Știința modernă are foarte multe fapte care demonstrează existența procesului evolutiv. Acestea sunt date din biochimie, genetică, embriologie, anatomie, taxonomie, biogeografie, paleontologie și multe alte discipline.

Dovada unității originii lumii organice. Toate organismele, fie ele viruși, bacterii, plante, animale sau ciuperci, au o compoziție chimică elementară surprinzător de apropiată. În toate acestea, proteinele și acizii nucleici joacă un rol deosebit de important în fenomenele vieții, care sunt construite după un singur principiu și din componente similare. Este deosebit de important de subliniat faptul că un grad ridicat de similitudine se găsește nu numai în structura moleculelor biologice, ci și în modul în care acestea funcționează. Principiile codificării genetice, biosintezei proteinelor și acizilor nucleici (vezi § 14-16) sunt aceleași pentru toate ființele vii. În marea majoritate a organismelor, ATP este folosit ca molecule de stocare a energiei, mecanismele de descompunere a zaharurilor și ciclul energetic principal al celulei sunt, de asemenea, aceleași.

Majoritatea organismelor au o structură celulară. Celula este elementul de bază al vieții. Structura și funcționarea sa sunt foarte asemănătoare în diferite organisme. Diviziunea celulară - mitoza, iar în celulele germinale - meioza - se realizează într-un mod fundamental similar la toate eucariotele.

Este extrem de puțin probabil ca o asemenea similitudine uimitoare în structura și funcționarea organismelor vii să fie rezultatul unei coincidențe întâmplătoare. Este rezultatul originii lor comune.

Dovezi embriologice pentru evoluție. Datele embriologice vorbesc în favoarea originii evolutive a lumii organice.

Omul de știință rus Karl Baer (1792-1876) a descoperit o similitudine izbitoare între embrionii diferitelor vertebrate. El a scris: „Embrionii de mamifere, păsări, șopârle și șerpi sunt extrem de asemănători între ei în stadiile incipiente, atât în ​​general, cât și în modul de dezvoltare a părților individuale. Am doi germeni mici în alcool pe care am uitat să îi etichetez, iar acum sunt complet incapabil să spun cărei clase aparțin. Poate că acestea sunt șopârle, poate sunt păsări mici și poate sunt mamifere foarte mici, asemănarea în structura capului și corpului acestor animale este atât de mare. Cu toate acestea, acești embrioni nu au încă membre. Dar chiar dacă ar fi în stadiile incipiente ale dezvoltării lor, nici atunci nu am ști nimic, deoarece picioarele șopârlelor și mamiferelor, aripile și picioarele păsărilor, precum și brațele și picioarele omului, se dezvoltă din același forma de baza..

Orez. 52. Asemănarea stadiilor inițiale ale dezvoltării embrionare a vertebratelor

În stadiile ulterioare de dezvoltare, diferențele dintre embrioni cresc, apar semne de clasă, ordine, familie (Fig. 52). C. Darwin a considerat asemănarea stadiilor incipiente ale ontogenezei la diferiți reprezentanți ai taxonilor mari ca un indiciu al originii lor prin evoluție din strămoși comuni. Descoperirile recente în genetica dezvoltării au confirmat ipoteza lui Darwin. S-a demonstrat, de exemplu, că cele mai importante procese de ontogeneză timpurie la toate vertebratele sunt controlate de aceleași gene. Mai mult, multe dintre aceste gene de reglare au fost găsite și la nevertebrate (viermi, moluște și artropode). Figura 53 prezintă zonele de activitate ale genelor familiei Hox în timpul formării sistemului nervos la Drosophila și la șoareci. Ultimul strămoș comun al acestor două specii de animale a existat acum mai bine de 500 de milioane de ani. În ciuda acestui fapt, la șoareci și Drosophila, nu numai genele de reglare în sine au rămas în mare parte neschimbate, ci și ordinea aranjamentului lor în cromozomi și secvența includerii lor în ontogeneză și poziția reciprocă a regiunilor sistemului nervos în curs de dezvoltare. în care aceste gene sunt active.

Orez. 53. Comparația regiunilor de activitate ale genelor care controlează dezvoltarea sistemului nervos la Drosophila și la șoareci

Dovezi morfologice pentru evoluție. De o valoare deosebită pentru demonstrarea unității originii lumii organice sunt formele care combină trăsăturile mai multor unități sistematice mari. Existența unor astfel de forme intermediare indică faptul că în epocile geologice anterioare au trăit organisme care au fost strămoșii mai multor grupuri sistematice. Un bun exemplu în acest sens este organismul unicelular Euglena verde. Are simultan caracteristici tipice pentru plante (cloroplaste, capacitatea de a folosi dioxid de carbon) și pentru protozoare (flagela, un ochi sensibil la lumină și chiar o aparență de deschidere a gurii).

Lamarck a introdus și împărțirea animalelor în vertebrate și nevertebrate. Multă vreme, nu s-au găsit legături între ele, până când studiile omului de știință domestic A. O. Kovalevsky au stabilit o legătură între aceste grupuri de animale. A. O. Kovalevsky a demonstrat că un nevertebrat aparent tipic - o ascidia sesilă - se dezvoltă dintr-o larvă care înotă liber. Are o coardă și seamănă foarte mult cu lanceta, un reprezentant, așa cum se credea atunci, al vertebratelor. Pe baza unor astfel de studii, întregul grup de animale, căruia îi aparțineau ascidie, a fost atașat de vertebrate și acestui tip i s-a dat numele de cordate.

Legătura dintre diferitele clase de animale ilustrează bine, de asemenea, comunitatea originii lor. Ovipare (de exemplu, echidna și ornitorincul) într-o serie de caracteristici ale organizării lor sunt intermediare între reptile și mamifere.

Structura membrelor anterioare ale unor vertebrate (Fig. 54), de exemplu, aripile unei balene, un delfin, labele unei cârtițe, aripa unui liliac, laba unui crocodil, aripa unei păsări, o mână umană, în ciuda performanței de funcții complet diferite ale acestor organe, este similară în principiu. Unele oase din scheletul membrelor pot fi absente, altele pot crește împreună, dimensiunile relative ale oaselor se pot schimba, dar omologia lor, adică similitudinea bazată pe o origine comună, este destul de evidentă. Organele omoloage sunt cele care se dezvoltă din aceleași primordii embrionare în mod similar.

Orez. 54. Omologia membrelor anterioare ale vertebratelor

Unele organe sau părțile lor nu funcționează la animalele adulte și sunt de prisos pentru acestea - acestea sunt așa-numitele organe vestigiale, sau rudimente. Prezența rudimentelor, precum și a organelor omoloage, este, de asemenea, dovada unei origini comune. Ochii rudimentari se găsesc la animalele complet oarbe care duc un stil de viață subteran. Scheletul membrului posterior al balenei, ascuns în interiorul corpului, este un vestigiu care mărturisește originea terestră a strămoșilor săi. La om sunt cunoscute și organele rudimentare. Așa sunt mușchii care mișcă auriculul, vestigiul celei de-a treia pleoape sau așa-numita membrană nictitatoare etc.

Dovezi paleontologice pentru evoluție. Dezvoltarea, de exemplu, a acordurilor a fost realizată în etape. La început, au apărut cordate inferioare, apoi au apărut secvențial în timp peștii, amfibienii și reptilele. Reptilele, la rândul lor, dau naștere la mamifere și păsări. În zorii dezvoltării lor evolutive, mamiferele erau reprezentate de un număr mic de specii, în timp ce reptilele au înflorit. Mai târziu, numărul speciilor de mamifere și păsări crește brusc, iar majoritatea speciilor de reptile dispar. Astfel, datele paleontologice indică o schimbare în timp a formelor animalelor și plantelor.

