Вопросы происхождения жизни и ее развития с древних времен озадачивали ученых. Люди всегда стремились приблизиться к этим тайнам, сделав мир, таким образом, более понятным и предсказуемым. Многие века господствовала точка зрения о божественном начале Вселенной и жизни. Теория эволюции же завоевала почетное место главной и наиболее вероятной версии развития всего живого на нашей планете относительно недавно. Основные положения ее сформулировал Чарльз Дарвин в середине XIX века. Последовавшее за этим столетие подарило миру массу открытий в области генетики и биологии, которые сделали возможным доказать справедливость учения Дарвина, расширить его, объединить с новыми данными. Так появилась синтетическая теория эволюции. Она вобрала в себя все идеи знаменитого исследователя и результаты научных изысканий в различных областях от генетики до экологии.
От особи до класса
Биологическая эволюция представляет собой историческое развитие организмов, основанное на уникальных процессах функционирования генетической информации в определенных условиях окружающей среды.
Начальный этап всех преобразований, в итоге приводящий к появлению нового вида, — это микроэволюция. Такие изменения с течением времени накапливаются и заканчиваются формированием нового более высокого уровня организации живых существ: рода, семейства, класса. Образование надвидовых структур принято называть макроэволюцией.
Аналогичные процессы
Оба уровня в основе своей протекают одинаково. Движущими силами и микро-, и макроизменений являются естественный отбор, изоляция, наследственность, изменчивость. Существенное различие двух процессов в том, что между разными видами практически исключено скрещивание. В результате в основе макроэволюции лежит межвидовой отбор. Огромный вклад в микроэволюцию вносит свободный обмен генетической информацией между особями одного вида.
Схождение и расхождение признаков
Главные направления эволюции могут протекать в нескольких формах. Мощный источник разнообразия жизни — это дивергенция признаков. Она действует как внутри конкретного вида, так и на более высоких уровнях организации. Условия среды и естественный отбор приводят к разделению одной группы на две и более, отличающиеся определенными признаками. На уровне вида дивергенция может быть обратима. В этом случае образовавшиеся популяции вновь сливаются в одну. На более высоких же уровнях процесс необратим.
Еще одна форма — филетическая эволюция, предполагающая преобразование вида без выделения внутри него отдельных популяций. Каждая новая группа является потомком предыдущей и предком для последующей.
Значительный вклад в разнообразие жизни вносит и конвергенция или «схождение» признаков. В процессе развития неродственных групп организмов, находящихся под влиянием одинаковых условий среды, у особей формируются аналогичные органы. Они имеют сходное строение, но разное происхождение и выполняют практически одинаковые функции.
К конвергенции очень близок параллелизм - форма эволюции, когда первоначально дивергирующие группы развиваются похожим образом под влиянием одинаковых условий. Конвергенцию и параллелизм разделяет довольно тонкая грань, и зачастую бывает непросто отнести эволюцию конкретной группы организмов к той или иной форме.
Биологический прогресс
Главные направления эволюции впервые были изложены в трудах А.Н. Северцова. Он предложил выделить понятие биологического прогресса. В работах ученого изложены способы его достижения, а также основные пути и направления эволюции. Идеи Северцова развивал И.И. Шмальгаузен.
Главные направления эволюции органического мира, выделенные учеными, — это биологический прогресс, регресс и стабилизация. По названиям легко понять, чем эти процессы отличаются друг от друга. Прогресс приводит к формированию новых признаков, повышающих степень адаптации организма к среде. Регресс выражается в сокращении численности группы и ее разнообразия, приводя в итоге к вымиранию. Стабилизация влечет закрепление приобретенных признаков и передачи их от поколения к поколению в относительно неизменных условиях.
В более узком смысле, обозначая главные направления органической эволюции, подразумевают именно биологический прогресс и его формы.
Выделяют три основных способа достижения биологического прогресса:
- арогенез;
- аллогенез;
- катагенез.
Арогенез
Данный процесс делает возможным повышение общего уровня организации в результате формирования ароморфоза. Предлагаем выяснить, что понимается под этим понятием. Так, ароморфоз — направление эволюции, приводящее к качественному изменению живых организмов, сопровождающемуся их усложнением и повышением адаптивных свойств. В результате изменения строения становится более интенсивным функционирование особей, они получают возможность использовать новые, ранее незадействованные ресурсы. Как следствие организмы становятся в некотором смысле свободными от условий среды. На более высоком уровне организации их приспособления носят в значительной степени универсальный характер, дающий способность развиваться независимо от окружающих условий.
Хорошим является преобразование кровеносной системы позвоночных: появление четырех камер в сердце и разделение двух кругов кровообращения - большого и малого. Эволюция растений характеризуется значительным скачком вперед в результате формирования пыльцевой трубки и семени. Ароморфозы приводят к появлению новых таксономических единиц: классов, отделов, типов и царств.
Ароморфоз, по Северцову, представляет собой относительно редкое эволюционное явление. Он знаменует собой который, в свою очередь, инициирует прогресс общебиологический, сопровождающийся значительным расширением адаптивной зоны.
Социальный ароморфоз
Рассматривая направления эволюции человеческого рода, некоторые ученые вводят понятие «социальный ароморфоз». Им обозначаются универсальные изменения в развитии социальных организмов и их систем, приводящие к усложнению, большей приспособленности и увеличению взаимовлияния обществ. В число подобных ароморфозов входит, например, появление государства, книгопечатания и компьютерных технологий.
Аллогенез
В ходе биологического прогресса формируются и изменения менее глобального характера. Они составляют суть аллогенеза. У этого направления эволюции (таблица приведена ниже) есть существенное отличие от ароморфоза. Оно не приводит к повышению уровня организации. Главное следствие аллогенеза — это идиоадаптация. По сути, она представляет собой частные изменения, благодаря которым организм получают возможность приспособиться к определенным условиям. эволюции органического мира позволяет близким видам жить в очень разных географических зонах.
Выразительный пример подобного процесса — семейство волчьих. Его виды встречаются в самых разных климатических зонах. Каждый обладает определенным набором приспособлений к своей среде обитания, при этом не превосходя существенно любой другой вид по уровню организации.
Ученые выделяют несколько типов идиоадаптаций:
- по форме (например, обтекаемое тело водоплавающих);
- по окраске (сюда относится мимикрия, предупредительная и ;
- по размножению;
- по передвижению (перепонки водоплавающих, воздушный мешок птиц);
- приспособление к условиям среды.
Различия ароморфоза и идиоадаптации
Некоторые ученые не соглашаются с Северцовым и не видят достаточных причин для различения идиоадаптаций и ароморфозов. Они считают, что степень прогресса может быть оценена только спустя значительное время после появления изменения. По факту сложно осознать, к каким эволюционным процессам приведет новое качество или развитая способность.
Последователи Северцова склоняются к мысли, что под идиоадаптацией следует понимать преобразование формы тела, избыточное развитие или редукцию органов. Ароморфозы же представляют собой существенные изменения в эмбриональном развитии и образование новых структур.
Катагенез
Главные направления эволюции взаимосвязаны и в ходе исторического развития постоянно сменяют друг друга. После кардинальных преобразований в виде ароморфоза или дегенерации наступает период, когда новая группа организмов начинает расслаиваться в результате освоения отдельными ее частями разных географических зон. Начинается эволюция путем идиоадаптаций. Спустя время накопившиеся изменения приводят к новому качественному скачку.
