Основные направления эволюционного процесса. Биологический прогресс и биологический регресс

Цели:

• сформировать у учащихся знания о главных путях и направления эволюционного процесса;
• сформировать умения правильно сравнивать различные направления и пути эволюции,  иллюстрировать рассказ о них разнообразными примерами из мира растений и животных;
• систематизировать и обобщить знания о процессе и основных итогах исторического развития органического мира.

Задачи:

• на примерах показать происхождение крупных систематических групп путем ароморфоза;
• рассмотреть на примерах идиоадаптацию, дегенерацию и соотношение между главными путями эволюции;
• ознакомить с главными направлениями эволюции – биологическим прогрессом и биологическим регрессом;
• охарактеризовать роль человека в биологическом прогрессе и регрессе видов.

СТРУКТУРА УРОКА:

I. Изучение нового материала

Идея о направленном характере эволюции, идущей по пути прогресса, то есть по пути совершенствования организмов от простого к сложному, от низших форм жизни к высшим, общепринята. Однако, не следует думать, что прогресс является единственным путем эволюционных изменений, в действительности это лишь одно из возможных направлений.

Современные представления о направлениях эволюции основываются на работах Ивана Ивановича Шмальгаузена и Алексея Николаевича Северцова. А.Н.Северцов выделил понятия биологического прогресса, биологической стабилизации и биологического регресса.

1. Биологический прогресс

Биологический прогресс характеризуется возрастанием числа особей систематической группы, увеличением числа входящих в нее видов, подвидов, популяций, расширением ареала. Виды, находящиеся в состоянии биологического прогресса, выходят победителями в борьбе за существование.

Биологический прогресс характерен покрытосеменных растений, насекомых, птиц и млекопитающих.

В соответствии с разнообразными преобразованиями строения организмов в процессе эволюции выделяют три пути достижения биологического прогресса:

• Ароморфозы – арогенез (морфофизиологический прогресс);
• Идиоадаптация – аллогенез;
• Общая дегенерация – катагенез (морфофизиологический регресс).

Арогенез – эволюционное направление, сопровождающееся приобретением крупных изменений строения – ароморфозов.
Ароморфоз означает усложнение организации. Поднятие ее на более высокий уровень. Изменения в строении животных в результате возникновения ароморфозов не являются приспособлениями к каким-либо условиям среды, а дают возможность расширить использование условий внешней среды (новые источники пищи, места обитания). Примером ароморфоза у млекопитающих является разделение сердца на левую и правую половины с развитием двух кругов кровообращения. Дифференцировка органов пищеварения, усложнение зубной системы, появление теплокровности уменьшает зависимость организма от окружающей среды.

Ароморфозы сыграли важную роль в эволюции всех классов животных: трахейная система дыхания и преобразование ротового аппарата у насекомых, образование хитинового покрова и расчленение конечностей, развитие сложной НС, а также органов чувств – обоняния, зрения, осязания. Появление речи – крупный ароморфоз в эволюции человека. В растительном мире крупными ароморфозами являются появление органов и тканей, фотосинтеза, появление у покрытосеменных растений цветков, плодов, семенного размножения.

Дальнейшая эволюция покрытосеменных растений шла по пути идиоадаптаций, то есть по пути возникновения разнообразных приспособлений к различным условиям обитания.
Идиоадаптации привели к появлению растений с различными цветками, плодами, побегами, листьями, корневыми системами, сроками развития, приспособлениями к опылению ветром, водой, насекомыми.
Идиоадаптации – путь эволюции, при котором одни приспособления заменяются другими, биологическими им равноценными.
Идиоадаптации в отличие от ароморфозов имеют частный характер.
Хорошим примером идиоадаптации служит защитная окраска у животных, разнообразные приспособления к перекрестному опылению ветром и насекомыми, приспособления плодов и семян к распространению, приспособление к придонному образу жизни (уплощение тела) у многих рыб.