În unele cazuri, paleontologia indică cauzele transformărilor evolutive. În acest sens, este interesantă evoluția cailor. Caii moderni descind din mici strămoși omnivori care au trăit în urmă cu 60-70 de milioane de ani în păduri și aveau un membru cu cinci degete. Schimbările climatice de pe Pământ, care au implicat o reducere a suprafețelor de pădure și o creștere a dimensiunii stepelor, au dus la faptul că strămoșii cailor moderni au început să dezvolte un nou habitat - stepele. Nevoia de protecție împotriva prădătorilor și deplasarea pe distanțe mari în căutarea pășunilor bune a dus la transformarea membrelor - o scădere a numărului de falange până la unul (Fig. 55). În paralel cu schimbarea membrelor, întregul organism a fost transformat: o creștere a dimensiunii corpului, o modificare a formei craniului și complicarea structurii dinților, apariția tractului digestiv caracteristic mamifere erbivore și multe altele.

Orez. 55. Serii istorice de modificări în structura membrului anterior al calului

Ca urmare a modificărilor condițiilor externe sub influența selecției naturale, a avut loc o transformare treptată a omnivorelor mici cu cinci degete în ierbivore mari. Cel mai bogat material paleontologic este una dintre cele mai convingătoare dovezi ale procesului evolutiv care se desfășoară pe planeta noastră de mai bine de 3 miliarde de ani.

Dovezi biogeografice pentru evoluție. O dovadă izbitoare a schimbărilor evolutive trecute și în curs este răspândirea animalelor și a plantelor pe suprafața planetei noastre. Chiar și în epoca marilor descoperiri geografice, călătorii și naturaliștii au fost uimiți de diversitatea animalelor din țările îndepărtate, de caracteristicile distribuției lor. Cu toate acestea, doar A. Wallace a reușit să aducă toate informațiile în sistem și să identifice șase regiuni biogeografice (Fig. 56): 1) Paleoarctic, 2) Neoarctic (zonele paleoarctice și neoarctice sunt adesea combinate în regiunea Holarctică), 3) Indoarctic. -Malaeză, 4) Etiopiană, 5) Neotropică și 6) Australiană.

Orez. 56. Harta zonelor biogeografice

Comparația dintre lumile animale și vegetale din diferite zone oferă cel mai bogat material științific pentru demonstrarea procesului evolutiv. Fauna și flora regiunilor paleoarctice (eurasiatice) și neoarctice (americane de nord), de exemplu, au multe în comun. Acest lucru se explică prin faptul că în trecut a existat o punte de uscat între aceste zone - Istmul Bering. În schimb, regiunile neoarctice și neotropicale au puține în comun, deși în prezent sunt conectate de Istmul Panama. Acest lucru se datorează izolării Americii de Sud de câteva zeci de milioane de ani. După apariția Podului Panama, doar câteva specii sud-americane au reușit să pătrundă în nord (porcul-sac, armadillo, opossum). Speciile nord-americane au reușit ceva mai mult în dezvoltarea regiunii sud-americane. Llame, căprioare, vulpi, vidre, urși au intrat în America de Sud, dar nu au avut un impact semnificativ asupra compoziției sale unice de specii.

Fauna din regiunea australiană este interesantă și originală. Se știe că Australia s-a separat de Asia de Sud chiar înainte de apariția mamiferelor superioare.

Astfel, distribuția speciilor de animale și plante pe suprafața planetei și gruparea lor în zone biogeografice reflectă procesul de dezvoltare istorică a Pământului și evoluția viețuitoarelor.

Fauna și flora insulei. Pentru a înțelege procesul evolutiv, sunt de interes fauna și flora insulelor. Compoziția faunei și florei lor depinde în totalitate de istoria originii insulelor. Insulele pot fi de origine continentală, adică pot fi rezultatul separării unei părți a continentului, sau de origine oceanică (vulcanică și corală).

Insulele continentale sunt caracterizate de faună și floră asemănătoare ca compoziție cu continentul. Cu toate acestea, cu cât insula este mai veche și bariera de apă este mai semnificativă, cu atât se constată mai multe diferențe. Insulele Britanice s-au separat de Europa destul de recent și au o faună identică cu cea a Europei. Pe insulele lungi izolate, procesul de divergență a speciilor merge mult mai departe. În Madagascar, de exemplu, nu există ungulate mari tipice Africii: tauri, antilope, rinoceri, zebre. Nu există prădători mari (lei, leoparzi, hiene), maimuțe superioare (babuini, maimuțe). Cu toate acestea, multe primate inferioare sunt lemuri, care nu se găsesc nicăieri altundeva.

O imagine complet diferită este dezvăluită atunci când se examinează faunele insulelor oceanice. Compoziția lor din specii este foarte slabă. Pe majoritatea acestor insule, nu există mamifere terestre și amfibieni care nu sunt în măsură să depășească obstacole semnificative de apă. Întreaga faună a insulelor oceanice este rezultatul introducerii accidentale în ele a unor specii, de obicei păsări, reptile și insecte. Reprezentanții unor astfel de specii care au căzut pe insulele oceanice primesc oportunități ample de reproducere. De exemplu, pe Insulele Galapagos, din 108 specii de păsări, 82 sunt endemice (adică nu se găsesc nicăieri altundeva) și toate cele 8 specii de reptile sunt caracteristice doar pentru aceste insule. O mare varietate de melci au fost găsite în Insulele Hawaii, dintre care 300 de specii endemice aparțin aceluiași gen.

Un număr mare de fapte biogeografice diverse indică faptul că caracteristicile distribuției ființelor vii pe planetă sunt strâns legate de transformarea scoarței terestre și de schimbările evolutive ale speciilor.

Dovezi moleculare pentru evoluție.În prezent, decodificarea completă a genomului uman (totalitatea tuturor genelor) și a genomului unui număr de animale, plante și microorganisme este aproape finalizată. Secvența completă de nucleotide din ADN este cunoscută într-un număr mare de specii de organisme vii. Comparația acestor secvențe oferă un nou indiciu pentru construcția genealogiei vieții pe Pământ.

Multe mutații sunt substituții ale unei nucleotide cu altele. Mutațiile apar, de regulă, în timpul replicării ADN (vezi § 14). Rezultă că cu cât au trecut mai multe generații de la divergența a două specii de un strămoș comun, cu atât mai multe substituții aleatorii de nucleotide ar fi trebuit să se acumuleze în genomul acestor specii fiice. Strămoșul comun al oamenilor și al cimpanzeilor a existat acum aproximativ cinci milioane de ani, iar strămoșul comun al oamenilor și al șoarecilor cu peste 80 de milioane de ani în urmă. Când comparăm secvențele de nucleotide ale genelor, cum ar fi gena beta-globinei, vedem că există mult mai puține diferențe între genele umane și cele ale cimpanzeului decât există între genele umane (sau ale cimpanzeului) și ale șoarecelui.

O evaluare cantitativă a acestor diferențe face posibilă construirea unui arbore genealogic care să arate relația dintre diverși taxoni (specii, ordine, familii, clase) și să se determine timpul relativ al divergenței acestora. Practic, acest arbore coincide cu cele care au fost construite pe baza datelor morfologice, embriologice și paleontologice. Cu toate acestea, în unele cazuri sunt dezvăluite lucruri uimitoare. S-a dovedit că balenele și artiodactilele sunt rude mult mai apropiate decât artiodactilele și ecvideele. Alunița de aur africană este filogenetic mai aproape de elefant decât de alunițele noastre. Metodele moderne de genetică moleculară fac posibilă analizarea genelor nu numai a organismelor vii, ci și a speciilor dispărute de mult timp, folosind urme de ADN din resturile fosile. Acest lucru ajută la urmărirea căii de evoluție a vieții pe Pământ.