Направление эволюции растений
Современная флора появилась не сразу. Как и все организмы, она прошла длительный путь становления. Эволюция растений включала приобретение нескольких важных ароморфозов. Первым из них было появление фотосинтеза, позволившего примитивным организмам использовать энергию солнечного света. Постепенно в результате преобразований морфологии и фотосинтетических свойств возникли водоросли.
Следующим этапом было освоение суши. Для успешного прохождения «миссии» понадобился еще один ароморфоз — дифференциация тканей. Появились мхи, споровые растения. Дальнейшее усложнение организации связано с преобразованием процесса и способов размножения. Такие ароморфозы, как семязачаток, пыльцевые зерна и, наконец, семя, характеризуют эволюционно более развитые, чем споровые.
Далее пути и направления эволюции растений двигались в сторону еще большей адаптации их к условиям среды, повышению устойчивости к неблагоприятным факторам. В результате появления пестика и зародышевого листка сформировались цветковые или покрытосеменные растения, находящиеся сегодня в состоянии биологического прогресса.
Царство животных
Эволюция эукариотов содержит оформленное ядро) с гетеротрофным типом питания (гетеротрофы не способны создавать органику с помощью хемо- или фотосинтеза) также на первых этапах сопровождалась дифференциацией тканей. Кишечнополостные обладают одним из первых значительных ароморфозов в эволюции животных: у зародышей формируются два слоя, экто- и эндодерма. У круглых и структура уже усложняется. Для них характерен третий зародышевый листок, мезодерма. Этот ароморфоз делает возможным дальнейшую дифференциацию тканей и появление органов.
Следующий этап — формирование вторичной полости тела и дальнейшее разделение его на отделы. уже имеют параподии (примитивный тип конечностей), а также кровеносную и дыхательную системы. Преобразование параподий в членистые конечности и некоторые другие изменения стало причиной появления типа Членистоногих. Уже после их выхода на сушу стали активно развиваться насекомые за счет появления зародышевых оболочек. Они сегодня более всего приспособлены к жизни на земле.
Такие крупные ароморфозы, как формирование хорды, нервной трубки, брюшной аорты и сердца, сделали возможным появление типа Хордовых. Благодаря ряду прогрессивных изменений разнообразие живых организмов пополнилось рыбами, амниотами и рептилиями. Последние из-за наличия зародышевых оболочек перестали зависеть от воды и вышли на сушу.
Далее эволюция идет по пути преобразования кровеносной системы. Возникают теплокровные животные. Адаптации к полету сделали возможным появление птиц. Такие ароморфозы, как четырехкамерное сердце и исчезновение правой дуги аорты, увеличение полушарий переднего мозга и развитие коры, формирование шерстяного покрова и молочных желез и еще ряд изменений привели к появлению млекопитающих. Среди них в процессе эволюции выделились плацентарные животные, и сегодня пребывающие в состоянии биологического прогресса.
Направления эволюции человеческого рода
Вопрос о происхождении и эволюции предков современных людей изучен пока не досконально. Благодаря открытиям палеонтологии и сравнительной генетики изменились уже сложившиеся представления о нашей «родословной». Еще 15 лет назад главенствовала точка зрения, что эволюция гоминид шла по линейному типу, то есть состояла из последовательно сменявших друг друга все более развитых форм: австралопитек, человек умелый, архантроп, неандерталец (палеоантроп), неоантроп (современный человек). Основные направления эволюции человека, как и в случае с другими организмами, приводили к формированию новых адаптаций, повышению уровня организации.
Данные, полученные в последние 10-15 лет, однако, внесли серьезные коррективы в уже сложившуюся картину. Новые находки и уточненная датировка указывают на то, что эволюция имела более сложный характер. Подсемейство Гоминины (относится к семейству Гоминиды) оказалось состоящим из практически вдвое большего числа видов, нежели считалось ранее. Эволюция его не носила линейный характер, а содержала несколько одновременно развивавшихся линий или ветвей, прогрессивных и тупиковых. В разное время вместе сосуществовали три-четыре или больше видов. Сужение этого разнообразия произошло из-за вытеснения эволюционно более развитыми группами других, менее развитых. Например, сейчас уже общепризнанно, что неандертальцы и люди современного типа жили одновременно. Первые не были нашими предками, но представляли собой параллельную ветвь, которую вытеснили более развитые представители гомининов.
Прогрессивные изменения
Несомненными остаются основные ароморфозы, приведшие к процветанию подсемейства. Это прямохождение и увеличение головного мозга. О причинах формирования первого ученые расходятся во мнениях. Долгое время считалось, что это была вынужденная мера, необходимая для освоения открытых пространств. Однако последние данные позволяют утверждать, что предки людей ходили на двух ногах еще в период жизни на деревьях. Такая способность появилась у них сразу после отделения от линии шимпанзе. По одной из версий гоминины изначально передвигались подобно современным орангутанам, стоя двумя ногами на одной ветке и держась руками за другую.
Рост мозга проходил в несколько этапов. Впервые он начался у (человека умелого), который научился изготавливать простейшие орудия. Рост объема головного мозга совпал с увеличением доли мяса в рационе гомининов. Хабилисы, по-видимому, были падальщиками. Следующее увеличение мозга также сопровождалось возрастанием количества мясной пищи и расселением наших предков за пределы родного африканского континента. Ученые предполагают, что рост доли мяса в рационе связан с необходимостью восполнять затраты энергии, уходящей на поддержание работы увеличившегося головного мозга. Предположительно, следующий этап этого процесса совпал с освоением огня: приготовленная пища отличается не только качеством, но и калорийностью, кроме того, существенно уменьшается время, необходимое для пережевывания.
Главные направления эволюции органического мира, действуя на протяжении многих веков, сформировали современную флору и фауну. Движение процесса в сторону адаптации к меняющимся условиям среды привело к огромному разнообразию форм жизни. Главные направления эволюции действуют одинаково на всех уровнях организации, о чем свидетельствуют данные биологии, экологии и генетики.
Итоговый тест
Птицы
Вариант 1
А1. Наука о птицах называется
птицеводство
орнитология
кинология
ихтиология
А2. Кожа птиц
тонкая, сухая, вся покрыта роговыми образованиями
тонкая, сухая, лишена желез (только копчиковая), вся покрыта перьями
тонкая, сухая, имеется одна копчиковая железа, на теле есть участки, лишенные перьев
пронизана многочисленными железами, выделяющими слизь
А3. Ночные хищные птицы имеют
хорошее зрение и развитые маховые перья
мягкое и рыхлое оперение и хороший слух
слабо оперенную переднюю часть головы и шеи
маленькие размеры и прекрасный слух
А4. Если на перья водоплавающих птиц попадает нефть или мазут, то
свойства оперения практически не изменится
перья прилипнут к телу, и оно приобретет более обтекаемую форму
численность птиц возрастает, так как таких птиц не будут поедать хищники
перья слипнуться, вода будет легко проникать к коже, и птицы погибнут от охлаждения
А5. У какой птицы максимально развит мускульный отдел желудка:
у тетерева
у орла
у дятла
у синицы
Локтевая кость: предплечье=цевка: __________
голень
кисть
стопа
бедро
А7. Плечевой пояс конечностей птиц состоит из:
парных лопаток, вороньих костей и сросшихся ключиц;
парных лопаток, вороньих костей и грудины;
парных лопаток, сросшихся вороньих костей и ключицы.
А8. Один из признаков усложнения птиц, по сравнению с пресмыкающимися, - это
деление тела на отделы
постоянная температура тела
внутренний скелет
системы органов
А9. Выберите особенности строения скелета птиц связаны с полетом:
Кости скелета тонкие, прочные и легкие;
трубчатые кости скелета полые внутри и заполнены воздухом;
развитие грудины с килем;
образование сложного крестца;
а + б + в;
а + б + в + г.
