Sự xuất hiện của tảo đơn bào và đa bào, sự xuất hiện của quá trình quang hợp: sự xuất hiện của thực vật trên cạn (psilophytes, rêu, dương xỉ, thực vật hạt trần, thực vật hạt kín).
Sự phát triển của thế giới thực vật diễn ra theo 2 giai đoạn và gắn liền với sự xuất hiện của thực vật bậc thấp và thực vật bậc cao. Theo phân loại mới, tảo được phân loại là thấp hơn (và trước đây bao gồm vi khuẩn, nấm và địa y. Bây giờ chúng được tách thành các vương quốc độc lập) và rêu, pteridophytes, thực vật hạt trần và thực vật hạt kín được phân loại là cao hơn.
Trong quá trình tiến hóa của các sinh vật bậc thấp, có hai thời kỳ khác nhau đáng kể về tổ chức tế bào. Trong giai đoạn 1, các sinh vật tương tự như vi khuẩn và tảo xanh lam chiếm ưu thế. Tế bào của các dạng sống này không có các bào quan điển hình (ty thể, lục lạp, bộ máy Golgi, v.v.). Nhân tế bào không bị giới hạn bởi màng nhân (đây là một loại tổ chức tế bào nhân sơ). Giai đoạn 2 gắn liền với sự chuyển đổi của thực vật bậc thấp (tảo) sang dạng dinh dưỡng tự dưỡng và với sự hình thành tế bào với tất cả các bào quan điển hình (đây là loại tổ chức tế bào nhân chuẩn, được bảo tồn ở các giai đoạn phát triển tiếp theo của tế bào). thế giới thực vật và động vật). Thời kỳ này có thể gọi là thời kỳ thống trị của tảo xanh, đơn bào, tập đoàn và đa bào. Sinh vật đa bào đơn giản nhất là tảo sợi (ulotrix), không có bất kỳ phân nhánh nào trong cơ thể. Cơ thể của chúng là một chuỗi dài bao gồm các tế bào riêng lẻ. Các loài tảo đa bào khác bị chia cắt bởi một số lượng lớn các chồi phát triển nên cơ thể của chúng được phân nhánh (ở Chara, ở Fucus).
Tảo đa bào do hoạt động tự dưỡng (quang hợp) phát triển theo hướng tăng bề mặt cơ thể để hấp thụ tốt hơn các chất dinh dưỡng từ môi trường nước và năng lượng mặt trời. Tảo có hình thức sinh sản tiến bộ hơn - sinh sản hữu tính, trong đó thế hệ mới bắt đầu bằng hợp tử lưỡng bội (2n), kết hợp di truyền của 2 dạng bố mẹ.
Giai đoạn tiến hóa thứ 2 trong quá trình phát triển của thực vật phải gắn liền với quá trình chuyển đổi dần dần của chúng từ lối sống dưới nước sang lối sống trên cạn. Các sinh vật trên cạn chính hóa ra là các loài psilophyte, được bảo tồn dưới dạng tàn tích hóa thạch ở các trầm tích kỷ Silur và kỷ Devon. Cấu trúc của những loài thực vật này phức tạp hơn so với tảo: a) chúng có các cơ quan gắn kết đặc biệt với chất nền - thân rễ; b) các cơ quan dạng thân có gỗ được bao quanh bởi phloem; c) nguyên tắc cơ bản của mô dẫn điện; d) biểu bì có khí khổng.
Bắt đầu với psilophytes, cần theo dõi 2 dòng tiến hóa của thực vật bậc cao, một trong số đó được đại diện bởi bryophytes và dòng thứ hai là dương xỉ, thực vật hạt trần và thực vật hạt kín.
Điều chính đặc trưng cho bryophyte là sự chiếm ưu thế của thể giao tử so với thể bào tử trong chu kỳ phát triển riêng lẻ của chúng. Giao tử là toàn bộ cây xanh có khả năng tự ăn. Thể bào tử được đại diện bởi một viên nang (cuckoo lanh) và hoàn toàn phụ thuộc vào thể giao tử về dinh dưỡng. Sự thống trị của giao tử ưa ẩm trong rêu trong điều kiện sống trên không trên mặt đất hóa ra là không thực tế, vì vậy rêu đã trở thành một nhánh đặc biệt của quá trình tiến hóa của thực vật bậc cao và vẫn chưa tạo ra các nhóm thực vật hoàn hảo. Điều này cũng được tạo điều kiện thuận lợi bởi thực tế là thể giao tử, so với thể bào tử, có khả năng di truyền kém (bộ nhiễm sắc thể đơn bội (1n)). Dòng này trong quá trình tiến hóa của thực vật bậc cao được gọi là thể giao tử.
Dòng tiến hóa thứ hai trên con đường từ thực vật sống đến thực vật hạt kín là thực vật bào tử, bởi vì ở dương xỉ, thực vật hạt trần và thực vật hạt kín, bào tử chiếm ưu thế trong chu kỳ phát triển của từng cá thể thực vật. Nó là một loại cây có rễ, thân, lá, cơ quan sinh bào tử (ở dương xỉ) hoặc cơ quan đậu quả (ở thực vật hạt kín). Tế bào bào tử có bộ nhiễm sắc thể lưỡng bội, bởi vì chúng phát triển từ hợp tử lưỡng bội. Giao tử bị giảm đi rất nhiều và chỉ thích nghi với việc hình thành tế bào mầm nam và nữ. Ở thực vật có hoa, thể giao tử cái được biểu hiện bằng túi phôi chứa trứng. Giao tử đực được hình thành khi phấn hoa nảy mầm. Nó bao gồm một tế bào sinh dưỡng và một tế bào thế hệ. Khi phấn hoa nảy mầm, 2 tinh trùng xuất hiện từ tế bào sinh sản. Hai tế bào sinh sản đực này tham gia vào quá trình thụ tinh kép ở thực vật hạt kín. Trứng được thụ tinh sẽ tạo ra một thế hệ thực vật mới - thể bào tử. Sự tiến bộ của thực vật hạt kín là do sự cải thiện chức năng sinh sản.
|
Kết luận:
1. Nghiên cứu về quá khứ địa chất của Trái đất, cấu trúc và thành phần của lõi và tất cả các lớp vỏ, các chuyến bay của tàu vũ trụ tới Mặt trăng, Sao Kim và nghiên cứu về các ngôi sao đưa con người đến gần hơn với sự hiểu biết về các giai đoạn phát triển của hành tinh chúng ta và cuộc sống trên đó.2. Quá trình tiến hóa là tự nhiên.
3. Thế giới thực vật rất đa dạng, sự đa dạng này là kết quả của quá trình phát triển trong một thời gian dài. Lý do cho sự phát triển của nó không phải là sức mạnh thần thánh mà là sự thay đổi và phức tạp của cấu trúc thực vật dưới tác động của sự thay đổi điều kiện môi trường.
Bằng chứng khoa học: cấu trúc tế bào của thực vật, sự khởi đầu phát triển từ một tế bào được thụ tinh duy nhất, nhu cầu về nước cho quá trình sống, tìm thấy dấu vết của nhiều loại thực vật khác nhau, sự hiện diện của hóa thạch “sống”, sự tuyệt chủng của một số loài và sự hình thành các loài mới. những cái đó.
Chuyên khảo này được dành để xem xét vấn đề phức tạp nhất trong thực vật học về nguồn gốc và sự tiến hóa của bryophytes - thực vật bậc cao hai đơn vị duy nhất theo hướng phát triển giao tử. Sự phát triển của vấn đề này dựa trên mô hình logic sử dụng phương pháp hình thái so sánh làm công cụ nhận thức hàng đầu. Dựa trên việc phân tích các tài liệu liên quan đến tổ chức của bryophytes từ cấp độ phân tử đến cấp độ cơ quan, có tính đến các ý tưởng hiện có về vấn đề này, tác giả đã phát triển một mô hình khái niệm tổng thể về nguồn gốc và sự tiến hóa của bryophytes, bắt đầu từ loài tảo. tổ tiên của các Archegonate. Người ta đặc biệt chú ý đến Antocerotes và Takakiaceae như những loài thực vật trên cạn lâu đời nhất, một loại “hóa thạch sống” - đơn vị phân loại quan trọng để tìm hiểu giai đoạn đầu của quá trình tiến hóa của thực vật phôi.
Dành cho nhiều chuyên gia trong lĩnh vực thực vật học, sinh thái, địa lý, sinh viên và giáo viên của các trường đại học sinh học và bất kỳ ai quan tâm đến sự tiến hóa của thực vật bậc cao.
Tảo là dạng tổ tiên của loài Archegoniates.
Do thực tế là các loài rêu có sự tương đồng lớn hơn nhiều với các loài thực vật khí quản so với tảo, sở hữu hầu như tất cả các đặc điểm chính của thực vật bậc cao, trước hết chúng ta nên đề cập đến các lộ trình nguồn gốc có thể có của thực vật sau này với tư cách là một cấp độ tổ chức mới trong sự phát triển của thế giới thực vật.
Sự xuất hiện của thực vật bậc cao (thực vật nguyên sinh hoặc thực vật phôi) đánh dấu một giai đoạn quan trọng trong quá trình phát triển tiến bộ, tiến bộ của thực vật, sự xâm nhập của chúng vào một lĩnh vực sinh thái mới về cơ bản, sự phát triển của một môi trường trên cạn phức tạp, phức tạp hơn nhiều, một biểu hiện sinh động của sự lan truyền của vật chất sống trên khắp hành tinh, sự “ở khắp mọi nơi” của sự sống (theo cách diễn đạt thích hợp của V.I. Vernadsky, 1960). Từ đây có thể thấy rõ rằng sự tiến hóa của sinh vật về cơ bản là sự thích nghi.
