В результате чего происходит дивергенция у видов
Главные закономерности эволюции. Дивергенция, конвергенция, параллелизм
Эволюционная форма групп живых организмов делится на дивергенцию, конвергенцию, параллелизм.
1. Дивергенция — расхождение признаков внутри вида, которое приводит к образованию новых группировок особей. Чем больше различаются живые организмы по строению, способу существования, тем больше расходятся они на более разнообразные пространства. Обычно одну область или участок занимают животные с одинаковой потребностью к качеству и запасу пищи. Через определенное время, когда запас пищи заканчивается, животные вынуждены поменять местообитание, переселяться на новые места. Если на одной территории обитают животные с различной потребностью к условиям среды, то конкуренция между ними ослабевает. Так, Ч. Дарвин определил, что в природе на участке в 1 м2 встречается до 20 видов растений, принадлежащих к 18 родам и 8 семействам. В процессе дивергенции от зачинающейся популяции расходятся как бы ветви дерева нескольких форм. Например, можно назвать семь видов оленей, сформировавшихся в результате дивергенции: пятнистый олень, марал, северный олень, лось, косуля, лань, кабарга (рис. 37).
Рис. 37. Многообразие видов оленей, возникших в результате дивергенции: 1 — пятнистый олень; 2 — марал; 3 — лань; 4 — северный олень; 5 — лось; 6′ — косуля; 7 — кабарга
Под действием естественного отбора в бесконечном ряду поколений одни формы выживают, другие вымирают. Процессы вымирания и дивергенции тесно связаны между собой. Наиболее расходящиеся по признакам формы обладают большими возможностями оставлять плодовитое потомство и выживать в процессе естественного отбора, так как они меньше конкурируют между собой, чем промежуточные, которые постепенно редеют и вымирают.
В результате дивергенции популяция одного вида подразделяется на подвиды. Подвид, образовавшийся под действием естественного отбора, по признакам наследственного изменения превращается в вид.
2. Конвергенция — приобретение сходных признаков у различных, неродственных групп. Например, у акулы (класс рыб), ихтиозавров (класс пресмыкающихся), дельфинов (класс млекопитающих) формы тела сходны. Это связано с тем, что у них одинаковые среда обитания (вода) и условия жизни. Хамелеон и лазающая агама, относящиеся к разным подотрядам, внешне очень похожи. Сходство различных систематических групп обусловлено жизнью в сходной среде обитания. У организмов, обитающих в воздухе, имеются крылья. Крылья птицы и летучей мыши — измененные передние конечности, а крылья бабочки — выросты тела. Явление конвергенции широко распространено в животном мире.
3. Параллелизм (греч. parallelos — «рядом идущий») — эволюционное развитие генетически близких групп, заключающееся в независимом приобретении ими сходных черт строения на основании особенностей, унаследованных от общих предков. Параллелизм широко распространен среди различных групп организмов в процессе их исторического развития (филогенеза).
Например, приспособление к водному образу жизни в эволюции ластоногих развивалось в трех направлениях. У китообразных и ластоногих (моржи, ушастые и настоящие тюлени) в результате перехода к водному образу жизни, независимо друг от друга, появилось приспособление к воде — ласты. Преобразование передних крыльев у многих групп крылатых насекомых в надкрылья, развитие у кистеперых рыб признаков земноводных, возникновение признаков млекопитающих у зверозубых ящериц и т. д. Сходство в параллелизме указывает на единство происхождения организмов и наличие сходных условий существования.
Эволюция — необратимый процесс. У каждого организма, приспособленного к новым условиям, измененный орган исчезает. Вернувшись в прежнюю среду обитания, исчезнувший орган не восстанавливается. Еще Ч. Дарвин писал о необратимости эволюции: «Если даже среда обитания полностью повторяется, то вид никогда не может вернуться к прежнему состоянию». Например, дельфины, киты никогда не становились рыбами. При переходе наземных животных в водную среду конвергентно изменяются конечности — при этом конвергенция участвует лишь в изменении внешнего строения органов.
Во внутреннем строении плавников дельфина, кита сохранены признаки пятипалой конечности млекопитающих. Так как мутация приводит к обновлению генофонда популяции, она никогда не повторяет генофонд прошлого поколения. Так, если на каком-то этапе от примитивных земноводных возникли пресмыкающиеся, то пресмыкающиеся не могут вновь дать начало земноводным.
На стебле вечнозеленого кустарника — иглицы имеются блестящие толстые листья. На самом деле это видоизмененные ветви. Настоящие чешуевидные листья располагаются в центральной части этих видоизмененных стеблей. Ранней весной из пазухи чешуек появляются цветы, из которых в дальнейшем развиваются плоды.
Листья у иглицы исчезли еще в древности, в процессе приспособления к засухе. Затем при переходе опять в водную среду вместо листьев у них появились ветви, похожие на листья.
Неоднородность эволюции. В течение нескольких сотен миллионов лет на Земле существуют в неизменном виде саблехвост, кистеперые рыбы, гаттерия. Их называют «живыми ископаемыми». Однако некоторые растения и животные изменяются быстро. Например, на Филиппинах и в Австралии за 800 тыс. лет появилось несколько новых родов грызунов. Приблизительно за 20 млн. лет на Байкале возникло 240 видов раков, принадлежащих к 34 новым родам. Темпы эволюции не определяются астрономическим временем. Возникновение нового вида определяется необходимым числом поколений и приспособленностью.
Темпы эволюции снижаются и замедляются в одинаковых устойчивых условиях среды (глубоководные океаны, пещерные воды). На островах, где мало хищников, естественный отбор идет очень медленно. Наоборот, где проходит интенсивный отбор, эволюция также протекает быстрее. Например, в 30-х годах XX в. против вредителей использовали ядовитый препарат (ДДТ). Через несколько лет появились устойчивые к препарату формы, которые быстро распространились на Земле. Широкое применение антибиотиков — пенициллина, стрептомицина, грамицидина — в 40—50-х годах XX в. привело к появлению устойчивых форм микроорганизмов.
