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.

Вариант 1

Часть 1.

1. Тип эволюционного изменения, при котором неродственные организмы приобретают сходные признаки

А) параллелизм Б) конвергенция В) дивергенция Г) идиоадаптация

2. Обмен веществ и энергии – это признак

А) Характерный для тел живой и неживой природы

Б) По которому живое можно отличить от неживого

В) По которому одноклеточные организмы отличаются от многоклеточных

Г) По которому животные отличаются от человека.

3. Наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор – это

А) Движущие силы эволюции Б) Результаты революции В) Основные направления эволюции

4. К.Линней является создателем:

А)Первой эволюционной теории Б)Бинарной номенклатуры и принципа градации

В)Принципа градации и автогенеза Г)Бинарной номенклатуры и принципа иерархичности

5. Ластообразные конечности китов и дельфинов – это пример

А) Идиодаптации Б) Дегенерации В) Ароморфоза 4) Конвергенции

6. Материалом для естественного отбора служит:

А) Мутационная изменчивость Б) Модификационная изменчивость

В) Биологический регресс Г) Относительная приспособленность

7. Определенный набор хромосом у особей одного вида считают критерием:

А) Экологическим Б) Морфологическим В) Генетическим Г) Физиолого-биохимическим

8. Микроэволюция завершается образованием новых

А) Видов Б) Отрядов В) Семейств Г) Популяций

9. Совокупность внешних признаков особей относят к критерию вида

А) Географическому Б) Морфологическому В) Генетическому

Г) Экологическому

10. Каковы последствия действия стабилизирующего отбора?

А) сохранение старых видов Б) сохранение особей с измененными признаками

В) появление новых видов Г) все перечисленные варианты.

11. Укажите правильную схему классификации растений:

12. Возрастная структура популяции характеризуется

А) Соотношением женских и мужских особей Б) Численностью особей

В) Её плотностью Г) Соотношением молодых и половозрелых особей

13 Форма отбора, при котором происходят постоянные изменения, называется

А) стабилизирующий отбор Б) движущий отбор

В) дизруптивный отбор Г) отбор отсутствует

Часть 2.

В1. Какие признаки характеризуют биологический прогресс?

А) Сокращение численности видов

Б) Расширение ареала вида

В) Возникновение новых популяций, видов

Г) Сужение ареала вида

Д) Упрощение организации и переход к сидячему образу жизни

Е) Увеличение численности видов

В2. К эволюционным факторам относят:

А) Дивергенция

Б) Наследственная изменчивость

В) Конвергенция

Г) Борьба за существование

Д) Параллелизм

Е) Естественный отбор

В 3. Установите соответствие между характеристикой систематической группы и направлением эволюции

1) Многообразие видов

А) Биологический прогресс

2) Ограниченный ареал

Б) Биологический регресс

3) Небольшое число видов

4) Широкие экологические адаптации

5) Широкий ареал

6) Уменьшение числа популяции

Причина гибели растений

1) плоды вместе с сеном попадают в желудок травоядных животных

2) растения гибнут от сильных морозов и засухи

3) семена погибают в пустынях и Антарктиде

4) растения вытесняют друг друга

5) плоды поедают птицы

6) растения гибнут от бактерий и вирусов

А) внутривидовая

Б) борьба с неблагоприятными условиями

В) межвидовая

Ответ:

123456

Признак животного

Направление эволюции

1) редукция органов зрения у крота

2) наличие присосок у печеночного сосальщика

3) возникновение теплокровности

4)

5) утрата нервной и пищеварительной системы у свиного цепня

6) уплощенное тело камбалы

А) идиоадаптация (аллогенез)

Б) ароморфоз (арогенез)

В) общая дегенерация (катагенез)Ответ:

123456

Часть С.

С1. Объясните, почему географическая изоляция популяций может привести к образованию новых видов?

С2.Какой тип естественного отбора представлен на рисунке? В каких условиях среды он наблюдается? Какие мутации сохраняет?

Ответы. Вариант 1

Часть А.

1. б

2. б

3. а

4. г

5. 1

6. а

7. в

8. а

9. Б

10. а

11. в

12. г

13. б

Часть В.

