Красота

Возникновение сходных признаков у неродственных организмов как следствие конвергенции генов. Контрольная работа по биологии за I полугодие (11 класс) Образование сходных признаков у неродственных организмов

К морфологическим адаптациям относятся:

а) развитие густого мехового покрова у песцов; б) строгое упорядочение процесса синтеза белков в клетках человека; в) развитие жгучих волосков у крапивы; г) поддержание постоянной температуры тела у млекопитающих; д) временное объединение зубров в стадо.

1) а, в
2) а, д
3) б, в
4) г, д

Пояснение.

Морфологическая адаптация- приспосбление к факторам окружающей среды, выражающееся в изменении внешеого облика (например изменение цвета крыльев у бабочек в зависимости от загрязненности среды).

Ответ: 1

Сравните предложенные пары органов (структур) между собой и соотнесите их со способами осуществления эволюционного процесса, который приводит к образованию данных органов (структур):

Пояснение.

Конвергенция - эволюционный процесс, заключающийся в схождении и приобретении похожих признаков разными организмами. В ходе конвергенции формируются аналогичные органы.

Дивергенция - расхождение признаков у родственных организмов. В ходе дивергенции формируются гомологичные органы.

Правильный ответ А2Б2В2Г1Д2

Ответ: А2Б2В2Г1Д2

Формирование у неродственных организмов сходных признаков и черт строения, являющихся результатом приспособления к сходным условиям существования, называется:

1) симбиоз
2) конвергенция
3) арогенез
4) дивергенция

Пояснение.

Конвергенция - один и видов приспособительной изменчивости организмов, характеризующий развитие отдаленных организмов по сходному сценарию. (Например развитие крыльев у птиц, насекомых и летучих мышей)

Ответ: 2

а - передние конечности ящерицы и ласты кита

б - роющие конечности крота и роющие конечности медведки

в - иглы ежа и шерсть собаки

г - легкое прудовика и легкие птицы

д - хоботок бабочки и хобот слона


2) аналогичные органы; «лишние» примеры - а, в

4) гомологичные органы; «лишние» примеры - в, д

Пояснение.

Аналогичные органы- это органы, имеющие сходные по морфологии и выпоняемым функциям, но отличающиеся по строению и просихождению. Примеры а и в гомологичные органы.

Правильный ответ указан под номером 2

Ответ: 2

Пояснение.

Пункты а),в) являются примерами аналогичных органов, которые развиваются в результате конвергенции. В этом случае органы сходны по морфологии и выпоняемым функциям, но отличаются по строению и просихождению.

Пункты б), г), д) - примеры гомологичных органов. Они развиваются в результате дивергенции, имеют общие происхождения, но выполняют разные функции.

Правильный ответ - А2Б1В2Г1Д1

Ответ: А2Б1В2Г1Д1

Конкретное морфофизиологическое изменение, повышающее общий уровень организации той или иной группы, называется:

1) ароморфоз
2) алломорфоз
3) конвергенция
4) общая дегенерация

Пояснение.

Ароморфоз- один из видов эволюционного развития, заключающийся в повышении организации определенной группы организмов.

Алломорфоз= идиоадаптация.

Правильный ответ указан под номером 1

Ответ: 1

ПРИМЕР ВИДООБРАЗОВАНИЕ

А) в природе в пределах ареала обычной осины встречаются гигантские осины, которые являются автотриплоидами (3n = 57)

Б) в одном и том же лесу совместно существуют две расы одного вида листоедов, при этом жуки одной расы обитают на ивах, а другой - на осинах

B) известна европейская форма зайца-беляка, у которого шерсть летом бурая с рыжевато-серым оттенком, а зимой - белая, и ирландская форма, у которой шерсть круглый год остается бурой с рыжевато-серым оттенком

1) симпатрическое

2) аллопатрическое

Пояснение.

Правильный ответ - А1Б1В2

Ответ: А1Б1В2

Из четырех приведенных пар органов (структур) живых организмов три могут служить одинаковым сравнительно-анатомическим доказательством эволюции. Укажите «лишний» пример, который таковым доказательством не является:

1) корневище пырея и луковица лука
2) грудные плавники рыбы и крылья птицы
3) трахеи насекомых и трахея человека
4) лист одуванчика и ловчий аппарат насекомоядного растения росянки

Пояснение.

Трахеи насекомых и трахея человека - это гомологичные органы, то есть схожие по происхождению и разные по выполняемым функциям.

Остальные примеры аналогичных органов, имеющих разное происхождение, но выполняющие схожие функции.

Ответ: 3

Установите соответствие:

1) 1абг; 2вд
2) 1авд; 2бг
3) 1аг; 2бвд
4) 1вгд; 2аб

Пояснение.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

Установите соответствие:

Пояснение.

Правильный ответ А1Б3В1Г2Д3

Ответ: А1Б3В1Г2Д3

Установите соответствие:

1) 1аб; 2вгд
2) 1абг; 2вд
3) 1аг; 2бвд
4) 1бвд; 2аг

Пояснение.

Аналогичные органы - это органы, имеющие сходные по морфологии и выпоняемым функциям, но отличающиеся по строению и просихождению.

Гомологичные органы имеют одинаковое происхождение, но выпоняют разные функции.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

Установите соответствие:

Ответ запишите в виде сочетания букв и цифр, соблюдая алфавитную последовательность букв левого столбца. Например: A3Б3B2Г1Д1.

Пояснение.

Аромормоз - изменения, приводящие к повышению уровня организации.

Катаморфоз - упрощение организации организма.

Алломорфоз - изменения строения и функций сохранении общего уровня организации.

Правильный ответ А1Б3В1Г2Д3

Ответ: А2Б1В3Г1Д3

Установите соответствие:

1) 1абг; 2вд
2) 1абд; 2вг
3) 1бв; 2агд
4) 1вг; 2абд

Пояснение.

Аналогичные органы - это органы, имеющие сходные по морфологии и выпоняемым функциям, но отличающиеся по строению и просихождению.

Гомологичные органы имеют одинаковое происхождение, но выпоняют разные функции.

Ответ: 4

Установите соответствие:

Ответ запишите в виде сочетания букв и цифр, соблюдая алфавитную последовательность букв левого столбца. Например: A3Б3B2Г1Д1.

Пояснение.

Аромормоз - изменения, приводящие к повышению уровня организации.

Катаморфоз - упрощение организации организма.

Алломорфоз - изменения строения и функций сохранении общего уровня организации.

Правильный ответ А1Б1В3Г3Д2

Ответ: А1Б1В3Г3Д2

Установите соответствие:

1) 1абг; 2вд
2) 1авд; 2бг
3) 1аг; 2бвд
4) 1вгд; 2аб

Пояснение.

Аналогичные органы - это органы, имеющие сходные по морфологии и выпоняемым функциям, но отличающиеся по строению и просихождению.

Гомологичные органы имеют одинаковое происхождение, но выпоняют разные функции.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

Установите соответствие:

Ответ запишите в виде сочетания букв и цифр, соблюдая алфавитную последовательность букв левого столбца. Например: A3Б3B2Г1Д1.