А10. Птицы потребляют большое количество пищи, которая дает им энергию для:
движения, в том числе полета;
поддержания постоянной и высокой температуры тела;
а + б.
Часть В
В1. Установите соответствие между особенностями кровеносной системы и классами животных. Ответ занесите в таблицу.
В2. Выберите несколько правильных ответов. Ответ запишите в виде последовательности букв.
Существенными эволюционными, прогрессивными приобретениями птиц являются:
Легкость и прочность скелета
Интенсивность обмена веществ
Смешанная кровь в сердце
Костный череп
Клюв без зубов
Головной мозг из пяти отделов
В3. Установите последовательность соподчинения соответствующих терминов систематическим категориям. В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.
вид ________________
род _________________
семейство ___________________
отряд ________________
класс _________________
тип ___________________
Удод обыкновенный
Хордовые
Удодообразные
Удодовые
Удод
Птицы
В4.Выпишите номера верных утверждений.
1. Птицы – теплокровные животные.
2. Кожа птиц имеет большое количество желез.
3. Копчиковая железа выделяет жир, необходимый для смазывания перьевого покрова.
4. Птицы имеют острое зрение.
5. Птицы имеют трехкамерное сердце.
6. У птиц имеются острые зубы.
7. По способу передвижения птицы делятся на три групп: бегающие, плавающие и летающие.
8. К бескилевым птицам относятся все куриные.
9. Возможно первые птицы появились на Земле около 1млн лет назад.
10. Челюсть птиц представлена клювом.
В5. Каким птицам соответствуют перечисленные признаки
Признаки:Птицы:
A. Гнездятся на льдинах и береговых скалах
Б. Крепкие сильные ноги
Г. Отсутствие киля
Д. Длинная шея
Е. Высокие ноги
Л. Крючкообразный клюв
М. На пальцах имеются плавательные перепонки
I. Серый гусь
II. Цапля
III. Орел
IV. Эму
V. Пингвин
Часть С
Почему размножение птиц считается более совершенным, чем размножение рептилий?
Итоговый тест
Птицы
Вариант 2
А1. Строение археоптерикса позволила изучить наука
систематика
палеонтология
физиология
арахнология
А2. Часть пера, погруженная в кожу, называется
ствол
опахало
очин
бородки
А3. Особенностью строения страуса является
сохранение строение скелета как у летающих птиц
бородки перьев сцеплены друг с другом, делая перо почти непроницаемым для воздуха
хорошо развиты грудные мышцы и мышцы ног
грудина плоская без киля
А4. Если в воду попадает много стирального порошка, то у водоплавающих птиц
перья станут более чистыми и легкими
свойства оперения практически не изменятся
жир на перьях раствориться, вода начнет быстро их смачивать
перья при попадании порошка образуют плотный водонепроницаемый слой
А5. Быстрое переваривание пищи – это приспособление к:
характеру пищи
вскармливанию детенышей
полету
необходимости все время запасать пищу
А6. Между первым и вторым понятием существует определенная связь. Найдите аналогичную связь между третьим и одним из 4 данных понятий.
Нижние конечности: цевка=воздушные мешки: __________
газообмен
дыхательная система
высокий уровень обмена веществ
выделительная система
А7. К концу периода насиживания уменьшается толщина скорлупы яйца:
1. частично она используется на формирование скелета зародыша;
2. так облегчается выход птенца из гнезда;
3. происходит механическое истончение скорлупы яйца
А8. По сравнению с пресмыкающимися в головном мозге птиц лучше развиты:
1. передний мозг и мозжечок;
2. полушария переднего мозга, средний мозг и мозжечок;
3. передний и средний мозг.
А9. У птиц при полете воздух воздушных мешков:
1. повышает температуру тела птицы
2. защищает внутренние органы от перегревания
3. предохраняет внутренние органы от охлаждения
4. не влияет на температуру их тела
А10. Выберите животное, которое относится к одной из наиболее процветающих в наше время групп
1. крокодил
2. тритон
3. сорока
4. беззубка
Часть В
В1. Установите соответствие между признаком археоптерикса и классом позвоночных, на родство с которым этот признак указывает
6. Челюсти с мелкими зубами
В2. Выберите несколько правильных ответов. Ответ запишите в виде последовательности букв. Головной мозг птиц отличается от головного мозга земноводных
наличием продолговатого мозга
увеличением полушарий переднего мозга
уменьшением переднего мозга
большим развитием среднего мозга
наличием промежуточного мозга
лучшим развитием мозжечка
В3. Установите последовательность этапов эволюции кровеносной системы хордовых животных. Ответ запишите в виде последовательности букв.
Замкнутая кровеносная система с сердцем, состоящим из непарных предсердия и желудочков, развиты из только жаберные сосуды
Замкнутая кровеносная система с сердцем, состоящим из парных предсердий и желудочка, разделенных неполной перегородкой
Замкнутая кровеносная система, лишенная сердца
Замкнутая кровеносная система с сердцем, состоящим из парных предсердий и желудочков, разделенных полной перегородкой
Замкнутая кровеносная система с сердцем, состоящим из парных предсердий и непарного желудочка, появление сосудов легких
Замкнутая кровеносная система с сердцем, состоящим из парных предсердий и непарного желудочка, появление легочных артерий
В4. Выпишите номера верных утверждений.
Прочность скелета птиц достигается за счет срастания многих костей на ранних стадиях индивидуального развития.
У птиц грудные позвонки несут ребра, которые подвижно соединены с грудиной.
У многих птиц грудина не имеет киля.
У птиц пояс задних конечностей образован тремя парными костями: вороньими, лопатками и ключицами.
Увеличение объема головного мозга связано с развитием полушарий переднего мозга и расширением двигательной активности, усложнением поведения.
Артериальная кровь, идущая от легких по легочной вене, изливается в левое предсердие, а оттуда в правый желудочек и аорту.
Легкие имеют губчатое строение, входящие в них бронхи разветвляются и заканчиваются тончайшими слепыми бронхиолами.
У некоторых птиц длинный пищевод образует расширение, т. к. зоб, где накапливается пища и начинает перевариваться.
Мочеточники открываются в мочевой пузырь, как и у рептилий.
Эмбриональное развитие птенцов начинается с выходом из яйцевых оболочек.
В5. Каким птицам соответствуют перечисленные признаки.
Признаки:Птицы:
A. Крепкие сильные ноги
Б. На пальцах имеются плавательные перепонки
B. Перьевой покров обильно смазан жиром
Г. Отсутствие киля
Д. Высокие ноги
Е. Длинная шея
Ж. Селятся в заболоченных местах или где много озер
3. Мощные лапы, снабженные острыми когтями
И. Кости не имеют воздушных полостей
К. Крылья превратились в ласты
Л. Крючкообразный клюв
М. Гнездятся на льдинах и береговых скалах
I. Пингвин
II. Аист
III. Сова
IV. Страус
V. Лебедь
Часть С
С1. Дайте развернутый ответ на поставленный вопрос.
Воробей съедает за день количество пищи, равное примерно 80% от собственного веса. Почему он так много ест?
БЛАНК ОТВЕТОВ ПРОВЕРОЧНОЙ РАБОТЫ
ФИ обучающегося ______________________Класс ______Вариант_____
А2
А3
А4
А5
А6
А7
А8
А9
А10
С1Максимальный балл за выполнение заданий:
Часть А – 1 балл (всего 10 баллов);
Часть В – 2 балла (всего 10 баллов);
Часть С – 3 балла.