В1. БВЕ

В2.БГЕ

В3.АББААБ

В4.АВААВБ

В5.ААББВА

Часть С.

С1 . 1) в изолированных популяциях накапливаются новые мутации и изменения;

2) в результате естественного отбора сохраняются особи с новыми признаками;

3) прекращение скрещивания между особями популяций, что приводит к репродуктивной изоляции и образованию нового вида.

С2. 1) Движущий отбор.

2) Наблюдается в однонаправленном изменении условий окружающей среды.

3) Сохраняеи мутации, ведущие к другим крайним проявлениям величины признака.Закрепляются мутации, увеличивающие приспособленность организмов и наследственные изменения в определенном порядке.

Вариант 2

Часть А

1. Какие из перечисленных органов являются гомологичными

А) жабры рака и легкие кошки Б) хобот слона и рука человека

В) лапа крота и рука обезьяны

2. Ч. Дарвин считал, что в основе разнообразия видов лежит:

А) Борьба за существование Б) Способность к неограниченному размножению

В) Наследственная изменчивость и естественный отбор

3. Какое эволюционное явление называют дивергенцией?

А) Схождение признаков у неродственных видов Б) Образование гомологичных органов

В) Приобретение узкой специализации Г) Расхождение признаков у родственных видов

4. Особи двух популяций одного вида:

А) Могут скрещиваться и давать плодовитое потомство Б) не могут скрещиваться

В) Могут скрещиваться, но плодовитого потомства не дают

5. Укажите пример проявления идиодаптаций у растений.

А) Возникновение семени у голосеменных Б) Возникновение плода у цветковых

В) Возникновение нектарников для привлечения насекомых Г) Появление фотосинтеза

6. Физиологический критерий вида проявляется у всех особей в сходстве:

А) Строение формы хромосом Б) Процессов жизнедеятельности

В) Внешнего и внутреннего строения Г) Образа жизни.

7. Резкое возрастание численности особей в популяции, при котором возникает недостаток ресурсов, приводит к:

А) Биологическому регрессу Б) Биологическому прогрессу

В) Пищевой специализации Г) Обострению борьбы за существование

8. В процессе макроэволюции :

А) Появляются новые популяции Б) Появляются новые классы

В) Появляются новые виды Г) Изменяются популяции

9. Рудиментарные органы – пример доказательств эволюции

А) Сравнительно-анатомических Б) Эмбриологических В) Биографических

10. Отбор особей с уклоняющимися от средней величины признаками называют:

А) движущим Б) дизруптивным В) стабилизирующим Г) половым.

11. Укажите правильную схему классификации животных:

А) Вид род семейство отряд класс тип

Б) Вид род семейство порядок класс тип

В) Вид род семейство порядок класс отдел

Г) Вид род отряд семейство класс тип

12. Появление какого газа в первичной атмосфере Земли вызвало бурное развитие жизни на суше?

А) Сероводорода Б) Кислорода В) Азота Г) Углекислого газа

13. Подражание менее защищенного организма, одного вида, более защищенному организму другого вида

А) маскировка Б)мимикрия В)угрожающая окраска

Г) покровительственная окраска

Часть В.

В1. Какие эволюционные изменения можно отнести к ароморфозам?

А) Появление цветка

Б) Образование органов и тканей у растений

В) Появление термофильных бактерий

Г) Атрофия корней и листьев у повилики

Д) Специализация некоторых растений к определенным опылителям

Е) Постоянная температура тела

В2. Какие особенности иллюстрируют стабилизирующую форму естественного отбора?

А) Действует в изменяющихся условиях среды

Б) Действует в постоянных условиях среды

В) Сохраняет норму реакции признака

Г) Изменяет среднее значение признака либо в сторону уменьшения его значения, либо в сторону увеличения

Д) Контролирует функционирующие органы

Е) Приводит к смене нормы реакции

В 3. Установите соответствие между признаком печеночного сосальщика и критерием вида, для которого он характерен.

1) Личинка живет в воде

А) Морфологический

2) Тело уплощено

Б) Экологический

4) Питается тканями хозяина

5) Имеет две присоски

6) Пищеварительная система имеет ротовое отверстие

В4. Установите соответствие между гибелью растений и формой борьбы за существование .