1. 0, după cum demonstrează următoarele fapte: o organizare similară a proceselor moleculare în toate organismele care trăiesc pe Pământ; prezența formelor intermediare și a organelor rudimentare? Justificați răspunsul.
2. Fauna și flora din America de Nord și Eurasia sunt similare între ele, în timp ce flora și fauna din America de Nord și de Sud sunt foarte diferite. Cum explicați aceste fapte?
3. De obicei, speciile endemice sunt destul de comune pe insule (nu se găsesc nicăieri altundeva pe glob). Cum poate fi explicat acest lucru?
4. Animalul fosil - Archaeopteryx avea semne ale unei păsări și ale unei reptile. Evaluează acest fapt din punct de vedere științific.

fenomene sociale

Finanțe și criză

Elemente și vreme

Stiinta si Tehnologie

fenomene neobișnuite

monitorizarea naturii

Secțiuni de autor

Istoricul deschiderii

lume extremă

Info Ajutor

Arhiva fisierelor

Discuții

Servicii

Infofront

Informații NF OKO

Export RSS

Link-uri utile

Subiecte importante

Testele statistice formale confirmă originea tuturor organismelor vii dintr-un singur strămoș

Ideea unității originii tuturor viețuitoarelor este în general acceptată de biologi, dar argumentele în favoarea ei sunt în principal calitative, nu cantitative. Testele statistice formale bazate pe „teoria selecției modelului” și nefolosind ipoteza a priori că asemănarea moleculelor de proteine ​​indică relația lor au arătat că ipoteza unei singure origini a tuturor viețuitoarelor este mult mai plauzibilă decât modelele alternative, sugerând originea independentă. a diferitelor grupuri de organisme din strămoși diferiți.

Darwin credea că toate organismele vii provin fie dintr-o formă inițială, fie din mai multe (vezi descendența comună). Darwin a lăsat deschisă problema numărului primilor strămoși, deoarece în secolul al XIX-lea știința nu avea încă mijloacele pentru a rezolva această problemă. Astăzi, majoritatea biologilor cred că toate ființele vii provin de la „ultimul strămoș comun universal” (ultimul strămoș comun universal, LUCA). Acest strămoș, însă, nu a fost un singur organism sau „specie” în sensul modern al cuvântului, ci mai degrabă o comunitate microbiană polimorfă în care a avut loc un schimb de gene orizontal activ.

Desigur, LUCA nu a fost prima ființă vie din lume: apariția sa a fost precedată de o evoluție îndelungată (în cursul căreia, în special, s-a format codul genetic modern și aparatul de sinteză a proteinelor, vezi: Vetsigian, Woese, Goldenfeld. 2006. Evoluția colectivă și codul genetic). Alte creaturi au trăit cel mai probabil în același timp cu LUCA, dar descendenții lor s-au stins. Majoritatea experților cred că LUCA avea deja ADN și ARN, enzime de replicare și transcripție, ribozomi și alte componente ale mecanismului de sinteză a proteinelor. Cel mai puternic argument în favoarea realității LUCA este unitatea codului genetic și similitudinea fundamentală a sistemelor moleculare de sinteza ADN, ARN și proteine ​​în toate organismele vii (vezi: Dovezi genetice moleculare pentru evoluție). Dar acest argument, cu toată caracterul său persuasiv, nu este cantitativ, ci calitativ. Este foarte dificil să-i estimezi puterea numeric.

Dacă viața și-a luat naștere cândva pe Pământ sau în spațiu, atunci teoretic ar fi putut avea originea de mai multe ori. În principiu, se poate presupune că viața modernă este descendentă din mai mult de un strămoș. De exemplu, bacteriile ar fi putut descende dintr-unul, iar arheea din alt strămoș (acest punct de vedere este exprimat ocazional, deși are puțini susținători).

Procedurile statistice stricte pentru rezolvarea acestei dileme nu au fost, practic, utilizate până acum. Tehnicile standard pentru compararea secvențelor de nucleotide ADN și secvențelor de aminoacizi ai proteinelor implică calcularea unei serii de scoruri care reflectă probabilitatea ca similaritatea observată să fie datorată întâmplării (vezi: Statisticile scorurilor de similaritate a secvenței). Valorile scăzute ale acestor indicatori indică semnificația statistică (non-aleatorie) a asemănării, dar în principiu nu reprezintă o dovadă strictă a relației (unitatea de origine) a moleculelor comparate. Asemănarea mare a două secvențe poate fi explicată teoretic nu numai prin originea lor comună, ci și prin evoluția convergentă sub influența unor factori de selecție similari.

Se pot face afirmații și mai serioase împotriva majorității programelor de calculator concepute pentru a construi arbori evolutivi. Aceste programe, de regulă, sunt concentrate pe construirea celui mai bun arbore evolutiv bazat pe orice set de secvențe comparate, adică având suportul statistic maxim. Aceste programe pur și simplu nu iau în considerare posibilitatea ca mai mulți copaci neînrudiți să crească din mai multe rădăcini independente. Aceste metode pot cuantifica și compara „probabilitatea” a diferiților arbori, dar nu este posibil să înțelegem dacă un model cu un arbore este mai mult sau mai puțin probabil decât modelele cu doi sau trei arbori independenți. Cu alte cuvinte, ideea unui singur strămoș comun este inclusă în aceste programe încă de la început (ceea ce reflectă convingerea profundă a biologilor că un astfel de strămoș există în orice pereche de organisme vii).

Douglas L. Theobald de la Universitatea Brandeis (SUA) a încercat să depășească aceste limitări și să dezvolte teste statistice independente pentru testarea ipotezei LUCA, care nu ar avea ideea că asemănarea secvențelor este o măsură a relației lor, și cu atât mai mult nu ideea unității de origine ar fi fost formulată inițial. Theobald nu a încercat să afle cât de semnificativă este statistic unitatea codului genetic al tuturor organismelor. Sarcina lui a fost mai restrânsă: a vrut să cuantifice cât de fiabile (sau nesigure) sunt dovezile pentru LUCA în secvențele de aminoacizi ale proteinelor cheie pe care le au toate ființele vii.

Abordarea lui Theobald se bazează pe teste dezvoltate în interior teoria selecției modelului(teoria selecției modelului). Au fost utilizate trei teste pentru a compara modele evolutive concurente: 1) raportul de probabilitate log, LLR (vezi testul de probabilitate; 2) criteriul de informare Akaike (AIC); 3) log factor Bayes. Aceste teste cuantifică „probabilitatea” modelelor comparate (în acest caz, reconstrucții evolutive constând din unul sau mai mulți arbori) pe baza a două criterii principale: 1) acuratețea corespondenței modelului cu faptele reale, 2) parcimonie (parcimonie) a modelului. Cu alte cuvinte, această tehnică vă permite să alegeți dintr-o varietate de modele pe cel care descrie (explica) cel mai precis faptele observate, folosind numărul minim de ipoteze („parametri liberi”) pentru aceasta.

Theobald a analizat secvențele de aminoacizi a 23 de proteine ​​pe care le au toate organismele vii (în principal proteine ​​implicate în sinteza proteinei aminoacil-ARNt sintetazei, proteine ​​ribozomale, factori de alungire etc.). Secvențele de proteine ​​au fost preluate de la 12 organisme: patru bacterii, patru arhee și patru eucariote (drojdie, Drosophila, vierme). C.elegans, uman).

Modelele evolutive comparate au fost construite pe baza unui număr de ipoteze general acceptate. S-a presupus că secvențele de aminoacizi se pot schimba treptat în cursul evoluției prin înlocuirea unor aminoacizi cu alții. Au fost utilizate matrici de 20 × 20 dezvoltate anterior, reflectând probabilitatea empirică sau frecvența de înlocuire a fiecărui aminoacid cu oricare altul. De asemenea, sa presupus că substituțiile de aminoacizi care apar în diferite linii evolutive și în diferite regiuni ale proteinei nu sunt corelate între ele.

