Чем объясняется сходство ранних стадий эмбрионального развития животных кратко

Биология. 11 класс

Конспект урока

Урок 2. «Доказательства эволюции»

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

— Какие доказательства свидетельствуют об эволюции живых организмов?

— В чём причины сходства ранних стадий эмбрионального развития животных?

— Как объяснить факты сходства и различия животного и растительного мира материков?

а) сходная организация молекулярных процессов у всех организмов на Земле?

б) наличие промежуточных форм и рудиментарных органов?

Эволюция (от лат. evolutio — развёртывание) – это естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.

Рудименты (от лат. rudimentum — «зачаток», «первооснова») — органы, утратившие своё основное значение в процессе эволюционного развития организма.

Палеонтология – наука об организмах, существовавших в прошлые геологические периоды и сохранившихся в виде ископаемых останков, а также следов их жизнедеятельности.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Биология. Общая биология 10–11 класс: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / под редакцией академика Д.К. Беляева и профессора Г.М. Дымшица / авт.-сост. Г.М. Дымшиц и О.В. Саблина.– М.: Просвещение, 2018.: с 142 – 148.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Все доказательства эволюции можно сгруппировать по направлениям:

Эмбриологические доказательства эволюции.

Согласно закону зародышевого сходства (К. Бэр) на начальных этапах эмбрионального развития зародыши животных разных видов сходны по своему строению. Особенное сходство стадий эмбрионального развития наблюдается в пределах отдельных типов или классов.

В процессе онтогенеза повторяются многие черты строения предковых форм: на ранних стадиях – более отдалённых предков, на поздних стадиях – близких предков. Подобное сходство эмбриональных стадий объясняется единством происхождения всех живых организмов.

Биогенетический закон (Э. Геккель, Ф. Мюллер) описывает онтогенез (индивидуальное развитие) как краткое и сжатое повторение филогенеза (исторического развития вида). В начале XX века было установлено (А.Н. Северцов), что в эмбриогенезе повторяются признаки зародышей, а не взрослых особей.

Морфологические (сравнительно-анатомические) доказательства эволюции основываются на присутствии у многих живых организмов гомологичных, рудиментарных и атавистических органов. Изучение анатомии конечностей млекопитающих позволило установить их сходный план строения и формирования.

Рудименты и атавизмы, проявляющиеся у многих видов растений и животных, свидетельствует об определенной степени родства между представителями разных систематических единиц в пределах одного царства. Эволюционные изменения всегда происходят в сторону их усложнения, вследствие чего живые организмы имеют возможность лучше приспособиться к тем или иным условиям обитания.

Палеонтологические доказательства эволюции.

Палеонтология указывает на причины эволюционных преобразований. Нахождение и изучение ископаемых переходных форм позволяет составить палеонтологические эволюционные ряды организмов.

Находки и описание ископаемых переходных форм позволяют восстанавливать филогенез отдельных групп животных.

Палеонтологические ряды – это ряды ископаемых форм, связанные друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход филогенеза.

Все морфологические изменения связаны с изменениями условий жизни, с геологическими преобразованиями и функциональными изменениями.

Биогеографические доказательства эволюции.

Распространение животных и растений по поверхности планеты, сравнение флоры и фауны различных материков, островов, выявление реликтовых (ныне живущих видов с комплексом признаков, характерных для давно вымерших групп) растений и животных разных природных зон указывает на связь с преобразованием земной коры и с эволюционными изменениями видов.

Молекулярно-биологические доказательства эволюции.

Анализ ДНК, молекулярных данных дают возможность найти сходство и различия между давно вымершими и современными организмами, ведут к реконструкции истории жизни и позволяют построить единое филогенетическое древо.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

1. Выберите один ответ.

Органами, имеющими общее анатомо-морфологическое происхождение, являются:

1) жабры краба и лёгкие слона; 3) крыло бабочки и крыло голубя;

2) ласты моржа и ноги человека; 4) хвост рака и хвост волка.

Ответ: 2) ласты моржа и ноги человека;

Пояснение: ласты моржа и ноги человека это гомологичные органы, так как имеют сходный план строения, выполняют как сходные, так и различные функции и развиваются из сходных зачатков.

2. Подчеркните верные утверждения.

1. Палеонтология – это наука о современных организмах.

2. Археоптерикс имеет черты, характерные для птиц: тяжелый скелет, мощные зубы, длинный хвост.

3. Ископаемыми останками являются окаменевшие раковины моллюсков, зубы и чешуя рыб, скелеты и т.д.

4. Зародыши различных классов и видов позвоночных животных в пределах типа на ранних стадиях развития очень сходны между собой.

