К основным закономерностям эволюционного процесса относятся дивергенция, конвергенция и параллелизм.

Еще Дарвин сформулировал ПРИНЦИП РАСХОЖДЕНИЯ ПРИЗНАКОВ.

РАСХОЖДЕНИЕ ПРИЗНАКОВ У РОДСТВЕННЫХ ФОРМ НАЗЫВАЕТСЯ ДИВЕРГЕНЦИЕЙ. В процессе дивергенции от одной исходной популяции берет начало целый ряд форм, образуя как бы ветви одного дерева. В бесконечном ряду поколений одни ветви отмирают, другие развиваются. Формы, наиболее расходящиеся по своим требованиям к условиям среды, имеют больше шансов выжить в ходе естественного отбора, так как они меньше конкурируют между собой, чем родоначальные или промежуточные группы. В результате дивергенции образуются подвиды, а затем и виды.

В эволюции наблюдается и другое явление - КОНВЕРГЕНЦИЯ ПРОЦЕСС НЕЗАВИСИМОГО ПРИОБРЕТЕНИЯ НЕРОДСТВЕННЫМИ ГРУППАМИ ОРГАНИЗМОВ СХОДНЫХ ПРИЗНАКОВ. Например, форма тела у рыб и дельфинов. Это сходство обусловлено общей средой обитания (море) и образом жизни.

Помимо дивергенции и конвергенции, в природе имеет место ПАРАЛЛЕЛИЗМ, - ПРИ КОТОРОМ НАБЛЮДАЕТСЯ НЕЗАВИСИМОЕ ПРИОБРЕТЕНИЕ СХОДНЫХ ЧЕРТ РОДСТВЕННЫМИ ОРГАНИЗМАМИ. В данном случае речь идет об общности происхождения и приспособлениях к одинаковой среде обитания. Например, морской котик, морж, тюлень. Наблюдаемые различия сложились в начале процесса видообразования.

Каковы же общие черты эволюционного процесса? ПРЕЖДЕ ВСЕГО, ЭТО ВОЗНИКНОВЕНИЕ "ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ" ОРГАНИЗМОВ, Т.Е. ИХ СООТВЕТСТВИЯ УСЛОВИЯМ ОБИТАНИЯ И ИХ СПОСОБНОСТЬ МЕНЯТЬСЯ ПО МЕРЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭТИХ УСЛОВИЙ. ВО-ВТОРЫХ, ЭТО ПРОЦЕСС ВИДООБРАЗОВАНИЯ. В-ТРЕТЬИХ, ПОСТОЯННОЕ УСЛОЖНЕНИЕ ЖИЗНИ ОТ ПРИМИТИВНЫХ ДОКЛЕТОЧНЫХ ФОРМ ДО ЧЕЛОВЕКА.

За всю историю существования жизни на Земле обитало около 500 млн. видов. Сегодня их насчитывается около 2 млн. Это показывает, что совершенство современных форм - результат

эволюции, в процессе которой погибли сотни миллионов видов. Эволюционные преобразования необратимы, любое упрощение или отклонение в организации ведет в конечном счете, к регрессу и вымиранию.

В мире, находящемся под угрозой разрушения в результате деятельности человека, важно как можно быстрее понять механизмы взаимодействия видов между собой и их реакции на создаваемые нами изменения, ибо это единственный способ избежать необратимых экологических изменений.

Подводя итог можно сказать о ПРАВИЛАХ ЭВОЛЮЦИИ. Их три.

ПРАВИЛО НЕОБРАТИМОСТИ ЭВОЛЮЦИИ. Эволюция - процесс необратимый. Группа организмов не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду их предков. Так в эволюции позвоночных на каком-то этапе от примитивных амфибий возникли рептилии, то они никогда не дадут начала амфибиям. Вернувшись к обитанию в океане, рептилии (ихтиозавры) и млекопитающие (киты) не стали рыбами.

Даже обратная мутация, по конкретному признаку приводящая к повторному возникновению данного гена не приводит к повторению всего генотипа в целом.