Ipoteza unui singur strămoș comun (LUCA) a fost comparată cu ipotezele despre mai mulți strămoși comuni, iar problema unei origini unice sau multiple a vieții a fost lăsată în culise. Cert este că ipoteza LUCA este destul de compatibilă cu originea multiplă a vieții. În acest caz, fie toate celelalte forme de viață antice, cu excepția LUCA, nu au lăsat descendenți care au supraviețuit până în prezent, fie reprezentanții mai multor populații în curs de dezvoltare independent au dobândit capacitatea de a schimba gene între ele în timpul evoluției și s-au unit într-o singură specie. Modelele luate în considerare de Theobald sunt compatibile cu ambele scenarii.

Modele evolutive alternative, care sunt comparate în articolul discutat în Natură. A Toate ființele vii provin din doi sau mai mulți strămoși diferiți b dintr-un singur strămoș. linii punctate sunt indicate evenimentele de schimb genetic orizontal. Orez. de la popularul sinopsis la articolul Steel & Penny în cauză

Autorul a luat în considerare două clase de modele: în primul dintre ele, schimbul genetic orizontal nu a fost luat în considerare, iar organismele trebuiau să evolueze în conformitate cu scheme asemănătoare arborilor. Modelele din clasa a doua permiteau schimbul orizontal (inclusiv fuziunea simbiogenică a două organisme într-unul), astfel încât schemele nu erau asemănătoare copacului, ci ochiurilor, cu jumperi între ramuri. În cadrul fiecărei clase, cele mai plauzibile modele au fost comparate între ele, construite pe baza diferitelor ipoteze cu privire la numărul de strămoși originali. Modelul de origine unică (ABE, unde A este arheea, B este bacterie, E este eucariote) a fost comparat cu o varietate de modele de origine multiplă: AE + B (arheile și eucariotele au avut un strămoș comun, dar bacteriile au evoluat dintr-un strămoș diferit) , AB + E , BE + A, A + B + E etc. S-a luat în considerare chiar și posibilitatea unei origini independente a animalelor multicelulare sau a oamenilor.

Toate cele trei teste utilizate în toate cazurile au susținut puternic ipoteza LUCA, spre deosebire de ipotezele alternative de origine multiplă. De exemplu, pentru modelele de clasa 1, „probabilitatea” ipotezei ABE s-a dovedit a fi de 10 2860 de ori mai mare decât cea a celui mai apropiat concurent (modelele AE + B). Acest număr nici măcar nu poate fi numit „astronomic”, nu există numere atât de mari în astronomie. Aproximativ același suport de încredere a primit ipotezele de clasa 2 (cu transfer orizontal) în comparație cu ipotezele de clasa 1. schimb genetic orizontal între liniile în evoluție. Acest model, în special, reflectă în mod adecvat originea simbiogenetică a eucariotelor: unele dintre cele 23 considerate proteine ​​eucariote moștenite în mod clar de la bacterii, în timp ce altele din arhee.

Astfel, secvențele de aminoacizi ale proteinelor cheie găsite în fiecare celulă vie oferă un sprijin statistic puternic pentru ipoteza LUCA. În același timp, principala dovadă în favoarea unității de origine nu este mărimea asemănării ca atare (asemănarea reală a proteinelor omoloage la oameni, drojdie și bacterii nu este de fapt atât de mare), dar caracter(sau structura) a acestei asemănări, adică distribuția aminoacizilor care au proprietăți identice sau similare de-a lungul unei molecule de proteine ​​în diferite organisme. Structura asemănării observate este de așa natură încât asigură „derivabilitatea” unor proteine ​​de la altele și, prin urmare, ipoteza unei singure origini explică întregul tablou mult mai bine decât alte modele. În materiale suplimentare (PDF, 352 Kb) la articolul în discuție, Douglas Theobald oferă exemple fictive de molecule de proteine ​​care au o asemănare foarte mare, dar pentru care o singură origine este mai puțin probabilă decât multiplă. De exemplu, acest lucru se întâmplă dacă proteina A este similară cu proteina B în unele poziții de aminoacizi și cu proteina C în altele. În ceea ce privește proteinele reale, ipoteza LUCA explică asemănarea observată în cel mai „parcimonios” mod.

Dacă includem proteine ​​pe care nu le are toată lumea, ci doar unele organisme (de exemplu, doar eucariote), rezultatele rămân aceleași, deoarece noi tipuri de proteine ​​trebuie să fi apărut într-un fel sau altul în diferite linii evolutive - indiferent dacă acestea liniile aveau origini identice sau diferite.

Această muncă, desigur, nu este soluția finală la problema pusă - mai degrabă, ar trebui considerată ca un prim pas. Este destul de dificil să excludem complet toate interpretările alternative posibile ale rezultatelor obținute. Acest lucru va necesita o cunoaștere mai detaliată a tiparelor de evoluție a proteinelor și metode statistice chiar mai sofisticate.

Surse:
1) Douglas L. Theobald. Un test formal al teoriei ascendenței comune universale // Natura. 2010. V. 465. P. 219-222.
2) Mike Steel, David Penny. Strămoșul comun pus la încercare // Natură. 2010. V. 465. P. 168-169.

Inapoi inainte

Atenţie! Previzualizarea slide-ului are doar scop informativ și este posibil să nu reprezinte întreaga amploare a prezentării. Dacă sunteți interesat de această lucrare, vă rugăm să descărcați versiunea completă.

Formularul lecției: frontal, individual.

Metode de predare: metoda euristica, explicativa si ilustrativa, practica, vizuala.

Echipament: Prezentare „Dovezile de bază ale evoluției”, computer, proiector multimedia, colecții „Forme ale plantelor și animalelor fosile”.

Scopul lecției: să formeze și să dezvăluie esența principalelor dovezi ale evoluției.

Obiectivele lecției:

• identificați principalele dovezi pentru dezvoltarea lumii organice;
• evaluează legea biogenetică a lui F. Müller și E. Haeckel ca dovadă embriologică;
• pentru a afla semnificația pentru știință a formelor fosile de tranziție ca dovezi paleontologice, pentru a studia dovezi comparative anatomice (morfologice), biogeografice ale evoluției.
• continua formarea deprinderilor pentru lucru independent cu text, cu fișe, cu o prezentare.

În timpul orelor

I. Testarea cunoștințelor.

Conversație frontală pe teme cheie pe tema „Evoluție”.

• Definiți conceptul de evoluție.
• Numiți perioadele de dezvoltare ale evoluției.
• Definiți creaționismul. Care este esența viziunii metafizice asupra lumii?
• Spuneți-ne despre principalele opinii și greșeli ale lui K. Linnaeus, determinați rolul lucrărilor sale în dezvoltarea biologiei.
• Spuneți-ne despre principalele opinii și greșeli ale lui J. B. Lamarck, determinați rolul lucrărilor sale în dezvoltarea biologiei.
• Ce precondiții pentru apariția darwinismului cunoașteți?
• Povestește-ne despre principalele etape din viața marelui naturalist englez Charles Darwin.
• Care sunt principalele prevederi ale teoriei evoluției a lui Ch. Darwin.
• Explicați din punctul de vedere al lui C. Linnaeus, J-B. Lamarck, C. Darwin, formarea unui gât lung la o girafă și absența organelor de vedere la un șobolan aluniță.

II. Învățarea de materiale noi (tema lecției despre slide 1).

Prezentare - „Dovezi de bază pentru evoluție”.

Faptul evoluției, adică dezvoltarea istorică a organismelor vii de la forme simple la cele mai înalt organizate, care se bazează pe procesele funcționării unice a informațiilor genetice, a fost acceptat și confirmat de datele de biochimie, paleontologie, genetică. , embriologie, anatomie, taxonomie și multe alte științe care aveau fapte care dovedesc existența unui proces evolutiv.