Пояснение.

Аромормоз - изменения, приводящие к повышению уровня организации.

Катаморфоз - упрощение организации организма.

Алломорфоз - изменения строения и функций при сохранении общего уровня организации.

Правильный ответ А1Б3В1Г2Д3

Ответ: А1Б3В2Г1Д3

Установите соответствие:

1) 1аб; 2вгд
2) 1аб; 2вд
3) 1бв; 2агд
4) 1вд; 2абг

Пояснение.

Аналогичные органы - это органы, имеющие сходные по морфологии и выполняемым функциям, но отличающиеся по строению и происхождению.

Гомологичные органы имеют одинаковое происхождение, но выполняют разные функции.

Правильный ответ указан под номером 2

Ответ: 2

Установите соответствие:

Ответ запишите в виде сочетания букв и цифр, соблюдая алфавитную последовательность букв левого столбца. Например: A3Б3B2Г1Д1.

Пояснение.

Аромормоз - изменения, приводящие к повышению уровня организации.

Катаморфоз - упрощение организации организма.

Алломорфоз - изменения строения и функций сохранении общего уровня организации.

Правильный ответ А1Б3В1Г2Д3

Ответ: А1Б1В2Г3Д3

Путь эволюции, связанный со снижением морфофизиологической организации, редукцией ряда органов и их систем в результате приспособления организмов к более простым условиям существования, называется:

1) катагенез
2) арогенез
3) симбиоз
4) аллогенез

Пояснение.

Катагенез - путь эволюционого развития, сопровождающийся упрощением организации организма.

Правильный ответ указан под номером 1

Ответ: 1

а - млечные железы козы и потовые железы человека

б - спора бактерии и циста инфузории

в - ласты тюленя и конечности крота

г - крылья ушана и крылья майского жука

д - почечные чешуи тополя и колючки кактуса

Укажите, как называются эти три пары органов (структур) и какие два примера к ним не относятся («лишние»):

1) аналогичные органы; «лишние» примеры - а, б
2) аналогичные органы; «лишние» примеры - в,г
3) гомологичные органы; «лишние» примеры - б, г

Пояснение.

Гомологичные органы- это органы, имеющие сходное просихождение, но выпоняющие разные функции. Примеры б и г аналогичные органы.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

1) генетической
2) этологической
3) экологической
4) морфофизиологической

Пояснение.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

Для каждой пары органов (структур) подберите схему, отражающую способ осуществления эволюционного процесса, который привел к формированию указанных органов (структур):

Пояснение.

Правильный ответ А1Б1В2Г1Д1

Ответ: А1Б1В2Г1Д1

В пределах общего ареала одна часть зябликов гнездится в густых хвойных лесах, а другая - в невысоких и редких лиственных насаждениях с большим количеством полян. Это пример изоляции:

1) генетической
2) этологической
3) экологической
4) морфофизиологической

Пояснение.

Экологическая изоляция - изоляция вследствие экологического разобщения. Популяции живут на общей территории, но в различных местах обитания и поэтому друг с другом не встречаются.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

Для каждой пары органов (структур) подберите схему, отражающую способ осуществления эволюционного процесса, который привел к формированию указанных органов (структур):

Пояснение.

Дивергенция - расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного естественного отбора. В ходе дивиргенции формируются гомогичные органы. Варианты А, В, Г, Д.

Конвергенция - схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими исходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора. В ходе конвергенции формируются аналогичные органы. Вариант Б.

Правильный ответ А1Б2В1Г1Д1

Ответ: А1Б2В1Г1Д1

В пределах общего ареала одна раса кукушек откладывает голубые яйца в гнезда горихвостки и чекана, другая - светлые в крапинку яйца в гнезда славок. Это пример изоляции:

1) генетической
2) экологической
3) этологической
4) географической

Пояснение.

Экологическая изоляция - изоляция вследствие экологического разобщения. Популяции живут на общей территории, но в различных местах обитания и поэтому друг с другом не встречаются.

Правильный ответ указан под номером 2

Ответ: 2

Для каждой пары органов (структур) подберите схему, отражающую способ осуществления эволюционного процесса, который привел к формированию указанных органов (структур):

Пояснение.

Дивергенция - расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного естественного отбора. В ходе дивиргенции формируются гомогичные органы. Варианты А, Б, Г, Д.

Конвергенция - схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими исходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора. В ходе конвергенции формируются аналогичные органы. Вариант В.

Правильный ответ А1Б1В2Г1Д1

Ответ: А1Б1В2Г1Д1

У близких видов североамериканских светляков для привлечения особей противоположного пола наблюдается различный характер световых вспышек: по длительности, частоте, интенсивности. Это пример изоляции:

1) генетической;
2) этологической;
3) экологической;
4) географической.

Пояснение.

При этологическом характере репродуктивной изоляции для особей разных популяций снижается вероятность оплодотворения ввиду различий в образе жизни и поведения.

Правильный ответ указан под номером 2

Ответ: 2

Для каждой пары органов (структур) подберите схему, отражающую способ осуществления эволюционного процесса, который привел к формированию указанных органов (структур):

Пояснение.

Дивергенция - расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного естественного отбора. В ходе дивиргенции формируются гомогичные органы. Варианты А, Б, Г, Д.

Конвергенция - схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими исходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора. В ходе конвергенции формируются аналогичные органы. Вариант В.

Правильный ответ А1Б2В1Г1Д1

Ответ: А1Б1В2Г1Д1

Направление эволюции, характеризующееся уменьшением числа особей, преобладанием смертности над рождаемостью, сужением ареала, называется:

1) арогенез
2) морфофизиологический прогресс
3) конвергенция
4) биологический регресс

Пояснение.

Биологиеческий регресс - направление эволционного развития, сопровождающийся упрощением организации организмов.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 4

Даны пять пар примеров органов (структур) живых организмов, три из которых могут служить одинаковым сравнительно-анатомическим доказательством эволюции:

а - колючки кактуса и усики гороха

б - семена сосны и споры папоротника

в - передняя конечность журавля и передняя конечность носорога

г - иглы ежа и шерсть собаки

д - глаза лисицы и глаза кузнечика

Укажите, как называются эти три пары органов (структур) и какие два примера к ним не относятся («лишние»):

1) аналогичные органы; «лишние» примеры - а, в

3) гомологичные органы; «лишние» примеры - б, д
4) гомологичные органы; «лишние» примеры - а, д

Пояснение.

Гомологичные органы- это органы, имеющие сходное просихождение, но выпоняющие разные функции. Примеры б и д - аналогичные органы.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

Расхождение признаков у родственных организмов или их групп, являющееся результатом приспособления к разным условиям существования, называется:

1) арогенез
2) катагенез
3) дивергенция
4) конвергенция

Пояснение.

