi.
Menurut teori evolusi sintetik, fenomena dasar evolusi yang menjadi asal muasal spesiasi adalah perubahan komposisi genetik (konstitusi genetik, atau kumpulan gen) suatu populasi. Peristiwa dan proses yang membantu mengatasi kelembaman genetik suatu populasi dan menyebabkan perubahan pada kumpulan gen mereka disebut faktor euloluconic dasar. Faktor (kekuatan) utama evolusi adalah:
1) Faktor penyebab perubahan gen pool suatu populasi. Ini termasuk variabilitas herediter, yang memasok materi genetik baru ke suatu populasi, dan gelombang populasi, isolasi, yang membentuk perbedaan antara kumpulan gen dari populasi yang berbeda.
2) Faktor yang memungkinkan suatu populasi berkembang secara mandiri dibandingkan dengan populasi lain atau membagi populasi asli menjadi dua atau lebih populasi baru. Faktor ini adalah isolasi.
3) Faktor yang mengarahkan proses evolusi dan memastikan terkonsolidasinya adaptasi dan perubahan tertentu pada organisme dalam populasi. Seleksi alam berperan sebagai faktor tersebut.

Pertanyaan 2. Faktor apa yang menjamin munculnya materi genetik baru dalam suatu populasi?
Faktor yang menjamin munculnya materi genetik baru secara fundamental adalah variabilitas mutasi.
Dalam kondisi keberadaan yang menguntungkan, perbedaan kecil antara individu-individu dari spesies yang sama tidak terlalu terlihat dan tidak memainkan peran yang signifikan. Namun, dalam kondisi yang tidak menguntungkan, perubahan kecil sekalipun secara turun-temurun dapat menentukan dan menentukan individu mana dalam populasi yang akan mati dan mana yang akan bertahan hidup. Variabilitas herediter memberikan bahan bagi proses evolusi.
Mutasi terjadi dengan frekuensi tertentu pada semua organisme yang menghuni planet kita. Lokasi mutasi (gen dan kromosom) bersifat acak, sehingga mutasi dapat mempengaruhi karakteristik dan sifat apa pun dari suatu individu, termasuk yang mempengaruhi kelangsungan hidup, reproduksi, dan perilaku. Selama beberapa generasi, sebagian besar mutasi bertahan, dimulai dari mutasi yang muncul pada nenek moyang paling kuno. Akibatnya, himpunan mutasi pada dua populasi spesies yang sama menjadi sangat mirip. Di sisi lain, berbagai mutasi juga akan hadir. Jumlah mereka merupakan indikator berapa lama kedua populasi tersebut terisolasi satu sama lain.
Dengan demikian, proses mutasi merupakan sumber cadangan variabilitas herediter suatu populasi. Dengan mempertahankan tingkat keragaman genetik yang tinggi dalam suatu populasi, hal ini memberikan dasar bagi terjadinya seleksi alam.

Pertanyaan 3. Apakah seleksi akan mempengaruhi pembawa mutasi resesif?
Sebagai aturan, pembawa mutasi resesif (organisme heterozigot) tidak berbeda sifatnya dengan organisme dominan homozigot. Selain itu, dalam keadaan heterozigot, banyak mutasi meningkatkan kelangsungan hidup individu. Oleh karena itu, seleksi biasanya tidak berpengaruh pada individu tersebut. Setelah waktu tertentu, sejumlah alel resesif yang cukup besar dapat terakumulasi dalam suatu populasi, yaitu. proporsi organisme heterozigot akan meningkat. Hal ini akan menyebabkan peningkatan kemungkinan pertemuan mereka dan, sebagai konsekuensinya, lahirnya (dalam 25% kasus) homozigot resesif. Perlu juga diingat bahwa di alam mutasi terjadi bersamaan satu sama lain. Beberapa kombinasi akibat interaksi gen dapat berdampak positif bagi individu, sehingga meningkatkan kelangsungan hidupnya. Di sinilah seleksi alam mulai bertindak.