5. Гомологичные органы – это органы, различные по общему плану строения, но имеющие сходную форму, величину и приспособленность к функциональному выполнению.

6. Атавизмы – появление у отдельных организмов данного вида признаков, которые существовали у отдалённых предков, но были утрачены в процессе эволюции.

Ответ: 3. Ископаемыми останками являются окаменевшие раковины моллюсков, зубы и чешуя рыб, скелеты и т.д.;

4. Зародыши различных классов и видов позвоночных животных в пределах типа на ранних стадиях развития очень сходны между собой;

6. Атавизмы – появление у отдельных организмов данного вида признаков, которые существовали у отдалённых предков, но были утрачены в процессе эволюции.

Пояснение: Палеонтология – это наука об организмах, существовавших в прошлые геологические периоды и сохранившихся в виде ископаемых останков; Археоптерикс имеет черты, характерные для рептилий: тяжелый скелет, мощные зубы, длинный хвост. Гомологичные органы – это органы, сходные по общему плану строения, но имеющие как сходные, так и различные форму, величину и приспособленность к функциональному выполнению.

Источник

Закон зародышевого сходства.

Эмбриологами было обнаружено и изучено сходство начальных стадий эмбрионального развития животных. Все многоклеточные животные развиваются из одной оплодотворенной яйцеклетки. Сходство зародышевого развития животных свидетельствует о единстве их происхождения.

С особой отчетливостью выступает сходство эмбриональных стадий в пределах отдельных типов или классов. Например, у всех позвоночных обнаруживается закладка жаберных дуг, сходство в форме тела, наличие хвоста, зачатков конечностей. Во многом аналогична на этих стадиях внутренняя организация зародышей. У всех представителей этого подтипа сначала закладывается хорда, кровеносная система с одним кругом кровообращения (как у рыб), одинаковое строение почек и так далее. По мере развития сходство между зародышами уменьшается, и начинают все более четко проявляться черты организации тех классов, к которым животные принадлежат. У наземных животных зарастают жаберные карманы; у зародышей человека особенно развивается головной отдел, включающий мозг, формируются пятипалые конечности и др.

По ходу эмбрионального развития последовательно идет расхождение признаков зародышей, приобретающих черты, характеризующие класс, отряд, род и, наконец, вид, к которому они принадлежат. Эта закономерность в развитии зародышей указывает на их родство, происхождение от одного ствола, который в ходе эволюции распался на множество ветвей.

Источник

Биология. 11 класс

Конспект урока

Урок 2. «Доказательства эволюции»

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме:

— Какие доказательства свидетельствуют об эволюции живых организмов?

— В чём причины сходства ранних стадий эмбрионального развития животных?

— Как объяснить факты сходства и различия животного и растительного мира материков?

а) сходная организация молекулярных процессов у всех организмов на Земле?

б) наличие промежуточных форм и рудиментарных органов?

Эволюция (от лат. evolutio — развёртывание) – это естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.

Рудименты (от лат. rudimentum — «зачаток», «первооснова») — органы, утратившие своё основное значение в процессе эволюционного развития организма.

Палеонтология – наука об организмах, существовавших в прошлые геологические периоды и сохранившихся в виде ископаемых останков, а также следов их жизнедеятельности.

Основная и дополнительная литература по теме урока:

Биология. Общая биология 10–11 класс: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / под редакцией академика Д.К. Беляева и профессора Г.М. Дымшица / авт.-сост. Г.М. Дымшиц и О.В. Саблина.– М.: Просвещение, 2018.: с 142 – 148.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

Все доказательства эволюции можно сгруппировать по направлениям:

Эмбриологические доказательства эволюции.

Согласно закону зародышевого сходства (К. Бэр) на начальных этапах эмбрионального развития зародыши животных разных видов сходны по своему строению. Особенное сходство стадий эмбрионального развития наблюдается в пределах отдельных типов или классов.

В процессе онтогенеза повторяются многие черты строения предковых форм: на ранних стадиях – более отдалённых предков, на поздних стадиях – близких предков. Подобное сходство эмбриональных стадий объясняется единством происхождения всех живых организмов.

Биогенетический закон (Э. Геккель, Ф. Мюллер) описывает онтогенез (индивидуальное развитие) как краткое и сжатое повторение филогенеза (исторического развития вида). В начале XX века было установлено (А.Н. Северцов), что в эмбриогенезе повторяются признаки зародышей, а не взрослых особей.

Морфологические (сравнительно-анатомические) доказательства эволюции основываются на присутствии у многих живых организмов гомологичных, рудиментарных и атавистических органов. Изучение анатомии конечностей млекопитающих позволило установить их сходный план строения и формирования.