ПРАВИЛО ПРОГРЕССИРУЮЩЕЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ. Группа, вступившая на путь специализации, как правило, в дальнейшем будут идти по пути ВСЕ БОЛЕЕ ГЛУБОКОГО ПРИСПОСОБЛЕНИЯ К УЗКИМ УСЛОВИЯМ СУЩЕСТВОВАНИЯ. Если в процессе эволюции одна из групп позвоночных приобрела адаптации к полету, то на последующем этапе эволюции это направление сохраняется и усиливается. Организм определенного строения не может жить в любой среде. В выборе адаптивной зоны или ее части группа ограничена особенностями своего строения.

ПРАВИЛО ЧЕРЕДОВАНИЯ ГЛАВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ЭВОЛЮЦИИ. При рассмотрении главных направлений в эволюции групп ароморфозов и идиоадаптаций подчеркивалось регулярное чередование этих типов развития в эволюции.

ТАКИМ ОБРАЗОМ, ЭВОЛЮЦИЯ ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ НЕПРЕРЫВНЫЙ ПРОЦЕСС ВОЗНИКНОВЕНИЯ И РАЗВИТИЯ НОВЫХ АДАПТАЦИЙ. ОДНИ ИЗ ВНОВЬ ВОЗНИКАЮЩИХ АДАПТАЦИЙ ОКАЗЫВАЮТСЯ ОЧЕНЬ ЧАСТНЫМИ, И ИХ ЗНАЧЕНИЕ НЕ ВЫХОДИТ ЗА РАМКИ УЗКИХ УСЛОВИЙ. ДРУГИЕ ДАЮТ ВОЗМОЖНОСТЬ ВЫХОДА ГРУППЫ В НОВУЮ СРЕДУ И НЕПРЕМЕННО ВЕДУТ К БОЛЕЕ БЫСТРОМУ ЭВОЛЮЦИОННОМУ РАЗВИТИЮ ГРУПП В НОВОМ НАПРАВЛЕНИИ, К БОЛЕЕ ВЫСОКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ.

Кроме того, существует пять основных закономерностей эволюции, признаваемых почти всеми учеными:

1. Эволюция происходит с разной скоростью в разные периоды. В настоящее время она протекает быстро, что выражается в появлении многих новых форм и вымирании многих старых.

2. Эволюция организмов различных типов происходит с разной скоростью. На одном полюсе находятся плеченогие: некоторые виды их совершенно не изменились по крайней мере за последние 500 млн. лет - раковины ископаемых плеченогих, найденные в древних породах, совершенно идентичны раковинам современных видов. Другой полюс занимает человек: за последние несколько сот тысяч лет появилось и вымерло несколько видов гоминид. Вообще эволюция протекает быстрее при первом появлении нового вида, а затем, по мере стабилизации группы, постепенно замедляется.

3. Новые виды образуются не из самых высокоразвитых и специализированных форм, а, напротив, из относительно простых, неспециализированных форм. Так, например, млекопитающие произошли не от крупных специализированных динозавров, а от группы сравнительно мелких неспециализированных рептилий.

5. Эволюция затрагивает популяции, а не отдельные особи и происходит в результате процессов мутирования, дифференциального воспроизведения, естественного отбора и дрейфа генов.

188. Заполните таблицу "Типы эволюционных изменений"

Типы эволюционных изменений	Характеристика	Примеры
Параллелизм	Результат - появление сходных признаков у родственных организмов	китообразные и ластоногие независимо друг от друга перешли к обитанию в водной среде и приобрели ласты. Сходство строение африканского и американского дикобразов
Конвергенция	Два или более неродственных вида становятся все более и более похожими друг на друга. Это результат приспособления к сходным условиям внешней среды	Похожи внешне дельфин, акула и пингвин; сумчатый летун и белка-летяга. Наличие крыльев у бабочек и птиц
Дивергенция	Преставляет собой эволюционное дерево с расходящимися ветвями. Общий предок дал начало двум и большему количеству форм, которые, в свою очередь, стали родоначальниками многих видов и родов. Дивергенция - расходящаяся эволюция - почти всегда отражает расширение адаптации к новым жизненным условиям	Класс млекопитающих распался на отряды, представители которых различаются по строению, особенностям экологии, по характеру физиологических и поведенческих адаптаций (насекомоядные, хищные, китообразные)

