Подробное решение параграф § 25 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017
Вопрос. Рассмотрите рис. 102–108, 110. Чем отличаются друг от друга животные, изображённые на рисунках? Представителями каких систематических групп они являются?
Ответ. Изображенные на рисунках животные отличаются строением (одноклеточные, многоклеточные – двуслойные, трехслойные, организацией от более простых к сложным, особенностями обмена веществ) По рисункам можно проследить эволюцию царства животных.. На рисунках изображены животные разных систематических групп: простейшие (одноклеточные), кишечнополостные, плоские черви, членистоногие, рыбы, земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие.
Вопрос 1. Каким образом одноклеточные животные достигли в процессе эволюции прогрессивной специализации и адаптации? Приведите примеры таких животных.
Ответ. Специализация клеток по функциям у первых многоклеточных животных была минимальной. По-видимому, эти организмы по своему строению и образу жизни напоминали современного представителя пластинчатых – трихоплакса, обитающего в морях. По внешнему виду он похож на тонкую пластинку, у которой нет чёткой формы.
Клетки, из которых состоит трихоплакс, похожи на клетки одноклеточных животных – простейших. Поверхностные клетки являются жгутиконосцами, внутренние похожи на амёб. Все процессы жизнедеятельности у трихоплакса осуществляются с помощью этих клеток.
Следующий уровень эволюционных преобразований представлен многоклеточными двухслойными и трёхслойными животными.
Вопрос 2. Объясните, почему в ходе исторического развития органического мира не все одноклеточные животные эволюционировали в многоклеточных.
Ответ. В ходе эволюции не все одноклеточные эволюционировали в многоклеточных, в следствие следующих причин:
• ограничение в пространстве;
• паразитический образ жизни;
• высокая специализация клетки;
• многофункциональность органоидов клетки;
• отсутствие конкуренции в определенной среде;
• особенности генетического кода;
• эволюционная необходимость наличия одноклеточных животных в начальных звеньях цепей питания.
Вопрос 3. Перечислите ароморфозы, которые предшествовали выходу беспозвоночных животных на сушу. Приведите примеры таких животных.
Ответ. Ароморфозы, которые предшествовали выходу беспозвоночных животных:
Ароморфозы кишечнополостных
1) многоклеточность;
2) образование первых тканей – экто- и энтодермы;
3) лучевая симметрия;
4) дифференцировка клеток на ряд специализированных клеточных типов;
5) возникновение нервной системы, диффузного типа, состоящей из отдельных клеток, соединенных между собой отростками;
6) появление частично внутриполостного пищеварения;
7) появление специализированных для размножения половых клеток.
Ароморфозы плоских червей:
Билатеральная симметрия тела; появление мезодермы; развитие систем органов; более сложная нервная система.
Вопрос 4. Какие черты организации насекомых создали предпосылки для их эволюционного расцвета? Приведите примеры таких животных.
Ответ. Наибольшего эволюционного расцвета среди членистоногих достигли насекомые.
Ароморфозы насекомых:
1. Появление трахейной системы дыхания (обеспечило дыхание атмосферным воздухом).
2. Преобразование ротового аппарата (приспособились к питанию самой разнообразной пищей).
3. Развитие сложной нервной системы, а также органов обоняния, зрения, осязания, становление социальных форм поведения (например, муравьи).
4. Появление хитинового покрова (защищал внутренние органы и играл роль скелета).
5. Появление членистых конечностей и мышц в виде пучков (обеспечивали более разнообразные движения по сравнению с червями)
6. Появление крыльев (быстрое перемещение в воздухе).
7. Появление зародышевых оболочек (серозной и амниотической).
Вопрос 5. Какими преимуществами в организации обладают позвоночные животные по сравнению с беспозвоночными? Какое это имело эволюционное значение?
Ответ. Более сложное морфологическое строение организма позвоночных говорит о наивысшей адаптации к среде из-за сложной структуры нервной системы, возникновения наиболее сформированной кровеносной системы с разделением сердца на камеры, а крови на венозную и артериальную, а кроме того возникновение костного либо хрящевого остова, что повышает шансы выживания. Позвоночные связаны общим строением и функционированием организма. У всех представителей данного типа можно проследить эволюционную модернизацию и усложнение организации всех органов и систем, и в связи с этим большую приспособленность и повышение качества жизнедеятельности.
Преимущества:
Кровеносная система – замкнутая, увеличение в размерах сердца, два круга кровообращения (интенсификация обмена веществ);
Нервная система – дифференциация отделов головного мозга, наличие спинномозговых нервов, появление высшей нервной деятельности (влияет на приспособительное поведение);
Опорно – двигательная система – появление позвоночного столба и черепа, которые защищают спинной и головной мозг, формирование челюстей, обеспечивающих схватывание пищи;
Органы чувств – усложнение строения и появление лучшего приспособления в окружающей среде.