Pertanyaan 4. Berikan contoh yang menggambarkan perubahan signifikansi mutasi ketika kondisi lingkungan berubah.
Mutasi yang berbahaya pada kondisi tertentu dapat meningkatkan kelangsungan hidup individu pada kondisi lingkungan lainnya. Mutasi yang berbahaya pada kondisi tertentu dapat meningkatkan kelangsungan hidup. individu dalam kondisi lingkungan lainnya. Misalnya, serangga mutan yang tidak bersayap atau sayapnya kurang berkembang memiliki keuntungan di pulau-pulau samudera dan jalur pegunungan di mana angin kencang bertiup. Untuk alasan serupa, terbentuklah spesies yang sekarang telah dimusnahkan oleh manusia, seperti dodo dan auk besar.
Contohnya adalah mutasi pada serangga yang memberikan resistensi terhadap suatu pestisida. Seiring waktu, mutasi ini akan bersifat netral dan kejadiannya dalam populasi akan rendah. Namun setelah pestisida ini mulai digunakan untuk mengendalikan serangga, mutasi akan berguna karena akan menjamin kelangsungan hidup individu dalam kondisi yang berubah. Berkat tindakan seleksi, proporsi mutasi ini dalam kumpulan gen suatu populasi akan meningkat tajam - semakin cepat, semakin ketat seleksinya, yaitu semakin besar persentase individu yang mati di setiap generasi akibat aksi pestisida. Jelas bahwa kejadian seperti itu akan terlihat lebih jelas jika mutasi resistensi terhadap pestisida bersifat dominan.

Pertanyaan 5. Apakah proses mutasi mampu memberikan pengaruh langsung terhadap proses evolusi dan mengapa?
Proses mutasi adalah fenomena acak dan tidak spesifik. Mutasi muncul secara tidak terarah dan tidak mempunyai makna adaptif, yaitu menyebabkan variabilitas herediter yang tidak pasti (menurut Charles Darwin). Dengan kemungkinan yang sama, mutasi dapat menyebabkan perubahan pada sistem organ mana pun. Dengan demikian, proses mutasi itu sendiri tidak mampu memberikan pengaruh yang mengarahkan jalannya evolusi.

Pertanyaan 6. Apa yang dimaksud dengan penyimpangan genetik?
Penyimpangan genetik adalah proses perubahan frekuensi alel secara acak dan tidak terarah dalam suatu populasi. Hal ini diamati ketika suatu populasi melewati keadaan jumlah penduduk yang rendah (yang disebut efek “bottleneck”, yang terjadi sebagai akibat dari epidemi dan bencana alam). Akibat penyimpangan genetik yang acak, populasi yang secara genetik homogen dan hidup dalam kondisi serupa secara bertahap dapat kehilangan kesamaan aslinya. Penyimpangan genetik merupakan salah satu faktor yang berkontribusi terhadap perubahan populasi.