189. Рассмотрите в учебнике рисунок, иллюстрирующий пример конвергентной эволюции. Выскажите предположение о причинах того, что хордовые животные, относящиеся к разным классам, имеют сходное морфологическое строение

Неродственные виды (на рис.) становились все более и более похожими друг на друга в процессе эволюции. Это результат приспособлений к сходным условиям внешней среды - крупные водные животные приспособились к быстрому плаванию

190. Заполните таблицу "Направления эволюции"

191. Ниже перечислены эволюционные изменения строения и жизнедеятельности организмов:

А) появление процесса фотосинтеза

Б) возникновение хордовых животных

В) возникновение многоклеточности

Г) появление цветка

Д) появление густого подшерстка у млекопитающих зимой

Е) изменение окраски шерсти у зайца зимой

З) утрата ленточными червями пищеварительной системы

И) утрата некоторыми видами креветок окраски

К) видоизменение листьев у кактуса

Выпишите буквы, которыми обозначены перечисленные изменения, в соответствии с их принадлежностью к основным направлениям эволюции

Ароморфозы: А, Б, В, Г

Идиоадаптации: Д, Е, К

Дегенерации: Ж, З, И

МБОУ «Новомирская ООШ»

КОНСПЕКТ ОТКРЫТОГО УРОКА ПО БИОЛОГИИ

«Общие закономерности биологической эволюции»

9 класс

Подготовила: учитель биологии

Животкевич Н.Н

2014/15 уч.год

Цель урока:

рассмотреть общие закономерности биологической эволюции, выявить закономерности эволюционного процесса, продолжить формирование умений и навыков самостоятельной работы, выделять главное, анализировать, делать выводы.

Задачи:

Обучающие: на основе знаний об эволюционной зависимости ароморфозов и идиоадаптаций углубить представление о результатах эволюции, рассмотреть общие закономерности биологической эволюции, выявить закономерности эволюционного процесса, проанализировать явление дивергенции и конвергенции на микроэволюционном уровне.

Развивающие: продолжить развитие интеллектуальных и информационных умений через развитие биологических задач, требующих логического мышления, продолжить формирование умений анализировать, обобщать, работать с различными источниками информации, умений устанавливать причинно-следственные связи, делать выводы, логически мыслить, оформлять результаты мыслительных операций в устной и письменной форме. Развитие коммуникативных и рефлексивных умений.

Воспитывающие: воспитание ответственного отношения к учебной деятельности, культуры труда и общения, формирование диалектико-материалистического мировоззрения, развитие познавательного интереса к предмету, признание ценности знаний для саморазвития.

Тип урока: комбинированный.

Вид урока: урок усвоения знаний.

Метод ведения: диалоговое общение на основе работы с материалами учебника, таблиц, слайдов.

Уровень усвоения: частично-поисковый.

Формы организации учебной деятельности: устные ответы с места, самостоятельная работа с информационным материалом, заполнение таблицы, решение биологических задач, выполнение тестовой работы самостоятельно, осуществление самоконтроля и рефлексии.

Приемы деятельности учителя: создание условий для постановки проблемы, помощь учащимся в поиске ответов и решении спорных вопросов, создание ситуации успеха, подведение итогов работы.

Развитие умений учащихся: взаимодействовать в группах, применять знания в новой ситуации, решать нестандартные задачи, устанавливать причинно-следственные связи, развивать способности к самоанализу.

Основные понятия урока: филогенез, дивергенция, конвергенция

Источники информации: Биология. ОБЩИЕ ЗАКОМЕРНОСТИ. 9 класс: учебник для общеобразовательных учреждений/ С.Г. Мамонтов, В.Б. Захаров, Н.И. Сонин – М.: Дрофа, 2011. – 66 стр; электронная презентация.