Principala dovadă a evoluției este (diapozitivul 2):

1. Compoziție chimică similară a celulelor tuturor organismelor vii.

2. Planul general al structurii celulelor tuturor organismelor vii.

3. Universalitatea codului genetic.

4. Principii uniforme de stocare, implementare și transfer de informații genetice.

5. Dovezi embrionare pentru evoluție.

6. Dovezi morfologice ale evoluției.

7. Dovezi paleontologice pentru evoluție.

8. Dovezi biogeografice pentru evoluție.

(Conversație frontală cu definiția principalelor prevederi ale probei)

Care este compoziția chimică a organismelor? (Compoziție chimică elementară similară a celulelor tuturor organismelor) (diapozitivul 3);

Care este unitatea structurală de bază a tuturor organismelor vii? (O celulă este o unitate elementară a unui lucru viu, structura și funcționarea ei sunt foarte asemănătoare în toate organismele) (Diapozitivul 4);

Ce spune universalitatea codului genetic? (Proteinele și acizii nucleici sunt construiți întotdeauna după același principiu și din componente similare, ele joacă un rol deosebit de important în procesele de viață ale tuturor organismelor) (diapozitivul 5);

Principiile codificării genetice, biosintezei proteinelor și acizilor nucleici sunt aceleași pentru toate ființele vii. (diapozitivul 6) .

Dovezi embriologice

Faptul unității originii organismelor vii a fost stabilit pe baza unor studii embriologice, care se bazează pe datele științei embriologiei.

Embriologia (din greaca embrion - embrion si logos - doctrina) este o stiinta care studiaza dezvoltarea embrionara a organismelor. Toate animalele pluricelulare se dezvoltă dintr-un singur ou fertilizat. În procesul de dezvoltare individuală, trec prin etapele de zdrobire, formarea de embrioni cu două și trei straturi, formarea organelor din straturile germinale. Asemănarea dezvoltării embrionare a animalelor mărturisește unitatea originii lor.

Embriologia, în funcție de sarcini, se împarte în: generală, comparativă, experimentală, populațională și ecologică.

Datele embriologice care sunt dovezi ale evoluției includ :

1. Legea asemănării liniei germinale a lui Karl Baer (diapozitivele 7, 8) , care scrie: „Embrionii arată, încă din primele etape, o asemănare generală cunoscută în cadrul filumului” . În toate cordatele, în stadiile incipiente de dezvoltare, este așezată o notocordă, apare un tub neural, se formează branhii în partea anterioară a faringelui etc. Asemănarea embrionilor indică originea comună a acestor organisme. Pe măsură ce embrionii se dezvoltă, trăsăturile diferențelor lor devin din ce în ce mai pronunțate. K. Baer a fost primul care a descoperit că în cursul dezvoltării embrionare apar mai întâi semnele generale ale unui tip, apoi succesiv ale unei clase, ordini și, în final, ale unei specii.

Divergența semnelor embrionilor în procesul de dezvoltare se numește divergență embrionară și se explică prin istoria acestei specii.

2. Legea biogenetică Haeckel-Muller (diapozitivele 7, 9) indicând relația dintre dezvoltarea individuală (ontogenie) și cea istorică (filogeneză). Această lege a fost formulată în 1864-1866. Oamenii de știință germani F. Müller și E. Haeckel. În dezvoltarea lor, organismele pluricelulare trec printr-o etapă unicelulară (stadiul zigot), care poate fi considerată ca o repetare a etapei filogenetice a amebei primitive. La toate vertebratele, notocordul este depus, care este apoi înlocuit de coloana vertebrală, iar la strămoșii lor notocordul a rămas toată viața. În timpul dezvoltării embrionare a păsărilor și mamiferelor, în faringe apar fante branhiale. Acest fapt poate fi explicat prin originea acestor animale terestre din strămoși asemănătoare peștilor. Aceste fapte și altele i-au determinat pe Haeckel și Müller să formuleze legea biogenetică. Se spune: „Ontogeneza este o repetare scurtă și rapidă a filogeniei, fiecare organism în dezvoltarea sa individuală repetă etapele de dezvoltare ale strămoșilor săi”. Figurat vorbind, fiecare animal în timpul dezvoltării sale urcă în propriul său arbore genealogic. Cu toate acestea, ontogenia nu repetă exact filogenia. Prin urmare, repetarea etapelor de dezvoltare istorică a unei specii în dezvoltare embrionară are loc într-o formă comprimată, cu pierderea unui număr de etape. În plus, embrionii nu seamănă cu formele adulte de strămoși, ci cu embrionii lor.

Dovezi morfologice

Dovezile pentru evoluția acestui grup includ:

1) Studiile anatomice comparative au arătat prezența în flora și fauna moderne forme de tranziție ale organismelor (diapozitivul 10) , combinând caracteristicile mai multor unități sistematice mari. De exemplu, euglena verde combină caracteristicile unei plante (cloroplaste, fotosinteză) și ale animalelor (flagela, un ochi fotosensibil, un fel de aparat bucal); echidna și ornitorincul stau între reptile și mamifere (depun ouă și își hrănesc puii cu lapte). Existența unor astfel de forme intermediare indică faptul că în epocile geologice anterioare au trăit organisme care au fost strămoșii mai multor grupuri sistematice.

2) Disponibilitate în cadrul unei clase, tip omolog corpuri (diapozitivul 11) , formațiuni asemănătoare între ele în ceea ce privește planul general al structurii, poziția în corp și aspectul în procesul de ontogeneză. Omologia este asociată cu prezența în diferite specii a unor factori ereditari la fel de activi (așa-numitele gene omoloage) moștenite de la un strămoș comun. De exemplu, aripile unei balene, labele unei cârtițe, un crocodil, aripile unei păsări, un liliac, o mână umană, în ciuda faptului că îndeplinesc funcții complet diferite, structura este similară în principiu. Organele omoloage sunt rezultatul divergenței - o divergență de trăsături în cadrul unei populații a unei specii care apare sub influența selecției naturale. Modelul general de evoluție care duce la formarea de noi specii, genuri, clase etc.

3) Disponibilitate vestigii(din lat. rudimentum - germen, principiu fundamental) (diapozitivul 12, 13) - relativ simplificate, subdezvoltate, în comparație cu structurile omoloage ale strămoșilor, organe care și-au pierdut semnificația principală în organism în timpul dezvoltării evolutive (Slide 11-13). Rudimentele sunt depuse în timpul dezvoltării embrionare a organismului, dar nu se dezvoltă complet. Se găsesc la toți indivizii acestei specii. De exemplu, fibula la păsări, brâul pelvin la o balenă, ochii la animalele care se îngroapă etc.; Prezența rudimentelor, precum și a organelor omoloage, mărturisește originea comună a formelor vii. Membrele posterioare ale balenei, ascunse în interiorul corpului, sunt un vestigiu care dovedește originea terestră a strămoșilor săi. La om sunt cunoscute și organe rudimentare: mușchi care mișcă auriculul, un vestigiu al pleoapei a treia etc. În unele organisme, organele vestigiale se pot dezvolta până la organe de dimensiuni normale. O astfel de revenire la structura organului formelor ancestrale se numește atavism.

