Учебное пособие для студентов биологических специальностей вузов Тетрадь студента (ки) курса
|
Скачать 1.02 Mb.
|
ТЕТРАДЬ ПО КУРСУ «ТЕОРИЯ ЭВОЛЮЦИИ» Учебное пособие для студентов биологических специальностей ВУЗов Тетрадь студента (ки) ____ курса ______________________________ ______________________________ Группа _____________ Челябинск, 2008 УДК 576.12.(075.8) ББК 28.02.я73 Тетрадь по курсу «Теория эволюции» Учебное пособие для студентов биологических специальностей педагогических ВУЗов. Авторы-составители: Красуцкий Б.В., Лихачев С.Ф. // Методология и методика естественных наук. Выпуск 30. – Омск: ПЦ КАН, 2008 – 103 с. Настоящее учебное пособие содержит практические задания по основным разделам эволюционной теории. Работа с тетрадью предполагает углубление знаний по основным разделам биологии (цитология, генетика, эмбриология, ботаника, зоология, экология, биогеография) и, на этой основе, формирование представления об органической эволюции как объективном процессе, охва-тывающем все уровни живого и характеризующимся необратимостью и общей прогрессивной направленностью. Особое внимание уделяется изучению проб-лемы происхождения и развития жизни на Земле в связи с геоморфологичес-кими процессами и изменениями климата, анализу эволюционных явлений и действующих на популяционном уровне форм отбора, адаптациям живых орга-низмов, способам видообразования. Немаловажное значение придается изуче-нию закономерностей макроэволюционных преобразований. В процессе работы с учебным пособием формируется понятийный аппарат и систематизированное представление о главных направлениях эволюции. Рецензенты: профессор, доктор биологических наук С.Н.Гашев (ТюмГУ) доцент, кандидат биологических наук П.С.Горбунов (РГПУ им.А.И.Герцена) ISBN 5-8268-0199-9 ТЕМА 1. ЛЕТОПИСЬ ЖИЗНИ Архейская, протерозойская и палеозойская эры - докембрий (от возникновения Земли до 570 млн. лет назад) Земля и другие планеты Солнечной системы образуются из газово-пылевого облака около 4,5 млрд. лет назад. Более 4 млрд. лет назад начинается химическая эволюция, которая, при уникальном сочетании условий, приводит к возникновению из неорганических молекул первых органических веществ, а затем, около 3,5 млрд. лет назад, – коацерватных капель (предбиологических структур). Появившиеся в результате отбора коацерватов первые клеточные организмы, знаменуют переход химической эволюции в биологическую. Этот этап продолжается более 750 млн. лет и возникают прокариоты с гетеротрофным типом питания и анаэробным обменом, а, спустя еще 250 млн. лет, – прокариоты с автотрофным питанием и аэробным обменом (карельский период архейской эры). В атмосфере появляется свободный кислород. Вся земная суша в это время представляет собой огромный сверхматерик (впоследствии он раскалывается). В рифейском периоде архейской эры (около 1,5 млрд. лет назад) на основе симбиоза различных прокариотических клеток возникают первые эукариоты. Их дальнейшая эволюция идет путем дивергенции и приводит к образованию сначала одноклеточных растений и животных, а еще спустя 800-750 млн. лет – первых многоклеточных организмов (вендский период палеозойской эры). Жизнь концентрируется в море. В течение докембрия мир переживает, по меньшей мере, два оледенения: древнейшее – около 2,3 млрд. лет назад (карельское) и великое верхнерифейско-вендское (1 млрд. – 650 млн. лет назад). В конце докембрия (около 600 млн. лет назад) льды тают, уровень океана повышается, и вода затапливает прибрежные районы материков. Открываются новые, еще не занятые угодья с неограниченными возможностями ведения специализированного образа жизни. Задание 1. Дайте краткую характеристику физико-химических условий, существовав-ших на первобытной Земле. Раскройте понятия «первичная атмосфера» и «первичный океан». Объясните принцип действия устройства Стенли Миллера. Опишите основные этапы химической эволюции и этапы эволюции предбиологических систем. Физико-химические условия_______________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Первичная атмосфера и ее газовый состав__________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Первичный океан и содержащиеся в нем органические вещества ______________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________  Рис. 1. Установка Стенли Миллера Принцип действия установки С. Миллера __________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Схемы превращения неорганических веществ в органические, в том числе, биополимеры Причина образования коацерватов и их свойства____________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Этапы эволюции коацерватов_____________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Задание 2. Опишите начальные этапы биологической эволюции. Раскройте сущность гипотезы симбиогенеза. Дайте краткую характеристику основных гипотез происхождения многоклеточных. Возникновение прокариот ________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Возникновение автотрофного типа питания и аэробного обмена _____________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Возникновение эукариот. Гипотеза симбиогенеза____________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________  Рис. 2. Симбиогенетическая гипотеза возникновения эукариотических клеток Теория гастреи Э.Геккеля_________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Теория фагоцителлы И.И.Мечникова ______________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Задание 3. Дайте краткую характеристику основных групп живых организмов, появившихся в эпоху докембрия. Бактерии и цианеи ______________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Строматолиты_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Водоросли ______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Слизевики ______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Медузы _________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Плоские и кольчатые черви_______________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Примитивные членистоногие_____________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________  Рис. 3. В докембрийском море обитало множество различных медуз (1), плоских червеоб-разных диксоний (2) и сприггин (3). Сприггина имела вдоль боков множество крохотных плавательных пластинок. Возможно это животное – предок трилобитов. Харниодиск (4), рангея (5) и птеридиний (6) – листообразные морские перья – были колониями крохотных животных, похожих на гидр, которые отфильтровывали из воды частицы пищи. А трибра-хидий (7) – полная загадка. У него был Y-образный центральный рот с щетинкообразными отростками. Возможно, что он – предок современных иглокожих Задание 4. Как Вы считаете, что явилось основной причиной гибели большого числа примитивных одноклеточных организмов докембрия? Почему жизнь смогла переместиться к поверхности океана и даже проникнуть во влажные прибрежные районы суши? ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Палеозойская эра. Кембрийский период (от 570 до 500 млн. лет назад) Большая часть планеты покрыта океаном Япетус. Поперек экватора находится огромный материк Гондвана, включающий в себя части современных Африки, Южной Америки, Южной Европы, Ближнего Востока, Индии, Австралии и Антарктиды. На месте нынешних Европы, Сибири, Китая и Северной Америки существуют четыре небольших материка. Климат на Земле повсюду мягкий и теплый. В атмосфере намного больше кислорода, чем в рифейском периоде. Тропические побережья материков окаймлены гигантскими рифами из строматолитов. Жизнь концентрируется в воде, в особенности, на материковых отмелях (дно отмелей покрыто илом, вода очень теплая, в ней миллионы бактерий, плавающих водорослей). На суше нет ни растительности, ни почвенного слоя, поэтому в море смывается большое количество осадков. Уровень моря неоднократно изменяется, что приводит к вымиранию одних и появлению других видов животных. Велико число незанятых экологических ниш, и животный мир становится все более разнообразным. Конец кембрия знаменуется новой ледниковой эпохой, резким понижением уровня моря и вымиранием многих видов животных.  |