Итого – 23 балла
17 – 23 баллов – «отлично»;
11 – 16 баллов – «хорошо»;
9 – 10 баллов – «удовлетворительно».
Общее число набранных баллов ____________Оценка_______
Подпись проверяющего_________________
Ответы
Вариант 1
А2
А3
А4
А5
А6
А7
А8
А9
А10
2
3
2
4
1
3
1
2
6
3
А
Б
Б
Б
А
А
1
2
6
1
5
3
4
6
2
1, 3, 4, 7, 8, 9, 10
В, М
Д, Е, Л
Б, З
Г, Ж, К
Часть С. С1.
Баллы
Элементы ответа
1. У птиц развиты строительство защищенных гнезд и насиживание яиц
2. Выкармливание, обучение выводка
3. Групповая защита птенцов
Ответ неправильный
Вариант 2
А2
А3
А4
А5
А6
А7
А8
А9
А10
2
3
4
3
3
2
1
1
2
3
Б
А
Б
А
А
Б
2
4
6
3
1
6
5
2
4
1
2
5
7
8
К,И,М,Б
Ж,З
З,Л
Д,А,Г,Е
Б,В
Часть С. С1.
Содержание верного ответа и рекомендации к оцениванию(допускаются иные формулировки ответа, не искажающие его смысла)
Баллы
Элементы ответа
1. Воробьи – птицы мелкие
2. Для того чтобы обмен веществ был достаточно эффективным, он должен быть очень быстрым. Для этого нужно много есть.
3. Чем меньше птица, тем чаще и больше она ест.
Ответ включает все вышеназванные элементы, не содержит биологических ошибок
Ответ включает 2 из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает 3 из названных выше элемента, но содержит негрубые биологические ошибки
Ответ включает 1 из названных выше элементов и не содержит биологических ошибок, ИЛИ ответ включает 2 из названных выше элемента, но содержит негрубые биологические ошибки
Ответ неправильный
Эволюция органического мира - длительный и сложный процесс, осуществляющийся на разных уровнях организации живой материи и протекающий в разных направлениях. Развитие живой природы происходило от низших форм, имеющих относительно простое строение, к все более усложняющимся формам. Одновременно внутри отдельных групп организмов развивались специальные приспособления (адаптации), позволяющие им существовать в конкретных местообитаниях. Например, у многих водных животных появляются перепонки между пальцами, облегчающие плавание (тритоны, лягушки, утки, гуси, утконос и др.).
Анализируя историческое развитие органического мира и многочисленные конкретные адаптации, крупнейшие российские эволюционисты А. Н. Северцов и И. И. Шмальгаузен выделили три главных направления эволюции: ароморфоз, идеоадаптации и дегенерация.
Ароморфозом (или арогенезом) называют крупные эволюционные изменения, ведущие к общему усложнению строения и функций организмов и позволяющие последним занимать принципиально новые местообитания или существенным образом повышающие конкурентную способность организмов в существующих местообитаниях. Ароморфозы позволяют переходить в новые среды обитания (то есть выходить в новые адаптационные зоны). Поэтому ароморфозы - сравнительно редкие явления в живом мире и носят принципиальный характер, оказывая большое влияние на дальнейшую эволюцию организмов.
Адаптационным уровнем или адаптивной зоной называется определенный тип местообитаний с характерными для него экологическими условиями или комплекс определенных адаптаций, свойственный той или иной группе организмов (общие условия жизни или сходные способы усвоения каких-то жизненно важных ресурсов). Например, адаптивной зоной птиц является освоение воздушного пространства, обеспечившее им защиту от многих хищников, новые способы охоты за летающими насекомыми (где у них нет конкурентов), быстрое передвижение в пространстве, возможности преодоления крупных препятствий, недоступных для других животных (реки, моря, горы и т. п.), способность к дальним миграциям (перелеты) и т. п. Поэтому полет является крупным эволюционным приобретением (ароморфозом).
Наиболее яркими примерами ароморфозов могут служить многоклеточность и появление полового способа размножения. Многоклеточность способствовала появлению и специализации тканей, привела к усложнению морфологии и анатомии многих групп организмов, как растений, так и животных. Половое размножение существенно расширило адаптационные способности организмов (комбинативная изменчивость).
Ароморфозы обеспечили животным более эффективные способы питания и повысили эффективность обмена веществ - например, появление челюстей у животных позволило перейти от пассивного питания к активному; освобождение пищеварительного канала от кожно-мускульного мешка и появление в нем выводного отверстия принципиально улучшило эффективность усвоения пищи за счет специализации разных его отделов (появление желудка, отделов кишки, пищеварительных желез, быстрый вывод ненужных продуктов). Это существенно повысило возможности выживания организмов даже в местах с малым содержанием питательных ресурсов.
Крупнейшим ароморфозом в эволюции животных стала теплокровность, резко активировавшая интенсивность и эффективность обмена веществ у организмов и повысившая их выживаемость в местообитаниях с низкой или резко меняющейся температурой.
В качестве примеров ароморфозов в животном мире можно вспомнить также образование внутренней полости организмов (первичной и вторичной), появление скелета (внутреннего или внешнего), развитие нервной системы и особенно усложнение строения и функций головного мозга (появление сложных рефлексов, обучаемости, мышления, второй сигнальной системы у человека и т. д.) и многие другие примеры.
У растений крупными ароморфозами являются: появление проводящей системы, связавшей разные части растения в единое целое; образование побега - жизненно важного органа, обеспечившего растениям все стороны жизнедеятельности и воспроизводства; формирование семени - органа воспроизводства, возникающего половым путем, развитие и созревание которого обеспечивается ресурсами всего материнского организма (дерева, кустарника или иной жизненной формы растений) и который имеет хорошо защищенный тканями семени зародыш (голосеменные и покрытосеменные растения); появление цветка, повысившего эффективность опыления, уменьшившего зависимость опыления и оплодотворения от и обеспечившего защиту яйцеклетки.
У бактерий ароморфозом можно считать появление автотрофного способа питания (фототрофного и литотрофного или хемосинтетического), позволившего им занять новую адаптационную зону - местообитания, полностью лишенные органических источников питания или имеющие дефицит таковых. У бактерий и грибов к ароморфозам можно отнести способность образовывать те или иные биологически активные соединения (антибиотики, токсины, ростовые вещества и т. п.), существенно повышающие их конкурентную способность.
Арогенез может происходить и на межвидовом (или биоценотическом) уровне при взаимодействии организмов разного систематического положения. Например, появление перекрестного опыления и привлечение для этого насекомых и птиц можно рассматривать как ароморфоз. Крупными биоценотическими ароморфозами являются: формирование микориз (симбиоз грибов и корней растений) и лишайников (объединение грибов и водорослей). Эти типы ассоциаций позволили симбионтам обитать в таких местах, где порознь они никогда бы не поселились (на бедных почвах, на скалах и т. п.). Особенно знаменателен союз грибов и водорослей, приведший к появлению новой симбиотической формы жизни - лишайников, которые морфологически очень похожи на единый организм, напоминающий растения. Крупнейшим ароморфозом этого типа является эукариотическая клетка, состоящая из разных организмов (прокариот), полностью потерявших свою индивидуальность и превратившихся в органеллы. Эукариотическая клетка обладает более активным и экономичным обменом веществ по сравнению с прокариотической и обеспечила появление и эволюцию царств грибов, растений и животных.
Ароморфозы - это крупные события в эволюции органического мира, и они сохраняются в популяциях и в дальнейшем развитии приводят к появлению новых крупных групп организмов и таксонов высокого ранга - порядков (отрядов), классов, типов (отделов).