Рудименты и атавизмы, проявляющиеся у многих видов растений и животных, свидетельствует об определенной степени родства между представителями разных систематических единиц в пределах одного царства. Эволюционные изменения всегда происходят в сторону их усложнения, вследствие чего живые организмы имеют возможность лучше приспособиться к тем или иным условиям обитания.

Палеонтологические доказательства эволюции.

Палеонтология указывает на причины эволюционных преобразований. Нахождение и изучение ископаемых переходных форм позволяет составить палеонтологические эволюционные ряды организмов.

Находки и описание ископаемых переходных форм позволяют восстанавливать филогенез отдельных групп животных.

Палеонтологические ряды – это ряды ископаемых форм, связанные друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход филогенеза.

Все морфологические изменения связаны с изменениями условий жизни, с геологическими преобразованиями и функциональными изменениями.

Биогеографические доказательства эволюции.

Распространение животных и растений по поверхности планеты, сравнение флоры и фауны различных материков, островов, выявление реликтовых (ныне живущих видов с комплексом признаков, характерных для давно вымерших групп) растений и животных разных природных зон указывает на связь с преобразованием земной коры и с эволюционными изменениями видов.

Молекулярно-биологические доказательства эволюции.

Анализ ДНК, молекулярных данных дают возможность найти сходство и различия между давно вымершими и современными организмами, ведут к реконструкции истории жизни и позволяют построить единое филогенетическое древо.

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:

1. Выберите один ответ.

Органами, имеющими общее анатомо-морфологическое происхождение, являются:

1) жабры краба и лёгкие слона; 3) крыло бабочки и крыло голубя;

2) ласты моржа и ноги человека; 4) хвост рака и хвост волка.

Ответ: 2) ласты моржа и ноги человека;

Пояснение: ласты моржа и ноги человека это гомологичные органы, так как имеют сходный план строения, выполняют как сходные, так и различные функции и развиваются из сходных зачатков.

2. Подчеркните верные утверждения.

1. Палеонтология – это наука о современных организмах.

2. Археоптерикс имеет черты, характерные для птиц: тяжелый скелет, мощные зубы, длинный хвост.

3. Ископаемыми останками являются окаменевшие раковины моллюсков, зубы и чешуя рыб, скелеты и т.д.

4. Зародыши различных классов и видов позвоночных животных в пределах типа на ранних стадиях развития очень сходны между собой.

5. Гомологичные органы – это органы, различные по общему плану строения, но имеющие сходную форму, величину и приспособленность к функциональному выполнению.

6. Атавизмы – появление у отдельных организмов данного вида признаков, которые существовали у отдалённых предков, но были утрачены в процессе эволюции.

Ответ: 3. Ископаемыми останками являются окаменевшие раковины моллюсков, зубы и чешуя рыб, скелеты и т.д.;

4. Зародыши различных классов и видов позвоночных животных в пределах типа на ранних стадиях развития очень сходны между собой;

6. Атавизмы – появление у отдельных организмов данного вида признаков, которые существовали у отдалённых предков, но были утрачены в процессе эволюции.

Пояснение: Палеонтология – это наука об организмах, существовавших в прошлые геологические периоды и сохранившихся в виде ископаемых останков; Археоптерикс имеет черты, характерные для рептилий: тяжелый скелет, мощные зубы, длинный хвост. Гомологичные органы – это органы, сходные по общему плану строения, но имеющие как сходные, так и различные форму, величину и приспособленность к функциональному выполнению.

Источник

Урок 45. Сходство зародышей и эмбриональная дивергенция признаков. Биогенетический закон.

1. Прочитайте текст параграфа. Ответьте, в чем проявляется сходство развития зародышей у животных, относящихся к одному типу. Какая стадия развития у всех многоклеточных является начальной? Охарактеризуйте ее.
Все многоклеточные организмы развиваются из оплодотворенного яйца – это и есть начальная стадия развития. Она одноклеточна, оплодотворенная клетка – зигота, характеризуется диплоидным набором (от матери и отца). Таким образом, в этой стадии восстанавливается набор хромосом данного вида. Затем клетка начинает делиться, образуя бластулу.
У всех хордовых животных в эмбриональном периоде закладывается осевой скелет — хорда, возникает нервная трубка. План строения хордовых животных также одинаков. На ранних стадиях развития зародыши позвоночных чрезвычайно сходны. Сходство зародышей служит свидетельством общности их происхождения.

2. Напишите, как называют расхождение признаков зародышей в процессе развития. Найдите изображение этого процесса на рисунке 7. 10. Что отражает расхождение признаков?
Расхождение признаков зародышей в процессе развития называется эмбриональной дивергенцией и объясняется историей развития данного вида, отражая эволюцию той или иной систематической группы животных.