Дивергенция - один и видов приспособительной изменчивости организмов, характеризующийся расхождением признаков у близких организмов.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

Даны пять пар примеров органов (структур) животных, три из которых могут служить одинаковым сравнительно-анатомическим доказательством эволюции:

а - почечные чешуи тополя и иглы ели

б - колючки боярышника и колючки ежевики

в - крылья летучей мыши и крылья майского жука

г - ласты тюленя и конечности крота

д - светочувствительный глазок эвглены и глаз кальмара

Укажите, как называются эти три пары органов (структур) и какие два примера к ним не относятся («лишние»):

1) аналогичные органы; «лишние» примеры - г, д
2) аналогичные органы; «лишние» примеры - а, г
3) гомологичные органы; «лишние» примеры - а, б
4) гомологичные органы; «лишние» примеры - в, г

Пояснение.

Аналогичные органы- это органы, имеющие сходные по морфологии и выпоняемым функциям, но отличающиеся по строению и просихождению. Примеры а и г гомологичные органы.

Правильный ответ указан под номером 2

Ответ: 2

Видообразование, которое протекает в пределах ареала исходного вида, когда популяции не могут скрещиваться в силу биологической изоляции, называется:

1) симпатрическое
2) аллопатрическое
3) аллогенез
4) конвергенция

Пояснение.

Симпатрическое видообразование - возникновение репродуктивной изоляции из-за изменений в хромсомном наборе особей.

Аллопатрическое видообразование - один из способов видообразования, при котором репродуктивный барьер между видами формируется на основе пространственной изоляции.

Аллогенез - направление эволюции группы организмов, при котором у близких видов происходит смена одних частных приспособлений другими, а общий уровень организации остается прежним.

Конвергенция - схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора.

Правильный ответ указан под номером 1

Ответ: 1

Даны пять пар примеров органов (структур) животных, три из которых могут служить одинаковым сравнительно-анатомическим доказательством эволюции:

а - лист одуванчика и ловчий аппарат росянки

б - трахеи насекомых и трахея человека

в - конечности речного рака и конечности ящерицы

г - передние конечности лягушки и ласты кита

д - ядовитые железы змеи и слюнные железы человека

Укажите, как называются эти три пары органов (структур) и какие два примера к ним не относятся («лишние»):

1) аналогичные органы; «лишние» примеры - а, д
2) аналогичные органы; «лишние» примеры - б, г
3) гомологичные органы; «лишние» примеры - в, г
4) гомологичные органы; «лишние» примеры - б, в

Пояснение.

Аналогичные органы- это органы, имеющие сходные по морфологии и выпоняемым функциям, но отличающиеся по строению и просихождению. Примеры б и в аналогичные органы.

Правильный ответ указан под номером 4

Ответ: 4

В начале XX века в результате интенсивного отстрела соболя его ареал был разорван на множество небольших частей, удаленных друг от друга на значительные расстояния. Это пример изоляции:

1) генетической
2) этологической
3) экологической
4) географической

Пояснение.

Географическая изоляция - обособление определенной популяции от других популяций того же вида каким-либо труднопреодолимым географическим препятствием.

Правильный ответ указан под номером 4

Ответ: 4

Для каждой пары органов (структур) подберите схему, отражающую способ осуществления эволюционного процесса, который привел к формированию указанных органов (структур):

Ответ запишите в виде сочетания букв и цифр, соблюдая алфавитную последовательность букв. Помните, что некоторые данные правого столбца (рисунка) могут использоваться несколько раз или не использоваться вообще. Например: А1Б2B1... .

Пояснение.

Пункты а),б) являются примерами аналогичных органов, которые развиваются в результате конвергенции. В этом случае органы сходны по морфологии и выпоняемым функциям, но отличаются по строению и просихождению.

Пункты в), г), д) - примеры гомологичных органов. Они развиваются в результате дивергенции, имеют общие происхождения, но выполняют разные функции.

Правильный ответ - А2Б2В1Г1Д1

Ответ: А2Б2В1Г1Д1

В пределах общего ареала одна часть черных дроздов живет в глухих лесах, другая - в населенных пунктах. Это пример изоляции:

1) генетической
2) этологической
3) экологической
4) морфофизиологической

Пояснение.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

Для каждой пары органов (структур) подберите схему, отражающую способ осуществления эволюционного процесса, который привел к формированию указанных органов (структур):

Ответ запишите в виде сочетания букв и цифр, соблюдая алфавитную последовательность букв. Помните, что некоторые данные правого столбца (рисунка) могут использоваться несколько раз или не использоваться вообще. Например: А1Б2B1... .

Пояснение.

Пункты а),б), г), д)являются примерами аналогичных органов, которые развиваются в результате конвергенции. В этом случае органы сходны по морфологии и выпоняемым функциям, но отличаются по строению и просихождению.

Пункт в), - примеры гомологичных органов. Они развиваются в результате дивергенции, имеют общие происхождения, но выполняют разные функции.

Правильный ответ - А1Б1В2Г1Д1

Ответ: А1Б1В2Г1Д1

B пределах общего ареала одна часть зябликов гнездится в густых хвойных лесах, а другая - в невысоких и редких лиственных насаждениях c большим количеством полян. Это пример изоляции:

1) генетической
2) этологической
3) экологической
4) морфофизиологической

Пояснение.

Экологическая изоляция - форма изоляции, причиной которой является несовпадении экологических условий и времени размножения.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

Для каждой пары органов (структур) подберите схему, отражающую способ осуществления эволюционного процесса, который привел к формированию указанных органов (структур):

Ответ запишите в виде сочетания букв и цифр, соблюдая алфавитную последовательность букв. Помните, что некоторые данные правого столбца (рисунка) могут использоваться несколько раз или не использоваться вообще. Например: А1Б2B1... .

Пояснение.

Пункт Б является примером аналогичных органов, которые развиваются в результате конвергенции. В этом случае органы сходны по морфологии и выпоняемым функциям, но отличаются по строению и просихождению.

Пункты А, В, Г, Д - примеры гомологичных органов. Они развиваются в результате дивергенции, имеют общие происхождения, но выполняют разные функции.

Правильный ответ - А1Б2В1Г1Д1

Ответ запишите в виде сочетания букв и цифр, соблюдая алфавитную последовательность букв. Помните, что некоторые данные правого столбца (рисунка) могут использоваться несколько раз или не использоваться вообще. Например: А1Б2B1... .

Ответ: А1Б2В1Г1Д1

В пределах общего ареала одна раса кукушек откладывает голубые яйца в гнезда горихвостки и чекана. другая - светлые в крапинку яйца в гнезда славок. Это пример изоляции

1) генетической
2) этологической
3) экологической
4) географической

Пояснение.

Экологическая изоляция - форма изоляции, причиной которой является несовпадении экологических условий и времени размножения.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

Для каждой пары органов (структур) подберите схему, отражающую способ осуществления эволюционного процесса, который привел к формированию указанных органов (структур):

Ответ запишите в виде сочетания букв и цифр, соблюдая алфавитную последовательность букв. Помните, что некоторые данные правого столбца (рисунка) могут использоваться несколько раз или не использоваться вообще. Например: А1Б2B1... .

Пояснение.