Причина гибели растений

Форма борьбы за существование

1) растения одного вида вытесняют друг друга

2) растения гибнут от вирусов, грибов, бактерий

3) семена погибают от сильных заморозков и засухи

4) растения погибают от недостатка влаги при прорастании

5) люди, машины вытаптывают молодые растения

6) плодами растений питаются птицы и млекопитающие

А) Внутривидовая

Б) Межвидовая

123456

В) борьба с неблагоприятными условиями

Ответ:

В5. Установите соответствие между признаком животного и направлением эволюции, которому он соответствует

Признак животного

Направление эволюции

1) возникновение полового размножения

2) образование у китообразных ластов

3) возникновение 4-х камерного сердца

4) возникновение автотрофного способа питания

5) превращение листьев в колючки у растений пустынь

6) утрата листьев, корней и хлорофилла у повилики

А) общая дегенерация (катагенез)

Б) идиоадаптация (аллогенез)

В) ароморфоз (арогенез)

Часть С.

С1 . Как происходит экологическое видообразование в природе?

С2. Какой тип естественного отбора представлен на рисунке? В каких условиях среды он наблюдается? Какие мутации сохраняет?

Ответы. Вариант 2

Часть А.

1. б

2. в

3. г

4. а

5. в

6. б

7. г

8. б

9. а

10. б

11. а

12. б

13. б

Часть В.

В1. АБЕ

В2.БВД

В3. БАББАА

В4.ААББВА

В5.ВБВВБА

Часть С.

С1 . 1) Популяции одного вида оказываются в разных условиях, но в пределах прежнего ареала;

2) Естественным отбором сохраняются особи с мутациями, полезными для жизни в определенных экологических условиях;

3) И з поколения в поколение генный состав особей популяции сильно изменяется, в результате чего особи разных популяций одного вида перестают скрещиваться между собой, становятся новыми видами.

С2 1) Это стабилизирующий отбор;

2) Наблюдается в относительно постоянных условиях среды;

3) Сохраняет мутации, ведущие к меньшей изменчивости средней величины признака.

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!

57. Элементарной структурой вида называется та наименьшая и достаточная структура, внутри которой в течение длительного времени сохраняются характерные для вида признаки. Назовите эту струк­туру.

59. Назовите главный фактор, который объеди­няет группу особей одного вида в популяцию.

62. Кто из ученых первым объяснял происхожде­ние видов следующим образом: новые виды проис­ходят от исходных форм путем дивергентного разви­тия их в разных условиях?

63. Ч. Дарвин внес существенный вклад в разви­тие биологии. Среди ответов найдите результаты его работы и укажите тот вклад, который принадле­жит другому ученому.

70. Назовите эволюционный фактор, который яв­ляется основным в формировании резерва наслед­ственной изменчивости среди особей популяции или вида.

91. Назовите форму естественного отбора, ре­зультатом которой является утрата крыльев у части птиц и насекомых, пальцев у копытных и конечнос­тей у змей.

96. Как современная наука называет ту изменчи­вость, которую ч.Дарвин назвал неопределенной, индивидуальной и наследственной?

114. Кто из ученых является автором книг «Из­менение домашних животных и культурных расте­ний», «Происхождение человека и половой отбор»?

115. Укажите утверждение, принадлежащее ч. Дарвину.

123. Что является исходным материалом для ес­тественного отбора?

24. Изоляция является важным фактором видо­образования, так как она способствует важнейшему явлению, обязательному для видообразования. На­зовите это явление.

132. Укажите изменчивость, которая при нали­чии большой миграции становится для популяции преобладающей.

137. Как, согласно взглядам ж.-б. Ламарка, внешняя среда влияет на прогрессивную эволюцию организмов - развитие от простых организмов до сложноорганизованных?

139. Назовите отбор, для которого характерна творческая роль.

3. Какими по способу питания были самые пер­вые примитивные формы жизни?

4. Укажите пару гомологичных друг другу орга­нов.