3. Объясните, какое влияние на последующее развитие организма оказывают изменения на поздних стадиях формирования эмбриона? Почему эти изменения могут быть даже благоприятными?
Изменения на поздних стадиях развития затрагивают менее значительные признаки и могут быть даже благоприятными для организма, подхватываясь в этих случаях естественным отбором. Такие изменения могут происходить при развитии эмбрионов в меняющихся условиях среды и положительно оказывать влияние на адаптацию организма в них.

4. Найдите в тексте параграфа примеры, доказывающие проявление этапов исторического развития животного мира в индивидуальном развитии человека. Охарактеризуйте их.
В ходе эмбрионального развития птиц и млекопитающих, включая человека, появляются жаберные щели в глотке и соответствующие им перегородки. Факт закладки частей жаберного аппарата у зародышей наземных позвоночных объясняется их происхождением от рыбообразных предков, дышавших жабрами. Строение сердца человеческого зародыша напоминает в этот период строение этого органа у рыб.
Подобные примеры указывают на глубокую связь между индивидуальным развитием организмов и их историческим развитием.

5. Прочитайте формулировку биогенетического закона. Напишите, каким образом в индивидуальном развитии любого организма кратко и быстро повторяется филогенез того вида, к которому относится данный организм.
Зигота – первая стадия развития всех многоклеточных. У всех позвоночных, включая и высших, закладывается хорда, которая далее замещается позвоночником. В ходе эмбрионального развития птиц и млекопитающих, включая человека, появляются жаберные щели в глотке и соответствующие им перегородки. Строение сердца человеческого зародыша напоминает в этот период строение этого органа у рыб. Таким образом, Онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (историческое развитие) вида, к которому эта особь относится.

6. Охарактеризуйте вклад в развитие биогенетического закона, который внес российский ученый А. Н. Северцов.
Большой вклад в углубление представлений об эволюционной роли эмбриональных преобразований принадлежит А. Н. Северцову. Он установил, что в индивидуальном развитии повторяются признаки не взрослых предков, а их зародышей.

Источник

Биология. 11 класс

Доказательства существования эволюционного процесса

Доказательства эволюции

Необходимо запомнить

Доказательства существования эволюционного процесса учёные получили из достоверных данных эмбриологии, морфологии, сравнительной анатомии, систематики, палеонтологии, биогеографии, молекулярной биологии.

Все доказательства эволюции можно сгруппировать по направлениям:

1. Эмбриологические доказательства эволюции.

2. Морфологические доказательства эволюции (сравнительно-анатомические или сравнительно-морфологические).

3. Палеонтологические доказательства эволюции.

4. Биогеографические доказательства эволюции.

5. Молекулярно-биологические доказательства эволюции.

Эмбриологические доказательства эволюции.

На поразительное сходство эмбрионов позвоночных животных было обращено внимание многих исследователей задолго до Ч. Дарвина. Отечественные и зарубежные ученые глубоко изучили сходства начальных стадий эмбрионального развития животных.

Карл Бэр в 1828 году открыл закон зародышевого сходства, согласно которому на начальных этапах эмбрионального развития зародыши животных разных видов сходны по своему строению. Особенное сходство стадий эмбрионального развития наблюдается в пределах отдельных типов или классов.

Подобное сходство эмбриональных стадий объясняется единством происхождения всех живых организмов.

В 60-е годы XIX века Э. Геккель и Ф. Мюллер независимо друг от друга сформулировали биогенетический закон, который описывает онтогенез (индивидуальное развитие) как краткое и сжатое повторение филогенеза (исторического развития вида).

В начале XX века биогенетический закон был развит и уточнён российским учёным А.Н. Северцовым, который установил, что в эмбриогенезе повторяются признаки зародышей, а не взрослых особей.

Морфологические доказательства эволюции основываются на присутствии у многих живых организмов гомологичных, рудиментарных и атавистических органов.

Гомологичные органы – это органы, имеющие сходный план строения, выполняющие как сходные, так и различные функции и развивающиеся из сходных зачатков. Изучение анатомии конечностей млекопитающих позволило установить их сходный план строения и формирования.

Рудиментарные органы (лат. rudimentum – зачаток, первооснова) – это органы, утратившие в филогенезе своё значение и функцию и остающиеся у организмов в виде недоразвитых образований. Рудиментарные косточки на месте тазового пояса у китообразных, рудиментарные задние конечности питона указывают на происхождение от типичных четвероногих. Рудиментами человека являются: копчиковые позвонки, мигательная перепонка (остаток третьего века), остатки волосяного покрова по всему телу, аппендикс – отросток слепой кишки, сильно развитые ушные мышцы, позволяющие двигать ими.