Để giải quyết vấn đề về nguồn gốc của thực vật bậc cao, các nghiên cứu toàn diện về cả hai nhóm thực vật bậc cao và tảo khác nhau, được coi là tổ tiên của các loài thực vật bậc cao, là rất quan trọng.
Cho đến nay, đã có những tiến bộ đáng kể trong nghiên cứu về tảo, bao gồm cả các dạng hiện đại và hóa thạch của chúng. Đặc biệt, các tác phẩm của K. D. Stewart, K. R. Mattox (1975, 1977, 1978), K. J. Niklas (1976), L. E. Graham (1984, 1985), Yu. E. Petrova (1986) và những người khác.
NỘI DUNG
Lời nói đầu
Phương pháp nghiên cứu tiến hóa
Thuyết tiến hóa
Thực trạng dạy học tiến hóa hiện nay
Ý tưởng về các quy luật tiến hóa cơ bản
Nguồn gốc thực vật bậc cao
Tảo là dạng tổ tiên của loài Archegoniates
Thay đổi các pha hạt nhân (chu kỳ phát triển của thực vật bậc cao)
Apomixis và vai trò của nó trong quá trình tiến hóa của thực vật bậc cao. Khái niệm “thế hệ” liên quan đến thực vật có phôi
Có thể chắc chắn về mặt tế bào học của các dạng tổ tiên của thực vật bậc cao
Tiền thân của thực vật bậc cao và sự biến đổi của chúng thành các chủng nguyên sinh
Tình hình sinh thái khi các dạng thực vật bậc cao ban đầu đến đất liền
Sự xuất hiện của phôi thai
Sự biến đổi của lục lạp trong quá trình xuất hiện của thực vật bậc cao
Những cây đất lâu đời nhất. Các dạng chuyển tiếp giữa tảo và thực vật bậc cao. Tê giác
Con đường biến đổi của thực vật đất sớm
Nguồn gốc và sự tiến hóa của các nhóm bryophytes chính
Thực vật chống nấm
Tính độc đáo của tổ chức nhóm là nguyên nhân gây ra sự không chắc chắn về vị trí phát sinh gen và các mối quan hệ di truyền của nó
Thực vật hóa thạch có điểm tương đồng với Anthocerotes và phân tích so sánh chúng
Dạng tổ tiên của anthocerote
Đặc điểm tương tự của Anthocerotes với các thực vật bậc cao khác và nguồn gốc thích nghi của nhóm bryophytes này
Nấm gan (Marchantiophyta)
Các dạng hóa thạch lâu đời nhất của rêu tản
Nấm gan là sinh vật “ít sống trên cạn nhất” trong số các loài rêu
Điều kiện sinh thái ban đầu của rêu tản
Mối quan hệ lịch sử giữa hình thái thân lá và thallus của thể giao tử
Những thay đổi về cấu trúc của bào tử ở Devon Hạ-Trung
Sự tiến hóa muộn của kỷ Devon-sớm của thể giao tử rêu tản
Protonema (cây giống), ý nghĩa của nó trong chu kỳ phát triển và biến đổi
Sự biến đổi cấu trúc bào tử ở kỷ Devon Thượng
Sự phát triển của rêu tản trong kỷ Carbon
Hình thái ban đầu của giao tử bryophyte
Sự đối xứng trong hình thái của rêu gan liên quan đến lối sống của chúng
Sự khác biệt của bộ phận gan
Dấu hiệu tổ chức của dương xỉ như một phương tiện để hiểu con đường phát triển của bryophytes
Đặc điểm tổ chức của rêu gan Jungermannian (Jungermanniophytina)
Kết quả là sự tổ chức của Marchantiophytina
sinh thái đặc trưng của chúng. Phân kỳ nhóm
Thể dầu và sự di chuyển của chúng ở rêu gan
Taxa với đặc điểm hỗn hợp của hai nhóm rêu tản chính và mô hình nguồn gốc của các nhóm này
Thời điểm xuất hiện của các họ và chi rêu gan hiện đại
Phân loại rêu gan mới nhất
Rêu (Bryophyta)
Đặc điểm tổ chức nhóm
Rêu hóa thạch cổ đại
Bản chất của mối quan hệ giữa rêu và rêu tản
Mức độ sống trên cạn cao nhất của rêu trong số các loài rêu
Phục hồi quá trình hình thành hình thái chính của rêu
Chuỗi hình thái so sánh của bào tử như một mô hình về sự thay đổi của chúng trong quá trình tiến hóa của rêu
Takakiophytina
Rêu thực sự (Bryophytina)
Rêu Sphagnum (Sphagnopsida)
Rêu Andrew (Andreaeopsida)
Rêu Lndreobryopsida (Andreaeobryopsida)
Bryopsida (Bryopsida)
Những thay đổi về số lượng nhiễm sắc thể cơ bản ở bryophytes trong quá trình tiến hóa của chúng
Bryophytes trong thế Paleocen và Eocen
Tác động của biến đổi khí hậu đến thực vật rêu ở thế Oligocene và Neogen
Bryophytes chịu áp lực nhân tạo nghiêm trọng
Sự đảo ngược sinh thái của bryophytes
Dự báo sự tiến hóa của bryophytes liên quan đến những thay đổi tự nhiên và nhân tạo trong sinh quyển
Mối quan hệ phát sinh loài giữa các loài thực vật bậc cao nhất, cũng như giữa các loài thực vật bậc cao khác
Phần kết luận
Tổng quan về quá trình tiến hóa của rêu theo mô hình khái niệm do chúng tôi đề xuất (tóm tắt)
Văn học.
về chủ đề: “Biocenose và hệ sinh thái”
ĐẶC ĐIỂM VÀ LOẠI BIOCENOSES
Biocenoses tự nhiên rất phức tạp. Chúng được đặc trưng chủ yếu bởi sự đa dạng loài và mật độ dân số.
Đa dạng loài- số lượng loài sinh vật sống hình thành biocenosis và xác định mức độ dinh dưỡng khác nhau trong đó. Kích thước của quần thể loài được xác định bởi số lượng cá thể của một loài nhất định trên một đơn vị diện tích. Một số loài chiếm ưu thế trong quần xã, đông hơn những loài khác. Nếu một cộng đồng bị thống trị bởi một vài loài và mật độ của những loài khác rất thấp thì tính đa dạng sẽ thấp. Nếu trong cùng một thành phần loài mà số lượng mỗi loài ít nhiều bằng nhau thì mức độ đa dạng loài cao.
Ngoài thành phần loài, biocenosis còn được đặc trưng bởi sinh khối và năng suất sinh học.
Sinh khối- tổng lượng chất hữu cơ và năng lượng chứa trong đó của tất cả các cá thể trong một quần thể nhất định hoặc toàn bộ quần thể sinh học trên một đơn vị diện tích. Sinh khối được xác định bằng lượng chất khô trên 1 ha hoặc lượng năng lượng (J)1.
Lượng sinh khối phụ thuộc vào đặc điểm của loài và sinh học của nó. Ví dụ, các loài chết nhanh (vi sinh vật) có sinh khối nhỏ so với các sinh vật sống lâu tích lũy lượng lớn chất hữu cơ trong mô của chúng (cây, cây bụi, động vật lớn).
Năng suất sinh học- tốc độ hình thành sinh khối trong một đơn vị thời gian. Đây là chỉ số quan trọng nhất về hoạt động sống còn của toàn bộ sinh vật, quần thể và hệ sinh thái. Có sự khác biệt giữa năng suất sơ cấp - sự hình thành chất hữu cơ của sinh vật tự dưỡng (thực vật) trong quá trình quang hợp và năng suất thứ cấp - tốc độ hình thành sinh khối của sinh vật dị dưỡng (sinh vật tiêu thụ và sinh vật phân hủy).
Tỷ lệ năng suất và sinh khối khác nhau giữa các sinh vật khác nhau. Ngoài ra, năng suất khác nhau giữa các hệ sinh thái. Nó phụ thuộc vào lượng bức xạ mặt trời, đất đai, khí hậu. Sa mạc và lãnh nguyên có sinh khối và năng suất thấp nhất, trong khi rừng mưa nhiệt đới có sinh khối và năng suất cao nhất. So với đất liền, sinh khối của Đại dương Thế giới thấp hơn đáng kể, mặc dù nó chiếm 71% bề mặt hành tinh, do hàm lượng dinh dưỡng thấp. Ở vùng ven biển, sinh khối tăng đáng kể.
Trong biocenoses, hai loại mạng lưới dinh dưỡng được phân biệt: đồng cỏ và mảnh vụn. TRONG loại đồng cỏ trong lưới thức ăn, năng lượng truyền từ thực vật đến động vật ăn cỏ và sau đó đến người tiêu dùng bậc cao hơn. Động vật ăn cỏ, bất kể kích thước và môi trường sống của chúng (trên cạn, dưới nước, đất), ăn cỏ, ăn cây xanh và chuyển năng lượng sang các cấp độ tiếp theo.
Nếu dòng năng lượng bắt đầu từ xác thực vật và động vật chết, phân và đi đến các sinh vật ăn mảnh vụn chính - chất phân hủy phân hủy một phần chất hữu cơ, thì mạng lưới dinh dưỡng như vậy được gọi là có hại, hoặc một mạng lưới phân hủy. Động vật ăn mảnh vụn chính bao gồm vi sinh vật (vi khuẩn, nấm) và động vật nhỏ (giun, ấu trùng côn trùng).