Выставление оценок за урок: по усмотрению учителя, самооценка учащихся.

План урока:

Организационный момент.

Актуализация знаний.

Постановка учебной проблемы.

Поиск решения проблемы.

Первичное закрепление знаний.

Вторичное закрепление знаний. Выполнение теста.

Подведение итогов урока. Рефлексия.

Домашнее задание.

Ход работы:

№п.п

Этап урока

Деятельность учителя

Деятельность обучающихся

Сопровождение

Орг. Момент

1 мин

Здравствуйте, ребята. Садитесь. Дежурный сообщите имена отсутствующих?

Сегодня на уроке отсутствуют……..

Опрос д/з

10 мин

На прошлом уроке мы с вами изучили тему: «Главные направления эволюции».

И так, давайте повторим изученный материал:

1. задание: Дайте определение понятиям: ароморфоз, идиоадаптации, общая дегенерация, приведите примеры.

2. задание: На доске изображены примеры, описывающие разновидности направлений эволюции, распределите их в тир графы: ароморфозы, идиоадаптации, общая дегенерация..(выполните письменно в тетради)

3. задание: электронные тест (1 человек)

Задание:

Ароморфоз – это усложнение структурно-функциональной организации, поднятие ее на более высокий уровень. (переход от пассивного питания к активному – появление челюстей у позвоночных)

Идиоадаптация – это приспособление к специальным условиям среды, полезное в борьбе за существование, но не изменяющее уровня организации животных или растений.

(пятипалая конечность млекопитающихся)

Задание:

ячеистые легкие у рептилий;

первичная кора головного мозга у рептилий;

голый хвост у бобра;

отсутствие конечностей у змей;

отсутствие корней у повилики;

возникновение перегородки в желудочке сердца у рептилий;

молочные железы у млекопитающих;

образование ластов у моржей;

отсутствие кровеносной системы у цепней;

отсутствие потовых желез у собак

Слайд №1,2

Изучение новой темы:

15мин

Целеполагание:

Поиск решения проблемы

Групповая работа с текстом учебника.

Диалоговое общение на основе работы с материалами учебника:

Запись в тетради:

Сравните дождевого червя и личинку майского жука.

Чем можно объяснить, то, что дождевой червь и пиявка имеют различия в строении, хотя и относятся к одному типу?

Чем можно объяснить, то, что дождевой червь и личинка майского жука обладают некоторыми чертами сходства, но относятся к разным типам животных?

Как вы думаете, что сегодня мы с вами будем изучать на уроке?

Дополнительно мы узнаем о правилах эволюции.

Продолжим учиться работать с учебной литературой, извлекать из нее нужную информацию; составлять небольшие сообщения, излагать их содержание и формулировать вопросы; мыслить и четко отвечать на поставленные вопросы, решать биологические задачи и задания тестового характера, оценивать свою работу.

Вспомните определение эволюции?

Среди форм эволюции выделяют:

Дивергенцию

Конвергенцию

Рассмотрим более подробно эти формы и выясним их эволюционное значение.

- Задание для 1 группы: прочитайте текст учебника с.66-67 “Дивергенция”. Раскройте содержание понятия дивергенция. Чем можно объяснить различие признаков у организмов родственных групп.

Задание для 2 группы: прочитайте текст учебника с.67-70 “Конвергенция”.

Раскройте содержание понятия конвергенция. Чем можно объяснить возникновение общего сходства у неродственных групп организмов. Приведите примеры сходства строения органов у неродственных групп животных, обитающих в одинаковых условиях.

- Что такое дивергенция?

Расхождение признаков организма в пределах одной систематической группы, которое возникает под воздействием изменчивости, закрепляется наследственно, в итоге от одного общего предка образуются разные подвиды и виды.

Приведите примеры дивергенции.

(рассмотреть в качестве примера дивергенцию млекопитающих и видоизмененных листьев растений) (Приложение №1)

На каком уровне можно наблюдать дивергенцию.

Какова роль дивергенции в процессе эволюции?

Формулирование вывода: после возникновения крупных систематических групп на пути ароморфоза начинается крупная дивергентная эволюция этой группы путем приобретения адаптаций.