Пункт В являются примерами аналогичных органов, которые развиваются в результате конвергенции. В этом случае органы сходны по морфологии и выпоняемым функциям, но отличаются по строению и просихождению.

Пункты А, Б, Г, Д - примеры гомологичных органов. Они развиваются в результате дивергенции, имеют общие происхождения, но выполняют разные функции.

Правильный ответ - А1Б1В2Г1Д1

Ответ: А1Б1В2Г1Д1

В процессе эволюции у арктических рыб в составе жиров повысилось содержание ненасыщенных жирных кислот, что снижает температуру затвердевания. Это пример адаптации:

1) этологической
2) поведенческой
3) физиологической
4) морфологической

Пояснение.

Адаптации в процессе эволюции могут быть поведенческими, биохимическими, физиологическими (впадение в спячку, диапауза), морфологические (появление перепонки между пальцами у водоплавающих птиц).

В данном случае происходит понижение температуры замерзания и переохлаждения в результате накопления криопротекторов, что является примером физиологической адаптации или акклимации.

Акклимация - физиологические изменения в жизнедеятельности организма, связанные с приспособлением к новым условиям среды и изменением толерантности и положением оптимума.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

Определите, какой способ видообразования описывает каждый пример:

ПРИМЕР ВИДООБРАЗОВАНИЕ

А) гигантская энотера (2n=48) получена на основе полиплоидии из обычной формы энотеры (2n=24)

Б) в Северном полушарии произрастает три близкородственных вида лиственниц: европейская - в Европе, даурская - в Восточной Сибири, американская - в Северной Америке

B) на сенокосных лугах существует несколько подвидов большого погремка, один из которых успевает отцвести и дать семена до укоса, другой цветет в конце лета после укоса

1) симпатрическое

2) аллопатрическое

Ответ запишите в виде сочетания букв и цифр, соблюдая алфавитную последовательность букв левого столбца (рисунка). Помните, что некоторые данные правого столбца могут использоваться несколько раз или не использоваться вообще. Например А2Б1В1... .

Пояснение.

Симпатрическое видообразование происходит за счет формирования в изначальной популяции репродуктивной изоляции из-за перестроек в кариотипе.

Аллопатрическое видообразование - появление новых популяций и видов благодаря пространственной изоляции.

Правильный ответ - А1Б2В1

Ответ: А1Б2В1

Расхождение признаков у родственных организмов или их групп в процессе эволюции, называется:

1) арогенез
2) катагенез
3) дивергенция
4) конвергенция

Пояснение.

Дивергенция - направление эволюционного развития, сопровождающееся расхождение признаков у родственных организмов.

Правильный ответ указан под номером 3

Ответ: 3

В процессе эволюции у мангровых растений, распространенных на периодически затопляемых участках побережий Юго-Восточной Азии, Океании и других, сформировались ходульные корни. Это пример адаптации:

1) поведенческой
2) биохимической
3) физиологической
4) морфологической

Пояснение.

Адаптации в профессе эволюции могут быть поведенческими, биохимическими, физиологическими (впадение в спячку), морфологические (появление перепонки между пальцами у водоплавающих птиц).

Класс: 9

Презентация к уроку































Назад Вперёд

Внимание! Предварительный просмотр слайдов используется исключительно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех возможностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.

Цели урока:

  • Обучающие : на основе знаний об эволюционной зависимости ароморфозов и идиоадаптаций углубить представление о результатах эволюции, рассмотреть общие закономерности биологической эволюции, выявить закономерности эволюционного процесса, проанализировать явление дивергенции и конвергенции на микроэволюционном уровне.
  • Развивающие : продолжить развитие интеллектуальных и информационных умений через развитие биологических задач, требующих логического мышления, продолжить формирование умений анализировать, обобщать, работать с различными источниками информации, умений устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы, логически мыслить, оформлять результаты мыслительных операций в устной и письменной форме. Развитие коммуникативных и рефлексивных умений.
  • Воспитывающие : воспитание ответственного отношения к учебной деятельности, культуры труда и общения, формирование диалектико-материалистического мировоззрения, развитие познавательного интереса к предмету, признание ценности знаний для саморазвития.

Задачи:

  • Повторить пройденный на прошлом уроке материал;
  • Создать условия для постановки проблемной ситуации;
  • Способствовать формированию у учащихся умений самостоятельного поиска ответов на проблему;
  • Закрепить знания учащихся, полученные на уроке;
  • Способствовать созданию творческой обстановки на уроке;
  • Способствовать развитию коммуникативных способностей (умение взаимодействовать в небольших группах), способностей к оценочным действиям (самоанализу).

Планируемые результаты: учащиеся получают представления о закономерностях биологической эволюции, умеют оперировать понятиями: филогенез, дивергенция, конвергенция; могут объяснить и привести примеры основных форм филогенеза.

Тип урока: комбинированный.

Вид урока: урок усвоения знаний.

Метод ведения: диалоговое общение на основе работы с материалами учебника, таблиц, слайдов.

Уровень усвоения: частично-поисковый.

Формы организации учебной деятельности: устные ответы с места, самостоятельная работа с информационным материалом, заполнение таблицы, решение биологических задач, выполнение тестовой работы самостоятельно, осуществление самоконтроля и рефлексии.

Приемы деятельности учителя: создание условий для постановки проблемы, помощь учащимся в поиске ответов и решении спорных вопросов, создание ситуации успеха, подведение итогов работы.

Развитие умений учащихся: взаимодействовать в группах, применять знания в новой ситуации, решать нестандартные задачи, устанавливать причинно-следственные связи, развивать способности к самоанализу.

Основные понятия урока: филогенез, дивергенция, конвергенция

Источники информации: Биология. ОБЩИЕ ЗАКОМЕРНОСТИ. 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/ С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, Н.И. Сонин – М.: Дрофа, 2011. – 287стр; электронная презентация.

Выставление оценок за урок: по усмотрению учителя, самооценка учащихся.

План урока:

  1. Организационный момент.
  2. Актуализация знаний.
  3. Постановка учебной проблемы.
  4. Поиск решения проблемы.
  5. Первичное закрепление знаний.
  6. Вторичное закрепление знаний. Выполнение теста.
  7. Подведение итогов урока. Рефлексия.
  8. Домашнее задание.

Ход урока

1. Организационный момент.

Приветствие учащихся

Проверка внешней готовности учащихся к уроку. Создание позитивной мотивации.

Добрый день, ребята.

Я рада вас видеть. Я вижу перед собой умные, добрые лица. Для того, чтобы понять, как мы с вами будем сегодня работать, я хочу узнать какое у вас настроение. Если у вас хорошее настроение, улыбнитесь мне. Посмотрите друг на друга, улыбнитесь!

Я уверена, что сегодняшний урок принесет нам удовлетворение и будет плодотворным, а ваше настроение не ухудшится к концу урока.

2. Актуализация знаний.

Работа в парах: (слайд 2)

Расскажите соседу по парте следующие понятия:

  • Ароморфоз
  • Идиоадаптация
  • Общая дегенерация

2) Работа по карточкам с последующей взаимопроверкой (слайд 3).

