Движущие силы эволюции

Тема. Движущие силы эволюции, их влияние на генофонд популяции.

Цель. Сформировать понятие естественный отбор как главная движущая сила эволюционного процесса.

Задачи.

Образовательные. Сформулировать понятие о естественном отборе как ведущем, направляющем факторе эволюционного процесса; познакомить с формами естественного отбора и их биологическим значением; рассмотреть искусственный отбор в сравнении с естественным.

Развивающие. Развивать познавательный интерес обучающихся, умение работать с учебником, таблицами, делать выводы, уметь использовать изученный ранее материал.

Воспитательные. Сформировать у обучающихся интерес и позитивное отношение к изучению биологии.

Ход урока

1. Орг. момент.

2. Повторение пройденного материала.

Фронтальный опрос

1. Вспомните, что является главными движущими силами эволюции по Ч. Дарвину?

2. Что является результатом эволюционного процесса?

3. К каким последствиям может привести способность организмов давать многочисленное потомство?

4. Какая форма борьбы за существование проявляется при повышении плотности популяции?

5. В чём заключается смысл борьбы за существование?

6. Что является итогом борьбы за существование?

Индивидуальный опрос: Популяция как единица вида.

Доп. материал: Факторы эволюции.

1. Изучение нового материала.

Какие организмы передают потомству свои признаки, а какие нет? Особи, обладающие признаками, которые снижают их приспособленность к окружающей среде, имеют меньше шансов на участие в размножении, а другие, чьи изменения случайно оказываются полезными, оставляют потомство.

Как вы считаете, что такое естественный отбор?

Естественный отбор всегда выступает как главный фактор преобразования живых организмов. Механизм его действия одинаков, т.е. естественный отбор каждый раз способствует выживанию и оставлению потомства наиболее приспособленных особей.

За счет чего возникают приспособленные особи?

Генетической основной любой формы естественного отбора является наследственная изменчивость, а причиной – влияние условий среды. Мутанты, бывшие прежде менее приспособленными по сравнению с нормальным генотипом, при благоприятном для них изменении условий среды получают преимущество и постепенно вытесняют прежнюю норму. Результатом длительного действия отбора является преобразование популяционного генофонда, замена одних, количественно преобладающих, генотипов другими.

Таким образом, естественный отбор – это процесс, в результате которого преимущественно выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные особи каждого вида и погибают менее приспособленные.

Тем самым в результате естественного отбора происходит отсеивание видов, которые менее приспособлены к среде своего обитание и которые возможно не имеют каких-либо необходимых признаков для выживания в борьбе за существование.

Так же благодаря естественному отбору виды с благоприятными признаками выдерживают борьбу, размножаются и передают эти признаки следующему поколению.  

Различают формы отбора: стабилизирующий отбор, дестабилизирующий, движущий отбор и дизруптивныйт (разрывающий) (просмотр слайдов на экране).

Физминутка.

Заполнить таблицу «Формы естественного отбора».

Стабилизирующий отбор

Теорию стабилизирующего отбора разработал выдающийся биолог-эволюционист академик Иван Иванович Шмальга́узен (1884— 1963).

Стабилизирующий отбор ─ это одна из форм естественного отбора, которая помогает сохранить в популяции оптимальные в данных условиях фенотипы (которые в дальнейшем становятся преобладающими) и действует против проявлений фенотипической изменчивости.

Возникшие мутации, которые способствуют выживанию закрепляются в поколении и меняютгенофонды. Но возникают и такие мутации, которые уменьшают вероятность выживания организма в конкретном месте его обитания. 

Обычно они не закрепляются в популяции и никак не влияют на генофонд, потому как такие организмы обычно не доживают до половозрелого возраста и не дают потомство.

Стабилизирующий отбор приводит к уничтожению крайних отклонений и стабилизирует среднюю норму выраженности признака. Так же стабилизирующий отбор наблюдается там, где условия внешней среды сохраняются постоянными длительное время, то есть стабильны.То есть в среде, которая не изменяется выживают особи со средним выражением признака, а отличающиеся от них мутанты погибают.

Движущий отбор – вторая форма естественного отбора. Он был описан Чарльзом Дарвином. Само название "движущий" говорит о том, что такой отбор определяет направление эволюции. И если стабилизирующий отбор направлен на поддержание уже существующих фенотипов, то движущий отбор способствует изменениям фенотипов.

Действие движущего отбора может проявляется в ответ на изменение внешних условий.

Так, на острова Средиземного моря в конце третичного периода попали слоны. В условиях ограниченных ресурсов островных лесов преимущество имели особи с небольшими размерами. Мутации карликовости подхватывались движущей формой отбора, а исходные аллели (то есть аллели, которые определяют нормальный для слонов размер), отсеивались вследствие гибели крупных особей. В результате на островах Средиземноморья возникли карликовые слоны ростом до полутора метров (однако они были истреблены первыми охотниками, заселившими эти острова).

Рассмотрим так же действие движущего отбора на примере ночной бабочки ─ берёзовой пяденицы. Ещё её называют перечной пяденицей.  В средней полосе России бабочка выводится из куколки обычно в начале июня. Взрослое насекомое ничего не ест и живёт даже для бабочки недолго, 5-6 дней. Обычно особь вида имеет светлую пёструю окраску, желтоватых, серых или бурых тонов. Защитная окраска пяденицы напоминает лишайник. Помогает ей маскироваться на фоне берёзовой коры.

