УРОК

Тема. ДОКАЗИ ЕВОЛЮЦІЇ

Мета: розглянути шляхи розвитку еволюційних ідея в другій половині XIX – на початку XX століття, з’ясувати основні напрямки в біології у післядарвінівськийперіод, дати поняття про палеонтологічні, ембріологічні та порівняльно-анатомічні докази еволюції, розвивати вміння працювати з додатковою літературою, виховувати пізнавальний інтерес.

Обладнання та матеріали: ілюстрації до біогенетичного закону; приклади гомологічних і аналогічних органів, рудиментів, атавізмів, мультимедійне забезпечення, комп’ютерна програма Power Point.

Базові поняття й терміни: класичний дарвінізм, філогенез, філогенетичні ряди, дивергенція, біогенетичний закон, ембріогенез, маскування, демонстрація, мімікрія, гомологічні органи, аналогічні органи, рудименти, атавізми.

Концепція уроку: сформувати поняття про філогенез і філогене­тичні ряди, показати біогенетичний закон як підтвердження процесу еволюції, розповісти про дослідження різноманіття адаптацій; дати поняття про гомології, аналогії, рудименти й атавізми.

Тип уроку: комбінований.

ХІД УРОКУ

І. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ ЕТАП

ІІ. АКТУАЛІЗАЦІЯ ОПОРНИХ ЗНАНЬ І МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

Запитання до учнів

Які докази еволюції були подані в роботах Ч. Дарвіна?

Що ви пам'ятаєте про індивідуальний розвиток організмів?

Сформулюйте біогенетичний закон.

Чи можна його вважати доказом еволюційного процесу?

Які ви знаєте основні рушійні сили еволюції?

Які є види боротьби за існування?

Що таке природній добір? Які є його види?

Біологічний диктант

1.   Яку освіту здобув Чарльз Дарвін?

2.    В якому році вийшла в світ головна праця Ч. Дарвіна

«Походження видів шляхом природного добору»?

3.    Скільки років тривала кругосвітня подорож Ч. Дарвіна?

4.    Основними рушійними силами еволюції за Дарвіном є…

5.    Явище суперництва у особин однієї статі називається…

6.    У процесі природного добору виживають най…організми.

7.    Найбільш жорстокою є …………… боротьба за існування.

8.    Який із різновидів природного добору сприяє прояву середнього стану ознаки?

9.    Який основний недолік еволюційної теорії Дарвіна?

10.    Яку назву в даний час має невизначена мінливість?

11.   Які ще види спадкової мінливості вам відомі?

III.     ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

Розповідь учителя

Отже, дослідження Ч. Дарвіна дали поштовх до розвитку не тільки окремих біологічних наук, а і цілих напрямків у біології.

У після дарвінівський період розвиваються два основних напрямки: філогенетичний та адаптаційний.

Одним із провідних є філогенетичний напрямок. Цьому напрямку і буде присвячений наш сьогоднішній урок.

У ньому виділяють три основних піднапрямки: монофілетичний, поліфілетичний та паралелітичний.

МОНОФІЛІЯ

Вчення про походження органічного світу від єдиної предкової групи близькоспоріднених організмів. Графічно зображають у вигляді філогенетичного дерева – дендрограми. СЛАЙД

Монофілія пояснюється таким явищем як дивергенція.

Дивергенція – Це розходження ознак в організмів, що мали спільного предка (глибоководні і поверхневі риби, водні літаючі та наземні ссавці). СЛАЙД

ПОЛІФІЛІЯ

Вчення про походження органічного світу від декількох неспоріднених груп. Поліфілія пояснюється таким явищем як конвергенція.

Конвергенція – сходження ознак в організмів різних систематичних груп – (форма тіла кита, іхтіозавра і риби, ). СЛАЙД

ПАРАФІЛІЯ

Паралелізм – незалежне або паралельне виникнення схожих ознак в різних організмах на однаковій генетичній та морфологічній основі (в різних груп кистеперих риб розвивалися ознаки земноводних, схожі пристосування у парнокопитних та непарнокопитних). СЛАЙД

Засновником філогенетичного напрямку був німецький біолог – Ернест Геккель який вперше запропонував для вивчення філогенезу певних груп організмів метод потрійного паралелізму – зіставлення даних палеонтології, ембріології і порівняльної анатомії.

З часом дані цих наук почали називати ДОКАЗАМИ ЕВОЛЮЦІЇ.

ПАЛЕОНТОЛОГІЧНІ

До палеонтологічних доказів еволюції відносять :

Викопні перехідні форми,

Палеонтологічні ряди;

Релікти.