Предполагается, что ароморфоз наиболее вероятен у исходно примитивных или мало специализированных форм организмов, так как они легче переносят изменения окружающей среды и им проще освоиться в новых средах обитания. Специализированные формы, приспособленные к определенным, часто достаточно узко ограниченным условиям жизни, обычно погибают при резком изменении таких условий. Именно поэтому в природе, наряду с высокоорганизованными и специализированными формами жизни, сосуществует большое число сравнительно примитивных организмов (бактерий, грибов, беспозвоночных и прочих), прекрасно адаптировавшихся в новых условиях и очень устойчивых. Такова логика эволюционного процесса.
Общая дегенерация, или катагенез
Это конкретные адаптации к определенным специфическим условиям обитания, образующимся в пределах одной и той же адаптационной зоны. Идиоадаптации проявляются как при арогенезе, так и при дегенерации. Это частные приспособления, не меняющие существенно уровня организации организмов, достигнутого в процессе эволюции, но заметно облегчающие их выживание именно в данных местообитаниях.
Например, если цветок мы можем рассматривать как крупнейший ароморфоз в эволюции растительного мира, то формы и размеры цветка определяются уже теми реальными условиями, в которых существуют те или иные виды растений, или их систематическим положением.
То же касается, например, птиц. Крыло - это ароморфоз. Форма крыльев, способы полета (парящий, маховотолчковый) - серия идиоадаптаций, не меняющая принципиально морфологической или анатомической организации птиц. К идиоадаптациям можно отнести покровительственную окраску, широко распространенную в мире животных. Поэтому идиоадаптации нередко рассматривают как признаки низших таксономических категорий - подвидов, видов, реже родов или семейств.
Соотношение различных направлений в эволюции
Эволюционный процесс происходит непрерывно, и основные его направления могут меняться со временем.
Ароморфозы или общая дегенерация, как редкие процессы в эволюции, приводят к повышению или понижению морфолого-физиологической организации организмов и занятию ими более высокой или низкой адаптивной зоны. Внутри этих адаптивных зон начинают активно развиваться частные приспособления (идиоадаптации), обеспечивающие более тонкое приспособление организмов к конкретным местообитаниям. Например, появление большой группы микоризообразующих грибов позволяет им занять новую адаптационную зону, связанную с большой группой новых для грибов и растений местообитаний. Это биоценотический ароморфоз, сопровождающийся далее серией частных приспособлений (идиоадаптаций) - расселением разных видов грибов по разным растениям-хозяевам (подберезовики, подосиновики, боровики и т. д.).
В процессе эволюции биологический прогресс может сменяться регрессом, ароморфозы - общей дегенерацией, и все это сопровождается новыми идиоадаптациями. Каждый ароморфоз и каждая дегенерация вызывают расселение организмов по новым средам обитания, реализуемое через идиоадаптации. Таково соотношение этих направлений эволюционного процесса. На основе данных эволюционных преобразований организмы занимают новые экологические ниши и заселяют новые местообитания, то есть происходит их активная адаптивная радиация. Например, выход позвоночных животных на сушу (ароморфоз) вызвал их адаптивную радиацию и привел к формированию многих таксономических и экологических групп (хищники, травоядные, грызуны, насекомоядные и т. п.) и новых таксонов (амфибии, рептилии, птицы, млекопитающие).
Общая характеристика направлений эволюции по изменению уровня организации и характеру процветания вида.
Конвергенция и дивергенция
Анализ механизма видообразования показывает, что результатом этого процесса является появление одного или нескольких (двух, трех и более) близких видов.
Рассматривая эволюцию в целом, можно увидеть, что результатом ее является все многообразие организмов, живущих на Земле. Поэтому, основываясь на результатах эволюционного процесса, можно выделить два вида эволюции - микроэволюцию и макроэволюцию.
Микроэволюция - совокупность процессов видообразования, при которых из одного вида возникают новые (один или несколько) видов организмов.
Микроэволюция представляет собой как бы «элементарный акт эволюции», сопровождающийся появлением небольшого количества видов из одного исходного вида.
Примером микроэволюционных процессов является возникновение двух рас ночной бабочки Березовая пяденица, разных видов вьюрков на Галапагосских островах, прибрежных видов чаек на побережье Северного Ледовитого океана (от Норвегии до Аляски) и т. д.
Выведение породы «белая украинская свинья» может служить примером микроэволюции, реализуемой человеком.
Таким образом, результатом микроэволюции является появление новых видов из исходного вида, которое осуществляется за счет дивергенции.
Дивергенция - это процесс расхождения признаков, в результате которого появляются новые виды или возникшие в процессе эволюции виды отличаются друг от друга различными признаками за счет приспособления этих видов к разным условиям существования.
Макроэволюция - совокупность всех эволюционных процессов, в результате которых возникло все многообразие органического мира; эти процессы идут не только на уровне вида, но и на уровне рода, семейства, класса и т. д.
Результатом макроэволюции является все многообразие современного органического мира, которое возникло как за счет дивергенции, так и за счет конвергенции (схождения признаков).
Виды, возникшие из разных групп организмов (например, классов), могут быть конвергентными, т. е. наряду с определенными различиями они имеют общие признаки, связанные с приспособленностью к одной среде обитания. Примером конвергентных видов являются акула, кит и ихтиозавр (ископаемое пресмыкающееся). Эти виды имеют рыбообразную форму, плавники, так как приспособлены к водной среде. Другим примером конвергентных организмов являются бабочки, птицы и летучие мыши, так как они имеют крылья и приспособлены к воздушно-наземному образу жизни.
Следовательно, при протекании макроэволюции возможны и дивергенция, и конвергенция.
В течение длительного исторического развития макроэволюция приводила к резкому изменению органического мира в целом. Так, современный органический мир значительно отличается от такового для протерозойской или мезозойской эр.
Пути и направления эволюции
Как было отмечено выше, эволюция осуществляется двумя способами - дивергентным и конвергентным, и в результате этих процессов возникают различные виды как по уровню их организации, так и по характеру приспособления к средам обитания. Поэтому различают три пути эволюции по характеру изменения уровня организации возникающих организмов: идиоадаптация, ароморфоз и дегенерация.
1. Ароморфоз (арогенез) - путь эволюции, при котором уровень организации организмов по сравнению с исходными формами повышается.
К ароморфозам относятся: возникновение фотосинтезирующих организмов из гетеротрофов; появление многоклеточных организмов из одноклеточных; возникновение псилофитов из водорослей; появление покрытосеменных с наличием двойного оплодотворения и новых оболочек у семени из голосеменных; возникновение организмов, способных вскармливать своих детенышей молоком, и т. д.
2. Идиоадаптация (аллогенез) - путь эволюции, при котором появляются новые виды, по уровню организации не отличающиеся от исходных видов.
Возникшие при идиоадаптациях виды отличаются от исходных признаками, позволяющими нормально существовать в различных условиях обитания. К идиоадаптации можно отнести появление разных видов вьюрков на Галапагосских островах, различных грызунов, живущих в разных условиях (зайцы, суслики, мышевидные грызуны), и другие примеры.
3. Дегенерация (катагенез) - путь эволюции, при котором общий уровень вновь возникших организмов понижается.
В некоторых источниках пути эволюции называют направлениями. В этом случае необходимо указывать: направления эволюции по характеру изменения уровня организации, так как существуют направления эволюции по характеру процветания. По данному признаку различают два направления - биологический прогресс и биологический регресс.
