Подробное решение параграф § 5 по биологии для учащихся 11 класса, авторов А.В. Теремов, Р.А. Петросова Углубленный уровень 2017
Вопрос. Вспомните каких взглядов придерживались К. Линней и Ж. Б. Ламарк на понимание сущности категории «вид» и «эволюция».
Ответ. К. Линней являлся креационистом, Ж.Б. Ламарк же предложил первую теорию эволюции. К. Линней считал вид элементарной единицей живой природы, вид неизменен. Для Ламарка вид – важнейшая систематическая категория.
У Ламарка главный фактор эволюции – среда, движущая сила эволюции – стремление к развитию. Линней не высказывал эволюционных идей.
Вопрос 1. Чем объясняется относительное постоянство численности видов организмов в природе? Ответ поясните.
Ответ. Ч. Дарвин в качестве примера привёл самое неплодовитое животное – слона. Он живёт до 100 лет и приносит за весь период не более шести детёнышей. Тем не менее, потомство от одной пары слонов за 750 лет составило бы 19 млн. особей. Однако этого не происходит. Численность каждого вида сохраняется на более или менее постоянном уровне, периодически повышаясь или понижаясь. Ч. Дарвин объяснил это ограниченностью природных ресурсов: пищи, воды, мест обитания, света и др., а также случайной гибелью организмов на разных этапах жизни. Лишь относительно небольшое число особей достигает половозрелого возраста и способно оставить потомство.
Вопрос 2. Каковы причины и следствия борьбы за существование? Какое значение для неё имеет интенсивность размножения организмов?
Ответ. Несоответствие между стремлением организмов к избыточному размножению и ограниченностью природных ресурсов привело Ч. Дарвина к выводу о существовании в природе фактора, уничтожающего часть особей. В метафорическом смысле он назвал его борьбой за существование. Борьба за существование признается причиной эволюции потому, что этим понятием обобщенно обозначаются все противоречия между самими организмами, а также организмами и абиотической средой, которые складываются в биогеоценозах. Согласно же диалектической концепции противоречия выступают причиной развития любой формы материи.
Именно в выживании, возможности оставить потомство Ч. Дарвин видел основную роль борьбы за существование. Только в этом случае возможна передача по наследству с последующим закреплением в потомстве признаков, которые обеспечили выживание особи.
Интенсивность размножения позволяет виду сохраняться, дает возможность вариаций различных форм внутри вида и дает материал для естественного отбора.
Вопрос 3. Охарактеризуйте формы борьбы за существование, выделенные Ч. Дарвином (см. рис. 12). В чём их различия и сходство? Какая из форм борьбы за существование является наиболее жёсткой? Ответ поясните.
Ответ. Чарльз Дарвин выделил 3 типа борьбы за существование:
1. Внутривидовая борьба— которая протекает наиболее остро, так как у всех особей вида совпадает экологическая ниша. В ходе внутривидовой борьбы организмы конкурируют за ограниченные ресурсы – пищевые, территориальные, самцы некоторых животных конкурируют между собой за оплодотворение самки, а также другие ресурсы. Для снижения остроты внутривидовой борьбы организмы вырабатывают различные приспособления – разграничение индивидуальных участков, сложные иерархические отношения. У многих видов организмы на разных этапах развития занимают разные экологические ниши, например, личинки жесткокрылых обитают в почве, а стрекоз – в воде, в то время как взрослые особи заселяют наземно-воздушную среду. Внутривидовая борьба приводит к гибели менее приспособленных особей, способствуя таким образом естественному отбору.
2. Межвидовая – борьба за существование между разными видами. Как правило, межвидовая борьба протекает особенно остро, если у видов сильно перекрываются экологические ниши (часто у представителей одного рода или семейства). В ходе межвидовой борьбы организмы также конкурируют за одни и те же ресурсы – пищевые, территориальные. Межвидовая борьба за существование включает в себя отношения типа хищник – жертва, паразит – хозяин, травоядное животное – растение. Межвидовая борьба за существование во многих случаях стимулирует эволюционные изменения у видов... Другим примером борьбы за существование являются взаимно полезное влияние одного вида на другой или другие (например, мутуалистические отношения, комменсализм), подобным образом животные опыляют растения и переносят семена, питаясь нектаром, пыльцой и плодами. Часто межвидовая борьба за существование приводит к появлению приспособлений, как, например, в случае коэволюции цветковых растений и насекомых-опылителей. Обычно межвидовая борьба за существование усиливает и обостряет внутривидовую борьбу.