У некоторых покрытосеменных растений биологический прогресс связан с упрощением организации – дегенерацией. Например, у паразитического растения повилика произошла утрата корней и листьев.
Дегенерация – путь эволюции, связанный с переходом в более простую среду обитания и ведущий к упрощению строения и образа жизни.
Общая дегенерация  как путь биологического прогресса наблюдается у многих форм и связана главным образом с переходом к паразитическому или сидячему образу жизни. Упрощение организации вовсе не означает вымирание данной группы. Многие паразитические организмы процветают, несмотря на упрощение своей организации. Многие паразитические организмы процветают, несмотря на упрощение своей организации.

2. Биологическая стабилизация

Биологическая стабилизация по А.Н.Северцову, означает поддержание приспособленности организма на известном уровне. Организм изменяется соответственно изменениям условиям окружающей среды. Численность его не возрастает, но и не снижается.
У растений при снижении среднегодовой температуры увеличивается количество кроющих волосков эпидермы. Это явление позволяет выжить всем особям, но преимущества между другими видами не наблюдается, так как они проявляют такую же реакцию.

3. Биологический регресс

Биологический регресс – направление эволюции, которое характеризуется уменьшением числа видов, подвидов и популяций, сокращением численности особей и ареала.
Биологический регресс означает снижение приспособленности организма.
Организм отстает от изменений во внешней среде, и в особенности от темпов эволюции и распространения экологически близких форм.
Численность вида уменьшается и вид идет навстречу вымиранию. Действию биологического регресса могут подвергнуться и биологически высокоорганизованные, процветавшие в свое время формы, оказавшиеся не приспособленными к новым или меняющимся условиям обитания (вымершие динозавры, мамонты).

Причиной биологического регресса часто является деятельность человека. Человек влияет на виды непосредственно, уничтожая их, или опосредованно, изменяя среду их обитания. Так, в начале 17 века были истреблены дикие быки туры (прародители современных быков). Во второй половине 18 века были полностью уничтожены морские млекопитающие стеллеровы коровы. К началу 19 века охотники полностью истребили крупных нелетающих птиц моа в Новой Зеландии, рост которых достигал трех метров.
Конечный результат регресса – вымирание вида.

Лабораторная работа

Тема: «Ароморфозы у позвоночных животных»

Цель: сформировать умение выявлять ароморфозы у животных, объяснять их значение.

Ход работы:

1. Рассмотрите схемы строения сердец и вспомните особенности работы кровеносной системы представителей класса позвоночных животных: рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие.

Заполните таблицу:

2. Вспомните, какова интенсивность обмена веществ и зависящая от него возможность поддерживать постоянную температуру тела свойственна представителям классов позвоночных животных.

Заполните таблицу:

3. Рассмотрите схемы строения дыхательных систем и вспомните особенности дыхания представителей класса позвоночных животных.

Заполните таблицу:

4. Вспомните особенности оплодотворения и развития потомства у представителей классов позвоночных животных.
Заполните таблицу:

5. Проанализируйте таблицы. Сделайте вывод: какие крупные ароморфозы способствовали появлению земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих. Раскройте эволюционное значение ароморфозов.

II. Выводы по уроку:

• Учение о направлениях эволюции было разработано А.Н.Северцовым и И.И.Шмальгаузеном;
• Направления эволюции – биологический прогресс и биологический регресс;
• Биологический прогресс достигается путем ароморфозов, идиоадаптаций и дегенерацией;
• Причинами регенерации может быть деятельность человека.

Домашнее задание: § 52; доделать лабораторную работу

Литература:

1. Настольная книга учителя биологии. Авторы-составители: Калинова Г.С. Кучменко В.С. Москва – АСТ  Астрель, 2003.
2. Сивоглазов В.И., Сухова Т.С., Козлова Т.А. «Общая биология». Поурочные планы 11 класс. Пособие для учителя. М.Айрис-Пресс, 2004.
3. Виртуальная школа Кирилла и Мефодия Общая биология 11 класс, 2007.