Что такое конвергенция? (Приложение №2)

Как могло возникнуть сходное внешнее сходство у животных разных систематических групп? А внутреннее?

Может ли эволюционный процесс дать обратный ход и жизнь вернется к истокам?

Подвести к выводу: в истории Земли нередко возникали физические условия, повторяющие уже существовавшие ранее. Например, территория Западной Сибири неоднократно поднималась со дна моря и вновь опускалась.

Виды отличаются друг от друга не отдельными признаками, а сложными комплексами признаков. А повторение всего комплекса признаков статистически невероятно, исходя из чего: эволюция – процесс необратимый.

Правила эволюции: (Приложение №3) памятки

Правило необратимости эволюции

Правило чередования главных направлений эволюции.

После текста вам даны два вопроса на которые вы должны подготовить ответ к следующему уроку.

Дождевой червь относится к типу Кольчатые черви классу Малощетинковые черви. Имеет вытянутое цилиндрическое тело, на переднем конце тела находится небольшая подвижная головная лопасть, лишенная глаз, антенн и щупалец. Тело сегментировано, снабжено маленькими щетинками.

Пиявка относится к типу Кольчатые черви, классу Пиявки. Имеет вытянутое, уплощенное в спинно-брюшном направлении тело, на переднем и заднем концах расположены присоски, щетинки отсутствуют.

Личика майского жука относится к типу Членистоногие, классу Насекомые. Внешне похожа на червя, хорошо передвигается в почве, Из-за того что обитают под землей не имеют глаз. Хорошо развит ротовой аппарат грызущего типа, благодаря ему личинка майского жука роет землю и питается растительными остатками и корнями растений.

Способ добычи пищи, образ жизни.

Закономерности эволюции.

Эволюция – процесс исторического развития живой природы на основе изменчивости, наследственности и естественного отбора.

Работа в группах с учебником

Дивергировать могут виды, семейства, отряды.

Дивергенция приводит к возникновению разнообразных по строению и функциям организмов, что обеспечивает более полное использование условий среды.

Конвергенция - схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора.)

В одних условиях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное внешнее строение (конвергентное сходство)

Нет.

Читают вслух текст памятки.

Слайд 3

Слайд №4

Слайд №5,6,7

Слайд №8,9,10

Слайд 11

Закрепление:

10мин:

Сравнительная характеристика объективных показателей основных форм органической эволюции.

Форма эволюции Краткая характеристика Причины сходства признаков Причины различия признаков Примеры .

Сравните организмы и объясните, к какому явлению относится их сходство или различие. Ответы внесите в таблицу: Дивергенция Конвергенция

Медведка и крот (сходство форм передних ног)

Сосна обыкновенная и сосна кедровая (различия в строении)

Заяц-беляк и заяц-русак

Верблюд и курдючная овца (запас жира)

Верблюд одногорбый и верблюд двугорбый

Речной рак и скорпион (имеют клешни)

Речной рак и краб (имеют клешни)

Виноградная улитка и большой прудовик

Плавунец окаймленный и плавунец черный-тинник

Тушканчик и кенгуру (длинные задние ноги)

Лягушка и жаба

Лягушка и комнатная муха (анабиоз)

Бражник и колибри (не садятся на цветок в процессе питания, а зависают над ним в воздухе, быстро-быстро перебирая узкими крыльями)

Еж и ехидна (сходство покрова)

Дивергенция Расхождение признаков организма в пределах одной систематической группы, которое возникает под воздействием изменчивости, закрепляется наследственно, в итоге от одного общего предка образуются разные подвиды и виды. Родство организмов Формирование разного рода адаптаций в различных условиях среды

Конвергенция Схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, приобретение ими сходного строения в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора. Формирование сходных адаптаций в одинаковых условиях среды Организмы относят к разным систематическим группам.