7. В чем заключается вклад л.Пастера в разви­тие представлений о происхождении жизни на Зем­ле?

17. Ученые разбивают историю Земли и жизни на ней на несколько промежутков времени - геоло­гических эр. Какая из них является наиболее древ­ней?

25. Назовите признак, служащий основным для построения естественной системы животных и рас­тений.

26. Что из нижеперечисленного не является ароморфозом - одним из способов (путей) биоло­гического прогресса?

30. Что из нижеперечисленного является идиоадаптацией - одним из способов (путей) биологиче­ского прогресса?

31 Укажите факт (явление), который доказывает существование эволюции органического мира и, в частности, изменчивость органического мира во времени.

32. Укажите пару аналогичных друг другу органов.

34. Что из нижеперечисленного является идиоадаптацией - одним из способов (путей) биологиче­ского прогресса?

35. Укажите особенность, которая характерна рудиментам и не свойственна атавизмам.

36. Назовите наиболее ранний период палеозой­ской эры.

37. Назовите ученого, который впервые экспери­ментально доказал возможность образования ами­нокислот из неорганических соединений на ранних этапах становления жизни на Земле.

52. Назовите среди нижеперечисленных ту структуру млекопитающих, зачаток которой в ходе эмбрионального развития появляется у этих живот­ных раньше, чем зачатки других органов.

60. Среди нижеуказанных палеонтологических находок укажите ту, которую относят к категории ис­копаемых переходных форм.

64. Назовите ту систематическую группу, при­знаки которой появляются у зародыша млекопитаю­щих в ходе эмбрионального развития позже призна­ков других систематических групп.

66. Назовите форму (способ, путь) биологиче­ского прогресса, которая приводит к усложнению строения, затрагивающему уровень организации жи­вых существ.

71. Укажите пару аналогичных друг другу орга­нов.

83. Назовите ароморфоз, который в ходе эволю­ции жизни на Земле возник у растений во время вы­хода их на сушу.

86. Назовите ароморфоз, который в ходе эволю­ции жизни на Земле возник у позвоночных животных во время выхода их на сушу.

89. Назовите наиболее ранний период кайнозой­ской эры.

90. Назовите геологическую эру, в которую по­явились первые млекопитающие и птицы.

95. Укажите проявление биогенетического зако­на э.Геккеля.

96. Укажите ту особенность, которая характерна рудиментам и не свойственна атавизмам.

99. Как называется независимое образование сходных признаков у неродственных организмов?

115. Назовите термин, которым обозначают не­зависимое образование сходных признаков у родст­венных организмов, основанное на гомологичных структурах.

127. В состав первичной атмосферы Земли вместе с парами воды входило несколько газов. На­зовите газ, который практически отсутствовал в ней.

140. О чем свидетельствует наличие аналогич­ных органов у двух сравниваемых групп организмов?

2. Назовите ученого, который первым опреде лил систематическое положение человека и помес­тил его в группу приматов вместе с полуобезьянами и обезьянами.

12. Действует ли в настоящее время в популяци­ях людей такой эволюционный фактор, как борьба за существование?

30. Одним из доказательств происхождения че­ловека от животных служит наличие у людей руди­ментов. Укажите у человека признак, являющийся рудиментом.

42. Какой объем мозга был у питекантропа?

45. Кто из ископаемых предков человека имел хорошо развитый подбородочный выступ?

56.У человекообразных обезьян есть особен­ности, связанные с древесным образом жизни. На­зовите одну из таких особенностей.

57. Укажите ответ, в котором перечислены иско­паемые предки человека, которых относят к группе «древние люди».

59. Назовите особенность строения человека, которая в ходе эволюции сформировалась в основ­ном под действием биологических факторов антро­погенеза.

61.У человека имеются особенности строения, связанные с прямохождением. Найдите их среди от­ветов и укажите особенность строения, которая с прямохождением не связана.

63. Действует ли в настоящее время в популяци­ях людей такой эволюционный фактор, как мигра­ция?

71. Укажите морфологический признак, который в ходе эволюции человека возник у людей раньше остальных.