Trong các biogeocenoses trên cạn, cả hai loại mạng lưới dinh dưỡng đều có mặt. Trong các cộng đồng thủy sinh, chuỗi chăn thả chiếm ưu thế. Trong cả hai trường hợp, năng lượng được sử dụng đầy đủ.
Sự phát triển của hệ sinh thái
THÀNH CÔNG
Tất cả các hệ sinh thái đều phát triển theo thời gian. Sự thay đổi liên tục của hệ sinh thái được gọi là diễn thế sinh thái. Sự kế thừa xảy ra chủ yếu dưới tác động của các quá trình xảy ra trong cộng đồng trong quá trình tương tác với môi trường.
Diễn thế sơ cấp bắt đầu bằng sự phát triển của một môi trường mà trước đây không có người sinh sống: đá, đá, cồn cát bị phá hủy, v.v. Vai trò của những người định cư đầu tiên ở đây rất lớn: vi khuẩn, vi khuẩn lam, địa y, tảo. Bằng cách giải phóng các chất thải, chúng làm thay đổi đá mẹ, phá hủy nó và thúc đẩy quá trình hình thành đất. Khi chết đi, các sinh vật sống sơ cấp làm giàu lớp bề mặt bằng các chất hữu cơ, cho phép các sinh vật khác định cư. Chúng dần dần tạo điều kiện cho sự đa dạng ngày càng tăng của các sinh vật. Quần xã thực vật và động vật trở nên phức tạp hơn cho đến khi đạt đến trạng thái cân bằng nhất định với môi trường. Một cộng đồng như vậy được gọi là mãn kinh. Nó duy trì sự ổn định cho đến khi sự cân bằng bị xáo trộn. Rừng là một biocenosis ổn định - một cộng đồng đỉnh cao.
Diễn thế thứ cấp phát triển trên địa điểm của một cộng đồng đã hình thành trước đó, chẳng hạn như trên địa điểm xảy ra hỏa hoạn hoặc trên cánh đồng bị bỏ hoang. Những cây ưa ánh sáng định cư trên đống tro tàn và những loài chịu bóng râm phát triển dưới tán cây. Sự xuất hiện của thảm thực vật giúp cải thiện tình trạng của đất, nơi các loài khác bắt đầu phát triển, di dời những người định cư đầu tiên. Diễn thế thứ cấp xảy ra theo thời gian và tùy thuộc vào loại đất, diễn thế có thể nhanh hoặc chậm cho đến khi cuối cùng quần xã đỉnh cao được hình thành.
Một hồ nước, nếu cân bằng sinh thái của nó bị xáo trộn, có thể biến thành đồng cỏ, rồi thành rừng, đặc trưng của một vùng khí hậu nhất định.
Sự kế thừa dẫn đến sự phức tạp tiến bộ của cộng đồng. Mạng lưới thực phẩm của nước này ngày càng phân nhánh và tài nguyên môi trường ngày càng được sử dụng đầy đủ. Một quần xã trưởng thành thích nghi tốt nhất với điều kiện môi trường; quần thể loài ổn định và sinh sản tốt.
HỆ SINH THÁI NHÂN TẠO. NÔNG NGHIỆP
bệnh agrocenosis- các hệ sinh thái được tạo ra nhân tạo và do con người duy trì (cánh đồng, bãi cỏ khô, công viên, vườn, vườn rau, trồng rừng). Chúng được tạo ra để sản xuất các sản phẩm nông nghiệp. Agrocenoses có chất lượng động học kém và độ tin cậy sinh thái thấp, nhưng được đặc trưng bởi năng suất cao. Chiếm khoảng 10% diện tích đất, agrocenoses hàng năm sản xuất 2,5 tỷ tấn nông sản.
Theo quy luật, một hoặc hai loài thực vật được trồng trong môi trường agrocenosis, do đó mối liên kết giữa các sinh vật không thể đảm bảo tính bền vững của một cộng đồng như vậy. Hoạt động chọn lọc tự nhiên bị con người làm suy yếu. Chọn lọc nhân tạo hướng tới việc bảo tồn các sinh vật có năng suất tối đa. Ngoài năng lượng mặt trời, còn có một nguồn khác trong bệnh agrocenosis - phân khoáng và phân hữu cơ do con người đưa vào. Phần lớn các chất dinh dưỡng liên tục bị loại bỏ khỏi chu trình dưới dạng cây trồng. Như vậy, chu trình của các chất không xảy ra.
Trong agrocenosis, cũng như trong biocenosis, chuỗi thức ăn phát triển. Một liên kết bắt buộc trong chuỗi này là một người. Hơn nữa, ở đây anh ta đóng vai trò là người tiêu dùng đặt hàng đầu tiên, nhưng lúc này chuỗi thức ăn bị gián đoạn. Agrocenoses rất không ổn định và tồn tại mà không cần sự can thiệp của con người từ 1 năm (ngũ cốc, rau) đến 20-25 năm (trái cây và quả mọng).
PHÁT TRIỂN SINH HỌC TRONG GIAI ĐOẠN TRƯỚC DARWIN
Nguồn gốc của sinh học với tư cách là một khoa học gắn liền với hoạt động của triết gia Hy Lạp Aristotle (thế kỷ IV trước Công nguyên). Ông đã cố gắng xây dựng một hệ thống phân loại sinh vật dựa trên các nghiên cứu về giải phẫu và sinh lý học. Ông đã mô tả được gần 500 loài động vật và sắp xếp chúng theo thứ tự phức tạp. Khi nghiên cứu sự phát triển phôi của động vật, Aristotle đã phát hiện ra sự tương đồng lớn trong giai đoạn đầu của quá trình tạo phôi và nảy ra ý tưởng về khả năng thống nhất về nguồn gốc của chúng.
Trong thời kỳ từ thế kỷ XVI đến thế kỷ XVIII. Có sự phát triển mạnh mẽ về thực vật học mô tả và động vật học. Các sinh vật được phát hiện và mô tả đòi hỏi phải hệ thống hóa và đưa ra một danh pháp thống nhất. Công lao này thuộc về nhà khoa học lỗi lạc Carl Linnaeus (1707-1778). Ông là người đầu tiên thu hút sự chú ý đến thực tế loài như một đơn vị cấu trúc của thiên nhiên sống. Ông đã đưa ra danh pháp loài nhị phân, thiết lập hệ thống phân cấp của các đơn vị hệ thống (taxa), mô tả và hệ thống hóa 10 nghìn loài thực vật và 6 nghìn loài động vật, cũng như khoáng sản. Trong thế giới quan của mình, C. Linnaeus là người theo chủ nghĩa sáng tạo. Ông bác bỏ ý tưởng về sự tiến hóa, tin rằng có bao nhiêu loài cũng như những hình dạng khác nhau được Chúa tạo ra lúc ban đầu. Về cuối đời, K. Linnaeus vẫn đồng ý với sự tồn tại của tính biến đổi trong tự nhiên, niềm tin vào tính bất biến của loài có phần bị lung lay.
Tác giả của thuyết tiến hóa đầu tiên là nhà sinh vật học người Pháp Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829). Lamarck đã làm cho tên tuổi của mình trở nên bất tử bằng cách giới thiệu thuật ngữ “sinh học”, tạo ra một hệ thống thế giới động vật, nơi lần đầu tiên ông chia động vật thành “động vật có xương sống” và “động vật không xương sống”. Lamarck là người đầu tiên đưa ra khái niệm tổng thể về sự phát triển của tự nhiên và đưa ra ba quy luật về tính biến đổi của sinh vật.
1. Quy luật thích ứng trực tiếp. Những biến đổi thích nghi ở thực vật và động vật bậc thấp xảy ra dưới tác động trực tiếp của môi trường. Sự thích nghi phát sinh do sự cáu kỉnh.
2. Quy luật vận động và không vận động các cơ quan. Môi trường có tác động gián tiếp lên động vật có hệ thần kinh trung ương. Ảnh hưởng môi trường lâu dài gây ra thói quen ở động vật liên quan đến việc thường xuyên tiêu thụ nội tạng. Tăng cường hoạt động của nó dẫn đến sự phát triển dần dần của cơ quan này và củng cố những thay đổi.
3. Quy luật “di truyền các đặc tính có được”, theo đó những thay đổi có ích sẽ được truyền và cố định ở thế hệ con cháu. Quá trình này diễn ra dần dần.
Quyền lực vượt trội của thế kỷ 19. trong lĩnh vực cổ sinh vật học và giải phẫu so sánh là nhà động vật học người Pháp Georges Cuvier (1769-1832). Ông là một trong những nhà cải cách giải phẫu so sánh và phân loại động vật, đồng thời đưa ra khái niệm “loại” trong động vật học. Dựa trên tài liệu thực tế phong phú, Cuvier đã thiết lập “nguyên tắc tương quan giữa các bộ phận cơ thể”, trên cơ sở đó ông đã xây dựng lại cấu trúc của các dạng động vật đã tuyệt chủng. Theo quan điểm của mình, ông là một nhà sáng tạo và ủng hộ tính bất biến của các loài, đồng thời coi sự hiện diện của các đặc điểm thích nghi ở động vật là bằng chứng cho sự hài hòa ban đầu được thiết lập trong tự nhiên. J. Cuvier đã nhìn ra nguyên nhân dẫn đến sự thay đổi của hệ động vật hóa thạch trong các thảm họa xảy ra trên bề mặt Trái đất. Theo lý thuyết của ông, sau mỗi thảm họa đều có sự tái tạo của thế giới hữu cơ.