Ключ

Дивергенция Конвергенция

2, 3, 5, 7, 8, 9, 11 1, 4, 6, 10, 12, 13, 14

Слайд № 12

Слайд №13-26

Слайд №27

Повторение:

5 мин:

А теперь я предлагаю вам поработать над повторение и вспомнить основные моменты изученных ранее тем:

На слайде изображены рисунки видов борьбы за существование, нужно выбрать 1 лишний в каждом ряду..

Перед вами матрешки с понятиями, но они перепутаны соберите их правильно.

Работа с интерактивной доской

1 – 3, 2-1, 3-3.

Работа у доски.

Вывод по уроку:

4 мин:

И так с какими новыми понятиями мы познакомились на уроке?

Что бы понять как прошел наш урок я попрошу вас ответить на вопросы:

1. На уроке я работал активно / пассивно

2. Своей работой на уроке я доволен / не доволен

3. Урок для меня показался коротким / длинным

4. За урок я не устал / устал

5. Мое настроение стало лучше / стало хуже

6. Материал урока мне был понятен / не понятен

полезен / бесполезен

интересен / скучен

легким / трудным

интересным / не интересным

Отвечают и сдают листочки

Слайд № 28

Д/З:

1 мин:

Домашнее задание п 13, ответ на вопросы в памятке, Плотников А, Зыкова В, Курбатова А получают олимпиадные задания.

Записывают в дневнике.

Слайд № 29

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Дивергенция

Появление новых форм всегда связано с приспособлением к местным географическим и экологическим условиям существования. Так, класс млекопитающих состоит из многочисленных отрядов, представители которых отличаются родом пищи, особенностями мест обитания, то есть условиями существования (насекомоядные, рукокрылые, хищные, парнокопытные, китообразные и т. д.). Каждый из этих отрядов включает подотряды и семейства, которые, в свою очередь характеризуются не только специфическими морфологическими признаками, но и экологическими особенностями (формы бегающие, скачущие, лазающие, роющие, плавающие). Внутри любого семейства виды и роды различаются образом жизни, объектами питания и т. п. Как указывал Дарвин, в основе всего эволюционного процесса лежит дивергенция. Дивергенция любого масштаба есть результат действия естественного отбора в форме группового отбора (сохраняются или устраняются виды, роды, семейства и т. д.). Групповой отбор так же основан на индивидуальном отборе внутри популяции. Вымирание вида происходит за счёт гибели отдельных особей.

Своеобразие морфологических особенностей организмов, приобретаемых в процессе дивергенции, имеет некоторую единую основу в виде генофонда родственных форм. Конечности всех млекопитающих сильно отличаются, но имеют единый план строения и представляют собой пятипалую конечность. Поэтому органы, соответствующие друг другу по строению и имеющие общее происхождение, независимо от выполняемой функции, называют гомологичными. Примером гомологичных органов у растений являются усы гороха, колючки кактуса – всё это видоизменённые листья.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Конвергенция

В одинаковых условиях существования животные, относящиеся к разным систематическим группам, могут приобретать сходное строение. Такое сходство строения возникает при сходстве функций и ограничивается лишь органами, непосредственно связанными с одними и теми же факторами среды. Внешне очень похожи хамелеоны и агамы, лазающие по ветвям деревьев, хотя относятся к разным подотрядам.

У позвоночных животных конвергентное сходство обнаруживают конечности морских рептилий и млекопитающих.

Схождение признаков затрагивает в основном лишь те органы, которые непосредственно связаны со сходными условиями среды.

ПРИЛОЖЕНИЕ №3

ПРАВИЛА ЭВОЛЮЦИИ

Л. Долло в 1893 г. так сформулировал закон о необратимости эволюции: "Организм ни целиком, ни даже отчасти не может вернуться к состоянию, уже осуществленному в ряду его предков".

Бельгийский палеонтолог Л. Долло сформулировал общее положение, что эволюция представляет процесс необратимый. Это положение многократно затем подтверждалось и получило название закона Долло . Сам автор дал очень краткую формулировку закона необратимости эволюции. Он не всегда бывал правильно понят и вызывал иногда не вполне обоснованные возражения. По Долло, «организм не может вернуться, даже частично, к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков».