Pertanyaan 7. Faktor apa yang menyebabkan terhentinya pertukaran informasi genetik antar populasi? Apa signifikansi evolusionernya?
Penghentian pertukaran informasi genetik difasilitasi oleh isolasi - pembatasan atau penghentian persilangan individu yang termasuk dalam populasi berbeda. Isolasi dapat bersifat spasial atau lingkungan.
Isolasi geografis terdiri dari pemisahan spasial populasi karena fitur lanskap dalam wilayah jelajah spesies tersebut - adanya penghalang air untuk organisme “darat”, wilayah daratan untuk spesies akuatik, pergantian wilayah tinggi dan dataran. Hal ini disebabkan oleh gaya hidup yang tidak banyak bergerak atau tidak bergerak (pada tumbuhan).
Isolasi ekologis terjadi ketika individu-individu dipisahkan oleh hambatan lingkungan dalam lanskap yang sama, misalnya, kemungkinan bertemu dengan penghuni bagian perairan yang dangkal dan dalam selama musim kawin sangat rendah. Isolasi ekologis jangka panjang berkontribusi pada divergensi populasi hingga pembentukan spesies baru. Dengan demikian, cacing gelang manusia dan babi yang secara morfologis mirip diduga berasal dari nenek moyang yang sama. Perbedaan mereka, menurut salah satu hipotesis, difasilitasi oleh larangan konsumsi daging babi oleh manusia, yang karena alasan agama telah lama diterapkan pada banyak orang. Isolasi ekologis terjadi karena nuansa ritual pacaran, warna, bau, dan “nyanyian” perempuan dan laki-laki dari populasi yang berbeda. Jadi, subspesies burung pipit emas - berkepala abu-abu dan berkepala hitam - memiliki tanda yang jelas di kepalanya. Gagak abu-abu dari populasi Krimea dan Ukraina Utara, yang secara lahiriah tidak dapat dibedakan, dibedakan dari suara seraknya. Dengan isolasi fisiologis, perbedaan struktur organ reproduksi atau sekadar perbedaan ukuran tubuh menjadi penghambat persilangan. Pada tumbuhan, bentuk isolasi ini disebabkan oleh adaptasi bunga terhadap jenis penyerbuk tertentu.
Isolasi dalam proses spesiasi berinteraksi dengan faktor evolusi dasar lainnya. Ini meningkatkan perbedaan genotipe yang diciptakan oleh proses mutasi dan kombinatorik genetik. Kelompok intraspesifik yang muncul karena isolasi berbeda komposisi genetiknya dan mengalami tekanan seleksi yang tidak setara. Signifikansi evolusioner dari isolasi terletak pada kenyataan bahwa isolasi tersebut mengkonsolidasikan dan meningkatkan perbedaan genetik antar populasi dan menciptakan prasyarat untuk transformasi lebih lanjut dari populasi ini menjadi spesies yang terpisah.

3. Variabilitas kombinatif dalam populasi dan perannya dalam evolusi

Ada tiga sumber variabilitas kombinatif yang diketahui: pindah silang, sifat acak divergensi kromosom homolog pada meiosis, dan sifat acak pembuahan.
Jika kita berasumsi bahwa dalam setiap pasangan kromosom homolog hanya terdapat satu pasang gen alelik, maka pada manusia (kumpulan kromosom haploid adalah 23), jumlah jenis gamet yang mungkin adalah 223, dan jumlah kemungkinan genotipe adalah menjadi 323. Jumlah ini 20 kali lebih banyak dari populasi bumi - dan jumlah ini belum memperhitungkan keragaman yang bertambah akibat penyeberangan!
Dengan demikian, kemungkinan munculnya dua organisme identik selama reproduksi seksual praktis nol (pengecualian adalah kembar identik, yang kemunculannya sebenarnya bukan reproduksi seksual).
Variabilitas kombinatif, seperti mutasi, berperan sebagai pemasok bahan untuk seleksi alam.
Variabilitas herediter pada umumnya (mutasional, kombinatif) bersifat acak, tidak terarah. Itu hanya menyediakan bahan untuk seleksi. Variabilitas herediter itu sendiri, tanpa partisipasi faktor evolusi lainnya, tidak dapat menyebabkan perubahan terarah pada kumpulan gen suatu populasi.

AKU AKU AKU. Konsolidasi pengetahuan

IV. Pekerjaan rumah

Pelajari paragraf buku teks (faktor evolusi, peran variabilitas mutasi dan kombinasional dalam evolusi).

Pelajaran 3. Gelombang kehidupan, aliran gen, penyimpangan genetik dan perannya dalam evolusi

I. Memeriksa pekerjaan rumah dengan topik: “Faktor dasar evolusi. Variabilitas herediter dan perannya dalam evolusi"

Bekerja dengan kartu

1. Genetika telah mempelajari lebih dari 2 miliar lalat buah, dan lalat bermata biru atau hijau belum pernah diamati di antara mereka. Seberapa besar kemungkinan mutasi ini ditemukan di masa depan?

2. Bagaimana menjelaskan fakta bahwa albinisme terjadi pada semua ras manusia dan tersebar luas di kalangan mamalia (ada kasus yang diketahui pada gorila putih, harimau, dan mamalia lainnya)?