NHỮNG ĐIỀU CƠ BẢN CỦA LÝ THUYẾT DARWIN
Vinh dự tạo ra thuyết tiến hóa khoa học thuộc về Charles Darwin (1809-1882), một nhà tự nhiên học người Anh. Công lao lịch sử của Darwin không phải là việc xác lập sự thật về sự tiến hóa, mà là việc khám phá ra những nguyên nhân chính và động lực thúc đẩy nó. Ông đưa ra thuật ngữ “chọn lọc tự nhiên” và chứng minh rằng cơ sở của chọn lọc tự nhiên và tiến hóa là tính biến đổi di truyền của các sinh vật. Thành quả của nhiều năm làm việc của ông là cuốn sách “Nguồn gốc các loài thông qua chọn lọc tự nhiên” (1859). Năm 1871, tác phẩm vĩ đại khác của ông, “Hậu duệ của con người và lựa chọn giới tính” được xuất bản.
Động lực chính của sự tiến hóa Charles Darwin được đặt tên tính đa dạng di truyền, đấu tranh sinh tồn Và chọn lọc tự nhiên.Điểm khởi đầu trong bài giảng của Darwin là tuyên bố của ông về tính biến đổi của các sinh vật. Ông đã xác định tính biến đổi nhóm, hay cụ thể, không được di truyền và phụ thuộc trực tiếp vào các yếu tố môi trường. Loại biến đổi thứ hai là loại biến đổi cá thể, hay loại biến đổi không chắc chắn, phát sinh trong từng cá thể sinh vật do những ảnh hưởng không chắc chắn của môi trường lên mỗi cá thể và được di truyền. Chính sự biến đổi này làm nền tảng cho sự đa dạng của các cá nhân.
Quan sát và phân tích một trong những đặc tính chính của mọi sinh vật - khả năng sinh sản không giới hạn, Darwin kết luận rằng có một yếu tố ngăn chặn tình trạng quá đông dân số và hạn chế số lượng cá thể. Phần kết luận: cường độ sinh sản, cũng như nguồn tài nguyên thiên nhiên và phương tiện sống hạn chế, dẫn đến sự đấu tranh sinh tồn.
Sự hiện diện của nhiều biến đổi trong sinh vật, tính không đồng nhất của chúng và sự đấu tranh sinh tồn dẫn đến sự sống sót của những cá thể thích nghi nhất và sự tiêu diệt của những cá thể kém thích nghi hơn. Phần kết luận: Trong tự nhiên, chọn lọc tự nhiên xảy ra, góp phần tích lũy các đặc điểm hữu ích, truyền tải và củng cố chúng ở thế hệ con cháu. Ý tưởng về chọn lọc tự nhiên nảy sinh từ những quan sát của Darwin về chọn lọc nhân tạo và chọn lọc động vật. Theo Darwin, kết quả của chọn lọc tự nhiên trong tự nhiên là:
1) sự xuất hiện của các thiết bị;
2) tính biến đổi, tiến hóa của sinh vật;
3) hình thành loài mới. Sự đầu cơ xảy ra trên cơ sở sự khác biệt của các ký tự.
sự khác biệt- Sự khác biệt về đặc điểm trong cùng một loài phát sinh dưới tác động của chọn lọc tự nhiên. Những cá nhân có những đặc điểm cực đoan có lợi thế sinh tồn lớn nhất, trong khi những cá thể có những đặc điểm trung bình, tương tự sẽ chết trong cuộc đấu tranh sinh tồn. Các sinh vật có đặc điểm lẩn tránh có thể trở thành tổ tiên của các phân loài và loài mới. Lý do cho sự khác biệt của các đặc điểm là sự hiện diện của tính biến đổi không chắc chắn, sự cạnh tranh giữa các loài và tính chất đa chiều của hành động chọn lọc tự nhiên.
Học thuyết về sự hình thành loài của Darwin được gọi là đơn ngành - nguồn gốc của các loài từ một tổ tiên chung, loài nguyên thủy. Charles Darwin đã chứng minh sự phát triển lịch sử của tự nhiên sống, giải thích các con đường hình thành loài, chứng minh sự hình thành các thích nghi và bản chất tương đối của chúng, đồng thời xác định nguyên nhân và động lực của quá trình tiến hóa.
BẰNG CHỨNG CỦA TIẾN HÓA
Tiến hóa sinh học- quá trình lịch sử phát triển của thế giới hữu cơ, đi kèm với những thay đổi của sinh vật, sự tuyệt chủng của một số sinh vật và sự xuất hiện của một số sinh vật khác. Khoa học hiện đại có nhiều sự thật chỉ ra các quá trình tiến hóa.
Bằng chứng phôi học cho sự tiến hóa.
Vào nửa đầu thế kỷ 19. Lý thuyết về “sự giống nhau của mầm bệnh” đang được phát triển. Nhà khoa học người Nga Karl Baer (1792-1876) phát hiện ra rằng trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển phôi thai có sự tương đồng lớn giữa các loài khác nhau trong cùng một ngành.
Các tác phẩm của F. Müller và E. Haeckel cho phép họ hình thành quy luật sinh học:“Sự phát sinh bản thể là sự lặp lại ngắn gọn và nhanh chóng của phát sinh loài.” Sau đó, việc giải thích quy luật di truyền sinh học đã được A. N. Severtsov phát triển và làm rõ: “trong quá trình phát sinh bản thể, các giai đoạn phôi thai của tổ tiên được lặp lại”. Phôi ở giai đoạn phát triển đầu tiên giống nhau nhất. Đặc điểm chung của một loại được hình thành trong quá trình tạo phôi sớm hơn các đặc điểm đặc biệt. Như vậy, tất cả phôi của động vật có xương sống ở giai đoạn I đều có khe mang và tim hai ngăn. Ở giai đoạn giữa, các đặc điểm đặc trưng của từng lớp mới xuất hiện và chỉ ở các giai đoạn sau mới hình thành các đặc điểm của loài. Bằng chứng giải phẫu và hình thái so sánh của sự tiến hóa.
Bằng chứng về sự thống nhất về nguồn gốc là cấu trúc tế bào của sinh vật, sơ đồ cấu trúc duy nhất của các cơ quan và những thay đổi tiến hóa của chúng.
Cơ quan tương đồng có sơ đồ cấu trúc giống nhau và nguồn gốc chung, thực hiện các chức năng giống nhau và khác nhau. Các cơ quan tương đồng giúp chứng minh mối quan hệ lịch sử của các loài khác nhau. Sự giống nhau cơ bản về hình thái được thay thế, ở những mức độ khác nhau, bằng những khác biệt thu được trong quá trình phân kỳ. Một ví dụ điển hình về các cơ quan tương đồng là các chi của động vật có xương sống, chúng có sơ đồ cấu trúc chung bất kể chúng thực hiện chức năng gì.
Một số cơ quan thực vật phát triển về mặt hình thái từ lá sơ khai và là những lá biến đổi (bướm, gai, nhị hoa).
Cơ quan tương tự- thứ cấp, không được di truyền từ tổ tiên chung, sự giống nhau về hình thái ở các sinh vật thuộc các nhóm hệ thống khác nhau. Các cơ quan giống nhau có chức năng giống nhau và phát triển trong quá trình sự hội tụ. Chúng chỉ ra những sự thích nghi tương tự phát sinh trong quá trình tiến hóa trong cùng điều kiện môi trường do chọn lọc tự nhiên. Ví dụ, các cơ quan tương tự của động vật là cánh của con bướm và con chim. Sự thích nghi với chuyến bay này ở bướm phát triển từ lớp vỏ kitin và ở chim - từ bộ xương bên trong của chi trước và lớp phủ lông. Về mặt phát sinh chủng loại, các cơ quan này được hình thành khác nhau nhưng thực hiện cùng một chức năng - chúng phục vụ cho chuyến bay của động vật. Đôi khi các cơ quan tương tự có những điểm tương đồng đáng kinh ngạc, chẳng hạn như mắt của động vật chân đầu và động vật có xương sống trên cạn. Chúng có cùng một sơ đồ cấu trúc chung, các yếu tố cấu trúc tương tự nhau, mặc dù chúng phát triển từ những nguyên thủy khác nhau trong quá trình hình thành bản thể và không có cách nào kết nối với nhau. Sự giống nhau chỉ được giải thích bởi bản chất vật lý của ánh sáng.
Một ví dụ về các cơ quan tương tự là gai của thực vật, có tác dụng bảo vệ chúng khỏi bị động vật ăn thịt. Gai có thể phát triển từ lá (cúc gai), lá kèm (keo trắng), chồi (táo gai), vỏ cây (dâu đen). Chúng chỉ giống nhau về ngoại hình và chức năng mà chúng thực hiện.
Cơ quan di tích- các cấu trúc tương đối đơn giản hoặc kém phát triển đã mất đi mục đích ban đầu. Chúng được đẻ ra trong quá trình phát triển phôi thai, nhưng chưa phát triển đầy đủ. Đôi khi các nguyên tắc thô sơ đảm nhận các chức năng khác so với các cơ quan tương đồng của các sinh vật khác. Như vậy, ruột thừa thô sơ của con người thực hiện chức năng hình thành bạch huyết, trái ngược với cơ quan tương đồng - manh tràng của động vật ăn cỏ. Những dấu vết thô sơ về đai chậu của cá voi và các chi của trăn xác nhận thực tế rằng cá voi có nguồn gốc từ động vật bốn chân trên cạn và trăn - từ tổ tiên có các chi phát triển.
