Бесплатный образовательный курс «Подготовка к целевому обучению в БГМУ» по биологии

• Виктор Васильевич Григорович, старший преподаватель кафедры биологии, завершает курс лекций.  

• Тема лекции: биологическая эволюция.  

• Лекции могут выходить за рамки школьного учебника, но не обязательны для заучивания.  

• Рассматриваются идеи, близкие к эволюционному учению, высказанные различными мыслителями.  

• Концепция "лестницы существ" Аристотеля и средневековая интерпретация.  

• В средние века господствовали идеи креационизма.  

• Со временем накапливались данные о возможности изменений живых организмов.  

• Концепция Жана Батиста Ламарка 1809 года.  

• Ламарк утверждал, что организмы развиваются от простых форм к сложным через градации.  

• Ламарк объяснял развитие организмов стремлением к совершенству.  

• Примеры: жираф и крот.  

• Признаки, приобретенные через упражнения, наследуются потомством.  

• Стремление к совершенству не существует.  

• Движущей силой эволюции является естественный отбор.  

• Признаки, приобретаемые через упражнения, являются результатом модификационной изменчивости.  

• Дарвин отправился в кругосветное путешествие в 1831 году.  

• Вернувшись, он создал свою эволюционную концепцию, опубликованную в 1859 году.  

• Дарвин заметил различия в флоре и фауне разных континентов и климатических зон.  

• Дарвин находил палеонтологические данные, такие как останки гигантских броненосцев.  

• Он изучал верков на Галапагосах, наблюдая 13 видов, которые имели схожие клювы, но разные размеры и формы.  

• Дарвин заключил, что сходство клювов связано с адаптацией к разным условиям питания.  

• Идея изменения видов была известна благодаря селекции, которую использовали для выведения новых пород животных.  

• Селекция означает отбор, где выбираются особи с нужными признаками и позволяют им размножаться.  

• Примеры: капуста и кукуруза, которые изменились в результате тысячелетнего отбора.  

• Дарвин предположил, что естественный отбор происходит в природе под действием естественных причин.  

• Особи в популяции различаются по наследуемым признакам, что влияет на их шансы оставить потомство.  

• Виды производят потомство больше, чем может обеспечить среда, что приводит к выживанию и размножению наиболее приспособленных.  

• Наследственная изменчивость означает, что все особи в популяции отличаются друг от друга по наследуемым признакам.  

• Эти признаки могут влиять на шансы оставить потомство, что приводит к селективным преимуществам.  

• Дарвин называл наследственную изменчивость неопределенной, но теперь известно, что она возникает из-за мутаций.  

• Борьба за существование включает все взаимодействия живых организмов друг с другом и с факторами неживой природы.  

• Выделяют три формы борьбы: внутривидовая, межвидовая и борьба с неблагоприятными условиями.  

• Примеры: растение в условиях засухи, обезьяна, добывающая еду, и другие.  

• Естественный отбор — это процесс выживания и размножения наиболее приспособленных особей.  

• Менее приспособленные особи погибают, что приводит к увеличению количества приспособленных с каждым поколением.  

• Пример: бабочка березовая пядиница, которая изменилась в окраске в зависимости от условий среды.  

• Приспособленность организмов к среде обитания.  

• Примеры: люди ходят на ногах, рыбы плавают.  

• Адаптации могут возникать при изменении среды обитания.  

• Илистые прыгуны адаптировались к жизни на суше.  

• Способность ползать и дышать атмосферным воздухом.  

• Дивергенция видов при изменении условий среды.  

• В природе около двух миллионов видов.  

• Количество видов увеличивается, несмотря на массовые вымирания.  

• График показывает увеличение количества семейств животных.  

• Генетика и дарвинизм противоречили друг другу.  

• Генетика основывалась на экспериментальных данных, дарвинизм - на теоретических рассуждениях.  

• Дарвин предложил неверный механизм наследования.  

• Генетика и дарвинизм взаимодополняют друг друга.  