Из-за окраски, беловатой со множеством мелких черных пятнышек и полосок. берёзовую пяденицу называют «ночной перечной бабочкой». И в самом деле, пятнышки на крыльях похожи на чёрный перец, рассыпанный на белой бумаге.

А в середине 19 века в Англии, и потом в центральной Европе стали появляться особи более темной окраски, сероватого тона с большим количеством сливающихся темных пятен. С самого начала было ясно, что «потемнение» берёзовых пядениц связано с последствиями промышленной революции в Англии. В атмосферу выбрасывалось огромное количество сернистого газа. Это погубило лишайники в лесах, близких к промышленной зоне. Дым оседал в виде сажи на стволах деревьев. И белые пяденицы стали заметными.  Численность темно окрашенных пядениц в промышленных районах начала возрастать, а численность светлоокрашенных сократилось из-за поедания их птицами.

Учёные предположили, что изменения в составе пядениц произошли из-за естественного отбора, связанного с изменениями в окружающей среде.

Что бы подтвердить это предположение. Английский энтомолог проводил эксперименты. Часть бабочек со светлой и темной окраской сажали на деревья загрязнённого леса без лишайников. А в конце дня производили подсчёты. В результате эксперимента было обнаружено, что большинство светлоокрашенных бабочек было съедено птицами мухоловками и поползнями. Тот же опыт проводили и в окрестностях города. Здесь быстрее выедались тёмноокрашенные особи…

Движущий отбор заключается в том, что при медленном изменении условий среды происходит сдвиг средней нормы в ту или иную сторону. Иными словами, при движущем отборе наблюдается отсев мутаций с одним значением признака, которые заменяются мутациями с другим средним значением признака.

Движущий отбор, таким образом, приводит к эволюционному изменению, оказывая на популяцию такое давление, которое способствует увеличению в ней частоты новых аллелей.

Разрывающий (дизруптивный) отбор. Для многих популяций характерен полиморфизм – существование двух или нескольких форм по тому или иному признаку. Полиморфизм нельзя объяснить только возникновением новых мутаций. Причины его могут быть разными. В частности, он может быть обусловлен повышенной относительной жизнеспособностью гетерозигот. В других случаях полиморфизм может быть результатом действия особой формы отбора, получившей название разрывающего или дизруптивного. Эта форма отбора осуществляется в тех случаях, когда две или более генетически различные формы обладают преимуществом в разных условиях, например в разные сезоны года. Хорошо изучен случай с преимущественным выживанием в зимний сезон «красных», а в летний «черных» форм двухточечной божьей коровки. Дизруптивный отбор благоприятствует более чем одному фенотипу и направлен против средних промежуточных форм. Он как бы разрывает популяцию по данному признаку на несколько групп, встречающихся на одной территории, и может при участии изоляции привести к разделению популяции на две и более.

Половой отбор – форма естественного отбора у некоторых видов животных, основанная на соперничестве одного пола за спаривание с особями другого пола.

За счёт полового отбора появился половой диморфизм и развились вторичные половые признаки(яркое оперение, разветвлённые рога и т.д.)Эти признаки могут быть вредны и для особи, и для вида ( например, тяжёлые разветвлённые рога у оленей, тяжёлый яркий хвост у некоторых птиц).

Почему же тогда отбор сохраняет, а часто и усугубляет эти признаки?

Половой отбор характеризуется в настоящее время как отбор особей, обладающих сопротивляемостью к внутренним паразитам. Ярко выраженные вторичные половые признаки указывают на отсутствие у особи внутренних паразитов, мешающих их развитию. Поэтому эволюционно закрепилось поведение выбора полового партнёра с ярко выраженными вторичными половыми признаками.

Значение отбора заключается не только в отсеивании нежизнеспособных особей, отбор создает адаптации и виды, исключая из генофонда популяции бесполезные и вредные генотипы. Результатом действия естественного отбора является образование новых видов организмов и новых форм жизни, что показывает творческую роль естественного отбора.

1. Закрепление знаний.

Задания ЕГЭ

1.Какую форму отбора иллюстрирует схема? При каких условиях действует данная форма отбора? Как изменяется норма реакции при данной форме отбора?

1. Движущий отбор

2. Стабилизирующий

3. Дизруптивный

2.Определите, примеры какой формы естественного отбора приведены ниже:

1. Устойчивость (неизменность) размеров и форм цветка у насекомоопыляемых растений.

2. Изменение вредителей под воздействием ядохимикатов.

3. Кистеперая рыба латимерия.

4. У большинства зайцев в популяции средний размер ушей.

5. «Красные» и «черные» двухточечные божьи коровки.

6. Насекомые, попавшие на океанический остров, стали бескрылыми.

7. Редукция (исчезновение) листьев у растений – паразитов.

8. На остров Средиземного моря в конце третичного периода попали слоны. В условиях ограниченных ресурсов островных лесов преимущество имели особи с небольшими размерами, слоны нормальных размеров гибли. Так возникли карликовые слоны.

9. Существование в Африке в долине реки Семилики древовидных папоротников

5. Рефлексия

6.Домашнее задание: §4.9