Chủ nghĩa dị giáo - hiện tượng quay trở lại hình thức tổ tiên được quan sát thấy ở từng cá nhân. Ví dụ, màu ngựa vằn ở ngựa con, nhiều con ở người.
Bằng chứng địa sinh học cho sự tiến hóa.
Việc nghiên cứu hệ thực vật và động vật của các châu lục khác nhau giúp tái tạo lại tiến trình chung của quá trình tiến hóa và xác định một số khu vực địa lý động vật có động vật trên cạn tương tự.
1. Vùng Holarctic, nơi hợp nhất các vùng Cổ Bắc Cực (Âu Á) và Tân Bắc Cực (Bắc Mỹ). 2. Vùng tân nhiệt đới (Nam Mỹ). 3. Vùng Ethiopia (Châu Phi). 4. Khu vực Ấn Độ-Mã Lai (Đông Dương, Malaysia, Philippines). 5. Khu vực Úc. Trong mỗi lĩnh vực này đều có sự tương đồng lớn giữa thế giới động vật và thực vật. Một khu vực được phân biệt với các khu vực khác bởi các nhóm đặc hữu nhất định.
Đặc hữu- loài, chi, họ thực vật hoặc động vật, sự phân bố của chúng bị giới hạn trong một khu vực địa lý nhỏ, tức là hệ thực vật hoặc động vật đặc trưng cho một khu vực nhất định. Sự phát triển của tính lưu hành thường gắn liền với sự cô lập về mặt địa lý. Ví dụ, sự tách biệt sớm nhất của Úc khỏi lục địa Gondwana phía nam (hơn 120 triệu năm) đã dẫn đến sự phát triển độc lập của một số loài động vật. Không phải chịu áp lực từ những kẻ săn mồi vốn không có ở Úc, các loài động vật có vú nguyên thủy đơn huyệt đã được bảo tồn ở đây: thú mỏ vịt và thú lông nhím; thú có túi: kangaroo, koala.
Ngược lại, hệ thực vật và động vật của vùng Cổ Bắc Cực và Tân Bắc Cực lại tương tự nhau. Ví dụ, cây phong, tần bì, cây thông và cây vân sam của Mỹ và châu Âu có liên quan chặt chẽ với nhau. Trong số các loài động vật, động vật có vú như nai sừng tấm, chồn martens, chồn và gấu Bắc Cực sống ở Bắc Mỹ và Âu Á. Bò rừng Mỹ có họ hàng gần gũi với bò rừng châu Âu. Mối quan hệ như vậy minh chứng cho sự thống nhất lâu dài của hai châu lục.
Bằng chứng cổ sinh vật học về sự tiến hóa.
Cổ sinh vật học nghiên cứu các sinh vật hóa thạch và cho phép chúng ta thiết lập quá trình lịch sử cũng như nguyên nhân của sự thay đổi trong thế giới hữu cơ. Dựa trên những phát hiện cổ sinh vật học, lịch sử phát triển của thế giới hữu cơ đã được biên soạn.
Các dạng chuyển tiếp hóa thạch - các dạng sinh vật kết hợp các đặc điểm của nhóm già và nhóm trẻ. Chúng giúp khôi phục kiểu phát sinh loài của từng nhóm riêng lẻ. Đại diện: Archaeopteryx - hình thái chuyển tiếp giữa bò sát và chim; inostracevia - một dạng chuyển tiếp giữa loài bò sát và động vật có vú; psilophytes là một dạng chuyển tiếp giữa tảo và thực vật trên cạn.
Chuỗi cổ sinh vật học bao gồm các dạng hóa thạch và phản ánh quá trình phát sinh loài (phát triển lịch sử) của loài. Những hàng như vậy tồn tại đối với ngựa, voi và tê giác. Bộ sách cổ sinh vật học đầu tiên về ngựa được biên soạn bởi V. O. Kovalevsky (1842-1883).
Di tích- các loài thực vật hoặc động vật được bảo tồn từ các sinh vật cổ xưa đã tuyệt chủng. Chúng được đặc trưng bởi các dấu hiệu của các nhóm tuyệt chủng trong thời đại trước. Việc nghiên cứu các dạng còn sót lại giúp khôi phục diện mạo của các sinh vật đã biến mất và gợi ý về điều kiện sống cũng như cách sống của chúng. Hatteria là đại diện của loài bò sát nguyên thủy cổ đại. Những loài bò sát như vậy sống trong thời kỳ kỷ Jura và kỷ Phấn trắng. Cá vây tay có vây thùy đã được biết đến từ kỷ Devon sớm. Những động vật này đã tạo ra động vật có xương sống trên cạn. Bạch quả là dạng thực vật hạt trần nguyên thủy nhất. Lá to, hình quạt, cây rụng lá.
So sánh các hình thức nguyên thủy và tiến bộ hiện đại giúp khôi phục một số đặc điểm của tổ tiên được cho là của hình thức tiến bộ và phân tích quá trình của quá trình tiến hóa.
Tóm tắt chủ đề: “Biocenose và hệ sinh thái” ĐẶC ĐIỂM VÀ CÁC LOẠI BIOCENOSIS Các biocenose tự nhiên rất phức tạp. Chúng được đặc trưng chủ yếu bởi sự đa dạng loài và mật độ dân số.Đa dạng loài - số lượng loài sống
Bằng chứng về nguồn gốc động vật của con người dựa trên bằng chứng về sự tiến hóa của thế giới hữu cơ.
I. Bằng chứng cổ sinh vật học
2. Các hình thức chuyển tiếp.
3. Chuỗi phát sinh gen.
Các phát hiện cổ sinh vật học giúp khôi phục diện mạo của các loài động vật đã tuyệt chủng, cấu trúc, điểm tương đồng và khác biệt của chúng với các loài hiện đại. Điều này giúp có thể theo dõi sự phát triển của thế giới hữu cơ theo thời gian. Ví dụ, trong các tầng địa chất cổ đại, người ta chỉ tìm thấy dấu tích của các đại diện động vật không xương sống, ở những loài sau này - động vật có dây sống và trong các trầm tích trẻ - những động vật tương tự như động vật hiện đại.
Các phát hiện cổ sinh vật học xác nhận sự tồn tại của tính liên tục giữa các nhóm hệ thống khác nhau. Trong một số trường hợp, có thể tìm thấy các dạng hóa thạch (ví dụ, Sinanthropus), trong những trường hợp khác, là các dạng chuyển tiếp, kết hợp các đặc điểm của các đại diện cổ xưa và trẻ hơn trong lịch sử.
Trong nhân chủng học, các dạng như vậy là: dryopithecines, australopithecines, v.v.
Trong thế giới động vật, các dạng như vậy là: Archaeopteryx - dạng chuyển tiếp giữa bò sát và chim; inostracevia - một dạng chuyển tiếp giữa loài bò sát và động vật có vú; psilophytes - giữa tảo và thực vật trên cạn.
Dựa trên những phát hiện như vậy, có thể thiết lập chuỗi phát sinh chủng loại (cổ sinh vật học) - những dạng liên tiếp thay thế nhau trong quá trình tiến hóa.
Do đó, các phát hiện cổ sinh vật học chỉ ra rõ ràng rằng khi chúng ta chuyển từ các lớp trái đất cổ xưa hơn sang các lớp hiện đại, mức độ tổ chức của động vật và thực vật sẽ tăng dần, đưa chúng đến gần hơn với các lớp hiện đại.
II. Bằng chứng địa sinh học
1. So sánh thành phần loài với lịch sử lãnh thổ.
2. Hình thức đảo.
3. Di tích.
Địa sinh học nghiên cứu các mô hình phân bố của thế giới thực vật (thực vật) và động vật (động vật) trên Trái đất.
Nó đã được thiết lập: sự cô lập của các bộ phận riêng lẻ trên hành tinh xảy ra càng sớm thì sự khác biệt giữa các sinh vật sống ở các vùng lãnh thổ này càng lớn - các dạng đảo.
Do đó, hệ động vật ở Úc rất đặc biệt: nhiều nhóm động vật Á-Âu không có ở đây, nhưng những nhóm không tìm thấy ở các khu vực khác trên Trái đất vẫn được bảo tồn, chẳng hạn như động vật có vú có túi noãn (thú mỏ vịt, chuột túi, v.v.). Đồng thời, hệ động vật của một số hòn đảo tương tự như đất liền (ví dụ Quần đảo Anh, Sakhalin), điều này cho thấy sự cô lập gần đây của chúng với lục địa. Do đó, sự phân bố của các loài động vật và thực vật trên bề mặt hành tinh phản ánh quá trình phát triển lịch sử của Trái đất và quá trình tiến hóa của các sinh vật sống.
Di tích là những loài sinh vật có phức hợp đặc điểm đặc trưng của các nhóm đã tuyệt chủng từ lâu ở các thời đại trước. Các hình thức còn sót lại cho thấy hệ thực vật và động vật trong quá khứ xa xôi của Trái đất.
Ví dụ về các hình thức bị loại bỏ là:
1. Hatteria là loài bò sát có nguồn gốc từ New Zealand. Loài này là đại diện còn sống duy nhất của lớp con Thằn lằn Proto trong lớp Bò sát.