82. Среди характерных только для людей осо­бенностей строения укажите ту, которая сформиро­валась у предков человека в ходе эволюции позже

96. Назовите группу ископаемых предков чело­века, к которой относят кроманьонцев.

115. Назовите термин, которым обозначают не­зависимое образование сходных признаков у родст­венных организмов, основанное на гомологичных структурах.

1) дивергенция

2) параллельная эволюция

3) конвергенция

4) мимикрия

5) ароморфоз

116. О чем свидетельствует сходство зароды­шей организмов двух сравниваемых классов живот­ных?

1) о формировании этих зародышей в одина­ковых условиях

2) о наличиии родства и монофилическом происхождении (от одного предка) этих двух классов

3) о происхождении этих классов от неродст­венных предков

4) о полифилическом происхождении (от не­скольких предков)

117. Назовите явление, примером которого слу­жит сходство формы тела у акулы, ихтиозавра и дельфина .

1) дивергенция

2) параллельная эволюция

3) конвергенция

4) мимикрия

5) ароморфоз

118. Конечности млекопитающих разных видов существенно отличаются друг от друга по строению, что является результатом приспособления млекопи­тающих разных видов к различным условиям окру­жающей среды. Укажите явление, примером которо­го служит вышеназванный факт.

1) конвергенция

2) дивергенция

3) параллельное развитие

119. Назовите форму (способ, путь) биологиче­ского прогресса, к которой относят развитие легких у земноводных и четырехкамерного сердца у птиц, превращение парных плавников рыб в парные конеч­ности земноводных.

1) ароморфоз

2) идиоадаптация

3) общая дегенерация

120. Определите признак, по которому все ни­жеперечисленные пары признаков, кроме одной, объединены в одну группу. Укажите «лишнюю» среди них пару признаков.

1) клубень картофеля и луковица лука

2) глаз кальмара и глаз лошади

3) крыло бабочки и надкрылье майского жу­ка

4) колючки кактуса и чешуйки почек расте­ний

5) передние конечности слона и мартышки

121. Существует несколько показателей (крите­риев) биологического прогресса того или иного так­сона -- систематической группы организмов (вид, род, класс и т. д.). Найдите эти показатели среди от­ветов и укажите тот признак, который таким показа­телем (критерием) НЕ является.

1) нарастающее увеличение числа особей

2) расширение ареала

3) формирование приспособлений (адапта­ции) к узколокальным условиям сущест­вования

4) увеличение числа дочерних (подчинен­ных) групп в составе этого таксона

122. Глаза у головоногих моллюсков и млекопи­тающих очень схожи, хотя эти совершеннейшие ор­ганы чувств возникли у них в ходе эволюции абсо­лютно независимо и из разных тканей и структур. Укажите явление, примером которого служит появ­ление этих органов.

1) конвергенция

2) дивергенция

3)параллельное развитие

123. В чем заключается вклад А.И.Опарина в развитие представлений о происхождении жизни на Земле?

1) впервые высказал предположение о соста­ве первичной атмосферы Земли и о возможности образования органических со­единений из неорганических под действи­ем мощных электрических разрядов

2) впервые экспериментально доказал воз­можность образования аминокислот из не­органических соединений

3) доказал невозможность самозарождения микроорганизмов

4) доказал невозможность непосредственно­го возникновения высокоорганизованных живых существ из неживой природы

124. Ученые разбивают историю Земли и жизни на ней на несколько промежутков времени - геоло­гических эр. Какая из них является наиболее моло­дой?

1) палеозойская 2) протерозойская

3) архейская

4) кайнозойская

5) мезозойская

125. Что из нижеперечисленного НЕ является ароморфозом - одним из способов (путей) биоло­гического прогресса?

1) появление корня у наземных растений

2) появление цветка у цветковых растений

3) появление фотосинтеза у древних клеточ­ных форм

4) появление колючек у кактусов и шиповни­ка

5) формирование проводящих тканей у на­земных растений

126. Назовите термин, используемый для обо­значения у разных видов организмов тех органов, которые имеют одинаковый план строения, развива­ются из сходных зачатков и выполняют как сходные, так и различные функции .

1) гомологичные3) аналогичные

2) негомологичные 4) альтернативные

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.