Шпаргалка по "Биологии"

Борьба за существование. Дарвин выделял 3 формы борьбы за существование:

• Внутривидовая борьба – взаимоотношения между особями разного пола, между различными поколениями, борьба в стае и т.д.
• Межвидовая борьба – конкуренция в местах обитания, размножения, взаимоотношения из-за пищи и т.д.
• Борьба с неблагоприятными условиями – возникает в зависимости от климатических условий, влияющих на жизнедеятельность организма.

Естественный отбор – это (по Дарвину) совокупность происходящих в природе событий, обеспечивающих выживание наиболее приспособленных, и преимущественное оставление ими потомства.

Мультифункциональность органов и структур, принцип, согласно которому каждый орган или структура выполняет в организме более чем одну функцию одновременно или в разные периоды его индивидуального развития, или онтогенеза. Так, крыло летучей мыши не только служит для полёта, но и помогает при ловле добычи (действуя по принципу сачка), осуществляет терморегуляцию тела, кожная перепонка его участвует в продукции витамина D и т. д. Мультифункциональность характерна также для органоидов тканевых клеток и органелл простейших. Принцип мультифункциональности лежит в основе всех изменений органов и структур в процессе эволюции.

Количественные функциональные изменения  органов

1. Расширение функций. Например, уши у слона служит дополнительно органом терморегуляции; кровеносная система выполняет функцию терморегуляции и защитную функцию.

2. Сужение функций. Например, конечности лошади утратили лазающую и хватательные функции. Сужение функций часто связано с их иммобилизацией – утрате функций в связи с редукцией органа.

3. Интенсификация функций. Например, увеличение переднего мозга привело к формированию второй сигнальной системы; развитие шерстного покрова обеспечило и терморегуляцию, и защиту от физико-химических повреждений. Интенсификация функций часто связана с их активацией – преобразованием пассивного органа в активный. Примеры: втяжные когти кошачьих, подвижные челюсти змей, использование метаболической воды обитателями степей и пустынь.

№19

Способы морфофункционального преобразования органов

Один из основных принципов  эволюции органов — принцип расширения и смены функций. Расширение функций сопровождает обычно профессивное развитие органа, который по мере дифференциации выполняет все новые функции. Так, парные плавники рыб, возникшие как пассивные органы, поддерживающие тело в воде в горизонтальном положении, с приобретением собственной мускулатуры и прогрессивным расчленением становятся еще и активными рулями глубины и поступательного движения. У придонных рыб они обеспечивают также их передвижение по дну. С переходом позвоночных на сушу к перечисленным функциям конечностей добавились хождение по Земле, лазание, бегание и др.

Расширение функций сопровождается специализацией, благодаря которой  главной функцией становится одна из бывших ранее второстепенными. Бывшая главной функция преобразуется  во второстепенную и может впоследствии даже исчезнуть. Орган при этом меняется таким образом, что его строение становится максимально соответствующим  выполнению главной функции. Так, переход  предков ластоногих и китообразных к водному образу жизни привел к преобразованию их парных конечностей  в ласты, практически утратившие способность обеспечивать передвижение по суше. Жизнь ленивцев, представителей отряда неполнозубых, на деревьях привела  к формированию у них крючкообразных конечностей, с помощью которых  возможно лишь медленное перемещение  по веткам в подвешенном состоянии  с почти полной утратой способности  движения по земле.

Нередко функции, выполняемые  органами, могут измениться кардинально. Так, плавательный пузырь рыб, будучи гидростатическим органом, у кистеперых рыб становится дополнительным органом дыхания, а  у земноводных он преобразуется  в легкое, и основной функцией его  становится дыхательная. У пресмыкающихся и млекопитающих, ведущих наземный образ жизни, легкие выполняют только дыхательную функцию, но первичная  функция плавательного пузыря сохраняется  за легкими у крокодилов, ластоногих и китообразных, ведущих водный образ  жизни, а также у наземных форм во время плавания.

В других случаях видоизменения  органов в связи со сменой их функций  столь велики, что выполнение ими  функций, бывших ранее главными, становится невозможным. Так, передние жаберные дуги предков хрящевых рыб преобразовались  в челюсти, а у наземных позвоночных  они стали выполнять функции  звукопроводящего аппарата, превратившись  в слуховые косточки. Участие их в пищеварении и дыхании стало невозможным.