2. Cá vây tay (coelocanthus) là loài cá vây thùy sống ở vùng biển sâu ngoài khơi bờ biển Đông Phi. Đại diện duy nhất của bộ cá vây thùy, gần gũi nhất với động vật có xương sống trên cạn.
3. Ginkgo biloba là một loại cây còn sót lại. Hiện nay phổ biến ở Trung Quốc và Nhật Bản chỉ làm cây cảnh. Sự xuất hiện của bạch quả cho phép chúng ta tưởng tượng những dạng cây đã tuyệt chủng trong kỷ Jura.
Trong nhân chủng học, một vượn nhân hình còn sót lại có nghĩa là “Bigfoot” trong thần thoại.
III. So sánh phôi học
1. Định luật tương tự mầm bệnh của K. Baer.
2. Định luật sinh học Haeckel-Müller.
3. Nguyên tắc tóm tắt.
Phôi học là một khoa học nghiên cứu sự phát triển phôi của sinh vật. Dữ liệu từ phôi học so sánh cho thấy những điểm tương đồng trong quá trình phát triển phôi của tất cả các loài động vật có xương sống.
Định luật tương tự dòng mầm của Karl Baer(1828) (Darwin đã đặt tên này cho luật), chỉ ra một nguồn gốc chung: phôi của các nhóm hệ thống khác nhau giống nhau hơn nhiều so với các dạng trưởng thành của cùng một loài.
Trong quá trình bản thể, đặc điểm của loại xuất hiện đầu tiên, sau đó đến lớp, thứ tự và cuối cùng xuất hiện là đặc điểm của loài.
Những quy định chính của pháp luật:
1) Trong quá trình phát triển phôi, phôi của động vật cùng loại lần lượt trải qua các giai đoạn - hợp tử, phôi nang, hastrula, phát sinh mô, phát sinh cơ quan;
2) phôi trong quá trình phát triển của chúng di chuyển từ
những đặc điểm chung hơn đến những đặc điểm cụ thể hơn;
3) phôi của các loài khác nhau dần dần tách ra khỏi nhau, có những đặc điểm riêng.
Các nhà khoa học Đức F. Müller (1864) và E. Haeckel (1866) đã độc lập xây dựng một định luật di truyền sinh học, được gọi là Định luật Haeckel-Müller: phôi thai trong quá trình phát triển cá thể (ontogen) lặp lại một thời gian ngắn lịch sử phát triển của loài (phát sinh loài).
Sự lặp lại các cấu trúc đặc trưng của tổ tiên trong quá trình tạo phôi của con cháu được gọi là - tóm tắt.
Ví dụ về tóm tắt là: notochord, năm cặp núm vú, một số lượng lớn chồi lông, gai sụn, vòm mang, 6-7 nụ ngón tay, các giai đoạn phát triển chung của đường ruột, sự hiện diện của cloaca, sự thống nhất của hệ tiêu hóa và hô hấp hệ thống, sự phát triển phát sinh gen của tim và mạch chính, khe mang , tất cả các giai đoạn phát triển của ống ruột, tái hấp thu trong sự phát triển của thận (tiền thận, sơ cấp, thứ cấp), tuyến sinh dục không phân biệt, tuyến sinh dục trong khoang bụng, kênh Müllerian ghép nối từ đó hình thành ống dẫn trứng, tử cung, âm đạo; các giai đoạn chính của quá trình phát sinh loài của hệ thần kinh (ba túi não).
Không chỉ các đặc điểm hình thái được tóm tắt lại mà còn cả các đặc điểm sinh hóa và sinh lý - sự giải phóng amoniac của phôi và trong giai đoạn phát triển sau này - axit uric.
Theo dữ liệu phôi học so sánh, trong giai đoạn đầu của quá trình phát triển phôi, phôi người phát triển những dấu hiệu đặc trưng của loại Chordata, sau này hình thành các đặc điểm của phân loại Động vật có xương sống, sau đó là lớp Động vật có vú, lớp Nhau thai và bộ Linh trưởng.
IV. Giải phẫu so sánh
1. Sơ đồ chung về cấu trúc thân xe.
2. Cơ quan tương đồng.
3. Sự thô sơ và sự thờ ơ.
Giải phẫu so sánh nghiên cứu những điểm tương đồng và khác biệt trong cấu trúc của sinh vật. Bằng chứng thuyết phục đầu tiên về sự thống nhất của thế giới hữu cơ là sự ra đời của lý thuyết tế bào.
Quy hoạch xây dựng thống nhất: tất cả các dây sống đều được đặc trưng bởi sự hiện diện của bộ xương trục - dây sống; phía trên dây sống có ống thần kinh, dưới dây sống có ống tiêu hóa, và ở phía bụng có mạch máu trung tâm.
sẵn có cơ quan tương đồng - các cơ quan có cùng nguồn gốc, cấu trúc giống nhau nhưng thực hiện các chức năng khác nhau.
Tương đồng là chi trước của chuột chũi và ếch, cánh của chim, chân chèo của hải cẩu, chân trước của ngựa và bàn tay của con người.
Ở người, giống như ở tất cả các dây sống, các cơ quan và hệ cơ quan có cấu trúc và chức năng tương tự nhau. Giống như tất cả các loài động vật có vú, con người có vòm động mạch chủ trái, nhiệt độ cơ thể không đổi, cơ hoành, v.v.
Các cơ quan có cấu trúc và nguồn gốc khác nhau nhưng thực hiện các chức năng giống nhau được gọi là tương tự(ví dụ như cánh bướm và cánh chim). Để thiết lập mối quan hệ giữa các sinh vật và chứng minh sự tiến hóa, các cơ quan giống nhau không quan trọng.
thô sơ- các cơ quan chưa phát triển, trong quá trình tiến hóa, mất đi ý nghĩa nhưng vẫn tồn tại ở tổ tiên chúng ta. Sự hiện diện của những điều thô sơ chỉ có thể được giải thích
thực tế là ở tổ tiên chúng ta, các cơ quan này hoạt động và phát triển tốt, nhưng trong quá trình tiến hóa, chúng mất đi tầm quan trọng.
Ở người có khoảng 100: răng khôn, tóc kém phát triển, cơ vận động vành tai, xương cụt, cơ nhĩ, ruột thừa, tử cung nam, cơ dựng tóc; sự thô sơ của túi thanh âm trong thanh quản; đường viền lông mày; 12 đôi sườn; răng khôn, mỏm sâu, số đốt sống cụt khác nhau, thân cánh tay đầu.
Nhiều sự thô sơ chỉ tồn tại trong thời kỳ phôi thai rồi biến mất.
Những điều cơ bản được đặc trưng bởi tính biến đổi: từ hoàn toàn vắng mặt đến sự phát triển đáng kể, có tầm quan trọng thực tế đối với bác sĩ, đặc biệt là bác sĩ phẫu thuật.
sự phản kháng- biểu hiện ở con cháu những đặc điểm đặc trưng của tổ tiên xa. Không giống như những điều cơ bản, chúng là những sai lệch so với chuẩn mực.
Những lý do có thể dẫn đến sự hình thành các dị tật: đột biến gen điều hòa hình thái.
Có ba loại atavisms:
1) các cơ quan kém phát triển khi chúng đang ở giai đoạn tái hấp thu - tim ba ngăn, “hở hàm ếch”;
2) bảo tồn và phát triển hơn nữa đặc điểm tóm lại của tổ tiên - bảo tồn quai động mạch chủ phải;
3) vi phạm sự chuyển động của các cơ quan trong quá trình sinh sản - tim ở vùng cổ tử cung, tinh hoàn ẩn.
Dị tật có thể ở mức độ trung tính: răng nanh nhô ra mạnh mẽ, các cơ di chuyển vành tai phát triển mạnh mẽ; và có thể biểu hiện dưới dạng các bất thường hoặc dị tật về phát triển: rậm lông (tăng lông), rò cổ tử cung, thoát vị cơ hoành, còn ống động mạch, lỗ trên vách liên thất. Nhiều núm vú, đa nang - sự gia tăng số lượng tuyến vú, không hợp nhất các quá trình gai góc của đốt sống (tật nứt đốt sống), cột sống đuôi, nhiều ngón, bàn chân bẹt, ngực hẹp, bàn chân khoèo, xương bả vai cao, không hợp nhất vòm miệng cứng - “hở hàm ếch”, dị tật của hệ thống nha khoa, lưỡi chẻ đôi, rò cổ, rút ngắn ruột, bảo tồn lỗ huyệt (lỗ chung cho trực tràng và lỗ sinh dục), lỗ rò giữa thực quản và khí quản, kém phát triển và thậm chí bất sản cơ hoành, tim hai ngăn, khuyết tật vách ngăn tim, bảo tồn cả hai vòm, bảo tồn ống động mạch, chuyển vị mạch máu (cung trái rời khỏi tâm thất phải, cung động mạch chủ phải rời khỏi tâm thất trái), xương chậu vị trí của thận, lưỡng tính, tinh hoàn ẩn, tử cung hai sừng, tử cung nhân đôi, vỏ não chưa phát triển (proencephaly), agyria (không có nếp nhăn não).
Nghiên cứu giải phẫu so sánh của các sinh vật giúp xác định các dạng chuyển tiếp hiện đại. Ví dụ, các loài động vật đầu tiên (echidna, thú mỏ vịt) có lỗ huyệt, đẻ trứng như bò sát, nhưng nuôi con bằng sữa như động vật có vú. Việc nghiên cứu các hình thức chuyển tiếp giúp thiết lập mối quan hệ họ hàng giữa các đại diện của các nhóm có hệ thống khác nhau.