Викопні перехідні форми

Форми організмів, що поєднують ознаки більш древніх і молодих груп.

a)   Терапсиди звірозубі ящурі (плазуни і ссавці), СЛАЙД

b)   Археоптерикси першоптахи (плазуни і птахи), СЛАЙД

c)   Стегоцефали перші земноводні (земноводні і риби), СЛАЙД

d)   Псилофіти (водорості і вищі рослини), СЛАЙД

e)   Євгленові перехідна форма між рослинами та тваринами.

Завдяки цьому викопні і сучасні форми були зв’язані в єдиний філогенетичний ряд (коні) Ковалевський В.О.

Палеонтологічні ряди

Ряди викопних форм, зв'язані один з одним в процесі еволюції, що відображають хід філогенезу.

Одним з найбільш детально вивчених палеонтологічних рядів є ряд конячих досліджений засновника еволюційної палеонтології Володимиром Онуфрієвичем Ковалевським. СЛАЙД

По числу знайдених проміжних ланок такий ряд може бути більш менш детальним, але у всіх випадках це має бути саме ряд форм, близьких не лише ОСНОВНИМИ, але і ДРУГОРЯДНИМИ деталями будови і, генеалогічно зв'язаних один з одним в процесі еволюції.

На цьому прикладі видно поступовість процесу еволюції, як викопні форми, що змінюють один одного, набували всієї більшої схожості з сучасними (еогіпус – орогіпус – епігіпус – мезогіпус – міогіпус – парагіпус – мерігіпус – пілогіпус – плезіпус - егус). СЛАЙД

Еволюція конячих переважно відбувалася на території Америки звідки поширилася до Євразії. З часом на Американському континенті конячі повністю вимерли, а в Євразії збереглися і з часом знов потратили на свою прабатьківщину де і поширилися.

Еволюція конячих йшла шляхом редукції числа пальців на кінцівках, збільшенням загальних розмірів тварин, перебудовою зубного апарату та всієї травної системи при переході від деревоїдності до травоїдності.

Релікти.

Релікти — окремі види або невеликі групи видів які характерних для давно вимерлих груп минулих епох.

Серед тварин однієї з найбільш яскравих реліктових форм є, ГАТЕРІЯ — єдиний представник цілого підкласу рептилій.

У ній відбиті ознаки рептилій, що жили на Землі десятки мільйонів років назад, — в Мезозої.

 Гаттерія живе в глибоких норах на островах (Нова Зеландія).

Інший відомий релікт — КИСТЕПЕРА РИБА ЛАТИМЕРІЯ, що збереглася, з девону в глибоководних ділянках прибережних вод Східної Африки. СЛАЙД

Серед рослин реліктом може вважатися ГІНКГО, нині поширене в Китаї і Японії лише як декоративна рослина. СЛАЙД Будова цієї рослини дає нам уявлення про деревні форми, вимерлі в юрському періоді.

ЕМБРІОЛОГІЧНІ

Ембріологія має в своєму розпорядженні два головні методи вивчення еволюційного процесу:

·                                     виявленням зародкової схожості і

·                                     вивченням рекапітуляції – біогенетичний закон Геккеля Мюллера.

Виявлення зародкової схожості.

У 1828 році. видатний російський натураліст Карл Максимович Бер сформулював «Закон зародкової схожості»: СЛАЙД

ЗАКОН ЗАРОДКОВОЇ СХОЖОСТІ

На ранніх стадіях онтогенезу організми подібні з відповідними стадіями розвитку предкових та родинних форм.

Наприклад, на ранніх стадіях розвитку ембріони хребетних не відрізняються один від одного.

Лише на середніх стадіях розвитку в порівнюваному ряду у зародків з'являються особливості, характерні для риб і амфібій; на її пізніших стадіях — особливості рептилій, птахів і ссавців.

Принцип рекапітуляції (Біогенетичний закон)

Чи можна на основі вивчення зародків тварин отримувати дані про еволюцію органічного світу?. СЛАЙД

Всі багатоклітинні організми проходять в розвитку одноклітинну стадію, що вказує на походження багатоклітинних від одноклітинних.

Вони проходять також стадію одношарової «кулі» — їй відповідає будова деяких сучасних простих організмів (наприклад, вольвоксу).

Наступна стадія розвитку тварин — зазвичай двошаровий мішок, або «куля», цій стадії онтогенезу відповідає будова сучасних кишковопорожнинних (наприклад, гідри).