Tes pengetahuan lisan pada pertanyaan-pertanyaan berikut:

1) konsep faktor evolusi;
2) mutasi dan perannya dalam evolusi;
3) variabilitas kombinatif dan perannya dalam evolusi.

II. Mempelajari materi baru

1. Gelombang kehidupan dan perannya dalam evolusi

Pergantian periodik naik dan turunnya jumlah penduduk disebut gelombang populasi, atau gelombang kehidupan (istilah ini diperkenalkan pada tahun 1905 oleh S.S. Chetverikov).
Invasi tikus, mencit, dan belalang telah diketahui manusia sejak zaman dahulu. Fluktuasi jumlah secara periodik terutama terlihat pada hewan pengerat dan spesies lain dengan siklus hidup pendek dan suksesi generasi yang cepat. Namun fenomena itu sendiri merupakan ciri khas semua populasi tumbuhan dan hewan.
Gelombang kehidupan dapat bersifat musiman (periodik) dan non musiman (non periodik). Perubahan musiman dalam jumlah populasi sering kali ditentukan secara genetis. Gelombang kehidupan non-musiman disebabkan oleh dampak langsung terhadap populasi berbagai faktor lingkungan abiotik dan biotik (suhu, kelembaban, pengaruh predator, kelimpahan makanan, kekeringan, kebakaran, banjir, dll). Akibatnya, besar kecilnya jumlah penduduk ditentukan oleh banyak faktor sekaligus.
Komunitas sering kali mengalami fluktuasi periodik dalam jumlah populasi yang terkait dengan hubungan predator-mangsa. Peningkatan reproduksi mangsa predator karena peningkatan sumber makanan, pada gilirannya, menyebabkan peningkatan reproduksi predator. Hal ini disusul dengan pemusnahan massal para korbannya. Kurangnya sumber makanan menyebabkan berkurangnya jumlah predator dan pulihnya populasi mangsa.
Gelombang kehidupan adalah salah satu faktor dasar evolusi. Seiring bertambahnya jumlah populasi, jumlah mutan juga meningkat. Setelah penurunan jumlah, sisa populasi akan berbeda secara signifikan dalam komposisi genetik dari populasi sebelumnya yang besar, karena beberapa mutasi akan hilang secara acak bersama dengan individu yang membawanya, dan beberapa mutasi, juga secara tidak sengaja, akan meningkat tajam. konsentrasi.
Jadi, gelombang populasi itu sendiri tidak menyebabkan variabilitas herediter, tetapi hanya berkontribusi pada perubahan acak pada frekuensi alel dan genotipe, yaitu gelombang kehidupan adalah sejenis faktor – pemasok materi evolusi, yang membawa sejumlah genotipe ke dalam arena evolusi secara acak dan tanpa arah. Setelah kondisi lingkungan dalam populasi stabil, akan dipilih individu dengan genotipe optimal.
Perlu diingat bahwa gelombang kehidupan mengancam kelangsungan hidup kelompok kecil.

2. Isolasi dan pentingnya kejenuhan populasi dengan mutasi

Isolasi dalam teori evolusi adalah pengecualian atau sulitnya persilangan bebas antara individu-individu dalam spesies yang sama, yang mengarah pada pemisahan kelompok intraspesifik dan spesies baru.
Ada berbagai bentuk isolasi: geografis, sementara, lingkungan, musiman, etologis, dll. Semua bentuk ini dapat menyebabkan isolasi reproduktif. Misalnya, isolasi geografis mencegah perkawinan silang karena pemisahan populasi oleh hambatan geografis (sungai, gunung, gurun, dll.). Dengan demikian, hal ini mengganggu pertukaran informasi genetik antar populasi spesies yang sama.
Dengan demikian, isolasi adalah salah satu faktor terpenting dalam evolusi, yang berkontribusi terhadap kejenuhan populasi tertentu dengan mutasi. Ini mengkonsolidasikan perbedaan antarpopulasi dalam frekuensi kemunculan berbagai genotipe dan berkontribusi pada penciptaan kelompok dengan kumpulan gen independen yang dapat menjadi spesies independen.