Биологический прогресс - это такое направление эволюции, при котором увеличивается число популяций, подвидов и расширяется ареал (территория обитания), при этом данная группа организмов находится в состоянии постоянного видообразования.
В настоящее время в состоянии биологического прогресса находятся млекопитающие, членистоногие (из животных), покрытосеменные (из растений). Биологический прогресс не означает повышения уровня организации организмов, но и не исключает его.
Биологический регресс - направление эволюции, при котором уменьшаются ареал и численность организмов, замедляются темпы видообразования (уменьшается число популяций, подвидов, видов).
В настоящее время в состоянии биологического регресса находятся пресмыкающиеся, земноводные (из животных), папоротникообразные (из растений). При этом большое влияние на состояние прогресса или регресса организмов оказывает деятельность человека. Так, многие виды животных вымерли из-за воздействия человека (например, тюлень Стеллерова корова, туры и т. д.).
Приспособленность организмов к условиям среды, ее виды и относительность
Первое научно обоснованное определение вида дал Ч. Дарвин. В настоящее время это понятие уточнено с позиций всех современных теорий, в том числе и с генетической позиции. В современной интерпретации формулировка понятия «вид» такова:
Вид - это совокупность всех особей, обладающих одинаковыми наследственными морфологическими и физиологическими признаками, способных свободно скрещиваться и давать нормальное плодовитое потомство, имеющих одинаковый геном, одинаковое происхождение, занимающих определенный жизненный ареал и приспособленных к условиям существования в нем.
Критерии вида и его экологическая характеристика будут рассмотрены далее. В данном подразделе приведем механизм видообразования.
В пределах популяций у различных особей этих популяций за счет мутационной (наследственной) изменчивости возникают различные признаки, поэтому все особи данной популяции имеют определенные отличия друг от друга.
Признаки, появляющиеся у отдельных особей, могут быть либо полезными, либо вредными для этого организма в условиях данной среды обитания. В процессе жизнедеятельности, как правило, выживают те особи, которые более приспособлены к данной среде обитания. У особей разных популяций эти признаки будут различны особенно в случае, когда условия сред их обитания будут сильно отличаться.
С течением времени признаки, отличающие особей одной популяции от другой, накапливаются, и различия между ними становятся все более и более значительными. В результате этих процессов из одного исходного вида возникает несколько подвидов (их число таково, сколько было популяций вида, живущих в разных условиях среды, - 2, 3 и т. д.).
В случае, если разные популяции, находящиеся в разных условиях существования, достаточно сильно изолированы друг от друга, то смешивания признаков из-за гибридизации особей не происходит. Различия между особями разных популяций становятся столь значительными, что можно констатировать возникновение новых видов (их особи уже не скрещиваются и не дают полноценного плодовитого потомства).
В процессе видообразования возникают новые виды, которые оказываются хорошо приспособленными к условиям своего существования, что всегда удивляло и восхищало человека, а религиозных людей заставляло восхищаться «мудростью творца». Рассмотрим сущность явления приспособленности, а также относительность приспособленности.
Приспособленностью называют определенные признаки организмов, позволяющие ему выжить в данных конкретных условиях среды обитания.
Ярким примером приспособленности является белая окраска зайца-беляка в зимний период. Эта окраска делает его незаметным на фоне белого снежного покрова.
В процессе эволюции у многих организмов выработались признаки, благодаря которым они очень хорошо приспособились к среде своего обитания. Эволюционная теория вскрыла причину и механизм возникновения приспособленности организма к условиям среды своего обитания, показало материалистическую сущность этого процесса.
Причиной появления приспособлений к условиям среды обитания является наследственная изменчивость, возникающая под влиянием условий окружающей среды.
Возникшие мутации в случае их полезности закрепляются в потомстве за счет лучшего выживания особей, обладающих этими признаками.
Классический пример возникновения приспособленности у организмов к среде обитания был показан в трудах Ч. Дарвина.
В Англии обитает ночная бабочка Березовая пяденица, имеющая светло-желтую окраску. На фоне светлого ствола березы эти бабочки незаметны, поэтому большинство из них сохраняются, поскольку незаметны для птиц.
Если березы растут в районе предприятия, выделяющего копоть, то их стволы темнеют. На их фоне светлоокрашенные бабочки становятся заметными, поэтому легко поедаются птицами. В процессе длительного временного существования вида этих бабочек, за счет мутаций появились формы с темной окраской. Темноокрашенные формы в новых условиях лучше выживали, чем светлоокрашенные. Так, в Англии возникли два подвида бабочек-пядениц (светло- и темноокрашенные формы).
Реконструкция производства и улучшение технологии с учетом требований привели к тому, что предприятия перестали выделять копоть и изменять окраску стволов берез. Это привело к тому, что темноокрашенные формы для новых условий стали не приспособлены, и признак, приобретенный ими, стал не только не полезным, а даже вредным. На этом основании можно сделать вывод о том, что приспособленность организмов относительна: сильное, даже кратковременное, изменение условий среды может организм, приспособленный к среде обитания, превратить в неприспособленный: например, заяц-беляк при слишком раннем сходе снежного покрова будет сильнее заметен на фоне темного поля, чем если бы он был окрашен в «летний» (серый) цвет.
Существует несколько разновидностей приспособленности организмов. Рассмотрим некоторые из них.
1. Покровительственная окраска - окрас, позволяющий организму быть незаметным на фоне окружающей среды.
Примеры: зеленая окраска тли на фоне зеленых листьев капусты; темная окраска спины рыбы на темном фоне при взгляде сверху и светлая окраска брюха на светлом фоне при взгляде снизу; рыбы, живущие в зарослях водной растительности, имеют полосатую окраску (щука) и т.д.
2. Мимикрия и маскировка.
Мимикрия состоит в том, что организм по форме похож на другой организм. Примером мимикрии является муха осовидка, форма ее тела напоминает осу и этим предостерегает об опасности, которой нет, так как эта муха не имеет жала.
Маскировка состоит в том, что организм приобретает форму какого-то предмета окружающей среды и становится незаметным.
Примером могут служить палочники - насекомые, по форме напоминающие обломки стеблей растений; есть насекомые, имеющие листообразную форму и т. д.
3. Предупреждающая окраска - яркая окраска, предупреждающая об опасности. Примеры: окраска ядовитых божьих коровок, пчел, ос, шмелей и т.д.
4. Особые приспособления растений для реализации процессов опыления. Ветроопыляемые растения имеют длинные, свисающие тычинки, удлиненные, торчащие в разные стороны рыльца пестиков с приспособлениями для улавливания пыльцы и другие формы. Насекомоопыляемые растения имеют соцветия, яркую краску и экзотические формы цветка для привлечения определенного вида насекомого, с помощью которого реализуется опыление.
5. Особые формы поведения животных - угрожающие позы порой безобидных, а иногда и опасных рептилий, зарывание страусом головы в песок и т. д.
Подводя итог, можно отметить, что благодаря накоплению различий, возникающих за счет мутаций, возможно образование новых видов, приспособленных к среде своего обитания, но эта приспособленность относительна, так как изменение условий приводит к утере приспособленности организма к данной среде.
Тип
:
тест по теме «Пресмыкающиеся и Птицы»
Предмет
:
биология
Класс
:
7
Составитель
заданий
:
Гарейшина Инна Георгиевна
Среди крупных видов крокодилов отдельные особи могут доживать до 120 лет, кошки редко живут дольше 12 лет. Во сколько раз дольше может жить крокодил? Ответ записать числом.
