Подробное решение параграф § 39 по биологии для учащихся 9 класса, авторов Вахрушев А.А., Бурский О.В., Раутиан А.С., Родионова Е.И. 2016
Вопрос 1. Какая из теорий кажется вам более убедительной? Сформулируйте главный вопрос урока.
Вторая теория кажется более убедительной. Вопрос: в чём суть теории эволюции Ламарка и Дарвина?
Вопрос 2. Может ли изменчивость наследоваться? (§ 36)
Может, если она затрагивает генотип особи, т. е. генотип ее изменяется.
Приведите примеры приспособлений. (§ 20)
Окраска шерсти зайца летом и зимой отличаются: серая и белая соответственно, устойчивость насекомых-вредителей к ядохимикатам, многие виды организмов приспособились к жизни вблизи человека, приспособленность растений к тем или иным факторам окружающей среды (освещенность, температура, влажность), приспособления у организмов, связанные с опасностями различного рода (хищники), приспособления у семян для расселения.
Вопрос 3. В чём отличие взглядов на происхождение видов креационистов и Ж.-Б. Ламарка?
У Ж.-Б. Ламарка происхождение видов объяснялось с рациональной (не религиозной) стороны. Ламарк утверждал, что творец вселенной создал лишь материю и "порядок вещей" т. е. законы, постоянно действующие в природе и приводящие ее в движение. Все же тела и явления природы возникли естественным путем. У креационистов происхождение многообразия форм органического мира объяснялось как акт божественного творения (религиозная сторона).
У Ж.-Б. Ламарка изменения живых существ объяснил внутренним стремлением к совершенствованию, к прогрессивному развитию в соответствии с четырьмя, созданными им, законами.
У креационистов виды, возникшие от руки Бога проживают жизнь не стремясь к развитию.
Вопрос 4. Как объяснял Ж.-Б. Ламарк прогрессивное развитие живых организмов и приспособление к среде обитания внутри каждой ступени «лестницы существ»?
Ж.-Б. Ламарк объяснял прогрессивное развитие живых организмов и приспособление к среде обитания в соответствии с четырьмя его законами:
1. Закон градации: все живые организмы стремятся к совершенству.
2. Закон упражнения органа: упражнение органа усиливает его, а неупражнение ослабляет.
3. Закон прямого влияния среды: среда изменяет организм в направлении наибольшего приспособления к ней.
4. Закон наследования благоприобретённых признаков: приспособительные черты, приобретённые родителями в процессе индивидуальной жизни, непосредственно наследуются их потомками.
Вопрос 5. Какие противоречия содержало учение Ламарка?
Во-первых, на одной «ступени» оказались чрезвычайно несходные, далёкие друг от друга формы. Закон градации Ламарка, ориентированный на объяснение «лестницы существ», причисляет все организмы к одному общему направлению. Это противоречит фактам, известным из курса зоологии, которые доказывают существование по крайней мере трёх направлений прогрессивной эволюции. Одно из них ведёт к головоногим моллюскам, другое – к насекомым, третье – к птицам и млекопитающим. Таким же образом разошлись пути развития и в других группах организмов.
Во-вторых, ламарковские законы прямого влияния среды и упражнения органов предполагают, что любой организм замечательным образом «знает» наперёд, как лучше реагировать на новые условия, с которыми он раньше не сталкивался. Например, существо, никогда не имевшее шерсти, попав в холодный климат, «догадывается», что нужно «одеваться». Это не соответствует нашему опыту («Если б знал, где упаду, – соломки подстелил бы»). Черепаха в соответствии с теорией Ламарка должна была каким-то фантастическим образом упражняться в наращивании панциря, вынашивая сложный проект защиты от врага, с которым (по скольку жива) не встречалась ни она сама, ни её предки.
В-третьих, нам не известны пути преобразования наследственности от признака к гену и передачи признака от фенотипа к генотипу в пределах одного поколения организмов. Нам хорошо знакомы примеры модификационной изменчивости. Так, из семян одной сосны в разных условиях вырастут деревья различной высоты, толщины, с различной формой кроны и длиной хвоинок. Наоборот, из семян болотной сосны на обычной почве вырастут нормальные, а не угнетённые деревья. Кроме того, дети спортивных чемпионов, знаменитых учёных или музыкантов не смогут повторить успехи своих родителей, если сами не будут заниматься избранной деятельностью столь же упорно. Из генетики мы знаем, что наследственные изменения не имеют приспособительной направленности.
Вопрос 6. В чём разница подходов в объяснении приспособительной эволюции у Ламарка и Дарвина? (Используйте пример с жирафом.)
Теория эволюции Ламарка представляла законченную и достаточно логичную систему. Любая тория эволюция должна ответить на вопросы о том, что стимулирует процесс изменений видов и о том, как это процесс происходит и закрепляется. В теории Ламарка предполагалось, что движущей силой эволюции является «стремление к совершенству». Развитие или отмирание органов по Ламарку связано с их активным использованием, которое закрепляется в потомстве. Идея же Ламарка о влиянии окружающей среды на изменение свойств организмов была очень разумной, но механизм этого воздействия был выбран Ламарком не верно. Вопрос о том, что окружающие условия и, главное, их изменения, влияют на изменение видов и на процесс видообразования, особых сомнений в настоящий момент не вызывает. Однако механизм этого влияния состоит не в активном упражнении органов, он намного более сложен.
Согласно Ламарку развитие органа зависит от интенсивности его употребления. Так жираф тянет шею, чтобы добраться до листьев на дереве, и его шея удлиняется. Таких воздействий окружающей среды, закреплённых в потомстве никто не наблюдал.
