Рассмотрим вариант решения задания из учебника Пасечник, Касперская, Сивоглазов 11 класс, Просвещение: § 3. Синтетическая теория эволюции Каковы основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина? Дарвин установил, что все сорта каждого вида культурных растений и все породы каждого вида домашних животных сходны с определёнными дикими видами и произошли от одного или нескольких общих предков. Дарвин предположил, что в природе осуществляется схожий отбор, но поскольку в этом случае нет человека, ставящего перед собой определённую цель, то этот отбор является не искусственным, а естественным. Особи любого вида производят больше потомков, чем это необходимо для поддержания численности их популяции. Однако всё-таки численность популяции остаётся приблизительно постоянной. Это происходит потому, что многим особям не удаётся выжить и оставить потомство. Благодаря наследственной изменчивости особи одного вида различаются между собой. В ходе борьбы за существование те особи, которые максимально приспособлены к данной среде обитания, получают репродуктивное преимущество, т. е. производят больше потомков, чем другие особи. Таким образом осуществляется естественный отбор – выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные к конкретным условиям среды организмы. Следовательно, те изменения, которые дали преимущество одним организмам перед другими, будут наследоваться следующими поколениями. Неблагоприятные наследственные изменения отметаются отбором, так как у такого организма снижается шанс оставить потомство и передать эти изменения следующему поколению. Постепенно численность особей с полезными изменениями будет увеличиваться, и в итоге может появиться новый вид, существенно отличающийся от вида-предка, т. е. произойдёт видообразование. Что является основой синтетической теории? При каких условиях осуществляется эволюция? В основе синтетической теории эволюции лежит представление о том, что носители определённых генотипов имеют преимущество при размножении и передают свой наследственный материал потомкам. Для осуществления эволюции необходимо наличие трёх процессов: • мутационного, производящего новые состояния генов; • комбинативного, создающего новые генотипы и, как следствие, новые фенотипы особей; • селекционного, определяющего соответствие этих фенотипов данным условиям обитания. 1. В чём сущность теории Ч. Дарвина? Главная заслуга Дарвина состоит в том, что он впервые научно объяснил механизмы эволюции вообще и видообразования в частности. Основными факторами эволюции (движущими силами) Дарвин считал наследственную изменчивость, борьбу за существование и естественный отбор. 2. Какое влияние на дарвинизм оказало открытие закономерностей наследственности и изменчивости? После переоткрытия законов Менделя на рубеже XIX и XX вв. и доказательства дискретной природы наследственности учение Дарвина приобрело прочный генетический фундамент. Вместо неопределённого понятия «изменчивость», которому никто не мог бы дать чёткого определения, появилось понятие «мутации». Его ввёл в науку в 1901 г. голландский ботаник Г. де Фриз. Толчок к дальнейшему развитию эволюционной теории дала гипотеза о рецессивности новых генов. Эта гипотеза предполагала, что во время созревания гамет в результате ошибок при репликации ДНК постоянно возникают мутации – новые варианты генов. Если мутации рецессивные, то они могут долго существовать в генофонде популяции, передаваясь из поколения в поколение до тех пор, пока условия не изменятся настолько, что определяемый мутацией признак станет полезным. Тогда обладатели двух копий мутированного гена, у которых проявится оказавшийся полезным признак, получат преимущество в борьбе за существование и, размножаясь, увеличат в генофонде частоту этих новых полезных мутантных генов. 3. Что такое мутация? Какие виды мутаций вам известны? Мутации – изменения в хромосомах или отдельных генах – чаще всего бывают вредными или нейтральными, но иногда могут возникать и полезные мутации. 4. Какова роль экологии в развитии теории эволюции? Существенный вклад в теорию эволюции внесли экологические исследования. Если во времена Дарвина в качестве единицы эволюции рассматривали отдельную особь, то в настоящее время такой единицей считают популяцию. Продолжительность жизни каждого организма слишком мала в масштабах эволюции, и к тому же организм не может изменить свою наследственность в течение жизни. 5. Назовите основные положения синтетической теории эволюции. • элементарной единицей эволюции является популяция; • материалом для эволюции служит мутационная и комбинативная изменчивость; • элементарное эволюционное явление – изменение генофонда популяции, приводящее к изменению организмов; • элементарными факторами эволюции являются наследственная изменчивость, изоляция, популяционные волны, миграция, дрейф генов; они увеличивают разнообразие генофонда популяции; • основной движущий фактор эволюции – естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование; он является главной причиной появления адаптаций, видо-образования и происхождения надвидовых таксонов; • вид – это система популяций, репродуктивно изолированных от популяций других видов, причём каждый вид экологически обособлен; • видообразование заключается в возникновении генетических изолирующих механизмов и осуществляется преимущественно в условиях географической изоляции; • эволюционный процесс можно разделить на микро- и макроэволюцию; • макроэволюция, ведущая к образованию надвидовых таксонов, осуществляется только посредством микроэволюции. Подготовьте презентации о вкладе отечественных учёных в развитие теории эволюции (С. С. Четверикова, И. И. Шмальгаузена, Н. В. Тимофеева-Ресовского, B. Н. Сукачёва). (Ссылки на презентации ниже.) Обсудите основные положения СТЭ и их значение для развития современных биологических наук. • элементарной единицей эволюции является популяция; • материалом для эволюции служит мутационная и комбинативная изменчивость; • элементарное эволюционное явление – изменение генофонда популяции, приводящее к изменению организмов; • элементарными факторами эволюции являются наследственная изменчивость, изоляция, популяционные волны, миграция, дрейф генов; они увеличивают разнообразие генофонда популяции; • основной движущий фактор эволюции – естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование; он является главной причиной появления адаптаций, видообразования и происхождения надвидовых таксонов; • вид – это система популяций, репродуктивно изолированных от популяций других видов, причём каждый вид экологически обособлен; • видообразование заключается в возникновении генетических изолирующих механизмов и осуществляется преимущественно в условиях географической изоляции; • эволюционный процесс можно разделить на микро- и макроэволюцию; • макроэволюция, ведущая к образованию надвидовых таксонов, осуществляется только посредством микроэволюции. Дальнейшее развитие синтетической теории эволюции было связано с открытием структуры ДНК, расшифровкой генетического кода, определением механизма биосинтеза белка. Важную роль в становлении теории сыграло использование математических моделей для объяснения эволюционного процесса, который стали изучать не на отдельных особях, а на популяциях. В настоящее время синтетическая теория эволюции развивается на стыке нескольких естественных наук и опирается на палеонтологию и систематику, молекулярную биологию и биохимию, популяционную генетику и экологию. В следующих параграфах мы познакомимся с основными положениями этой теории более подробно. Дальнейшее развитие синтетической теории эволюции связано с открытием структуры ДНК, расшифровкой генетического кода, определением механизма синтеза белка, возможностью создания математических моделей. Дальнейшее развитие синтетической теории эволюции было связано с открытием структуры ДНК, расшифровкой генетического кода, определением механизма биосинтеза белка. Важную роль в становлении теории сыграло использование математических моделей для объяснения эволюционного процесса, который стали изучать не на отдельных особях, а на популяциях. В настоящее время синтетическая теория эволюции развивается на стыке нескольких естественных наук и опирается на палеонтологию и систематику, молекулярную биологию и биохимию, популяционную генетику и экологию. В следующих параграфах мы познакомимся с основными положениями этой теории более подробно.