Что из перечисленного относится к ароморфозам, идиоадаптациям, дегенерации?

  1. ячеистые легкие у рептилий;
  2. первичная кора головного мозга у рептилий;
  3. голый хвост у бобра;
  4. отсутствие конечностей у змей;
  5. отсутствие корней у повилики;
  6. возникновение перегородки в желудочке сердца у рептилий;
  7. молочные железы у млекопитающих;
  8. образование ластов у моржей;
  9. отсутствие кровеносной системы у цепней;
  10. отсутствие потовых желез у собак.

Ключ: (слайд 4)

Ароморфозы Идиоадаптации Дегенерация
1, 2, 6, 7 3, 4, 8, 10 5, 9

3. Постановка учебной проблемы (слайд 5)

Сравните дождевого червя и личинку майского жука.

(Дождевой червь относится к типу Кольчатые черви классу Малощетинковые черви. Имеет вытянутое цилиндрическое тело, на переднем конце тела находится небольшая подвижная головная лопасть, лишенная глаз, антенн и щупалец. Тело сегментировано, снабжено маленькими щетинками.

Пиявка относится к типу Кольчатые черви, классу Пиявки. Имеет вытянутое, уплощенное в спинно-брюшном направлении тело, на переднем и заднем концах расположены присоски, щетинки отсутствуют.

Личика майского жука относится к типу Членистоногие, классу Насекомые. Внешне похожа на червя, хорошо передвигается в почве, Из-за того что обитают под землей не имеют глаз. Хорошо развит ротовой аппарат грызущего типа, благодаря ему личинка майского жука роет землю и питается растительными остатками и корнями растений).

  1. Чем можно объяснить, то, что дождевой червь и пиявка имеют различия в строении, хотя и относятся к одному типу?
  2. Чем можно объяснить, то, что дождевой червь и личинка майского жука обладают некоторыми чертами сходства, но относятся к разным типам животных?

(Высказывание учащихся)

Целеполагание.

Как вы думаете, что сегодня мы с вами будем изучать на уроке?

Сформулируйте цель урока (записать на доске).

Дополнительно мы узнаем о правилах эволюции.

Продолжим учиться работать с учебной литературой, извлекать из нее нужную информацию; составлять небольшие сообщения, излагать их содержание и формулировать вопросы; мыслить и четко отвечать на поставленные вопросы, решать биологические задачи и задания тестового характера, оценивать свою работу.

4. Поиск решения проблемы

Вспомните определение эволюции

Эволюция – процесс исторического развития живой природы на основе изменчивости, наследственности и естественного отбора.

Среди форм эволюции выделяют:

  • Дивергенцию
  • Конвергенцию

Рассмотрим более подробно эти формы и выясним их эволюционное значение.

Групповая работа с текстом учебника.

Задание для 1 группы: прочитайте текст учебника с.66-67 “Дивергенция”. Раскройте содержание понятия дивергенция. Чем можно объяснить различие признаков у организмов родственных групп.

Задание для 2 группы: прочитайте текст учебника с.67-70 “Конвергенция”.

Диалоговое общение на основе работы с материалами учебника:

Что такое дивергенция

Расхождение признаков организма в пределах одной систематической группы, которое возникает под воздействием изменчивости, закрепляется наследственно, в итоге от одного общего предка образуются разные подвиды и виды.

Приведите примеры дивергенции.

(рассмотреть в качестве примера дивергенцию млекопитающих и видоизмененных листьев растений) (слайды 6-7).

На каком уровне можно наблюдать дивергенцию.

Дивергировать могут виды, семейства, отряды.

Какова роль дивергенции в процессе эволюции?

Дивергенция приводит к возникновению разнообразных по строению и функциям организмов, что обеспечивает более полное использование условий среды.

Формулирование вывода: (слайд 8) после возникновения крупных систематических групп на пути ароморфоза начинается крупная дивергентная эволюция этой группы путем приобретения адаптаций.

  • Ароморфоз
  • Идиоадаптации
  • Конвергенция

Что такое конвергенция?

Появление сходных признаков у разных неродственных групп, обитающих в одинаковых условиях среды (слайд 9)

Как могло возникнуть сходное внешнее сходство у животных разных систематических групп? А внутреннее?

Конвергенция - схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора. Конвергентное сходство не бывает глубоким. (привести примеры, характеризующие внутреннее строение дельфина и акулы, разное систематическое положение определяет различия) (слайд 10)

На каком уровне может наблюдаться конвергенция

В одних условиях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное внешнее строение (конвергентное сходство) (слайд 11)

Может ли эволюционный процесс дать обратный ход и жизнь вернется к истокам?

Как вы думаете, если восстановить на Земле прежние условия существования, появятся ли вновь динозавры. (слайд 12)

Высказывание аргументов “за” и “против”.

Подвести к выводу: в истории Земли нередко возникали физические условия, повторяющие уже существовавшие ранее. Например, территория Западной Сибири неоднократно поднималась со дна моря и вновь опускалась.

Виды отличаются друг от друга не отдельными признаками, а сложными комплексами признаков. А повторение всего комплекса признаков статистически невероятно, исходя из чего: эволюция – процесс необратимый.

Запись в тетради:

Правила эволюции:

  1. Правило необратимости эволюции
  2. Правило чередования главных направлений эволюции.

5. Первичное закрепление знаний.

Сравнительная характеристика объективных показателей основных форм органической эволюции (слайд 13)

Форма эволюции Краткая характеристика Причины сходства признаков Причины различия признаков Примеры
Дивергенция Расхождение признаков организма в пределах одной систематической группы, которое возникает под воздействием изменчивости, закрепляется наследственно, в итоге от одного общего предка образуются разные подвиды и виды. Родство организмов Формирование разного рода адаптаций в различных условиях среды
Конвергенция Схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора. Формирование сходных адаптаций в одинаковых условиях среды Организмы относят к разным систематическим группам

6. Вторичное закрепление знаний.

Сравните организмы и объясните, к какому явлению относится их сходство или различие. Ответы внесите в таблицу

Дивергенция Конвергенция
  1. Медведка и крот (сходство форм передних ног) (слайд 14)
  2. Сосна обыкновенная и сосна кедровая (различия в строении) (слайд 15)
  3. Заяц-беляк и заяц-русак (слайд 16)
  4. Верблюд и курдючная овца (запас жира) (слайд 17)
  5. Верблюд одногорбый и верблюд двугорбый (слайд 18)
  6. Речной рак и скорпион (имеют клешни) (слайд 19)
  7. Речной рак и краб (имеют клешни) (слайд 20)
  8. Виноградная улитка и большой прудовик (слайд 21)
  9. Плавунец окаймленный и плавунец черный-тинник (слайд 22)
  10. Тушканчик и кенгуру (длинные задние ноги) (слайд 23)
  11. Лягушка и жаба (слайд 24)
  12. Лягушка и комнатная муха (анабиоз) (слайд 25)
  13. Бражник и колибри (не садятся на цветок в процессе питания, а зависают над ним в воздухе, быстро-быстро перебирая узкими крыльями) (слайд 26)
  14. Еж и ехидна (сходство покрова) (слайд 27)

Ключ (слайд 28)

Дивергенция Конвергенция
2, 3, 5, 7, 8, 9, 11 1, 4, 6, 10, 12, 13, 14

7. Подведение итогов урока.