3. Aliran gen dan perannya dalam evolusi

Jika isolasi antar populasi yang bertetangga tidak lengkap, maka terjadi pertukaran gen di antara mereka sebagai akibat persilangan bebas individu-individu tersebut. Proses ini disebut aliran gen.
Aliran gen merupakan sumber variasi yang penting. Beberapa individu yang bermigrasi dari satu populasi melakukan penetrasi ke populasi lain, dan gen mereka dimasukkan dalam kumpulan gen populasi ini. Apabila individu-individu dari populasi berbeda disilangkan, maka genotipe keturunannya akan berbeda dengan genotipe kedua orang tuanya. Dalam hal ini, rekombinasi gen terjadi pada tingkat antarpopulasi, yaitu. aliran gen juga menyediakan bahan untuk seleksi alam. Aliran gen memiliki konsekuensi biologis yang paling penting - penyatuan semua populasi ke dalam satu sistem spesies.

4. Pergeseran genetik sebagai salah satu faktor evolusi

Perubahan frekuensi gen yang acak dan tidak terarah dalam suatu populasi disebut penyimpangan genetik. Hal ini diamati pada populasi kecil di mana kemungkinan terjadinya tinggi.
Mari kita asumsikan bahwa dalam suatu populasi, gen tertentu diwakili oleh dua alel – alel “+” dan alel “–”, dengan 50% individu membawa alel “+”, dan 50% membawa alel “–”. Pada setiap musim, hanya 25% anggota populasi tertentu yang ikut serta dalam reproduksi. Secara kebetulan, pada tahun tertentu, di antara mereka hanya ada satu individu yang membawa gen “+”. Akibatnya, pada generasi berikutnya gen ini akan lebih jarang ditemukan, yaitu. frekuensi kemunculan gen ini akan turun tajam - karena alasan yang sepenuhnya acak yang tidak terkait dengan karakteristik gen ini.
Kasus penyimpangan genetik yang menarik adalah efek pendiri. Ketika beberapa individu meninggalkan suatu populasi besar dan menempati wilayah baru, ada kemungkinan yang sangat tinggi bahwa beberapa gen akan terwakili di sana dalam proporsi yang sangat berbeda dari populasi aslinya. Keadaan ini dapat sangat mempengaruhi evolusi populasi baru yang terisolasi. Contohnya adalah burung kutilang Darwin, keturunan beberapa burung kutilang dari Amerika Selatan yang tersapu ke laut saat badai dan membentuk populasi baru.
Jadi, semua faktor evolusi yang telah kita bahas bersifat non-arah. Mereka sendiri tidak dapat menyebabkan perubahan yang ditargetkan pada kumpulan gen suatu populasi, mis. tidak dapat menyebabkan perubahan yang ditargetkan pada konsentrasi gen tertentu dan tidak dapat menyebabkan fenomena evolusi dasar.
Satu-satunya faktor penentu adalah seleksi alam. Semua faktor yang telah dibahas sebelumnya hanya dapat meningkatkan atau menurunkan efektivitasnya.

AKU AKU AKU. Konsolidasi pengetahuan

Meringkas percakapan sambil mempelajari materi baru.

IV. Pekerjaan rumah

Pelajari paragraf buku teks (peran gelombang kehidupan, isolasi, aliran gen, penyimpangan genetik dalam evolusi).

Menyadari realitas spesies, Darwin membuktikan bahwa suatu proses terus-menerus terjadi di alam spesiasi- munculnya spesies baru berdasarkan spesies yang sudah ada di bawah pengaruh kekuatan pendorong evolusi. Menurut gagasan modern tentang evolusi, pembentukan spesies baru terjadi dalam suatu populasi - unit dasar evolusi. Populasi adalah sistem yang terbuka secara genetis. Meskipun aliran gen terjadi di antara mereka sebagai akibat dari migrasi individu, spesies tersebut tetap merupakan satu sistem yang tertutup secara genetik. Namun munculnya isolasi (penghalang) antara dua populasi menyebabkan akumulasi perbedaan herediter di antara mereka, yang mencegah terjadinya kawin silang individu-individu dari populasi tersebut pada pertemuan berikutnya. Hal ini membuktikan bahwa populasi menjadi sistem yang tertutup secara genetis dan karenanya menjadi spesies baru. Artinya telah terjadi proses spesiasi.