В прогрессивной эволюции органов очень важным является принцип активации функций. Он наиболее часто реализуется на начальных этапах эволюции органов в том случае, когда малоактивный орган начинает активно выполнять функции, существенно при этом преобразуясь.

Так, крайне малоподвижные  парные плавники хрящевых рыб становятся активными органами движения уже  у костистых.

Более часто в филогенезе наблюдается интенсификация функций, являющаяся следующим этапом эволюции органов после активации. Благодаря этому орган обычно увеличивается в размерах, претерпевает внутреннюю дифференцировку, гистологическое строение его усложняется, нередко наблюдается многократное повторение одноименных структурных элементов, или полимеризация структуры. Примером является усложнение структуры легких в ряду наземных позвоночных за счет ветвления бронхов, появления ацинусов и альвеол на фоне постоянной интенсификации его функций.

Высокая степень дифференцировки  может сопровождаться уменьшением  количества одинаковых органов, выполняющих  одну и ту же функцию, или их олигомеризацией. Это явление наблюдается, к примеру, в эволюции артериальных жаберных дуг, которые закладываются у хрящевых рыб в количестве 6—7 пар, у костных рыб их становится 4 пары, а у млекопитающих и человека сохраняются в дефинитивном состоянии лишь части 3, 4 и 6-й пар.

В ходе эволюции часто наблюдается субституция – замещение одного органа другим или передача функций от одного органа к другому. Различают субституцию органов и субституцию функций.

• Субституция органов, или гомотопная субституция – замещение в ходе эволюции одного органа другим, занимающим сходное положение в организме и выполняющим биологически равноценную функцию. В этом случае происходит редукция замещаемого органа и прогрессивное развитие замещающего. Так, у хордовых осевой скелет – хорда – замещается сначала хрящевым, затем костным позвоночником. В ряде случаев субституция приводит к появлению аналогичных органов, например, у растений листья (фотосинтезирующие органы) замещаются филлодиями (уплощенными черешками) или филлокладиями (уплощенными стеблями). Термин «субституция органов» введён Н. Клейненбергом (1886).
• Субституция функций, или гетеротопная субституция – утрата в ходе эволюции одной из функций (при этом выполнявший её орган редуцируется) и замещение её другой, биологически равноценной (выполняемой другим органом). Так, функция перемещения тела в пространстве при помощи ног (хождение) у змей замещена перемещением при помощи изгибаний позвоночника (ползание); дыхание с помощью жабр (извлечение кислорода из воды) у наземных позвоночных замещено газообменом в лёгких. Термин «субституция функций» введён А. Н. Северцовым (1931).

Субституция тесно связана  с принципом компенсации и с редукцией органов. Например, у птиц редукция зубов связана с развитием мускулистого желудка.

В противоположность интенсификации и активации ослабление функций ведет в филогенезе к упрощению строения органа и его редукции, вплоть до полного исчезновения.

Гетеробатмия - неодинаковый уровень развития и специализации различных органов, достигнутый в результате относит, независимости в развитии разных частей организма в процессе эволюции.

№20

Антропогенез (Положение человека в системе животного мира)

Положение человека в эволюционной лестнице:

царство Животные

тип Хордовые

класс Млекопитающие

отряд Приматы

подотряд Гаплориновые

инфроотряд Узконосые  обезьяны

надсемейство Гоминоиды

семейство Гоминиды

род Собственно Люди

Вид Неоантроп

подвид Современный человек

Биосоциальная природа человека

В процессе антропогенеза (эволюционно-исторического процесса формирования человека) произошло возникновение на нашей планете высшей формы существования материи - социальной. Появление человека является результатом развития жизни в одной из ее эволюционных ветвей - царстве животных. Биологический вид Человек разумный (Homo sapiens) представляет собой уникальную жизненную форму, соединяющую в себе биологическую и социальную сущности. Это соединение обусловлено длительным процессом биологической эволюции и исторического развития человечества. Социальность не противопоставляет людей остальной природе. Соответственно своей биологической организации человек безусловно принадлежит живой природе, царству животных. Жизнедеятельность человеческого организма основывается на фундаментальных биологических механизмах, которые составляют биологической наследство человека. Именно поэтому он включен в систему природы, которая складывалась на протяжении большей части истории развития планеты независимо от социального фактора и сама же породила этот фактор. Человек составляет своеобразный и неотъемлемый компонент биосферы. Особенность биологической сущности человека заключается в том, что она проявляется в условиях действия законов высшей, социальной формы движения материи. Из социальной сущности людей вытекают закономерности и направления исторического развития человечества. Биологические процессы с необходимостью происходят в организме человека и им принадлежит фундаментальная роль в обеспечении важнейших сторон жизнеспособности и развития. Тем не менее, в популяциях людей эти процессы не приводят к результатам, обычным для остального мира живых существ. Так, естественный отбор - движущий фактор эволюции живых организмов - утратил свое значение (например, в видообразовании) в развитии человека, уступив ведущую роль социальным факторам. Процесс индивидуального развития человека базируется на информации двух видов. Первый вид представляет собой биологически целесообразную информацию, которая отбиралась и сохранялась в процессе эволюции предковых форм и зафиксирована в виде генетической информации в ДНК (универсальный для всех живых организмов механизм кодирования, хранения, реализации и передачи из поколения в поколение информации). Благодаря ей, в индивидуальном развитии человека складывается уникальный комплекс структурных и общения в социуме. Данная особенность человека определяется понятием «социальной наследственности», присущей исключительно человеческому обществу. функциональных признаков, отличающих его от других живых организмов. Второй вид информации представлен суммой знаний, умений, которые создаются, сохраняются и используются поколениями людей в ходе развития человеческого общества. Освоение этой информации индивидуумом происходит в процессе его воспитания, обучения и общения в социуме. Данная особенность человека определяется понятием «социальной наследственности», присущей исключительно человеческому обществу. функциональных признаков, отличающих его от других живых организмов. Второй вид информации представлен суммой знаний, умений, которые создаются, сохраняются и используются поколениями людей в ходе развития человеческого общества. Освоение этой информации индивидуумом происходит в процессе его воспитания, обучения и общения в социуме. Данная особенность человека определяется понятием «социальной наследственности», присущей исключительно человеческому обществу.

 

 

№21

Антропогенез (Человек – продукт  эволюции)

Сравнительная морфология даёт много фактов, свидетельствующих  о происхождении человека от высших животных:

• сходство его эмбрионального развития с развитием человекообразных обезьян
• наличие рудиментов (зубы мудрости, аппендикс, мышцы уха и др.)
• возможность атавизмов (чрезмерное развитие волосяного покрова, дополнительные соски и др.)
• у всех приматов 1^ый палец руки противопоставлен другим, имеются ногти, пара молочных желёз, хорошо развитые ключицы.

Доказательства из области сравнительной  физиологии:

1. Кровь человека и шимпанзе близки по своим физиологическим и биохимическим показателям.
2. Одинаковый порядок прорезывания зубов.
3. Позднее половое созревание (у обезьян в 8-12 лет).
4. Одинаково высоко развиты формы заботы о потомстве.
5. Доказательства из области сравнительной патологии и паразитологии:

• Возможность развития одинаковых форм инфекционных и вирусных заболеваний (грипп и др.)
• Наличие общих видов паразитов.

Цитогенетические и биохимические  доказательства:

1. 99% белков идентичны.
2. Кариотип отличается по количеству на 1^ну пару.
3. 13 пара хромосом идентична. Метод дифференцированного окрашивания указывает на наличие ряда хромосомных мутаций, которые в кариотипе человека изменили лишь местоположение большинства хромосомных участков.

Становление человека как вида происходило в 4^ре этапа:

1. Предшественники человека – проантропы.
2. Древнейшие люди – архантропы.
3. Древние люди – палеоантропы.
4. Человека современного типа – неоантроп.

Филогенез семейства гоминид  представляет собой разветвленное  дерево, где первая ветвь достигла человека.

Это группа родственных видов  возникла в конце мезозоя –  начале палеозоя (примерно 70-40 млн. лет  назад). Эволюция приматов привела в  появлению ветви древнейших человекоподобных обезьян (парапитеков).

 

 

 

 

 

древнейшие человекоподобные обезьяны (парапитеки)

 

малые человекоподобные обезьяны (гиббоны)                                дреопитеки (древесные обезьяны)

 

Сохранили древесные формы жизни                                           Освоили открытые места обитания