• Синтетическая теория эволюции включает генетику и другие биологические науки.  

• Популяция - элементарная единица эволюции.  

• Популяция как элементарная единица эволюции.  

• Генетическое разнообразие, миграции, поток генов и изоляция.  

• Эволюционная роль мутаций и модификаций.  

• Признаки определяются генами, которые находятся в хромосомах.  

• Каждый ген имеет два экземпляра, аллели.  

• Генотип и фенотип: набор генов и признаков организма.  

• Популяция является элементарной единицей эволюции согласно синтетической теории.  

• Эволюция происходит через изменения в генофонде популяции.  

• Популяция состоит из особей одного вида, обитающих на общей территории и свободно скрещивающихся.  

• Генофонд популяции включает все генотипы особей.  

• Изменения генофонда популяции являются элементарным эволюционным явлением.  

• Разные популяции одного вида адаптируются к разным условиям среды и эволюционируют по-разному.  

• Естественный отбор означает лучшее размножение, а не просто выживание.  

• Пример с мутантом, который быстрее размножается, показывает, как полезные мутации увеличивают шанс оставить потомство.  

• В популяции увеличивается процент особей с полезными аллелями, что приводит к изменению генофонда.  

• Существуют три вида отбора: стабилизирующий, движущий и деструктивный.  

• Стабилизирующий отбор происходит в постоянных условиях и поддерживает среднее значение признака.  

• Движущий отбор действует при изменении среды и способствует распространению одного из крайних значений признака.  

• Пример стабилизирующего отбора: количество яиц в кладке у птиц.  

• Пример движущего отбора: устойчивость бактерий к антибиотикам и эволюционная гонка вооружений между хищниками и жертвами.  

• Пример из эволюционной истории: увеличение количества обонятельных рецепторов и снижение количества различаемых цветов у амниотов.  

• В эпоху динозавров предки млекопитающих были ночными животными.  

• Количество различаемых цветов снизилось с четырех до двух.  

• Количество обонятельных рецепторов увеличилось, что помогло ориентироваться в темноте.  

• У обезьян старого света произошла мутация, удвоившая ген цветового зрения, что позволило различать еще один цвет.  

• Деструктивный отбор действует против среднего значения признака.  

• Примеры: насекомые с большими или маленькими крыльями на океанических островах.  

• Растения с средним значением признака исчезают из популяции из-за сенокоса.  

• Эволюция связана с изменением частот аллелей и генотипов.  

• Элементарные эволюционные факторы: мутационная изменчивость, комбинативная изменчивость, поток генов, дрейф генов, популяционные волны и изоляция.  

• Мутации — наследуемые изменения в генетическом материале.  

• Мутации происходят часто и являются источником новых признаков.  

• Примеры: мутации у растений и хомячков, создающие новые признаки.  

• Комбинативная изменчивость — процесс, при котором потомки получают гены от обоих родителей.  

• Примеры: увеличение количества полезных мутаций в популяции.  

• Комбинативная изменчивость важна для создания новых комбинаций генов и отбора лучших вариантов.  

• Поток генов — это перенос генов из одной популяции в другую в результате миграции.  

• Дрейф генов — случайное изменение частот аллелей в генофонде популяции.  

• Дрейф генов может привести к изменению генетического разнообразия в популяции.  

• Пример с голубоглазыми и кареглазыми людьми показывает, как случайность может изменить частоты аллелей.  

• В популяции с голубоглазыми и кареглазыми людьми, если все дети будут голубоглазыми, это приведет к изменению частоты аллелей.  

• Дрейф генов сильнее в малых популяциях, где изменения частот аллелей более заметны.  

• Популяционные волны — это случайные колебания численности особей в популяции.  

• Эти колебания усиливают дрейф генов, что может привести к изменению частот аллелей.  

• Эволюционная роль популяционных волн заключается в изменении численности и усилении дрейфа генов.  

• Изоляция — это явление, затрудняющее скрещивание особей разных популяций или участков ареала.  