Пингвины – обитатели южного полушария Земли. Самый крупный пингвин – императорский, рост около 1 м, приплывает гнездиться на самый холодный континент – Антарктиду. Самый мелкий – малый пингвин, ростом всего около 40 см, гнездится практически на экваторе, на Галапагосских островах. На сколько сантиметров императорский пингвин выше малого? Ответ записать в сантиметрах, числом.
Самая большая птица на Земле – африканский страус. Его рост (более 2,5 м) превышает рост человека. Летать он не может. Обладая мощными ногами, эта птица способна бежать со скоростью 60 км в час. Сколько километров страус пробежит за 10 минут? Ответ записать числом.
Масса куриного яйца примерно 60 граммов, а яйца африканского страуса – в 25 раз больше. Какова масса страусиного яйца? Ответ записать числом.
В классе пресмыкающихся или рептилий наибольшее число видов в отряде ящериц, примерно 3500 видов, а в отряде змей на 500 видов меньше. Отряд черепах, примерно, в 10 раз малочисленнее, чем змей, а в отряде крокодилов в 15 раз меньше видов, чем у черепах. К отряду клювоголовых относятся гаттерии, сохранившиеся только в Новой Зеландии, их в 10 раз меньше, чем крокодилов. Сколько видов содержит каждый из отрядов рептилий? Ответом будет являться четыре числа.
Мухоловка-пеструшка приносит птенцам около 500 беспозвоночных животных в день. Сколько беспозвоночных она скормит за 16 дней своим птенцам, пока они не вылетят из гнезда? Ответ записать числом.
У серой цапли в полной кладке 3-7 зеленовато-голубых яиц. Сколько птенцов может появиться у пары цапель за три года, если в каждой кладке будет по 6 яиц? Ответ записать числом.
Воробьев можно считать типичными зерноядными птицами, однако своих птенцов они выкармливают беспозвоночными животными, в основном насекомыми. В период выкармливания птенцов, всего за две недели, пара воробьев скармливает своим прожорливым детишкам около 1,4 кг насекомых, пауков и моллюсков. Сколько граммов беспозвоночных воробьи скармливают птенцам за 1 день? Ответ записать числом.
Сокращение численности галапагосских черепах началось с XVIII века, в настоящее время популяции восстанавливаются человеком. Самая большая сухопутная черепаха живет на Галапагосских островах, длина ее панциря может достигать полутора метров, а вес до двухсот килограмм. Самая большая морская черепаха на 50 см длиннее, а ее вес больше, чем у сухопутного вида, в 2,5 раза. Какова масса и длина тела морской черепахи? Ответом будет являться два числа.
ПРИЗНАК А) четырехкамерное сердце Б) кожа сухая, тонкая, покрыта роговыми чешуями и пластинами В) хорошо развита забота о потомстве
Г) кровь в сердце смешанная
Д) температура тела высокая и постоянная
Е) трехкамерное сердце с неполной перегородкой в желудочке
1)Пресмыкающиеся 2) Птицы
Ему хвост помогает охотиться. Удар его хвоста опасен даже для крупных животных. Покрытый роговыми пластинками, он тяжелый, как бревно. Мощным хвостом это животное сбивает жертву с ног, подбрасывает вверх и ловит огромной зубастой пастью. 1) игуана, 2) варан, 3) крокодил, 4) анаконда, 5) молох. Ответом будет являться один номер.
Приспособлениями птиц к полету можно считать:
Видоизмененные конечности
Хорошее обоняние
Один круг кровообращения и легочное дыхание
Полые кости в скелете
Наличие двенадцатиперстной и прямой кишок
Отсутствие мочевого пузыря
Выберите правильные утверждения. Ответом будет являться ряд чисел.
Дыхательная поверхность легких ящерицы больше, чем у тритона
У всех пресмыкающихся трехкамерное сердце
Пресмыкающиеся откладывают яйца
У пресмыкающихся северных районов чаще встречается живорождение
В сердце ящерицы имеется полная межжелудочковая перегородка
У пресмыкающихся в коже много потовых и сальных желез
В пищевой цепи коршун является вторичным потребителем, потому, что он:
Гетеротроф
Хищник
Использует энергию солнца
Регулирует численность поедаемых им животных
Минерализует органические остатки
Питается слабыми и больными животными
Существенными эволюционными, прогрессивными приобретениями птиц являются:
Головной мозг из пяти отделов
Интенсивный обмен веществ
Смешанная кровь в сердце
Костный череп
Клюв без зубов
Легкость и прочность скелета
Правильные ответы
| Номер задания | Ответ |
| 1 | 10 |
| 2 | 60 |
| 3 | 10 |
| 4 | 1500 |
| 5 | 3000, 300, 20, 2 |
| 6 | 8000 |
| 7 | 18 |
| 8 | 100 |
| 9 | 200, 500 |
| 10 | 2,1,2,1,2,1 |
| 11 | 3 |
| 12 | 1,4,6 |
| 13 | 1,3,4 |
| 14 | 2,4,6 |
| 15 | 2,5,6 |
Цели урока:
- Обеспечить усвоение учащимися знаний о процессах жизнедеятельности птиц, об особенностях строения их внутренних органов в связи с функциями, приспособленностью к полету.
- Показать усложнение организации внутреннего строения птиц по сравнению с пресмыкающимися.
- Научить распознавать системы органов класса птиц, устанавливать взаимосвязь между строением и функции органов.
- Научить выявлять приспособленность организмов к среде обитания.
Тип урока: урок изучения нового материала.
Форма урока: урок получения новых знаний путем самостоятельной работы, работы в группе, частично-поискового метода.
Оборудование:
- скелет птицы, модель «Мозг позвоночных»;
- таблицы «Класс птицы. Голубь», «Основные классы позвоночных животных»
ХОД УРОКА
I. Организационный момент
II. Актуализация опорных знаний
«Унция опыта и труда стоят больше, чем тонна теории» (Дьюи).
Миллионы лет назад появились первые пернатые. И
доселе мрачный, населенный лишь одними
динозаврами мир, огласился птичьим пением. А ещё
через миллионы лет зашагал по земле человек,
способный оценить это пение. Поднял человек
голову, а в небе жаворонок! Поет, заливается,
трепещет крылышками!
Поднял человек голову вверх – аиста увидел,
который свил гнездо на вершине высокого дуба, как
раз над крышей его дома. Стоит аист на одной ноге,
клювом щелкает, дробь выбивает, аистихе
понравиться хочет!
Поднял человек голову вверх – а там орел парит,
свободно, легко! «Вот бы и мне так», – подумал
человек, соорудил крылья и бросился в низ с
колокольни. Не единожды вниз бросался, прежде чем
взмыл вверх, опираясь не на силу мускулов, а на
силу своего разума. И родилась авиация. Быстрее
звука летают самолеты куда там птицам. Но по
экономичности полёта пернатые недосягаемые.
Синичка на одном грамме жира пролетает 100 км!
Оканчивают военные училища молодые штурманы.
Корабль, самолет в любую точку земли привести
могут. Но и птицы, возвращаясь к нам после
зимовки, находят известные только им ориентиры и
приземляются точнехонько на ту же самую поляну, с
которой они стартовали осенью!
Пернатые прекрасно видят, и мы недаром говорим:
«Зоркий как сокол!» Они прекрасно слышат и поют!
Без них скучно в осеннем саду, и мы радуемся их
возвращению весной. Да что говорить! Птицы – это
птицы!
Вот сегодня на уроке мы с вами будем юными
исследователями, а я – ваш научный руководитель.
Мы должны будем вместе решить не простую задачу:
- Какие же особенности внутреннего строения позволяют птицам летать.
