МАКРОЕВОЛЮЦІЙНИЙ ПРОЦЕС

Тема. ОСНОВИ ЕВОЛЮЦІЙНОГО ВЧЕННЯ

УРОК 42. МАКРОЕВОЛЮЦІЙНИЙ ПРОЦЕС

Цілі уроку: розглянути особливості макроеволюційного процесу, звернути увагу на його відмінність від мікроеволюції; розвивати увагу й логіку; виховувати взаємоповагу до опонента й культуру дискусії.

Обладнання й матеріали: таблиці або слайди презентації які ілю­струють процеси макроеволюції, зобра­ження особин видів різних систематич­них груп живих організмів.

Базові поняття й терміни: вид, макроеволюція, біологічний прогрес, біологічний регрес, ароморфоз,

ідіоадап­тація, загальна дегенерація, паралелізм, поліфілетичні таксони, монофілетичні таксони.

ХІД УРОКУ

I. Організаційний етап

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди

1. Що таке адаптація?

2. Що таке мімікрія і які її форми вам відомі?

3. Які органи є аналогічними, а які гомологічними?

4. Чи може адаптація бути абсолютною?

III. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

Макроеволюція – це процес формування великих систематич­них одиниць: з видів – нових родів, з родів – нових родин

і т. д. Процеси макроеволюції потребують великих проміжків часу, і без­посередньо вивчати її неможливо. Тим більше, в основі макроево­люції лежать ті самі рушійні сили, що й в основі мікроеволюції: спадковість, мінливість, природній добір та ін.

О. М. Сєверцов та І. І. Шмальгаузен встановили два головні на­прямки еволюційного процесу: біологічний прогрес і біологічний регрес. Біологічний прогрес характеризується розширенням аре­алу, збільшенням чисельності виду, утворенням нових популяцій і систематичних одиниць, переважанням народжуваності над смертністю. Прикладами біологічного прогресу є поширення по­критонасінних рослин, комах, молюсків, гризунів.

Біологічний регрес характеризується звуженням ареалу, змен­шенням чисельності виду, скороченням кількості популяцій і зменшенням систематичних одиниць, переважанням смертності над народжуваністю. Це призводить до скорочення кількості видів у роді, кількості родів у родині (іноді до одного), родин у ряді (одна) і т. д. Частина видів, родів, родин вимирають повністю (наприклад, зниження чисельності хвощів і плаунів). Біологічний регрес спо­стерігається для хоботних (слонів залишилося два види, мастодон­ти вимерли взагалі) і великих кішок (леви, тигри, леопарди).

Шляхи досягнення біологічного прогресу встановлені О. М. Сєверцовим і пов’язані з різноманітними перетвореннями в будові організмів. До них належать ароморфоз, ідіоадаптація й загальна дегенерація.

Ароморфоз – орогенез, або морфофізіологічний прогрес, що су­проводжується значними змінами в будові організмів, підвищенням рівня їхньої організації. Ароморфози мають загальний характер і не є пристосувальними до спеціальних умов. Вони дають можливість освоїти нові місця проживання, розширити ареал. У результаті аро­морфозів виникли такі великі таксони, як типи і класи.

Прикладами ароморфозу є: виникнення щелеп, плавців у риб; утворення серця та його подальша еволюція; перетворення плавців риб на п’ятипалі кінцівки в амфібій і рептилій; багатоклітинність, утворення тканин і органів у рослин, що забезпечило вихід їх із води на суходіл; поява кори головного мозку тощо. Перетворення парних плавців кистеперих риб на парні кінцівки земноводних ста­ло передумовою виходу хребетних на суходіл. Поява яйця, зарод­кових оболонок навколо нього забезпечила розвиток хребетних на суходолі, і тільки завдяки цьому сформувалися справжні наземні хребетні, не пов’язані в період розмноження з водою. Розвиток три-, а згодом і чотирикамерного серця забезпечив їх теплокровність і можливість завоювання всіх середовищ існування.

Ідіоадаптація – галогенез, що супроводжується виникнен­ням в організмі окремих пристосувань до умов середовища, місця проживання без зміни рівня організації. При цьому відбувається освоєння нових середовищ життя. Зміни, що виникли, носять при­стосувальний характер, іноді вузькоспеціалізовані до конкретних умов. У результаті відбувається дивергенція ознак усередині однієї систематичної групи й утворюються більш дрібні таксони: ряди, родини, роди.

Іноді відбувається незалежний розвиток подібних ознак у близькоспоріднених груп організмів – паралелізм. Наприклад, розви­ток ластів у ластоногих (моржів і тюленів).

Типовими прикладами ідіоадаптацій можуть бути захисне за­барвлення тіла у тварин; колючки й шипи – у рослин, різні при­стосування для поширення насіння. Ідіодаптадіями є також зміни будови тіла у птахів: курки, качки, ластівки, дятла й багатьох ін­ших. Рівень організації в них один, але, наприклад, форма й роз­мір дзьоба в усіх різні, пристосовані до певної їжі. У ссавців, що мешкають у воді (китоподібні) й на суходолі, – рівень організації один (у будові, наприклад, органів кровообігу, дихання, виділен­ня), а форми тіла, кінцівок – різні.

Загальна дегенерація – морфофізіологічний регрес, що супро­воджується спрощенням рівня організації, зникненням деяких органів або систем органів. Дегенерація пов’язана з переходом до паразитичного або сидячого способу життя, наприклад, втрата коренів і листя в рослини-паразита повитиці, органів травлення у стьожкових червив, редукція хорди в асцидії. У результаті вузь­кої спеціалізації з’являються спеціалізовані пристосування – при­соски, гачки. Проте, загальна дегенерація багатьох паразитичних груп супроводжується їх значним біологічним прогресом.

Ще однією суттєвою відмінністю макроеволюційних проце­сів є можливість об’єднання в новій групі генетичного матеріалу й можливостей віддалених систематичних груп. Так, симбіогенез примітивних еукаріотичних клітин із певним видом бактерій при­звів до появи мітохондрій і формування кількох нових великих таксонів. Слід також зауважити, що систематичні таксони велико­го рангу можуть мати поліфілетичне походження. Так, у мезозої існувало кілька споріднених груп рептилій, які у процесі еволюції перетворювалися на птахоподібних тварин. Кілька з них навіть опанували політ (конфуціосорніси, енанціорніси, віялохвості пта­хи). До наших часів збереглася лише одна з цих груп, але й інші ми можемо розглядати в широкому розумінні як представників кла­су Птахи. Сучасні ссавці також мають поліфілетичне походження. Одна з груп теріоморфних плазунів мезозою стала предками яйце­кладних ссавців, а інша – сумчастих і плацентарних.

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Робота в групах

Клас об’єднується в чотири-п’ять груп. Кожна група, вико­ристовуючи власні знання, розглядає появу певної систематичної

Групи як макроеволюційний процес і пояснює, чому цю подію не можна розглядати як приклад мікроеволюції. Після обгрунтуван­ня групою своєї точки зору інші групи ставлять уточнюючі запи­тання і рецензують зміст доповіді. Бажано розглянути походження еукаріотів, водоростей і ссавців. Під час аналізу походження еука­ріотів і водоростей слід звернути увагу на явище симбіогенезу різ­них систематичних груп, а під час аналізу походження ссавців – на поліфілетичність цього таксону.

V. Домашнє завдання