Атавистические органы (лат. atavus – предок) – это органы (или структуры), показывающие «возврат к предкам», в норме не встречающиеся у современных форм.

Атавизмами человека являются: многососковость, гипертрихоз (обильное оволосение тела и лица), случаи рождения детей с небольшим мягким хвостиком, полидактилией (многопальцевость) кистей и стоп.

Отличия рудиментов от атавизмов:

1) рудименты встречаются у всех особей популяции, атавизмы – у отдельных индивидов;

2) рудимент всегда имеет определённую функцию, атавизм не имеет специальных функций, важных для вида.

Палеонтологические доказательства эволюции.

Ископаемые переходные формы – формы организмов, сочетающие признаки более древних и молодых групп. Находки и описание таких форм позволяют восстанавливать филогенез отдельных групп животных (например, ихтиостега – ископаемая форма, связывающая рыб с наземными позвоночными; археоптерикс – переходная форма от рептилий к птицам юрского периода).

Палеонтологические ряды – это ряды ископаемых форм, связанные друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход филогенеза.

В.О. Ковалевский (известный русский зоолог середины XIX века, основоположник эволюционной палеонтологии) определил задачи эволюционной палеонтологии:

— отыскать связи между ископаемыми формами для установления их родства;

— изучать эволюцию ископаемых организмов как процесс, в котором морфологические изменения связаны с функциональными изменениями, с изменениями в условиях жизни и с геологическими преобразованиями.

Биогеографические доказательства эволюции.

Распространение животных и растений по поверхности нашей планеты, сравнение флоры и фауны различных материков, островов, выявление реликтовых растений и животных разных природных зон указывает на то, что особенности распределения живых существ на планете тесно связаны с преобразованием земной коры и с эволюционными изменениями видов. Примером является Австралия, где на протяжении более 120 млн. лет после отделения от остальных материков происходило формирование сумчатых и клоачных млекопитающих.

Для понимания эволюционного процесса интерес представляют флора и фауна островов, оказавшихся полностью зависящими от истории происхождения этих островов.

Реликтовые формы – это ныне живущие виды с комплексом признаков, характерных для давно вымерших групп организмов прошлых эпох Земли (например, гаттерия, латимерия (целкант), гинкго двулопастный).

Молекулярно-биологические доказательства эволюции.

Реконструкция истории жизни на основе молекулярных данных показывает, что вся земная жизнь представляет собой единое филогенетическое древо и все современные виды связаны неразрывными нитями родства. Используя ДНК, мы можем проанализировать сходство и различия между генами, давно вымерших видов в ископаемых останках и современных организмов.

Исходя из данных такого анализа, все живые организмы имеют одинаковые механизмы записи, передачи и считывания наследственной информации:

1) записывание в последовательности нуклеотидов ДНК (РНК у некоторых вирусов);

2) передача из поколения в поколение благодаря механизму репликации;

3) транскрипция в последовательность нуклеотидов и-РНК;

4) трансляция в последовательность аминокислот в белках с использованием одного и того же генетического кода.

Это свидетельствует о том, что все ныне живущие на Земле организмы происходят от одного общего предка.

В геноме каждого вида записана генетическая история, летопись его эволюции. Сравнение генов разных видов дает ключ к построению единой родословной всего живого на Земле.

В большинстве случае гены передавались без изменений, но изредка возникали случайные изменения – мутации. Многие мутации представляют собой замены одних нуклеотидов на другие. Мутации возникают во время репликации ДНК, следовательно, чем больше поколений прошло со времени дивергенции двух видов от общего предка, тем больше случайных замен нуклеотидов может накопиться в геномах следующих поколений. Соответственно, тем больше аминокислот отличают один и тот же белок у этих видов. Общий предок человека и мартышки существовал более 30 млн. лет назад, а общий предок человека и кошки — более 80 млн. лет назад.

Основные свидетельства эволюции

Доказательства эволюции

Доказательства эволюции — научные данные и концепции, подтверждающие происхождение всех живых существ на Земле от общего предка. Количественная оценка различий между видами по множеству генов позволяет построить генеалогическое древо, показывающее родство различных таксонов (видов, отрядов, семейств, классов), и определить относительное время их дивергенции на основе морфологических, эмбриологических и палеонтологических данных.

Благодаря этим доказательствам основы эволюционного учения получили признание в научном сообществе, а ведущей системой представлений о процессах видообразования стала синтетическая теория эволюции.

Источник