• Изоляция приводит к тому, что две популяции эволюционируют по-разному.  

• Виды изоляции включают географическую и биологическую изоляцию.  

• Географическая изоляция связана с пространственными барьерами, такими как горы или реки.  

• Биологическая изоляция включает логическую, экологическую, морфофизиологическую и генетическую изоляцию.  

• Примеры включают различия в поведении и ареалах между популяциями.  

• Логическая изоляция связана с различиями в брачных ритуалах между особями.  

• Экологическая изоляция возникает, когда особи не скрещиваются из-за разных ареалов или сроков размножения.  

• Примеры включают виды рыб и насекомых, которые размножаются в разных местах.  

• Связана с различиями в анатомии и физиологии, препятствующими спариванию.  

• Пример: улитки с разной симметрией раковин не могут спариваться.  

• Пример с шалфеем: разные виды имеют разные структуры пестиков и тычинок.  

• Препятствует производству плодовитого потомства.  

• Примеры: несовместимость гамет, гибель эмбрионов, бесплодие.  

• Различия в числе хромосом также могут быть причиной.  

• Изоляция ослабляет или прекращает поток генов между популяциями.  

• Это приводит к видообразованию и генетическим различиям.  

• Микроэволюция: небольшие изменения, ведущие к новым видам.  

• Крупные изменения, ведущие к новым родам и семействам.  

• Примеры: новые виды креветок в Панамском перешейке.  

• Геологические данные подтверждают разделение видов.  

• Примеры: черный дрозд, пойменные луга Волги.  

• Может происходить в результате отдаленной гибридизации.  

• Автополиплоидия: удвоение хромосомного набора.  

• Модификации изменяют фенотип, но не генотип.  

• Вносят вклад в эволюцию, но не наследуются.  

• Не являются предпосылкой эволюции.  

• Биологический прогресс: повышение приспособленности, увеличение численности, расширение ареалов.  

• Биологический регресс: снижение приспособленности, уменьшение численности, сокращение ареалов, вымирание.  

• Примеры: цихлиды в африканских озерах, семенные папоротники.  

• Аргенез: формирование новых крупных приспособлений.  

• Ароморфозы: адаптации, позволяющие использовать новые условия среды.  

• Примеры: легкие у организмов, освоение наземно-воздушной среды.  

• Ароморфозы млекопитающих: развитая кора больших полушарий, четырехкамерное сердце, теплокровность, альвеолярные легкие, выкармливание детенышей молоком, дифференцированные зубы.  

• Ароморфозы покрытосеменных: наличие цветка и плода, двойное оплодотворение, наличие сосудов в проводящей ткани.  

• Аллогенез: биологический прогресс за счет приобретения новых частных адаптаций, не изменяющих общий уровень организации.  

• Примеры аллогенеза у птиц: различные типы клюва, окраска оперения, брачное поведение.  

• Примеры аллогенеза у покрытосеменных: форма и окраска цветков, типы соцветий, листья, приспособления для распространения плодов и семян.  

• Катагенез: биологический прогресс за счет упрощения организации, морфофизиологического регресса.  

• Примеры катаморфозов: утрата головного отдела тела, упрощение пищеварительной системы, редукция органов чувств.  

• Примеры у червей: упрощение мускулатуры, нервной системы, утрата пищеварительной системы.  

• В эволюции различные пути достижения прогресса могут чередоваться или сочетаться.  

• Примеры: маргинез создает новые высокоорганизованные группы, затем алагенез и катагенез увеличивают разнообразие в пределах этих групп.  

• Дивергенция: расхождение признаков и свойств у близких групп организмов в результате изоляции и естественного отбора.  

• Примеры гомологичных органов: верхние конечности человека, дельфина, черепахи, птицы, летучей мыши, лошади.  

• Конвергенция: независимое появление сходных признаков у неродственных организмов в сходных условиях среды.  

• Примеры аналогичных органов: крылья летучей мыши и бабочки, выполняющие функцию полета.