Spesiasi adalah proses evolusi yang mengubah sistem yang secara genetik terbuka—populasi—menjadi sistem yang tertutup secara genetik—spesies baru.

Spesiasi adalah proses yang kompleks dan panjang, termasuk tahap peralihan dan memerlukan adanya faktor-faktor tertentu.

Faktor spesiasi

Dalam populasi satu spesies, pengaruh prasyarat evolusi menyebabkan munculnya keragaman genotipe dan fenotipe. Inilah dasar perjuangan eksistensi dan seleksi alam. Tindakan seleksi alam terhadap populasi yang habitatnya berbeda membuat mereka sedikit berbeda. Namun, perbedaan antar individu yang timbul akibat seleksi akan terhapuskan jika individu-individu dalam suatu populasi mulai melakukan kawin silang. Agar proses spesiasi dapat dimulai pada tingkat populasi ini, harus ada isolasi di antara mereka, sehingga mencegah pertukaran informasi genetik. Ada dua bentuk isolasi: geografis dan biologis.

Isolasi geografis (spasial).- isolasi suatu populasi tertentu dari populasi lain dari spesies yang sama dengan adanya hambatan yang sulit diatasi. Alasan pertama adalah kesenjangan teritorial yang besar antara populasi spesies dengan habitat mosaik. Terjadinya kesenjangan ini mungkin disebabkan oleh gletser, aktivitas manusia, atau penyebaran populasi di luar jangkauan aslinya. Alasan kedua adalah hambatan geografis yang memisahkan populasi (sungai, gunung, ngarai, kawasan hutan, padang rumput, rawa). Isolasi geografis mencegah perkawinan silang bebas individu-individu dari populasi yang terpisah karena ketidakmungkinan pertemuan mereka karena hambatan geografis.

Isolasi biologis karena perbedaan biologis antar individu dalam populasi. Tergantung pada sifat perbedaannya, empat jenis isolasi biologis dibedakan: lingkungan, etologis, morfofisiologis, dan genetik.

Isolasi lingkungan disebabkan oleh pergeseran masa reproduksi (masa berbunga, bersarang, kawin, bertelur) atau tempat berkembang biak yang berbeda, sehingga menghalangi persilangan bebas individu dalam suatu populasi.

Jika populasi tanaman herba termasuk dalam zona dengan kelembaban tinggi, maka tanggal berbunga mereka bergeser dibandingkan dengan populasi lainnya. Pada burung, populasi spesies yang sama mungkin berbeda dalam hal bersarang dan kawin tergantung pada lokasi sarang di berbagai bagian tajuk pohon atau di lapisan semak.

Isolasi etologis karena karakteristik perilaku individu selama musim kawin. Perbedaan yang tampaknya tidak signifikan dalam ritual pacaran selama pertukaran sinyal visual, suara, dan kimia dapat menyebabkan penghentian ritual ini dan pembatasan perkawinan.

Isolasi morfofisiologis karena perbedaan ukuran individu atau struktur organ sanggama jantan (beberapa spesies moluska pulmonal, hewan pengerat). Itu tidak mengganggu pertemuan jenis kelamin, tetapi mencegah persilangan individu karena ketidakmungkinan pembuahan.

Isolasi genetik disebabkan oleh penataan ulang kromosom dan genom yang besar sehingga menyebabkan perbedaan jumlah, bentuk dan komposisi kromosom. Tidak mengganggu pertemuan jenis kelamin dan pembuahan. Namun hal ini tidak mencakup pertukaran informasi genetik antar populasi karena kematian zigot setelah pembuahan, berbagai tingkat sterilitas hibrida, dan berkurangnya kelangsungan hidup mereka.