ПРАВИЛО ЧЕРЕДОВАНИЯ ГЛАВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ ЭВОЛЮЦИИ

Сформулированное А. Н. Северцовым (1910) правило, согласно которому между путями эволюции имеются определенные соотношения: после ароморфоза (выхода группы в новую среду) начинается интенсивный (освоение новых условий среды) и формирование новых таксонов данной естественной группы организмов (происходит ) . Такое чередование направлений эволюции характерно для всех групп животных и растений.

Задания: Найди информацию об ученых, которые внесли вклад в создание данных законов.

Дай определения выделенным понятиям, используя дополнительную литературу.

Можно выказать гипотезу, что есть «…общее правило, гласящее, что структура организма допускает лишь ограниченный набор возможных преобразований и тем самым придает эволюции некоторую направленность, а иногда и предопределённость.

По-видимому, эволюция - это процесс в целом закономерный и предопределённый, но в деталях и частностях случайный. Предсказать ход эволюции можно лишь в самых общих чертах. У эволюции нет строгих законов, как в математике или физике.

У неё есть только набор закономерностей и правил, каждое из которых имеет множество исключений.

К числу важнейших закономерностей эволюции я бы отнёс следующие три «правила».

1. Общая направленность от простого к сложному. Хотя до сих пор сохранились и процветают такие примитивные формы жизни, как бактерии, никто не станет отрицать, что в биосфере идёт постепенное появление и накопление всё более сложных организмов. Часто усложнение организации оказывается выгодным, потому что ведёт к повышению интенсивности обмена веществ (росту «энергии жизнедеятельности»), а ведь в биологической эволюции, как и в химической […] , побеждает тот «круговорот», который крутится быстрее. Это позволяет более сложным организмам занимать господствующее положение в сообществах, оттесняя примитивных предков в менее привлекательные ниши. Именно поэтому облик биосферы определяется в основном высокоорганизованными животными и растениями. И это несмотря на то, что и по численности, и по массе бактерии их явно превосходят. Рост биоразнообразия в целом носит аддитивный, то есть накопительный, характер - новое обычно добавляется к старому, а не вытесняет его.

2. Рост устойчивости и приспособляемости живых систем. Все эволюционные линии, дожившие до наших дней, в ходе своего развития прошли через горнило множества экологических кризисов, катастроф и массовых вымираний. Те группы, которые не могли быстро приспосабливаться к меняющимся условиям, в большинстве своём давно вымерли. Устойчивые, пластичные линии постепенно накапливались в биосфере. Это видно, например, из того факта, что с течением времени средняя продолжительность существования видов, родов и семейств неуклонно росла. Поэтому в наши дни биосферу населяют самые устойчивые и пластичные формы жизни из всех когда-либо существовавших.

3. Рост эффективности и безотходности биогеохимического круговорота. С ростом сложности и совершенства организмов и их сообществ неизбежно растёт и эффективность глобального круговорота веществ, в котором биосфера играет важнейшую роль и который определяет лицо нашей планеты. Например, самое сложное и совершенное из современных сообществ - тропический лес - не только чрезвычайно быстро «прокручивает» через себя огромные количества вещества и энергии, но и практически не производит никаких отходов. Там не образуется даже подстилка из листьев и других отмерших частей растений - всё это очень быстро перерабатывается грибами, бактериями и беспозвоночными и возвращается в круговорот. Совсем по-другому обстояло дело, например, в древних лесах каменноугольного периода, в которых из-за несовершенства структуры сообщества огромные массы отмершей древесины накапливались, образуя месторождения каменного угля. В результате столь необходимый для жизни углерод безвозвратно выводился из глобального круговорота. Рост безотходности заметен и в эволюции организмов. У высших растений и животных постепенно растёт продолжительность жизни, снижается «детская смертность», развивается забота о потомстве, что позволяет, в свою очередь, снизить уровень рождаемости - то есть фактически производить меньше заведомо обреченных на гибель потомков.