Ребята, какую цель мы поставили вначале урока, достигли ли мы этой цели? (высказывания учащихся)

На уроке мы научились ставить перед собой цель и добиваться ее решения; вы показали ваши умения логически мыслить, отбирать и оценивать информацию. Чтобы быть успешным сегодня нужно обладать информационной грамотностью. Сегодня вы, ребята, сделали еще один шаг на пути к овладению этим искусством.

Рефлексия

Довольны ли вы своими результатами?

Предлагается небольшая анкета, которая позволяет осуществить самоанализ, дать качественную и количественную оценку уроку (слайд 29)

8. Домашнее задание (слайд 30)

П. 13, вопросы к тексту.

Для желающих: подобрать примеры конвергенции и дивергенции, используя Интернет или дополнительную литературу.

Вы сегодня очень старались! Спасибо вам за урок!

Эволюционная форма групп живых организмов делится на дивергенцию, конвергенцию, параллелизм.

1. Дивергенция - расхождение признаков внутри вида, которое приводит к образованию новых группировок особей. Чем больше различаются живые организмы по строению, способу существования, тем больше расходятся они на более разнообразные пространства. Обычно одну область или участок занимают животные с одинаковой потребностью к качеству и запасу пищи. Через определенное время, когда запас пищи заканчивается, животные вынуждены поменять местообитание, переселяться на новые места. Если на одной территории обитают животные с различной потребностью к условиям среды, то конкуренция между ними ослабевает. Так, Ч. Дарвин определил, что в природе на участке в 1 м2 встречается до 20 видов растений, принадлежащих к 18 родам и 8 семействам. В процессе дивергенции от зачинающейся популяции расходятся как бы ветви дерева нескольких форм. Например, можно назвать семь видов оленей, сформировавшихся в результате дивергенции: пятнистый олень, марал, северный олень, лось, косуля, лань, кабарга (рис. 37).

Рис. 37. Многообразие видов оленей, возникших в результате дивергенции: 1 - пятнистый олень; 2 - марал; 3 - лань; 4 - северный олень; 5 - лось; 6" - косуля; 7 - кабарга

Под действием естественного отбора в бесконечном ряду поколений одни формы выживают, другие вымирают. Процессы вымирания и дивергенции тесно связаны между собой. Наиболее расходящиеся по признакам формы обладают большими возможностями оставлять плодовитое потомство и выживать в процессе естественного отбора, так как они меньше конкурируют между собой, чем промежуточные, которые постепенно редеют и вымирают.

В результате дивергенции популяция одного вида подразделяется на подвиды. Подвид, образовавшийся под действием естественного отбора, по признакам наследственного изменения превращается в вид.

2. Конвергенция - приобретение сходных признаков у различных, неродственных групп. Например, у акулы (класс рыб), ихтиозавров (класс пресмыкающихся), дельфинов (класс млекопитающих) формы тела сходны. Это связано с тем, что у них одинаковые среда обитания (вода) и условия жизни. Хамелеон и лазающая агама, относящиеся к разным подотрядам, внешне очень похожи. Сходство различных систематических групп обусловлено жизнью в сходной среде обитания. У организмов, обитающих в воздухе, имеются крылья. Крылья птицы и летучей мыши - измененные передние конечности, а крылья бабочки - выросты тела. Явление конвергенции широко распространено в животном мире.

3. Параллелизм (греч. parallelos - "рядом идущий") - эволюционное развитие генетически близких групп, заключающееся в независимом приобретении ими сходных черт строения на основании особенностей, унаследованных от общих предков. Параллелизм широко распространен среди различных групп организмов в процессе их исторического развития (филогенеза).

Например, приспособление к водному образу жизни в эволюции ластоногих развивалось в трех направлениях. У китообразных и ластоногих (моржи, ушастые и настоящие тюлени) в результате перехода к водному образу жизни, независимо друг от друга, появилось приспособление к воде - ласты. Преобразование передних крыльев у многих групп крылатых насекомых в надкрылья, развитие у кистеперых рыб признаков земноводных, возникновение признаков млекопитающих у зверозубых ящериц и т. д. Сходство в параллелизме указывает на единство происхождения организмов и наличие сходных условий существования.

Эволюция - необратимый процесс. У каждого организма, приспособленного к новым условиям, измененный орган исчезает. Вернувшись в прежнюю среду обитания, исчезнувший орган не восстанавливается. Еще Ч. Дарвин писал о необратимости эволюции: "Если даже среда обитания полностью повторяется, то вид никогда не может вернуться к прежнему состоянию". Например, дельфины, киты никогда не становились рыбами. При переходе наземных животных в водную среду конвергентно изменяются конечности - при этом конвергенция участвует лишь в изменении внешнего строения органов.

Во внутреннем строении плавников дельфина, кита сохранены признаки пятипалой конечности млекопитающих. Так как мутация приводит к обновлению генофонда популяции, она никогда не повторяет генофонд прошлого поколения. Так, если на каком-то этапе от примитивных земноводных возникли пресмыкающиеся, то пресмыкающиеся не могут вновь дать начало земноводным.

На стебле вечнозеленого кустарника - иглицы имеются блестящие толстые листья. На самом деле это видоизмененные ветви. Настоящие чешуевидные листья располагаются в центральной части этих видоизмененных стеблей. Ранней весной из пазухи чешуек появляются цветы, из которых в дальнейшем развиваются плоды.

Листья у иглицы исчезли еще в древности, в процессе приспособления к засухе. Затем при переходе опять в водную среду вместо листьев у них появились ветви, похожие на листья.

Неоднородность эволюции. В течение нескольких сотен миллионов лет на Земле существуют в неизменном виде саблехвост, кистеперые рыбы, гаттерия. Их называют "живыми ископаемыми". Однако некоторые растения и животные изменяются быстро. Например, на Филиппинах и в Австралии за 800 тыс. лет появилось несколько новых родов грызунов. Приблизительно за 20 млн. лет на Байкале возникло 240 видов раков, принадлежащих к 34 новым родам. Темпы эволюции не определяются астрономическим временем. Возникновение нового вида определяется необходимым числом поколений и приспособленностью.

Темпы эволюции снижаются и замедляются в одинаковых устойчивых условиях среды (глубоководные океаны, пещерные воды). На островах, где мало хищников, естественный отбор идет очень медленно. Наоборот, где проходит интенсивный отбор, эволюция также протекает быстрее. Например, в 30-х годах XX в. против вредителей использовали ядовитый препарат (ДДТ). Через несколько лет появились устойчивые к препарату формы, которые быстро распространились на Земле. Широкое применение антибиотиков - пенициллина, стрептомицина, грамицидина - в 40-50-х годах XX в. привело к появлению устойчивых форм микроорганизмов.