4) Disponibilitate atavisme(din lat. atavus - strămoș) (diapozitivul 14) , trăsături care apar la indivizii individuali ai unei specii date care au existat la strămoși îndepărtați, dar s-au pierdut în procesul de evoluție. De exemplu, membrele posterioare care apar ocazional la balene, printre mii de cai cu un singur deget, întâlnesc ocazional indivizi care au dezvoltat copite mici de degete II și IV. Sunt cunoscute cazuri de apariție a semnelor atavice la om: nașterea copiilor cu linia primară a părului, cu coada lungă etc. Apariția atavismelor indică posibila structură a unuia sau altuia organ în forme ancestrale. Atavismele sunt manifestări ale memoriei evolutive a strămoșilor. Motivele apariției lor sunt că genele responsabile pentru o anumită trăsătură sunt păstrate în evoluția unei specii date, dar acțiunea lor în timpul dezvoltării normale este blocată de genele represoare. După multe generații în ontogeneza indivizilor individuali, din motive specifice, blocajul este înlăturat și trăsătura apare din nou.

dovezi paleontologice

Dovezile paleontologice se bazează pe știința paleontologiei.

Paleontologia (din greacă. paleo - antic; ontos - o creatură; logos - învățătură) - o știință care studiază rămășițele organismelor dispărute, dezvăluind asemănările și diferențele lor cu organismele moderne. Fondatorii paleontologiei: J. Cuvier, J.-B. Lamarck, A. Brongniard. Termenul de „paleontologie” a fost propus în 1822 de A. Blainville. Bazele paleontologiei evolutive moderne au fost puse de V.O. Kovalevski.

Paleontologia rezolvă următoarele sarcini:

• studiul florei și faunei din trecut, deoarece rămășițele fosile oferă mult material despre relațiile succesive dintre diferitele grupuri sistematice;
• identificarea etapelor incipiente ale evoluției vieții și evenimentelor la granițele principalelor diviziuni ale istoriei Pământului;
• identificarea izolării trunchiurilor lumii organice;
• identificarea principalelor etape în dezvoltarea lumii organice; comparând resturile fosile ale straturilor pământului din diferite ere geologice, ei ajung la concluzia că lumea organică s-a schimbat în timp.

Paleontologia oferă următoarele date în favoarea evoluției:

1) Informații despre seriile filogenetice (evolutive). (diapozitivul 15), care nu sunt doar o ilustrare excelentă a evoluției, dar vă permit și să aflați motivul evoluției grupurilor individuale de organisme. Lucrări de V.O. Kovalevsky au fost primele studii paleontologice care au reușit să arate că unele specii provin din altele. Investigand istoria dezvoltării cailor, V.O. Kovalevsky a arătat că animalele moderne cu un deget descind din strămoșii omnivori mici cu cinci degete care au trăit acum 60-70 de milioane de ani în păduri. Schimbarea climei Pământului, care a implicat o reducere a suprafeței pădurilor și o creștere a dimensiunii stepelor, a dus la faptul că strămoșii cailor moderni au început să dezvolte un nou habitat - stepele. Nevoia de protecție împotriva prădătorilor și deplasarea pe distanțe lungi în căutarea pășunilor bune a dus la transformarea membrelor - o scădere a numărului de falange până la unul. În paralel cu schimbarea membrelor, întregul organism a fost transformat: o creștere a dimensiunii corpului, o modificare a formei craniului și complicarea structurii dinților, apariția tractului digestiv caracteristic mamifere erbivore și multe altele.

2) Informații despre formele de tranziție fosile (definiția formelor de tranziție a fost dată mai sus), care nu au supraviețuit până în prezent și sunt prezente doar sub formă de resturi fosile. Existența formelor de tranziție între diferite tipuri și clase arată că natura treptată a dezvoltării istorice este caracteristică nu numai categoriilor sistematice inferioare (specii, genuri, familii), ci și categoriilor superioare și că acestea sunt și un rezultat firesc. a dezvoltării evolutive. Exemple de forme de tranziție fosile sunt: ​​peștii antici cu aripioare lobe, care leagă peștii cu amfibienii tetrapozi care locuiesc pe uscat; ferigi de semințe - un grup de tranziție între ferigi și gimnosperme, psilofite, șopârlă cu dinți de animale, Archaeopteryx etc. (Diapozitive 16, 17).

Dovezi biogeografice

Biogeografia (din greacă bio - viață, geo - pământ, grafic - scriu) - știința modelelor de distribuție pe glob a comunităților de organisme vii și componentele acestora - specii, genuri și alți taxoni. Biogeografia include zoogeografia și geografia botanică. Principalele secțiuni ale biogeografiei au început să prindă contur la sfârșitul secolului al XVIII-lea și în prima jumătate a secolului al XIX-lea, datorită numeroaselor expediții. La originile biogeografiei au fost A. Humboldt, A.R. Wallace, F. Sclater, P.S. Pallas, I.G. Borșov și alții.

Dovezile biogeografice pentru evoluție includ următoarele:

1. Caracteristici ale distribuției animalelor și plantelor pe diferite continente (diapozitivele 18, 19) , ca dovadă clară a procesului evolutiv. A.R. Wallace, unul dintre predecesorii remarcabili ai lui Charles Darwin, a adus toate informațiile despre distribuția animalelor și plantelor în sistem și a identificat șase regiuni zoogeografice (elevii lucrează cu o hartă a regiunilor zoogeografice ale lumii):

1) Paleoarctica (Europa, Africa de Nord, Asia de Nord și Centrală, Japonia);

2) Neoarctic (America de Nord);

3) Etiopiană (Africa Sub-sahariană);

4) Indomalayan (Asia de Sud, Arhipelagul Malaez);

5) Neotropical (America de Sud și America Centrală);

6) australian (Australia, Noua Guinee, Noua Zeelandă, Noua Caledonie).

Gradul de asemănare și diferență a florelor și faunelor între diferitele regiuni biogeografice nu este același. Astfel, regiunile paleoarctice și neoarctice, în ciuda absenței unei legături terestre între ele, prezintă o asemănare semnificativă a florelor și faunelor. Flora și fauna regiunilor neoarctice și neotropicale, deși între ele există un istm terestre din Panama, sunt foarte diferite una de cealaltă. Cum poate fi explicat acest lucru? Acest lucru poate fi explicat prin faptul că odată Eurasia și America de Nord făceau parte din singurul continent Laurasia și lumea lor organică s-a dezvoltat împreună. Legătura terestră dintre America de Nord și America de Sud, dimpotrivă, este relativ recentă, iar florele și faunele lor au evoluat mult timp separat. Se deosebește lumea organică a Australiei, care s-a separat de Asia de Sud în urmă cu mai bine de 100 de milioane de ani și doar în timpul Epocii de Gheață câteva animale placentare - șoareci și câini - s-au mutat aici prin arhipelagul Sunda. Astfel, cu cât legătura dintre continente este mai strânsă, cu atât mai multe forme înrudite trăiesc acolo, cu atât mai veche este izolarea unor părți ale lumii unele de altele, cu atât diferența dintre populațiile lor este mai mare.

2. Caracteristicile faunei și florei insulelor mărturisesc și ele în favoarea evoluției. Lumea organică a insulelor continentale este aproape de continent dacă separarea insulei a avut loc recent (Sakhalin, Marea Britanie). Cu cât insula este mai veche și cu cât bariera de apă este mai mare, cu atât diferențele dintre lumea organică a acestei insule și continentul din apropiere (Madagascar) sunt mai mari. Lumea organică a insulelor vulcanice și de corali este săracă și este rezultatul introducerii accidentale a unor specii capabile să se deplaseze prin aer.

insule continentale

Lumea vie este aproape de continent. britanic, Sakhalin insulele s-au separat de pământ în urmă cu câteva mii de ani, așa că lumea vie este foarte asemănătoare cu continentul. Cu cât insula este mai veche și bariera de apă este mai semnificativă, cu atât se constată mai multe diferențe.