V. Bằng chứng di truyền phân tử
1. Tính phổ quát của mã di truyền.
2. Sự tương đồng về trình tự protein và nucleotide.
Điểm tương đồng giữa con người và loài vượn (điểm tương đồng giữa loài pongid và loài vượn nhân hình) Có nhiều bằng chứng về mối quan hệ giữa con người và loài vượn hiện đại. Con người gần gũi nhất với khỉ đột và tinh tinh
I. Đặc điểm giải phẫu chung
Con người và khỉ đột có 385 đặc điểm giải phẫu chung, con người và tinh tinh có 369, con người và đười ươi có 359: - thị giác hai mắt, sự phát triển dần dần của thị giác và xúc giác với khứu giác yếu đi, phát triển cơ mặt, kiểu cầm nắm, phản xạ của các giác quan. ngón tay cái đến phần còn lại, gai đuôi giảm, sự hiện diện của ruột thừa, một số lượng lớn các nếp nhăn ở bán cầu não, sự hiện diện của các mô nhú trên ngón tay, lòng bàn tay và lòng bàn chân, móng tay, xương đòn phát triển, ngực phẳng rộng, móng tay thay vì móng vuốt, khớp vai cho phép di chuyển với phạm vi lên tới 180°.
II Sự giống nhau về kiểu nhân
■ Tất cả các loài vượn lớn đều có số nhiễm sắc thể lưỡng bội là 2/n = 48. Ở người, 2n = 46.
Hiện nay người ta đã xác định rằng cặp nhiễm sắc thể thứ 2 ở người là sản phẩm của sự hợp nhất của hai nhiễm sắc thể khỉ (quang sai giữa các nhiễm sắc thể - chuyển vị).
■ Tính tương đồng được thể hiện ở 13 cặp nhiễm sắc thể giữa họ pongidae và con người, được biểu hiện ở cùng một kiểu sọc nhiễm sắc thể (cùng cách sắp xếp gen).
■ Đường vân chéo của tất cả các nhiễm sắc thể đều rất giống nhau. Tỷ lệ giống nhau về gen ở người và tinh tinh lên tới 91, ở người và vượn là 66.
■ Phân tích trình tự axit amin trong protein của người và tinh tinh cho thấy chúng giống nhau đến 99%.
III. Sự tương đồng về hình thái
Cấu trúc của protein tương tự nhau: ví dụ, huyết sắc tố. Nhóm máu của khỉ đột và tinh tinh rất gần với nhóm^ hệ thống ABO của loài vượn lớn và con người^ máu của loài tinh tinh lùn Bonobos tương ứng với con người.
Kháng nguyên yếu tố Rh đã được tìm thấy ở cả người và loài vượn thấp hơn, loài khỉ rhesus.
Những điểm tương đồng được quan sát thấy trong quá trình mắc các bệnh khác nhau, điều này đặc biệt có giá trị trong nghiên cứu sinh học và y học.
Sự giống nhau dựa trên định luật chuỗi tương đồng của Vavilov. Trong các thí nghiệm, các bệnh như giang mai, sốt thương hàn, dịch tả, bệnh lao, v.v. đã thu được ở loài khỉ.
Loài khỉ gần gũi với con người về thời gian mang thai, khả năng sinh sản hạn chế và thời điểm dậy thì.
Sự khác biệt giữa người và vượn
1. Đặc điểm đặc trưng nhất giúp phân biệt con người với loài vượn là sự phát triển tiến bộ của não bộ. Ngoài khối lượng lớn hơn, bộ não con người còn có những đặc điểm quan trọng khác:
Thùy trán và thùy đỉnh phát triển hơn, nơi tập trung các trung tâm quan trọng nhất của hoạt động tinh thần và lời nói (hệ thống tín hiệu thứ hai);
Số lượng luống nhỏ tăng lên đáng kể;
Một phần quan trọng của vỏ não con người có liên quan đến lời nói. Các thuộc tính mới đã xuất hiện - âm thanh và ngôn ngữ viết, tư duy trừu tượng.
2. Đi đứng thẳng (bipedia) với bàn chân đặt từ gót chân đến ngón chân và hoạt động lao động đòi hỏi phải tái cơ cấu nhiều cơ quan.
Con người là động vật có vú hiện đại duy nhất đi bằng hai chi. Một số loài khỉ cũng có khả năng đi thẳng nhưng chỉ trong thời gian ngắn.
Thích nghi với sự vận động bằng hai chân.
Vị trí cơ thể ít nhiều thẳng và việc chuyển trung tâm cũng chủ yếu sang các chi sau đã làm thay đổi đáng kể mối quan hệ giữa tất cả chúng ta ở động vật:
Ngực trở nên rộng hơn và ngắn hơn,
Cột sống dần dần mất đi hình dạng vòm, đặc trưng của tất cả các loài động vật di chuyển bằng bốn chân và có hình dạng 3, giúp nó linh hoạt (hai cong và hai cong),
Sự dịch chuyển của lỗ lớn,
Xương chậu được mở rộng, chịu áp lực của các cơ quan nội tạng, ngực phẳng, Tại chi dưới khỏe hơn (xương và cơ của chi dưới (xương đùi có thể chịu được tải trọng lên tới 1650 kg), bàn chân cong (không giống bàn chân phẳng của khỉ),
Ngón chân cái không hoạt động
Các chi trên không còn đóng vai trò hỗ trợ khi di chuyển, trở nên ngắn hơn và nhỏ hơn. Họ bắt đầu thực hiện nhiều động tác khác nhau. Điều này hóa ra lại rất hữu ích vì nó giúp việc lấy thức ăn trở nên dễ dàng hơn.
3. Phức hợp “bàn tay lao động” -
Các cơ ngón tay cái được phát triển tốt hơn
Tăng khả năng vận động và sức mạnh của bàn tay,
Mức độ đối lập cao của ngón tay cái trên bàn tay,
Các bộ phận của não cung cấp các chuyển động tinh tế của bàn tay được phát triển tốt.
4. Những thay đổi trong cấu trúc hộp sọ gắn liền với sự hình thành ý thức và sự phát triển của hệ thống tín hiệu thứ hai.
Trong hộp sọ, phần não chiếm ưu thế hơn phần mặt,
Đường chân mày kém phát triển hơn
Giảm khối lượng của hàm dưới,
Khuôn mặt được làm thẳng,
Kích thước răng nhỏ (đặc biệt là răng nanh so với động vật),
Con người thường có cằm nhô ra ở hàm dưới.
5. Chức năng nói
Sự phát triển của sụn và dây chằng thanh quản,
Cằm nhô ra rõ rệt. Sự hình thành của cằm có liên quan đến sự xuất hiện của khả năng nói và những thay đổi đồng thời ở xương sọ mặt.
Sự phát triển của lời nói trở nên khả thi nhờ vào sự phát triển của hai phần của hệ thần kinh: vùng Broca, giúp chúng ta có thể mô tả nhanh chóng và tương đối chính xác kinh nghiệm tích lũy bằng các nhóm từ có trật tự, và vùng Wernicke, cho phép chúng ta nhanh chóng mô tả hiểu và áp dụng trải nghiệm này được truyền đạt bằng lời nói - kết quả của nó là sự tăng tốc trao đổi thông tin bằng lời nói và đơn giản hóa việc tiếp thu các khái niệm mới.
6. Một người từng bị rụng tóc.
7. Sự khác biệt cơ bản giữa Homo sapiens và tất cả các loài động vật là khả năng chế tạo công cụ lao động có mục đích (hoạt động lao động có mục đích), cho phép con người hiện đại chuyển từ chinh phục thiên nhiên sang quản lý nó một cách thông minh.
Các dấu hiệu như:
1- tư thế đứng thẳng (bipedia),
2 tay thích nghi với công việc và
3- bộ não phát triển cao - gọi là bộ ba vượn nhân hình. Sự tiến hóa của dòng dõi người đã diễn ra theo hướng hình thành của nó.
Tất cả các ví dụ trên chỉ ra rằng, mặc dù có một số đặc điểm giống nhau, nhưng một người lại có sự khác biệt đáng kể. từ đồng khỉ tạm thời.
SINH HỌC TỔNG QUÁT
SỰ TIẾN HÓA. GIẢNG DẠY TIẾN HÓA
BẰNG CHỨNG CỦA TIẾN HÓA
Tiến hóa sinh học là quá trình lịch sử phát triển của thế giới hữu cơ, đi kèm với những thay đổi về sinh vật, sự tuyệt chủng của một số loài và sự xuất hiện của một số loài khác. Khoa học hiện đại vận hành với nhiều sự kiện chỉ ra các quá trình tiến hóa.
Bằng chứng phôi học của sự tiến hóa.
Vào nửa đầu thế kỷ 19. Lý thuyết về “sự giống nhau của mầm bệnh” bắt đầu phát triển. Nhà khoa học người Nga Karl Baer (1792-1876) phát hiện ra rằng trong giai đoạn đầu phát triển phôi có sự tương đồng lớn giữa phôi của các loài khác nhau trong cùng loại.