Дивергенция. Конвергенция. Параллелизм. Необратимый процесс. "Живые ископаемые".

1.Эволюционные формы групп живых организмов: дивергенция, конвергенция, параллелизм.

2.Эволюция - необратимый процесс, т. е. исчезнувший вид или орган никогда не может вернуться к прежнему состоянию.

3.Темпы эволюции меняются.

1.Объясните на примере процесс дивергенции.

2.Опишите конвергенцию, разберите ее на примере.

1.Объясните необратимость эволюции на примерах растений.

2.В чем причина исчезновения некоторых форм, приобретенных во время дивергенции?

1.Докажите на примере неоднородность эволюции.

2.Разберите с помощью схемы или таблицы дивергенцию, конвергенцию, параллелизм.

Про-ана-ли-зи-руй-те таб-ли-цу. За-пол-ни-те пу-стые ячей-ки таб-ли-цы, ис-поль-зуя по-ня-тия и тер-ми-ны, при-ведённые в спис-ке. Для каж-дой ячей-ки, обо-зна-чен-ной бук-ва-ми, вы-бе-ри-те со-от-вет-ству-ю-щий тер-мин из при-ло-жен-но-го спис-ка.

Спи-сок тер-ми-нов и по-ня-тий:

1) био-ло-ги-че-ский про-гресс

2) общая де-ге-не-ра-ция

3) по-яв-ле-ние четырёхка-мер-но-го серд-ца у мле-ко-пи-та-ю-щих

4) кон-вер-ген-ция

5) оби-та-ние в оке-а-не рыбы ла-ти-ме-рии

6) био-ло-ги-че-ский ре-гресс

За-пи-ши-те в ответ цифры, рас-по-ло-жив их в по-ряд-ке, со-от-вет-ству-ю-щем бук-вам:

A Б В

По-яс-не-ние.

На-прав-ле-ние эво-лю-ции Путь эво-лю-ции При-мер
А - био-ло-ги-че-ский про-гресс идио-адап-та-ция при-спо-соб-ле-ние у цвет-ко-вых
рас-те-ний к опы-ле-нию вет-ром
био-ло-ги-че-ский про-гресс Б - общая де-ге-не-ра-ция ре-дук-ция ор-га-нов чувств
у па-ра-зи-ти-че-ских чер-вей
био-ло-ги-че-ский про-гресс аро-мор-фоз В - по-яв-ле-ние четырёхка-мер-но-го серд-ца у мле-ко-пи-та-ю-щих

Ответ: 123.

При-ме-ча-ние.

Био-ло-ги-че-ский про-гресс (от лат. progressus - дви-же-ние впе-ред) - на-прав-ле-ние эво-лю-ции, ха-рак-те-ри-зу-ю-ще-е-ся по-вы-ше-ни-ем при-спо-соб-лен-но-сти ор-га-низ-мов опре-де-лен-ной си-сте-ма-ти-че-ской груп-пы к окру-жа-ю-щей среде. По-яв-ле-ние новых при-спо-соб-ле-ний обес-пе-чи-ва-ет ор-га-низ-мам успех в борь-бе за су-ще-ство-ва-ние, со-хра-не-ние и раз-мно-же-ние в ре-зуль-та-те есте-ствен-но-го от-бо-ра. Это при-во-дит к вспыш-ке чис-лен-но-сти и, как след-ствие, к осво-е-нию новых мест оби-та-ния и фор-ми-ро-ва-нию мно-го-чис-лен-ных по-пу-ля-ций.

Био-ло-ги-че-ский про-гресс может до-сти-гать-ся тремя ос-нов-ны-ми пу-тя-ми - по-сред-ством аро-мор-фоз (аро-ге-не-за), ал-ло-ге-не-за (в том числе идио-адап-та-ция) и общая де-ге-не-ра-ция (ка-та-ге-не-за). Каж-дый из путей ха-рак-те-ри-зу-ет-ся воз-ник-но-ве-ни-ем у ор-га-низ-мов опре-де-лен-ных при-спо-соб-ле-ний (адап-та-ций).

Упро-ще-ние ор-га-ни-за-ции у па-ра-зи-ти-че-ских форм (де-ге-не-ра-ция) со-про-вож-да-ет-ся со-вер-шен-ство-ва-ни-ем ре-про-дук-тив-ной си-сте-мы. Это при-во-дит к их про-цве-та-нию, т. е. к био-ло-ги-че-ско-му про-грес-су.

Био-ло-ги-че-ский ре-гресс (от лат. regressus - воз-вра-ще-ние, дви-же-ние назад) - на-прав-ле-ние эво-лю-ции, ха-рак-те-ри-зу-ю-ще-е-ся сни-же-ни-ем при-спо-соб-лен-но-сти ор-га-низ-мов опре-де-лен-ной си-сте-ма-ти-че-ской груп-пы к усло-ви-ям оби-та-ния. Если у ор-га-низ-мов темпы эво-лю-ции (фор-ми-ро-ва-ние при-спо-соб-ле-ний) от-ста-ют от из-ме-не-ний внеш-ней среды и род-ствен-ных форм, то они не могут кон-ку-ри-ро-вать с дру-ги-ми груп-па-ми ор-га-низ-мов. Это зна-чит, что они будут уда-лять-ся есте-ствен-ным от-бо-ром. Про-изой-дет сни-же-ние чис-лен-но-сти осо-бей. В ре-зуль-та-те умень-шит-ся пло-щадь за-се-лен-ной ими тер-ри-то-рии и, как след-ствие, со-кра-тит-ся число так-со-нов. В ре-зуль-та-те может про-изой-ти вы-ми-ра-ние дан-ной груп-пы.

Таким об-ра-зом, био-ло-ги-че-ский ре-гресс - по-сте-пен-ное вы-ми-ра-ние си-сте-ма-ти-че-ской груп-пы (вида, рода, се-мей-ства и др.) вслед-ствие сни-же-ния при-спо-соб-лен-но-сти ее осо-бей. Де-я-тель-ность че-ло-ве-ка также может при-во-дить к био-ло-ги-че-ско-му ре-грес-су не-ко-то-рых видов. При-чи-ной может быть пря-мое ис-треб-ле-ние (зубр, со-боль, стел-ле-ро-ва ко-ро-ва и др.). Но это может про-изой-ти и в ре-зуль-та-те со-кра-ще-ния аре-а-лов при осво-е-нии новых тер-ри-то-рий (дрофа, жу-равль белый, жаба ка-мы-шо-вая и др.). Виды, на-хо-дя-щи-е-ся в со-сто-я-нии био-ло-ги-че-ско-го ре-грес-са, за-но-сят-ся в Крас-ную книгу и под-ле-жат охра-не.

