 |
Лабораторная работа №2 «Доказательства эволюции»
|
|
|
|
1. Одним из доказательств эволюции является единство органического мира, в котором существует ряд организмов, занимающих промежуточное положение между крупными систематическими группировками – переходные формы. На рисунке 7 представлены некоторые из ныне существующих переходных форм организмов. Познакомьтесь с данными организмами и укажите в их строении признаки разных типов организации.
2. В таблице 3 перечислены некоторые анатомо-морфологические признаки организмов. Заполните таблицу, указав, какие из перечисленных органов или систем характерны для оболочников, ланцетника и позвоночных животных. Выясните, идет ли совершенствование перечисленных органов и их систем. Можно ли, исходя из анализа таблицы, заключить, что эволюция организмов идет от простого к сложному? Какими фактами подтверждается единство органического мира как одно из доказательств эволюции? Как в процессе эволюции древние формы организмов постепенно через ряд промежуточных форм превращаются в современные формы?
Таблица 3 – Анатомо-морфологическая характеристика некоторых систем органов у оболочника, ланцетника и позвоночных животных.
| Название системы | Чем представлены сравниваемые органы | ||
| Оболочник | Ланцетник | Позвоночные | |
| Скелет | |||
| Нервная система | |||
| Органы дыхания | |||
| Органы кровообращения | |||
| Органы выделения | |||
| Органы размножения |
3 Рассмотрите в качестве конкретного примера гомологичных органов особенности строения скелета наземных позвоночных (рис.8). Скелет конечностей амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих, несмотря на довольно крупные различия во внешнем виде конечностей и выполняемой ими функции, оказывается построенным сходно (рис. 9). О чем свидетельствует сходство в строении конечностей, несущих весьма различные функции, у позвоночных?
|
|
|
|
|
4 В строении практически любого организма можно найти органы ли структуры сравнительно недоразвитые и утратившие былое значение в процессе филогенеза - это рудиментарные органы.
На рисунке 10 представлены рудиментарные задние конечности питона, едва заметные выросты рудименты крыльев у киви, рудименты тазовых костей китообразных. О чем свидетельствуют данные органы?
Рис. 10. Примеры рудиментарных органов
А - задние конечности питона (Python regius); Б - крыло киви (Apteryx australis); В элементы тазового пояса гладкого кита (Eubalaena glacialis)
Перечислите известные Вам рудиментарные органы и их возможные функции. По каким признакам можно отличить от рудимента атавизм?
5 Как объяснить с позиций основных генетических закономерностей существование у многих организмов рудиментарных органов и появление атавизмов? Приведите примеры.
6 В таблице 4 перечислены некоторые морфологические признаки растений и животных, следует определить их морфологическое происхождение, выполняемую функцию и форму сходства (гомология, аналогия и гомойология).
Таблица 4 – Некоторые категории сходства органов
| Морфологические признаки | гомология | гомойология | аналогия |
| Крылья птицы, бабочки, летучей мыши | |||
| Жабры рыбы, речного рака | |||
| Колючки кактуса, барбариса, боярышника | |||
| Конечность крота, лошади, сивуча, летучей мыши | |||
| Приспособления к плаванию у моржей, тюленей | |||
| Роющие конечности крота, медведки | |||
| Строение резцов у грызунов, зайцеобразных | |||
| Конечности таракана, жука-плавунца, кузнечика | |||
| Глаз головоногого моллюска и млекопитающего |
|
|
|
Что такое гомология, аналогия и гомойология? Что такое атавизмы? Почему явления гомологии и гомойологии служат одним из существенных доказательств степени родства между организмами и доказательством эволюции органического мира?
7. Видный английский анатом Р. Оуэн (1804-1892), впервые четко определивший понятия «аналогия» и «гомология» (1843), считал, что гомология - следствие идеи, идеального плана, «прототипа» (рис. 11), причем единство плана строения приводит, по Оуэну, к выводу «о единстве разума, задумавшего его». В чем состоит идеалистический и метафизический характер подобного объяснения? Как с позиций теории эволюции раскрыть сущность понятия «единство плана строения»?
8. При переходе от обитания во влажных тропических лесах (тапир) к жизни в саванне (носорог) происходит редукция пальцев до трех. При переходе к жизни на открытых пространствах (лошадь) редукция пальцев идет еще дальше - до сохранения лишь единственного центрального пальца (с биомеханической точки зрения хождение на одном пальце чрезвычайно выгодно для обеспечения мгновенного отталкивания и быстрого бега) (рис. 12).
|
Какие еще примеры сравнительно-анатомических рядов как метода изучения эволюции вам известны.