3. Борьба с неблагоприятными условиями окружающей среды – также усиливает внутривидовую борьбу-состязание, так как, кроме борьбы между особями одного вида, появляется также конкуренция за факторы неживой природы – например, минеральные вещества, свет и другие. Наследственная изменчивость, повышающая приспособленность вида к факторам окружающей среды, приводит к биологическому прогрессу.
Вопрос 4. Что такое естественный отбор? В результате чего он происходит?
Ответ. Отсутствие в природе совершенно одинаковых особей, даже среди потомков одной родительской пары, Ч. Дарвин объяснил изменчивостью признаков. Отличительные признаки несущественны при благоприятных, стабильных условиях среды. Однако в неблагоприятных условиях любое различие может увеличить шансы той или иной особи на выживание или способствовать её гибели. Вредные изменения резко уменьшают шансы особи на выживание, а полезные – увеличивают их, а значит, обеспечивают передачу этих признаков по наследству.
Сопоставив факты изменчивости и борьбы за существование, Ч. Дарвин сделал второй вывод: в природе происходит избирательное уничтожение одних особей и преимущественное размножение других. Процесс сохранения одних особей за счёт гибели других он назвал естественным отбором. Этот термин Ч. Дарвин использовал по аналогии с искусственным отбором. Действием, естественного отбора он объяснял существование особых насекомых на острове Кергелен, открытом всем антарктическим ветрам. Мухи и бабочки на этом острове бескрылы или имеют недоразвитые крылья, поэтому не поднимаются в воздух, а забиваются в укрытия. Благодаря этому они оказались способными оставлять потомство. Особей же с нормальными крыльями ветер уносил в океан, и они погибали.
Материалом для естественного отбора служат признаки, возникающие в результате неопределённой изменчивости. В процессе борьбы за существование у отдельных особей благодаря наследственности закрепляются спонтанно появившиеся изменения. В результате естественного отбора выживают лишь те организмы, которые обладают' преимуществом перед другими, т. е. отбор направлен на сохранение в поколениях благоприятных признаков.
Наследственную изменчивость, борьбу за существование и естественный отбор Ч. Дарвин назвал движущими силами эволюции.
Вопрос 5. Объясните с позиции научных взглядов К. Линнея, Ж. Б. Ламарка и Ч. Дарвина следующие факты: а) возникновение плавательной перепонки у водоплавающих птиц; б) отсутствие конечностей у змей и безногих ящериц.
Ответ. К. Линней являлся креационистом считал, что наличие плавательной перепонки у водоплавающих птиц, отсутствие конечностей у змей и безногих ящериц были созданы Творцом и неизменны.
Жан Батист Ламарк выяснил, плавательная перепонка у водоплавающих птиц и отсутствие конечностей у змей и безногих ящериц сформировались в результате упражнения и не упражнения органов, нужды приспособляемости животных к окружающему миру.
Чарльз Дарвин считал, что наличие плавательной перепонки у водоплавающих птиц, отсутствие конечностей у змей и безногих ящериц – признаки, сформировавшиеся в результате действия изменчивости, естественного отбора и являются приспособлениями к среде обитания.
Вопрос 6. Как Ч. Дарвин объяснял образование в природе новых видов?
Ответ. Ч. Дарвин считал образование новых видов следствием дивергенции признаков. Как бы ни были близки особи друг другу, в природе действуют закономерности неопределённой изменчивости. Внутри каждого вида всегда имеются различия. Чем шире спектр изменчивости вида, тем больше шансов у отдельного организма выжить. Особи со сходными признаками вступают в более жёсткую борьбу и в процессе естественного отбора чаще погибают. Преимущество получают особи с наиболее уклоняющимися признаками. В результате в их потомстве постепенно накапливаются и усиливаются различия. Подобное явление •Ч. Дарвин, наблюдал и в селекции. Например, под действием искусственного, отбора постепенно нарастали различия у пород голубей.
Расхождение признаков» возникающее под действием естественного отбора, в результате которого из одной исходной формы образуются две и более дочерних, Дарвин назвал дивергенцией (от лат. diverge – отклоняюсь, отхожу). Он считал, что именно дивергенция признаков лежит в основе видообразования.