Dampak segala bentuk isolasi terhadap materi evolusi tidak terarah, namun merupakan prasyarat untuk meningkatkan perbedaan genetik antar populasi. Karakteristik penting dari isolasi adalah durasinya, yang menyebabkan aksi seleksi alam multiarah menyebabkan perbedaan karakteristik populasi - perbedaan. Akibatnya, populasi berubah menjadi varietas, atau balapan. Mempertahankan isolasi menyebabkan meningkatnya perbedaan antar varietas, dan mereka berubah menjadi subspesies. Jika perbedaan yang semakin besar antar subspesies menghalangi mereka untuk kawin silang, maka subspesies tersebut telah menjadi sistem yang tertutup secara genetis. Isolasi reproduksi muncul di antara mereka. Subspesies telah berevolusi menjadi spesies baru.

Jadi, faktor spesiasi adalah:

1. prasyarat evolusi: variabilitas mutasi dan kombinasional, gelombang populasi, aliran dan penyimpangan gen, isolasi;
2. kekuatan pendorong evolusi: perjuangan untuk eksistensi, seleksi alam.

Proses yang terjadi dalam suatu spesies pada tingkat populasi di bawah pengaruh faktor-faktor ini dan mengarah pada pembentukan spesies baru dapat dianggap sebagai tahap awal evolusi - mikroevolusi.

Selanjutnya, evolusi berlanjut pada tingkat spesies, genera, famili menurut mekanisme yang sama dan di bawah pengaruh prasyarat dan kekuatan pendorong evolusi yang sama. Tahap evolusi ini disebut makroevolusi. Mikroevolusi dan makroevolusi adalah tahapan dari satu proses evolusi.

Metode spesiasi

Tergantung pada bentuk isolasi populasi, dua metode spesiasi dibedakan: alopatrik dan simpatrik.

Alopatrik(dari bahasa Yunani allos- berbeda, patris- tanah air) spesiasi terjadi ketika terdapat isolasi geografis. Populasi spesies yang sama dipisahkan oleh jarak yang jauh atau hambatan geografis. Ras dan subspesies geografis yang dihasilkan memiliki wilayah yang tidak tumpang tindih dengan wilayah induknya. Contoh spesiasi alopatrik adalah adanya dua subspesies tupai Amerika dan tiga subspesies blue jay. Mereka tinggal di wilayah geografis berbeda di Amerika Utara. Di benua Eurasia, terdapat tiga subspesies burung tit besar yang terbentuk akibat isolasi geografis. Ada juga subspesies burung pipit, burung gelatik, dan burung pelatuk yang memiliki wilayah sebaran berbeda.

Spesiasi simpatrik(dari bahasa Yunani sin- bersama, patris- tanah air) terjadi dengan adanya isolasi biologis. Populasi spesies yang sama ditemukan dalam wilayah induknya, tetapi tidak dapat kawin silang karena perbedaan biologis antar individu. Spesiasi simpatrik dapat terjadi pada tumbuhan ketika serangga penyerbuk mengkhususkan diri dalam penyerbukan bunga dengan bentuk tertentu. Misalnya saja lebah merupakan faktor isolasi antar ras tanaman snapdragon. Mereka tidak pernah berpindah dari terbang mengelilingi bunga dari satu ras ke ras lainnya. Beberapa tanaman (rattle besar, white goosefoot) mengembangkan ras musiman yang berbeda dalam waktu berbunga. Pada sejumlah spesies ikan (herring, tenggeran, ikan mas, dll.), ras musiman dengan periode pemijahan berbeda hidup berdampingan.

Faktor spesiasi adalah: prasyarat dan kekuatan pendorong evolusi. Ada bentuk isolasi geografis dan biologis. Tergantung pada bentuk isolasi di alam, spesiasi alopatrik atau simpatrik dapat terjadi. Spesiasi adalah hasil dari mikroevolusi.