Теория Ч. Дарвина опиралась на представление о случайных изменениях и закреплении в потомстве тех изменений, которые наиболее выгодны. Т.о. преимущество на стороне длинношеих форм жирафа: они лучше питаются и оставляют больше потомков. Свойства родителей наследуются потомками. Поэтому длина шеи увеличивается в ряду поколений.
Процессом, который реализует изменения является естественный отбор. Эта реализация происходит в результате внутривидовой и межвидовой борьбы.
Вопрос 7. С помощью каких факторов Ч. Дарвин объяснял процесс эволюции? Какой из них можно назвать движущей силой?
Ч. Дарвин объяснял процесс эволюции с помощью таких факторов как изменчивость, наследственность и естественный отбор. Именно естественный отбор Дарвин называл движущей силой эволюции.
Вопрос 8. Знаменитый натуралист П.Н. Кропоткин считал, что учение Дарвина о борьбе за существование надо дополнить представлениями о взаимопомощи между организмами и видами. Как ему можно возразить?
Взаимопомощь между организмами или видами не наследуеться и не ведет к естественному отбору.
Вопрос 9. Что необходимо, чтобы естественный отбор имел эволюционные последствия?
Необходимо чтобы те отличия, которые дают преимущество в данной среде обитания и которые отсеялись в ходе естественного отбора, закрепились в генофонде популяции и вида.
Вопрос 10. Надо ли тренироваться сыну знаменитого спортсмена, чтобы достичь его результатов, или достаточно того, что тренировался отец?
Сын спортивного чемпиона не сможет повторить успехи своего отца, если сам не будет заниматься избранной деятельностью столь же упорно. Наследственные изменения не имеют приспособительной направленности, как считал Ламарк.
Вопрос 11. Поработайте в паре (один – в роли учёного, другой – его оппонента, затем поменяйтесь). Объясните с помощью теории Дарвина – Уоллеса, как могли возникнуть такие приспособления, как летучки у клёна, густая шерсть у северных животных, колючки у кактуса, стрекательные клетки у крапивы.
1) Летучки у клена возникли в связи с приспособлением к распространению семян (в результате наследственной изменчивости у плодов могли появиться зачатки лопастей, выростов). Они распространяются с помощью ветра, поэтому растению необходимо было такое приспособление, которое позволяло бы ему распространяться на большие растояния от материнского дерева. Удлиненные крылатки имеют преимущества перед короткими и закрепляются в генофонде. Эти войства наследуются потомками.
Для чего густая шерсть северным животным? В чем же секрет, почему по мере похолодания климата у зверей густеет шерсть? Все дело в терморегуляции. Чем холоднее, тем важнее сохранить тепло тела, свести к минимуму теплоотдачу в окружающую среду. Ведь на поддержание постоянной температуры тела нужна энергия, то есть, в конечном счете, еда. Ее нужно добыть, что значит — тратить энергию. А зачем ее расходовать лишний раз?
У животных холодных стран и высоких нагорий сильное развитие волосяного покрова развито еще как защитное средство. Такое значение имеет густая и длинная шерсть яка (Poephagus grunniens), поднимающегося до высоты 5 200 м, густой мех рыжего хомяка (Cricetulus fulvus), горных полевок (Alticola), памирского зайца (Lepus pamirensis) и др. Из северных животных образцом животного, защищенного от холода густыми волосами, являются северный олень (Rangifer tarandus) и мускусный бык (Ovidos moschatus), а также представители полярных грызунов: лемминг (Myodes), полярный заяц, песец (Alopex alopex). Шерсть полярных животных отличается своей длиной, шелковистостью и густым подшерстком. У мелких млекопитающих она покрывает все тело, даже ступни. Длинная шерсть на хвосте песца служит ему как бы покрывалом, когда он свертывается в клубок во время сна. Волосы северного оленя заключают в себе воздух, а потому являются еще более плохим проводником тепла. Животные с густой шерстью легче переносят суровый климат, чем животные с негустой шерстью. Тем самым, выживая в таких условиях, животные дают потомство, у которого закрепляются полезые качества, отсеянные естественным отбором.
Исторически кактусы произошли от мезофитных двудольных растений, которые имели облиственные побеги. Постепенно, под воздействием ухудшающихся природных условий (становилось жарко и сухо), предки кактусов видоизменялись. Листовая пластинка утолщалась, становилась мясистее, покрывалась восковидным налетом. Для снижения испарения воды с поверхности листа устьичные щели уменьшались в размерах, однако, хотя их общее количество увеличилось, чтобы паренхимная ткань интенсивнее вентилировалась, открываются они только при значительном снижении температуры, т. е. в темное время суток. При ухудшающихся внешних условиях листья с их большой площадью поверхности оказались непригодными для удержания влаги, так как, опадая или отмирая, лист, являющийся временным органом, уносит значительную часть обводненных тканей растения. Поэтому листовая пластинка постепенно редуцировалась и функцию усвоения солнечной энергии все более брал на себя стебель. К тому же под воздействием сильных пылевых и песчаных бурь лист подвергался механическим воздействиям, что стало еще одной причиной его уменьшения. Листья превращались в колючки.
Эволюция семейства Крапивные шла в основном по линии упрощения строения органов и редукции их частей. Но растению нужно защищаться от поедания. Стрекательные клетки – это отличное, полезное писпособление для растения. Эти клетки помогаю растению выжить и размножаться. Эта полезность путем естественного отбора и была закрепленав генофонде и наследуется, давая толчок к дальнейшей эволюции вида. Стрекательные клетки также есть у полипов, медуз, гидры.