На примере сравнения геномных последовательностей дельфинов и летучих мышей - млекопитающих, способных к эхолокации, - европейские ученые выяснили генетические пути конвергентной эволюции. Конвергенция, то есть возникновение сходных признаков у неродственных организмов, считалась результатом эволюции разных наборов генов: слишком уж ничтожной кажется вероятность появления сходных мутаций в сходных генах. Но, как выяснилось, эхолокация - сложный приспособительный признак - у дельфинов и летучих мышей возникла как раз за счет сходных мутаций в сходных генах. Это меняет наши представления о генетической сущности конвергенции, а также показывает, что к результатам применения молекулярных методов для филогенетических реконструкций следует относиться отсторожно.

Предположим, мы построим разные филогенетические деревья (см. схемы на рис. 2 и 3), основываясь на разных гипотезах о происхождении эхолокации. Одно дерево будет отражать общее молекулярное сходство - это принятый подход. Другое заставит соединиться в одну монофилетическую кладу всех летучих мышей-эхолокаторов, разведя их с неспособными к эхолокации собратьями и, естественно, с дельфинами. Третье дерево объединит вообще всех животных эхолокаторов - и летучих мышей, и дельфинов, отделив их от других неэхолокаторов. Какими бы абсурдными ни казались нам два последних дерева, мы можем их анализировать теми же способами, что и те деревья, которые нам кажутся приемлемыми. Более того, в ходе обсчета отдельных последовательностей конкретных генов окажется, что эти нелепые деревья очень даже неплохи. Выявив набор таких генов, можно будет с уверенностью заключить, что в этих сайтах работала конвергентная эволюция. Именно так и рассуждали генетики, взявшись за обсчеты сходства 2326 ортологичных кодирующих генов.

Каждый из ортологичных генов сравнивали с каждым и для каждого оценивали, какая из филогенетических схем ему больше подходит, то есть для какого дерева генетическое сходство окажется бо льшим. Нашлось множество локусов у пяти эхолокаторных видов, для которых больше подходят «абсурдные» филогенетические деревья (824 локуса для второго дерева и 392 для третьего). Иными словами, именно с этими локусами и работала конвергентная эволюция.

Наиболее четко эти признаки проявились в генах, связанных со слухом или глухотой. Например, конвергенция затронула гены, ответственные за формирование улитки , а также те, что кодируют развитие волосковых клеток внутреннего уха. Также четкий статистический сигнал конвергентной эволюции обнаружен и в генах, так или иначе связанных со зрением. Вряд ли это должно удивлять: и дельфины, и летучие мыши приспособлены к низкому освещению. Поэтому и молекулярные, и регуляторные системы зрительного восприятия подстраивались соответственно. При этом функции многих генов с четким конвергентным сигналом остаются неизвестными.

Важной частью работы явилась проверка действия отбора у «конвергентных» генов: была ли конвергенция нейтральной или сформировалась в результате движущего отбора. Этот вопрос решался классическим способом - путем сравнения числа синонимичных и несинонимичных замен (см. Темп нуклеотидных замен). Выяснилось, что число несинонимичных замен превышало число синонимичных; следовательно, в случае эхолокации мы имеем дело не с нейтральным дрейфом, а с движущим отбором, поддерживающим формирование адаптивных признаков.

Данное исследование важно отметить по двум причинам. Во-первых, прочтение полных геномов стало рутинным и, по-видимому, недорогим предприятием. О том, что авторы данной работы прочли и расшифровали геномы четырех видов летучих мышей, используя аппаратуру и новейшие технологии компании Illumina, сообщается вскользь в методической части работы. Авторы прекрасно понимали, что прошло время восторгов по поводу самой возможности прочтения геномных последовательнстей и даже высокой точности их расшифровки. Настало время результатов, которые в перспективе маячили за этими восторгами.

Вторая причина относится больше к биологической методологии, а именно к методикам филогении. Век господства морфологической систематики сменился эпохой молекулярной филогенетики. Если раньше родословные деревья реконструировались на основе морфологического сходства и различия и/или на основе морфологических гомологий, то теперь принято ориентироваться на количество сходства между аминокислотными или нуклеотидными последовательностями. Выбор в пользу молекулярной филогенетики был сделан не в последнюю очередь из-за трудностей различения конвергенций и общего происхождения.

В молекулярной филогенетике внешнее конвергентное сходство, как считалось, не имеет большого значения, так как генетические изменения для достижения одного и того же морфологического результата всегда разные. Поэтому молекулярная филогенетика могла не сильно беспокоиться, что вместо родства выявится экологическая общность.

Но, как сейчас выясняется, это не так. Будь наш генетик не слишком удачлив и возьми он для построения своего родословного древа эхолокации те самые 824 сходных локуса или, того хуже, 390 локусов, сходных для нашего третьего дерева, то получил бы абсурдные филогенезы. И имел бы полное право отстаивать их, ссылаясь на хороший и надежный статистический сигнал! Примерно так же, как если бы морфолог отстаивал общность происхождения дельфинов и летучих мышей, апеллируя к удивительной эхолокации. А это как раз то, от чего пытались уйти молекулярные филогенетики, но только хуже, потому что спорить со статистикой не каждый решится. Так что эта работа лишний раз показывает, что у каждого метода есть свои ограничения и свой диапазон применимости. Молекулярной филогенетике еще предстоит его определить.

Источник: Joe Parker, Georgia Tsagkogeorga, James A. Cotton, Yuan Liu, Paolo Provero, Elia Stupka, Stephen J. Rossiter. Genome-wide signatures of convergent evolution in echolocating mammals // Nature . 502. P. 228–231. Doi:10.1038/nature12511.

Елена Наймарк
«Элементы»

Комментарии: 0

    Елена Наймарк

    Биологи расшифровали генетическую базу, на которой строятся электрические органы рыб. Электрический орган - это очень сложное устройство, но оно, тем не менее, появлялось в ходе эволюции параллельно несколько раз, превращая мышцы в биобатареи. Удивительно, но наборы генов, которые участвовали в этом эволюционном фокусе, оказались сходными во всех изученных группах рыб.

    Елена Наймарк

    Новое исследование становления эусоциальности у пчел построено на сравнении генов, работающих по-разному в двух пчелиных кастах. Выяснилось, что гены, которые экспрессируются больше у рабочей касты, прошли сильный положительный отбор. Показатели интенсивности отбора среди активных генов рабочей касты оказались выше, чем у активных генов королев. Это означает, что для родственного отбора важны как размножающиеся особи, так и те, которые сами не размножаются, а лишь способствуют выживанию сестер и братьев, причем бездетные особи важны для отбора даже больше. Гипотеза родственного отбора, таким образом, получила еще одно мощное подтверждение.

    Александр Марков, Елена Наймарк

    Что такое польза? Как случайная мутация превращает аутсайдеров в процветающих победителей? Что важнее для эволюции - война или сотрудничество? Книга рассказывает о новейших исследованиях молекулярных генетиков и находках палеонтологов, которые дают ответы на эти и многие другие вопросы о видоизменениях в природе. Тысячи открытий, совершенных со времен Дарвина, подтверждают догадки родоначальников теории эволюции; новые данные ничуть не разрушают основы эволюционной теории, а напротив, лишь укрепляют их.