Madagascar (diapozitivul 20). Nu există ungulate mari tipice Africii: tauri, antilope, zebre. Nu există prădători mari: lei, leoparzi, hiene, maimuțe superioare. Dar această insulă este ultimul refugiu al lemurilor. Pe vremuri, înainte de apariția maimuțelor, lemurii erau primatele dominante. Dar nu au putut concura cu rudele lor mai avansate și au dispărut peste tot, cu excepția Madagascarului, care s-a separat de continent înainte ca maimuțele să evolueze. Există 46 de genuri de păsări în Madagascar care nu se găsesc nicăieri în lume. Cameleonii– mai mare și mai diversă decât în ​​Africa. Spre deosebire de Africa, nu există șerpi veninoși pe insulă. Dar există mulți pitoane și șerpi neveninoși. Conform istoriei lumii vii, șerpii au apărut destul de târziu în comparație cu alte reptile, iar șerpii otrăvitori sunt cei mai tineri dintre ei. Madagascarul s-a separat de continent înainte ca șerpii să apară acolo. Există aproximativ 150 de specii de broaște în Madagascar.

insule oceanice

Compoziția în specii a faunei insulelor oceanice este săracă și este rezultatul introducerii accidentale a anumitor specii, de obicei păsări, reptile și insecte. Mamiferele terestre, amfibienii și alte animale nu sunt capabile să depășească barierele semnificative de apă; majoritatea acestor insule sunt absente. Insulele Galapogos (diapozitivul 21) - îndepărtat de pe coasta Americii de Sud cu 700 km. Această distanță poate fi depășită doar de forme care zboară bine. 15% dintre speciile de păsări sunt reprezentate de specii sud-americane, iar 85% sunt diferite de continent și nu se găsesc nicăieri altundeva.

III. Consolidarea cunoștințelor.

1. Enumerați toate dovezile pentru evoluție.

2. Faceți o treabă de testare.

Testul „Dovezile evoluției”

1. Ce dovezi pentru evoluție se bazează pe date paleontologice?

1. Morfologic.
2. Embriologice.
3. Paleontologic.
4. Biogeografice.

2. Ce organe ale cailor au suferit cele mai mari modificări?

1. Membrele.
2. inima.
3. Tractului digestiv.
4. Dimensiunile corpului.

3. Care sunt organele omoloage?

1. Aripă de fluture și aripă de pasăre.
2. Poligamia la oameni.

4. Numiți organe similare?

1. Membrele anterioare vertebrate.
2. Aripă de fluture și aripă de pasăre.
3. Mușchii care mișcă auricul la om.
4. Poligamia la oameni.

5. Care sunt organele vestigiale?

1. Membrele anterioare vertebrate.
2. Aripă de fluture și aripă de pasăre.
3. Mușchii care mișcă auricul la om.
4. Poligamia la oameni

6. Ce dovezi pentru evoluție se bazează pe anatomia comparată?

1. Fauna și flora insulei.
2. Unitatea originii lumii organice.
3. Morfologic.
4. Embriologice.

7. Cine a formulat legea biogenetică?

1. Ch. Darwin.
2. A.N. Severtsev.
3. Müller și Haeckel.
4. K. Linney.

8. Câte regiuni zoogeografice a identificat A. Wallace?

9. Ce determină diversitatea florei și faunei insulelor?

1. Din istoria originii.
2. Din componența speciilor de pe continent.
3. din conditiile de mediu.
4. De la distanță de continent.

10. Pe ce se bazează dovezile unității originii lumii organice?

1. Asemănări în compoziția chimică a celulelor.
2. Asemănări între procesele de mitoză și meioză.
3. Structura celulară a organismelor.
4. varietate de organisme vii.

IV. Tema pentru acasă: învață rezumatul lecției; pregătiți-vă pentru un sondaj frontal despre dovezile pentru evoluție.

De ce organismele cresc și se reproduc?
ce substanțe se găsesc în celulele organismelor vii și sunt absente în corpurile naturii neînsuflețite?
Care este dovada asemănării compoziției și structurii celulelor tuturor organismelor vii?

la această sarcină 30 de puncte răspunde corect doar la întrebări mașină acest corp făină acest corp pâine acest corp șurub acest corp lapte acest corp găzduiește acest corp,

Următoarea întrebare este ce organisme ajută la transformarea deșeurilor în alimente? Adăugați în diagramă numele de „profesii” ale organismelor vii, astfel încât circulația substanțelor să devină închisă. Denumirile profesiilor sunt următoarele: producători consumatori alimente reziduuri apartamente, următoarea întrebare este ce rol joacă soarele pentru toți locuitorii pământului? Adaugă o frază, fraza este aceasta: Soarele este ........... existența tuturor organismelor vii. urmatoarea intrebare. Bifați fenomenul în care nu are loc stocarea energiei, fenomenele în sine sunt următoarele: Acumularea de nutrienți în rădăcina unui morcov. Formarea grăsimii subcutanate la un mistreț. Răspândirea semințelor în păpădie. ȚINE minte DACĂ RĂSPUNDEȚI CORECT LA 30 DE PUNCTE DVS. ȘI NUMAI TERMELE DVS. SUNT DATE PENTRU 3 CLASURI PE DIVIZIUNILE SUBIECTULUI ALE PĂMÂNTULUI NU EXISTĂ ASTA ACOLO AȘA ALEG BIOLOGIA

1. Suntem înconjurați de organisme neînsuflețite și... natură - vii. 2. Organismele vii diferă de natura neînsuflețită prin aceea că: a) respiră, b) ..., c) ..., d) ...

3. Organismele vii trăiesc: a) pe uscat, b) ..., c) ....

4. Ce celule alcătuiesc organismele vii.

5. La plante, animale și oameni, celulele corpului se disting prin celule sexuale speciale - gameți:

♀ - ...,♂ - ... .

1. Termenul de ecologie a fost introdus de 2. fondatorul biogeografiei 3. O ramură a biologiei care studiază relația organismelor vii între ele și cu natura neînsuflețită.4. în

ca știință independentă, ecologia a început să se dezvolte 5. direcția de mișcare dictează selecției naturale 6. Factorii de mediu care afectează organismul 7. Un grup de factori de mediu datorită influenței organismelor vii 8. Un grup de factori de mediu datorită influența organismelor vii 9. Un grup de factori de mediu datorită influenței naturii neînsuflețite 10. Un factor de natură neînsuflețită care dă impuls schimbărilor sezoniere în viața plantelor și animalelor. 11. capacitatea organismelor vii de a-și schimba ritmurile biologice în funcție de durata orelor de lumină 12. Cel mai important factor de supraviețuire 13. Lumina, compoziția chimică a aerului, apei și solului, presiunea atmosferică și temperatura se numără printre factorii 14. .constructia de cai ferate, aratul terenului, crearea de mine este legata de 15. Pradarea sau simbioza este legata de factori 16. plantele de an lung traiesc 17. plantele de zi scurta 18. plantele de tundra apartin 19. Plantele de semi- deșerturile, stepele și deșerturile aparțin lui 20. Un indicator caracteristic al unei populații. 21. Totalitatea tuturor tipurilor de organisme vii care locuiesc pe un anumit teritoriu și interacționează între ele 22. Ecosistemul planetei noastre cel mai bogat în diversitate de specii 23. grup ecologic de organisme vii care creează substanțe organice 24. grup ecologic de organisme vii care consumă substanțe organice gata preparate, dar nu conduc mineralizarea 25. un grup ecologic de organisme vii care consumă substanțe organice gata preparate și contribuie la transformarea lor completă în substanțe minerale 26. energia utilă ajunge la următorul nivel trofic (hrană) 27. consumatori de ordinul 1 28. consumatori de ordinul 2 sau 3 29. o măsură a sensibilității comunităților de organisme vii la schimbările în anumite condiții 30. capacitatea comunităților (ecosisteme sau biogeocenoze) de a-și menține constanța și de a rezista schimbărilor de mediu condiţiile sursele de energie şi productivitate ridicată sunt caracteristice 32. biocenozei artificiale cu cea mai mare rată metabolică pe unitatea de suprafaţă. cu implicarea circulației de materiale noi și excreția unei cantități mari de deșeuri neutilizabile sunt caracteristice pentru 33. terenul arabil este ocupat de 34. orașele ocupă 35. învelișul planetei locuit de organisme vii 36. autorul a studiului biosferei 37. limita superioară a biosferei 38. limita biosferei în adâncurile oceanului. 39 limita inferioară a biosferei în litosferă. 40. o organizație internațională neguvernamentală înființată în 1971, care realizează cele mai eficiente acțiuni în apărarea naturii.