Вопрос 6. Какие ароморфозы обеспечили выход позвоночных животных на сушу?
Ответ. Развитие лёгких и парных конечностей наземного типа – два крупных ароморфоза, обеспечивших животным в процессе эволюции второй выход на сушу. От первых наземных позвоночных – ихтиостег – произошли стегоцефалы, а от них остальные земноводные, вставшие на путь идиоадаптации. Земноводные по сравнению с рыбами обладают целым рядом эволюционно продвинутых черт. Так, у них есть лёгкие, трёхкамерное сердце, два круга кровообращения. Пятипалые конечности земноводных оказались наиболее приспособленными для активного передвижения по суше. Соединение отделов в конечностях стало подвижным, развились суставы, которые затем без особых принципиальных морфологических изменений наследовались другими наземными позвоночными животными.
Первыми позвоночными животными, завоевавшими сушу, стали пресмыкающиеся. Главный ароморфоз пресмыкающихся – появление амниотического яйца – яйцеклетки, окружённой зародышевыми. Таких оболочек в яйце три. Внутренняя оболочка (амнион) заполнена жидкостью, необходимой для развития зародыша. Эта жидкость стала средой, заменившей воду, в которую рыбы и земноводные вымётывали икру. Вторая оболочка (желточная) содержит желток, обеспечивающий питание зародыша. Третья оболочка (аллантоис) представляет собой зародышевый мочевой пузырь, в который выделяются конечные продукты обмена веществ зародыша. Все три оболочки снаружи покрыты тонкой плёнкой (хорионом), которая выстилает изнутри скорлупу и обеспечивает снабжение зародыша кислородом. Вторым ароморфозом пресмыкающихся стало развитие у них роговых чешуй, защищающих тело от обезвоживания. Роговые чешуи сделали кожные покровы непроницаемыми не только для воды, но и для атмосферного воздуха. Серьёзные изменения претерпевает и головной мозг. В нём появляются зачаточные лобные доли полушарий, отвечающие за поведение.
Вопрос 7. Объясните, почему среди современных позвоночных животных наибольшего эволюционного расцвета достигли костные рыбы, птицы и млекопитающие.
Ответ. Среди современных позвоночных животных наибольшего эволюционного расцвета достигли костные рыбы, птицы и млекопитающие благодаря комплексу приспособлений, полученных в ходе эволюционного процесса.
Костные рыбы.
Осевой скелет составлен многочисленными костными позвонками. Позвоночник делится на два отдела: туловищныйи хвостовой ; позвонки этих отделов отличаются своим строением.
Череп состоит из двух отделов: осевого черепа, или мозговой коробки, и лицевого, или висцерального, черепа. Но в отличие от хрящевых череп костных рыб почти целиком образован костной тканью и состоит из многочисленных отдельных костей.
Во внутреннем строении костных рыб наиболее бросающаяся в глаза особенность – появление плавательного пузыря – гидростатического органа, увеличивающего «плавучесть» и позволяющего рыбам маневрировать без существенной затраты энергии.. Плавательный пузырь выполняет и некоторые добавочные функции: служит резонатором издаваемых рыбой звуков, может служить резервуаром для накопления резервного запаса кислорода (а у некоторых видов – и органом воздушного дыхания) и т. п.
Увеличение относительной длины кишечника и развитие у многих видов пилорических придатков, также увеличивающих общую всасывающую поверхность кишечника. Эти преобразования способствуют усилению интенсивности и эффективности пищеварения.
Костные обладают мезонефрическими (туловищными) почками с мочеточниками, соответствующими вольфовым каналам. В отличие от хрящевых костные рыбы имеют мочевой пузырь.
В результате ароморфозов птицы и млекопитающие приобрели ряд прогрессивных черт, обеспечивших им господствующее положение на суше. Главные из них – теплокровность и сложное поведение.
Теплокровность, т. е. способность поддерживать температуру тела постоянной, осуществляется посредством активизации в организме обменных процессов. Этому способствует четырёхкамерное сердце, обеспечивавшее разделение артериальной и венозной крови, более совершенные лёгкие, перьевой и волосяной покров. Теплокровность расширила рамки суточной и годовой активности птиц и млекопитающих, тем самым создав условия для их широкого распространения на Земле.
Для птиц и млекопитающих вследствие высокого уровня развития головного мозга, особенно его больших полушарий, стало характерно более сложное, по сравнению с пресмыкающимися, поведение. Это проявилось в сильно выраженной заботе о потомстве, способности к обучению, т. е. к выработке условных рефлексов, и привело к развитию различных форм группового взаимодействия (социализации), к появлению среди млекопитающих приматов и к возникновению человека.