9. В пользу существования родства систематических групп животных служат ископаемые переходные формы. Заполните таблицу 5, указав некоторые признаки первоптиц в сравнении с рептилиями и настоящими птицами.
Таблица 5 – сравнительная характеристика некоторых признаков рептилий, археоптерикса и настоящих птиц
| Органы и жизненные процессы | Рептилии | Археоптерикс | Птицы |
| Чешуя | |||
| Перья | |||
| Передние конечности | |||
| Наличие зубов | |||
| Хвостовые позвонки | |||
| Сердце | |||
| Способность к полету | |||
| Образ жизни | |||
| Размножение |
Можно ли считать археоптерикса переходной формой между классом рептилий и настоящих птиц и почему? Какое значение имеет археоптерикс для доказательства эволюции органической природы (рис. 13)? Что обозначено цифрами 1-3 (рис. 13-1)? Почему промежуточные формы не дают достаточных доказательств эволюции?
|
|
|
10. Особый интерес представляют ископаемые остатки животных. Позволяющие связать рыб с наземными позвоночными (рис. 14, 15). Заполните таблицу 6 и объясните 1) почему стегоцефалов называют ископаемой и переходной формой; 2) в какую геологическую эру и в какой период истории Земли жили стегоцефалы; 3) какие группы позвоночных произошли от стегоцефалов и кто был их предками; 4) можно ли считать стегоцефалов прямыми предками современного тритона или крокодила.
Таблица 6 – некоторые признаки стегоцефалов
| Части тела и жизненные процессы | признаки | ||
| У рыб | Амфибий | рептилий | |
| у стегоцефалов | |||
| Позвоночник | |||
| Череп | |||
| Конечности | |||
| Размножение | |||
| Кожный покров | |||
| Внешний вид | |||
| Образ жизни |
11. Во время кругосветного плавания Ч. Дарвин обнаружил в Южной Америке находки скелетов ископаемого гигантского ленивца, сходные со скелетами ныне живущих видов, выявил черты различия в видовом составе фауны Северной и Южной Америки и отметил высокий процент эндемиков среди птиц и рептилий Галапагосского архипелага. О чем свидетельствуют данные факты?
12. О флоре и фауне далекого прошлого Земли свидетельствуют реликтовые формы. Среди животных одной из наиболее ярких реликтовых форм является гаттерия - единственный представитель целого подкласса рептилий. В ней отражены черты рептилий живших на Земле в мезозое. Другой известный реликт - кистеперая рыба латимерия, сохранившаяся малоизмененной с девона. Среди растений реликтом может считаться гинкго. Облик этого растения дает представление о древесных формах, вымерших в юрском периоде.
|
|
|
Познакомьтесь с рисунком 16, какими цифрами обозначены: опоссум (Didelphis marsupialis); гаттерия (Sphenodon punctatus); гинкго (Ginkgo biloba); латимерия (Latimeria chalumnae)?
13. Зародыши птиц на ранних стадиях эмбрионального развития выделяют в качестве конечного продукта азотистого обмена аммиак, на более поздних мочевину, а на последних стадиях развития - мочевую кислоту. Сходным образом у головастиков лягушек конечным продуктом обмена является аммиак, а у взрослых амфибий - мочевина. Как объяснить данные факты?
14. Изучение эмбрионального развития высших, наземных позвоночных показало, что у них закладываются и достигают известного уровня развития некоторые органы, не имеющие у взрослого животного никакого значения, но вполне сходные с органами, характеризующими взрослых рыб. Рассмотрите рисунок 17 и ответьте, о чем свидетельствует факт закладки частей жаберного аппарата у зародышей наземных позвоночных?
15. Строение личиночных форм нередко позволяет устанавливать родственные связи взрослых организмов, порой неузнаваемо различающихся.
Сравните и выявите сходство строения личинки науплиуса у циклопа, морской уточки и саккулины (рис. 18).
16. Как можно доказать объективность процесса эволюции жизни на Земле?
17. Перед вами находится лошадь, мышь, черепаха, бабочка, сосна. Какими методами наиболее надежно можно установить родство этих форм?
18. В чем состоит существо метода тройного параллелизма и значение этого и подобных методологических подходов для решения спорных вопросов филогенеза отдельных групп. Приведите примеры.
|
|
|