Citologia este știința celulei (greacă „cytos” – celulă, „logos” – știință).

Citologia este studiul celulelor. Celulele sunt unitățile elementare ale unui sistem viu. Și se numesc elementare, deoarece în natură nu există sisteme mai mici care să aibă toate semnele și proprietățile celor vii.

Se știe că în natură organismele sunt unicelulare (de exemplu, bacterii, alge protozoare) sau multicelulare.

Celula realizează metabolismul și schimbul de energie, crește, se înmulțește, își transferă proprietățile prin moștenire, reacționează la mediul extern și se mișcă. Funcțiile de mai sus în celulă sunt îndeplinite de organele - nucleul, mitocondriile etc.

Toate acestea sunt studiate de știința complexă a citologiei. Această știință are aproximativ 100 de ani și este strâns legată de alte științe.

Celula în sine are peste 300 de ani. Și pentru prima dată Robert Hooke le-a văzut cu un microscop în 1665 și a numit celulele pe care le-a văzut pe o secțiune subțire de plută „celule”. După aceea, microscopul inventat de Hooke a început să fie utilizat pe scară largă în cercetările și descoperirile științifice. Au fost descoperite organisme unicelulare și au fost găsite celule în țesuturile multor animale și plante.

În anii 30 ai secolului al XIX-lea. Omul de știință scoțian Robert Brown, observând structura unei frunze printr-un microscop, a făcut o descoperire remarcabilă: a descoperit o formațiune rotundă densă, pe care a numit-o miez.

În 1838, omul de știință german Schleiden și-a rezumat observațiile și a ajuns la concluzia că nucleul este inclus în toate celulele vegetale.

Un alt om de știință, tot german, Schwann, observând celule de origine animală și comparându-le cu celule vegetale, a ajuns la concluzia: toate cele mai diverse celule au nuclee și aceasta este asemănarea lor.

Rezumând toate faptele, experimentele, observațiile disparate, Schwann și Schleiden au formulat una dintre principalele prevederi ale teoriei celulare:

Toate organismele vegetale și animale sunt compuse din celule care sunt similare ca structură.

20 de ani mai târziu, în 1858, o contribuție semnificativă la citologie a fost adusă de omul de știință german Rudolf Virchow, care a susținut că celulele apar doar prin diviziune. El a formulat cel mai important principiu: „Fiecare celulă dintr-o celulă”.

Zoologul Schneider a descris pentru prima dată în 1873 diviziunea indirectă a celulelor animale - „mitoza”.

În 1882, Fleming a studiat în detaliu procesul diviziunii celulare și și-a aranjat fazele într-o anumită ordine.

Academicianul Academiei Ruse de Științe Karl Baer a descoperit oul de mamifer și a constatat că toate organismele multicelulare își încep dezvoltarea dintr-o singură celulă și această celulă este un zigot. Această descoperire a arătat că celula nu este doar o unitate de structură, ci și o unitate de dezvoltare a tuturor organismelor vii.

F. Engels a apreciat foarte mult teoria celulară, numind-o una dintre marile descoperiri ale secolului al XIX-lea și comparând apariția ei cu descoperirea legii conservării energiei și cu învățăturile lui Charles Darwin privind evoluția lumii organice.

Teoria celulară stă la baza ideilor despre unitatea tuturor viețuitoarelor, comunitatea originii și dezvoltarea evolutivă a acesteia.

Microscopul cu lumină a fost îmbunătățit în mod constant și foarte semnificativ, la fel și metodele de colorare a celulelor și, datorită acestui fapt, descoperirile științifice s-au succedat rapid. Nucleul, citoplasma și alte organite ale celulei au fost izolate și studiate.

În prezent, la studierea celulelor, acestea folosesc cele mai noi metode fizice și chimice, precum și microscoape electronice moderne, dând o creștere de 1 000 000. Se folosesc coloranți speciali, iar pentru studiul compoziției chimice a celulei se folosește metoda centrifugării. Se bazează pe densitatea inegală a diferitelor organite celulare. În timpul rotației rapide în ultracentrifugă, diverse organele de celule pre-zdrobite sunt aranjate în straturi. Straturile dense se așează mai repede și ajung în partea de jos, straturile mai puțin dense în partea de sus. Straturile sunt separate și studiate separat.

Un astfel de studiu modern și detaliat al organizării chimice a celulei a condus la concluzia că procesele chimice stau la baza vieții sale, că celulele tuturor organismelor sunt similare ca compoziție chimică, au aceleași procese metabolice de bază.

Datele despre asemănarea compoziției chimice a celulelor au confirmat încă o dată unitatea întregii lumi organice.

Datorită celor mai moderne metode de cercetare fizică și chimică, principalele prevederi ale teoriei celulare în stadiul actual de dezvoltare a biologiei sunt formulate după cum urmează:

1. Celula este unitatea structurală și funcțională de bază a vieții. Toate organismele sunt formate din celule, viața organismului ca întreg se datorează interacțiunii celulelor sale constitutive.

2. Celulele tuturor organismelor sunt similare ca compoziție chimică, structură și funcții.

3. Toate celulele noi se formează în timpul divizării celulelor originale.

Pe baza prevederilor teoriei celulare, este clar că celulele sunt caracterizate prin capacitatea de a crește, de a se reproduce, de a respira, de a elibera, de a utiliza și de a converti energia, ele răspund la iritare, de exemplu. celulele au proprietățile necesare pentru a susține viața și doar totalitatea structurilor care formează celula.

Folosind realizările biologiei, s-a format o știință adiacentă medicinei - microbiologia în a doua jumătate a secolului al XIX-lea. Fondatorul său L. Pasteur.

La începutul anilor '50 ai secolului al XIX-lea. prin studierea microorganismelor benefice s-a descoperit o metodă de „pasterilizare”. Și apoi, în anii 70 și 80, Pasteur, studiind agenții patogeni ai bolilor contagioase la oameni și animale, a dezvoltat o metodă de a le trata prin vaccinări preventive:

1879 - o rețetă pentru vaccinarea împotriva holerei de pui;

1881 - împotriva antraxului;

1885 - împotriva rabiei;

Studiile lui Pasteur asupra microbilor patogeni au stat la baza doctrinei imunității.

1876 - în Rusia, O. Motuchkovsky a descoperit agentul cauzal al tifosului în sângele unui pacient;

Iar doctorul Nicole a dovedit că păduchiul corpului este purtător de tifos.

1882 - Oamenii de știință germani R. Koch - agentul cauzator al turbuculozei;

1883 - agentul cauzal al holerei;

1884 - Gafke a descoperit bețișoare de febră tifoidă,

Leffer - difterie, mucusă, febră aftoasă și pesta porcină.

Studiile toxinelor – otrăvurile secretate de microbi au dus la descoperire

seruri antitoxice: antidifterie, tetanos etc.

Studiile celulare sunt de mare importanță în dezlegarea bolilor.

Toate faptele de mai sus mărturisesc importanța comunității compoziției chimice și structurii celulei - principala unitate structurală și funcțională a organismelor vii - pentru biologie, medicină și medicina veterinară și, de asemenea, mărturisesc unitatea originii vieții. pe pamant.