У всіх хребетних тварин на певній стадії розвитку існує хорда (спинна струна); ймовірно, у предків хребетних хорда існувала все життя.

Будова личинкових форм не зрідка дозволяє встановлювати родинні зв'язки дорослих організмів, що деколи невпізнанно розрізняються.

 Пуголовок земноводного в багатьох ознаках нагадує риб (зябра, бічна лінія, одне коло кровообігу, двокамерне серце).

Яскравим прикладом, що підтверджує біогенетичний зал є заклажка зябрових щілин у зародків усіх хребетних, що підтверджує їх походження від риб і поступове їх зникнення в процесі онтогенезу.

Отже:

Онтогенез (індивідуальний розвиток організму) коротко і стисло повторює філогенез (історичний розвиток) своєї групи. Або ОНТОГЕНЕЗ КОРОТКО І СТИСЛО РЕКАПІТУЛЮЄ ФІЛОГЕНЕЗ

ПОРІВНЯЛЬНО АНАТОМІЧНИЙ

а) ГОМОЛОГІЇ – органи, що мають однакове походження, схожу будову незалежно від виконуваних функцій. СЛАЙД Виникають внаслідок дивергенції або паралелізму (вуса гороху, колючки кактуса, голки барбарису, голки сосни – це видозмінені листки; передні кінцівки ссавців, ласти кита і крило птаха; отруйні залози змій і слинні залози; молочні залози і потові).

Гомологічні органи поділяють на 3 різновиди.

ГОМОТИПІЇ – органи подібного плану, що протиставлені один одному дзеркально (праві і ліві парні органи НИРКИ, ЛЕГЕНІ, ОЧІ, ПЕРЕДНІ І ЗАДНІ КІНЦІВКИ.). Іноді ці органи можуть бути і не симетричними.

ГОМОДИНАМІЇ – гомологічні органи, що розташовані вздовж осі тіла у певному порядку (ХРЕБЦІ ХРЕБТА, РЕБРА, НІЖКИ РАКОПОДІБНИХ).

 ГОМОНОМІЇ – подібні органи, що розташовані в поперечній осі (ПАЛЬЦІ РУК, НІГ, ЩУПАЛЬЦЯ).

б) АНАЛОГІЇ – органи, що виконують схожі функції, але мають різне походження. Виникають внаслідок конвергенції (ХВІСТ РИБИ І ДЕЛЬФІНА, ЛУСКА РИБИ І ЯЩІРКИ, вуса гороху і суниц, бивні слона (різці) і бивні моржа (ікла) , крило метелика і птаха. СЛАЙД

У будові практично будь-якого організму можна знайти органи, що порівняно недорозвинені і втратили минуле основне значення в процесі філогенезу; такі органи або структури називаються рудиментарними.

в) РУДИМЕНТИ – недорозвинені ознаки властиві далеким предкам, що втратили свою функцію (куприк, апендикс, третя повіка, ВУШНІ М’ЯЗИ, ПІДШКІРНІ М’ЯЗИ, ТРЕТІ КУТНІ ЗУБИ). Всього в людини є до 90 рудиментів. СЛАЙД

Інколи рудиментарні органи можуть досягати (у ДЕЯКИХ особин усередині виду) таких значних розмірів, що нагадують особливості будови попередніх форм. їх називаються атавістичними.

г) АТАВІЗМИ – несподівана поява ознак характерних для далеких предків (хвостатість, волосатість, багатососковість). СЛАЙД

Відмінність рудиментів від атавізмів:

а) рудименти є у всіх особин виду, а атавізми — лише у не багатьох;

б) рудименти несуть певну функцію, а атавізми (всі без виключення) не несуть яких-небудь функцій.

IV.     УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ ТА ВМІНЬ УЧНІВ

Бесіда

·  Чим філогенез відрізняється від онтогенезу?

·  Як називається явище розбіжності ознак у нащадків у результаті пристосувань до різних умов існування?

·  Про що свідчить наявність однакових початкових фаз ембріогенезу в багатоклітинних тварин?

·  Які органи називають гомологічними?

Самостійна робота учнів

Дати відповіді на запитання

·  Чим аналогічні органи відрізняються від гомологічних?

·  Наведіть приклади атавізмів.

·  Як називаються органи, що втратили свої функції протягом філогенезу?

·  З яких причин може виникати дивергенція і конвергенція?

   

V. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1)    Вивчити матеріал підручника 

2)    Дати відповіді на запитання підручника 

VI. ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ УРОКУ