Các tác phẩm của F. Müller và E. Haeckel đã cho họ cơ hội xây dựng định luật di truyền sinh học: “Sự phát sinh bản thể là sự lặp lại ngắn gọn và nhanh chóng của phát sinh chủng loại”. Sau này, việc giải thích quy luật sinh học được phát triển và làm rõ bởi V.M. Severtsovim: “trong quá trình phát sinh bản thể, các giai đoạn phôi thai của tổ tiên được lặp lại.” Phôi ở giai đoạn đầu phát triển có sự giống nhau lớn nhất. Đặc điểm chung của một loại được hình thành trong quá trình tạo phôi sớm hơn các loại đặc biệt. Như vậy, tất cả phôi của động vật có xương sống ở giai đoạn I đều có khe mang và tim hai ngăn. Ở giai đoạn giữa, các đặc điểm đặc trưng của từng lớp xuất hiện và chỉ ở giai đoạn sau mới hình thành các đặc điểm của loài.
Bằng chứng giải phẫu và hình thái so sánh của sự tiến hóa.
Bằng chứng về sự thống nhất về nguồn gốc của mọi sinh vật là cấu trúc tế bào của sinh vật, sơ đồ cấu trúc duy nhất của các cơ quan và những thay đổi tiến hóa của chúng.
Các cơ quan tương đồng có cấu trúc giống nhau, nguồn gốc chung và thực hiện các chức năng giống nhau và khác nhau. Sự hiện diện của các cơ quan tương đồng giúp chứng minh mối quan hệ lịch sử của các loài khác nhau. Sự giống nhau cơ bản về hình thái được thay thế ở các mức độ khác nhau bằng những khác biệt thu được trong quá trình phân kỳ. Một ví dụ điển hình về các cơ quan tương đồng là các chi của động vật có xương sống, có cùng sơ đồ cấu trúc bất kể chúng thực hiện chức năng gì.
Một số cơ quan thực vật phát triển hình thái từ các lớp mầm và là những chiếc lá biến đổi (râu, gai, nhị hoa).
Cơ quan tương tự là những điểm tương đồng thứ cấp, về hình thái, không được di truyền từ tổ tiên chung của các sinh vật thuộc các nhóm hệ thống khác nhau. Các cơ quan tương tự có chức năng tương tự nhau và phát triển thông qua quá trình hội tụ. Chúng chỉ ra tính đồng nhất của các thích nghi phát sinh trong quá trình tiến hóa trong cùng điều kiện môi trường do chọn lọc tự nhiên. Ví dụ, các cơ quan động vật tương tự -cánh bướm và cánh chim. Sự thích nghi với chuyến bay này ở bướm phát triển từ lớp vỏ kitin và ở chim - từ bộ xương bên trong của chi trước và lớp phủ lông. Về mặt phát sinh loài, các cơ quan này được hình thành khác nhau nhưng thực hiện cùng một chức năng - động vật được sử dụng để bay. Đôi khi các cơ quan tương tự có những điểm tương đồng đặc biệt, chẳng hạn như mắt của động vật chân đầu và động vật có xương sống trên cạn. Chúng có cùng một sơ đồ cấu trúc chung, các yếu tố cấu trúc tương tự nhau, mặc dù chúng phát triển từ các lá phôi khác nhau trong quá trình phát sinh bản thể và hoàn toàn không liên quan đến nhau. Sự giống nhau chỉ được giải thích bởi bản chất vật lý của ánh sáng.
Một ví dụ về các cơ quan tương tự là gai của thực vật, có tác dụng bảo vệ chúng khỏi bị động vật ăn thịt. Gai có thể phát triển từ lá (cúc gai), lá kèm (keo trắng), chồi (táo gai), vỏ cây (dâu đen). Chúng chỉ giống nhau về ngoại hình và chức năng mà chúng thực hiện.
Các cơ quan vết tích, các cấu trúc tương đối đơn giản hoặc kém phát triển đã mất đi mục đích ban đầu. Chúng được đẻ ra trong quá trình phát triển phôi thai, nhưng chưa phát triển đầy đủ. Đôi khi các cơ quan thô sơ thực hiện các chức năng khác nhau so với các cơ quan tương đồng của các sinh vật khác. Như vậy, ruột thừa thô sơ của con người thực hiện chức năng hình thành bạch huyết, trái ngược với cơ quan tương đồng - manh tràng ở động vật ăn cỏ. Những dấu vết thô sơ về đai chậu của cá voi và các chi của trăn xác nhận thực tế rằng cá voi có nguồn gốc từ động vật bốn chân trên cạn và trăn - từ tổ tiên có các chi phát triển.
Atavism là hiện tượng quay trở lại hình thức tổ tiên được quan sát thấy ở từng cá nhân. Ví dụ, màu sắc giống ngựa vằn ở ngựa con, núm vú phong phú ở người.
Bằng chứng địa sinh học cho sự tiến hóa.
Việc nghiên cứu hệ thực vật và động vật ở các châu lục khác nhau giúp tái tạo lại tiến trình chung của quá trình tiến hóa và xác định một số khu vực địa lý động vật có các động vật trên cạn tương tự.
1. Vùng Holarctic hợp nhất các vùng Cổ Bắc Cực (Âu Á) và Tân Bắc Cực (Bắc Mỹ).
2. Vùng tân nhiệt đới (Nam Mỹ).
3. Vùng Ethiopia (Châu Phi).
4. Khu vực Ấn Độ-Mã Lai (Đông Dương, Malaysia, Philippines).
5. Khu vực Úc.
Trong mỗi lĩnh vực này đều có sự tương đồng lớn giữa thế giới động vật và thực vật. Các khu vực khác nhau bởi các nhóm đặc hữu nhất định.
Đặc hữu là các loài, chi, họ thực vật hoặc động vật, sự phân bố của chúng bị giới hạn trong một khu vực địa lý nhỏ, nghĩa là hệ thực vật hoặc động vật đặc trưng cho một khu vực nhất định. Sự phát triển của tính lưu hành thường gắn liền với sự cô lập về mặt địa lý. Ví dụ, sự tách biệt sớm nhất của Úc khỏi lục địa Gondwana phía nam (hơn 120 triệu năm) đã dẫn đến sự phát triển độc lập của một số loài động vật. Không cảm thấy áp lực từ những kẻ săn mồi vốn không có ở Úc, các loài động vật có vú đơn huyệt - động vật nguyên thủy - đã được bảo tồn ở đây: thú mỏ vịt và thú lông nhím; thú có túi: kangaroo, koala.
Ngược lại, hệ thực vật và động vật của vùng Cổ Bắc Cực và Tân Bắc Cực lại tương tự nhau. Ví dụ, các cây có liên quan chặt chẽ bao gồm cây phong Mỹ và châu Âu, cây tần bì, cây thông và cây vân sam. Động vật có vú như nai sừng tấm, martens, chồn và gấu Bắc cực sống ở Bắc Mỹ và Âu Á. Bò rừng Mỹ được đại diện bởi một loài gia đình - bò rừng châu Âu. Những điểm tương đồng như vậy cho thấy sự thống nhất lâu dài của hai châu lục.
Bằng chứng cổ sinh vật học về sự tiến hóa.
Cổ sinh vật học nghiên cứu các sinh vật hóa thạch và cho phép chúng ta thiết lập quá trình lịch sử cũng như nguyên nhân của sự thay đổi trong thế giới hữu cơ. Dựa trên những phát hiện cổ sinh vật học, lịch sử phát triển của thế giới hữu cơ đã được biên soạn.
Các dạng chuyển tiếp hóa thạch là dạng sinh vật kết hợp các nhóm cổ xưa và hiện đại. Chúng giúp khôi phục kiểu phát sinh loài của từng nhóm riêng lẻ. Đại diện: Archaeopteryx - hình thái chuyển tiếp giữa bò sát và chim; Inostrantseviya là hình thức chuyển tiếp giữa loài bò sát và động vật có vú; psilophytes là một dạng chuyển tiếp giữa tảo và thực vật trên cạn.
Chuỗi cổ sinh vật học bao gồm các dạng hóa thạch và phản ánh quá trình phát sinh loài (phát triển lịch sử) của loài. Những hàng như vậy tồn tại đối với ngựa, voi và tê giác. Bộ sách cổ sinh vật học đầu tiên về ngựa được biên soạn bởi V. A. Kovalevsky (1842-1883).
Di tích là những loài thực vật hoặc động vật quý hiếm còn tồn tại trên một lãnh thổ nhất định và được bảo tồn từ các thời kỳ địa chất trước đây. Chúng được đặc trưng bởi các dấu hiệu của các nhóm tuyệt chủng trong thời đại trước. Việc nghiên cứu các dạng còn sót lại cho phép chúng ta khôi phục lại diện mạo của các sinh vật bị mất tích, tái tạo lại điều kiện sống và lối sống của chúng. Hatteria là đại diện của loài bò sát nguyên thủy cổ đại. Những loài bò sát như vậy sống trong thời kỳ kỷ Jura và kỷ Phấn trắng. Cá vây chéo đã được biết đến từ kỷ Devon sớm. Những động vật này đã tạo ra động vật có xương sống trên cạn. Ginkgo là dạng thực vật nguyên thủy nhất. Lá to, hình quạt, cây tháng 11. Trên lãnh thổ Ukraine, trong số các loài thực vật còn sót lại, đỗ quyên vàng, thông phấn và ngàn quả mọng vẫn được bảo tồn. Trong số các loài động vật bị loại bỏ có loài xạ hương thông thường, loài chuột băng và các loài động vật khác.
So sánh các dạng sinh vật nguyên thủy và tiến bộ hiện đại giúp khôi phục một số đặc điểm của tổ tiên được cho là của dạng tiến bộ và phân tích quá trình của quá trình tiến hóa.