Но мы должны вспомнить из изученного материала:
- Какие особенности внешнего строения позволяют птицам подняться в небо?
Предполагаемые ответы:
- Обтекаемая форма тела
- Покрытая перьями
- Отсутствие зубов
- Полые кости
- Сросшийся скелет
Повторим материал предыдущего урока: «Опорно двигательная система»
- Индивидуальный опрос
- Работа по карточкам
III. Индивидуальная работа по карточкам
Установите соответствие между костями и отделами конечностей, для которых они принадлежат.
Кости:
а) Бедренная кость.
б) Плечевая кость.
в) Цевка.
г) Предплечье.
д) Голень.
е) Пальцы стопы.
Отделы конечностей:
1. Свободная нижняя конечность.
2. Свободная верхняя конечность.
Найдите ошибки в приведённом тексте, укажите номера предложений, которых они сделаны, запишите эти предложения без ошибок.
- Пояс передних конечностей образован: грудиной, двумя ключицами, двумя вороньими костями.
- Длина шеи у птиц зависит от количества позвонков и длины их тел.
- Скелет свободной передней конечностей состоит из плечевой кости, одной кости предплечья и костей кисти.
- Цевка у птиц – результат приспособления к увеличению длины шага при хождении на задних конечностях.
IV. Изучение нового материала
Ученики работают в паре. Каждая пара получает задание, которые необходимо выполнить, прочитав соответствующие разделы учебника.
I группа. Пищеварительная и выделительная системы
1. Назовите органы пищеварительной системы.
У птиц в процессе эволюции появились особенности
в пищеварительной системе, связанные с полётом.
Запишите их в тетради.
2. Назовите органы выделения птиц. Известно что
почки птиц имеют большие размеры. Как вы думаете,
с чем это связано? Какие функции выполняет
клоака? Как вы объясните отсутствие у птиц
мочевого пузыря?
3. В связи с чем произошло у птиц разделение
желудка на железистый и мускульный? В каком
органе осуществляется механическая обработка
пищи из-за отсутствия зубов?
II группа. Дыхательная система
1. Рассмотрите схему строения органов дыхания
птиц.
2. Запишите особенности строение дыхательной
системы птиц, связанные с полётом, в тетрадь.
3. Используя рисунок составьте рассказ о
направлении движения воздуха в органах дыхания
птицы при вдохе и выдохе. Как дышат птицы во время
покоя? При полете? Что такое двойное дыхание?
Каково его значение?
III группа. Кровеносная система, обмен веществ
1.
Транспорт веществ в организме птиц
осуществляется, как и у всех позвоночных
животных, с помощью кровеносной системы. Какой
общий план строения характерен для кровеносной
системы позвоночных животных? Какие особенности
кровеносной системы птиц указывают на неё более
сложные строение по сравнению с пресмыкающимися?
Запищите их в тетрадь.
2. Используя рисунок, определите направления
движения крови по сосудом. Укажите, где
начинается и где заканчивается большой круг
кровообращения; малый круг кровообращения.
3. Какое значение имеет наличие четырёхкамерного
сердца у птиц? Какая кровь поступает к органам
тела? В лёгкие? Какая связь существует между
строением кровеносной системы и обмена веществ у
птиц?
IV группа. Система органов размножения
1. Выпишите в тетрадь особенности половой
системы, связанные с полётом.
2. На рисунке изображена система органов
размножения. Назовите и раскройте значение
каждого из них. Где происходит оплодотворенье
птиц.
3. Выберите правильное утверждение:
а) У птиц функционирует, как правило, один яичник.
б) В яичнике созревают сразу много яиц.
в) Собственным яйцом считается желток.
г) Оплодотворенье у птиц наружное.
V группа. Нервная система птиц
1. Рассмотрите рисунок. Запишите части нервной
системы птиц. Какие особенности строения
головного мозга птиц указывает на более высокий
уровень его развития по сравнению с
пресмыкающимися? Запишите их в тетрадь.
2. Для птиц характерно более сложное поведение по
сравнению с рыбами, земноводными,
пресмыкающимися. Приведите примеры сложного
поведения птиц. В чём проявляется взаимосвязь
поведения птиц и уровня организации их нервной
системы?
3. Среди перечисленных ниже примеров приведите
условный рефлекс:
а) постройка гнёзд;
б) высиживание птенцов;
в) цыплята бегут на голос хозяйки;
г) цыплята клюют всё подряд.
После завершения работы ученики в течение двух-трёх минут готовятся к устному ответу на вопросы задания, после чего по очереди выступают. Учащиеся других групп особенности каждой системы записывают себе в тетрадь, заполняя таблицу.
V. Закрепление
Познавательные задачи:
1. Пищеварение у птицы происходит очень быстро.
Мелкие совы (домовые сычи) переваривают мышь за
4ч, серый сорокопут – за 3ч. Сочные ягоды у
воробьиных проходят через кишечник за 8 – 10 мин.
Насекомоядные птицы наполняют свой желудок 5-6
раз в сутки, зерноядные – дважды. Один – два раза
в сутки едят хищники.
Какое значение для природного сообщества имеет
большая скорость пищеварения птиц?
2. У птиц кожа непроницаема для воды,
отсутствуют потовые железы. Однако значительное
количество воды теряется при вентиляции легких.
Некоторые мелкие птицы могут терять за сутки до
35% веса тела.
Как решается проблема обезвоживания у птиц?
Одинаково ли осуществляется выделение у морских
и лесных птиц? Как вы думаете почему у птиц нет
мочевого пузыря?
3. Какие же особенности внутреннего строения птиц позволяют им подняться в небо?
Выберите правильные ответы:
1. Признак приспособленности птиц к полёту:
а) появление четырехкамерного сердца
б) роговые щитки на ногах
в) наличие полых костей
г) наличие копчиковой желёзы
2. Быстрое переваривание пищи – это приспособление к:
а) характеру пищи
б) вскармливанию детёнышей
в) полёту
г) необходимости всё время запасать пищу
3. Приспособлением кровеносной системы птиц к полёту в большой степени является:
а) строение сердца
б) увеличение количества крови в организме
в) высокая скорость течения крови
г) невысокая скорость течения крови
4. Выберите правильные утверждения.
а) у мелких птиц частота дыхания ниже, чем у крупных
б) на земле около 9000 видов птиц
в) в процессе эволюции у птиц развивался головной мозг, и особенно мозжечок
г) у всех птиц пища удерживается зубами
д) все птицы теплокровные животные
е) скорость полёта птицы зависит от массы тела
5. Существенными эволюционными, прогрессивными приобретениями птиц являются:
а) головной мозг из пяти отделов
б) интенсивный обмен веществ
в) смешанная кровь в сердце
г) костный череп
д) клюв без зубов
е) лёгкость и прочность скелета
6. Приспособлениями птиц к полёту можно считать:
а) видоизменённые конечности
б) хорошее обоняние
в) один круг кровообращения и легочное дыхание
г) полые кости в скелете
д) наличие двенадцатиперстной и прямой кишок
е) отсутствие мочевого пузыря
7. Выстройте путь прохождения пищи у птиц в правильной последовательности:
а) глотка
б) желудок
в) ротовая полость
г) пищевод
д) кишечник
е) клоака
ж) зоб
VI. Рефлексия
- Что сегодня узнали на этом уроке?
- Что понравилось?
- Что не получилось?
Оценки за урок можно выставить, используя различные подходы. Например, самой активной паре и самому активному участнику пары – оценка 5.
VII. Домашнее задание
- Параграф 55, 56.
- Групповое задание: каждая пара составляет зачётные вопросы по теме.