Все три названных закономерности: усложнение, рост устойчивости и безотходности - отчётливо прослеживаются и в развитии человеческого общества. Это позволяет говорить о преемственности социальной эволюции по отношению к эволюции биологической и придаёт особый смысл и практическое значение эволюционным исследованиям.

Важно подчеркнуть, что из этой преемственности вовсе не следует никакого «социал-дарвинизма» и она вовсе не свидетельствует об усилении «борьбы за существование» и «естественного отбора» в обществе, как пытались доказать некоторые политические силы в первой половине XX века. В трудах современных эволюционистов, например, В.А. Красикова, подчёркивается неуклонное ослабление роли борьбы за существование и отбора в ходе эволюции, развитие более «гуманных» эволюционных стратегий, основанных на взаимопомощи и симбиозе и ведущих к росту пластичности и снижению всевозможных потерь и отходов […] Может быть, самый главный из всех эволюционных законов - это постепенное отступление Смерти и Хаоса перед лицом развивающейся Жизни».

Марков А.В., Рождение сложности. Эволюционная биология сегодня: неожиданные открытия и новые вопросы, М., «Астрель», 2010 г., с. 361-365.

Вопрос 1. Назовите основные типы эволюционных изменений.
Ученые выделяют следующие типы эволюционных изменений: параллелизм, конвергенция и дивергенция .

Вопрос 2. Что такое параллельные изменения, конвергентные, дивергентные?
Параллелизм - явление, при котором в ходе эволюции происходит независимое приобретение сходных черт строения на базе наследственных особенностей, полученных от общих предков (например, сходные приспособления к водному образу жизни у моржей ушастых и настоящих тюленей).
Конвергенция - схождение признаков в ходе эволюции (например, сходная форма тела у рыб и китообразных). При конвергентных изменениях два или более вида, несвязанные близким родством, становятся все более и более похожими друг на друга. Такой тип эволюционных изменений является результатом приспособлений к сходным условиям внешней среды.
Дивергенция - расхождение признаков у родственных организмов в процессе эволюции. Дивергентные изменения представляют обычно в виде эволюционного древа с расходящимися ветвями: общий предок дал начало двум или большему количеству форм, которые, в свою очередь, стали родоначальниками многих видов и родов. Дивергенция почти всегда отражает расширение адаптации к новым жизненным условиям.

Вопрос 3. В чем отличие гомологичных структур от аналогичных?
При параллельной и конвергентной эволюции сходство внешнего строения может быть результатом гомологии - происхождения от общего предка (примером являются конечности разных групп позвоночных)
или аналогии - независимой эволюции тех систем органов, которые выполняют сходные функции (например, крылья у птиц и насекомых).
Устанавливая родственные отношения животных на основании черт морфологического сходства, биологи не должны смешивать гомологичные образования с аналогичными. Гомологичными называются те структуры, которые у разных животных возникают из одних и тех же эмбриональных зачатков и сходны между собой по основному плану строения и развития; из этого следует, что они имеют общую генетическую основу и отражают эволюционное родство. Напротив, аналогичные органы обладают только внешним сходством и выполняют одинаковые функции, но план их строения и пути развития различны. Наличие аналогичных структур не говорит об эволюционном родстве обладающих ими животных. Рука человека, крыло птицы и грудной (передний) плавник кита – всё это гомологичные органы: они сходны по входящим в их состав костям, мышцам, нервам и кровеносным сосудам, по общему плану строения и по эмбриональному развитию, хотя и выполняют весьма различные функции. Напротив, крыло птицы и крыло бабочки только аналогичны: оба органа служат для полёта, но пути их развития не имеют между собой ничего общего. Гемоглобины различных животных, цитохромы с различных позвоночных, лактатдегидрогеназы птиц и млекопитающих можно назвать гомологичными белками. Например, гемоглобины разных животных очень сходны по последовательности аминокислот, что опять-таки отражает общность их генетической основы и эволюционное родство этих животных. Напротив, гемоглобин и гемоцианин можно назвать аналогичными пигментами, так как, хотя они и выполняют одинаковую функцию (переносят кислород), их молекулярная структура совершенно различна.