Дивергенция. Конвергенция. Параллелизм. Необратимый процесс. «Живые ископаемые».
1.Эволюционные формы групп живых организмов: дивергенция, конвергенция, параллелизм.
2.Эволюция — необратимый процесс, т. е. исчезнувший вид или орган никогда не может вернуться к прежнему состоянию.
3.Темпы эволюции меняются.
1.Объясните на примере процесс дивергенции.
2.Опишите конвергенцию, разберите ее на примере.
1.Объясните необратимость эволюции на примерах растений.
2.В чем причина исчезновения некоторых форм, приобретенных во время дивергенции?
1.Докажите на примере неоднородность эволюции.
2.Разберите с помощью схемы или таблицы дивергенцию, конвергенцию, параллелизм.
Особенности дивергенции
В зависимости от того, насколько будут различаться по строению, а также варианту существования определенные живые организмы, будет и расхождение на различные пространства, такой процесс называется дивергенция (это в биологии). Примеры подобного явления можно привести практически для всех видов животных.
Примеры
Чаще всего один участок либо определенную область стараются занимать животные, которые имеют сходную потребность к запасу пищи и ее качеству. Так что такое дивергенция в биологии? Определение данного явления допускает приобретение неродственными, различными группами, сходных признаков.
После того как через некоторый промежуток времени истощается запас пищи, животным приходится менять свое место обитания, искать новые территории для заселения. В том случае, когда на одном участке располагаются животные, имеющие различную потребность к условиям окружающей среды, между ними существует минимальная конкуренция.
Дарвином было определено, что на участке в один квадратный метр в природе могут встречаться до двадцати видов растений, которые принадлежат 8 семействам, 18 родам. Чем хороша дивергенция? Это в биологии процесс разветвления популяции.
К примеру, в результате подобного процесса появилось семь разных видов оленей. Это косуля, кабарга, марал, пятнистый олень, лось, лань, северный олень.
Последствия процесса
Дивергенция в биологии это процесс, который тесно связан с естественным отбором. Происходит постепенное вымирание одних видов, выживание других. Формы, которые максимально расходятся по признакам, обладают максимальными возможностями выживать при естественном отборе, оставлять качественное потомство. На этом примере можно подтвердить, что дивергенция в биологии является важным явлением. Между промежуточными особями конкуренция существенно выше, поэтому они со временем уменьшаются, затем полностью вымирают.
Значение дивергенции
Так что же дивергенция представляет собой? Биология ее рассматривает как возможность подразделять один вид на несколько подвидов. Например, дельфины, являющиеся классом млекопитающих, ихтиозавры, относящиеся к пресмыкающимся, акулы из класса рыб обладают сходной формой тела. Причина заключается в том, что все они существуют в одинаковой среде, имеют сходные условия существования.
Внешнее сходство выявлено у лазающей агамы, хамелеона. Причины сходства разных систематических групп ученые объясняют сходной средой обитания. Например, организмы, которые обитают в воздухе, обладают крыльями. У бабочки они представлены в виде выростов тела. Для летучей мыши и птицы крылья являются измененными передними конечностями, то есть наблюдается дивергенция, это в биологии (примеры, особенности) подробно рассматривается в школьном курсе.
Параллелизм
В переводе с греческого языка оно означает «идущий рядом». Данное эволюционное развитие предполагается для близких групп. Оно заключается в независимом получении ими аналогичных черт внешнего строения на базе особенностей, которые были унаследованы от совместных предков. Параллелизм распространен среди разных групп живых организмов в ходе их филогенеза (исторического развития).
К примеру, существовало три направления развития приспособления в эволюции ластоногих к водной среде обитания. Ластоногие и китообразные (тюлени, моржи) по мере приспособления к жизни в водной стихии вне зависимости друг от друга приобрели ласты. У некоторых видов крылатых насекомых передние крылья преобразовались в надкрылья. У кистеперых рыб развились признаки земноводных, появилось сходство с млекопитающими у зверозубых ящерок. В параллелизме сходство является подтверждением единства происхождения организмов, наличия у них аналогичных условий существования.
Особенности эволюции
Дивергенция и конвергенция в биологии являются необратимыми процессами. Как только организм приспосабливается к новой среде и условиям своего существования, орган, подвергшийся изменению, исчезает.
Даже при возврате к первоначальным условиям жизни не наблюдается восстановление утраченного органа. В своих научных трудах Дарвин неоднократно говорил о том, что даже при идеальном повторе среды обитания у вида нет возможности восстановить свое первоначальное состояние, это и есть дивергенция и конвергенция в биологии. Примеры таких переходов можно привести для дельфинов, китов.
Внутреннее строение их плавника сохранило признаки типичной конечности наземного млекопитающего. Из-за мутаций постоянно осуществляется обновление генофонда всей популяции, не наблюдается повторения генофонда предыдущего поколения.
Значение мутаций
К примеру, киты и дельфины не превращались в рыб. В процессе их перехода из наземных животных в водных обитателей происходила только конвергенция конечностей.
Учитывая, что мутации вызывают обновления генофонда определенной популяции, отметим, что при этом не происходит его повторения. Если на определенном этапе эволюции из примитивных земноводных развились пресмыкающиеся, они уже не смогут породить земноводных.
На стебле иглицы есть толстые и блестящие листья. Они являются видоизмененными ветвями. В центре таких видоизменений располагаются истинные чешуевидные листочки. В весеннее время происходит появление цветов из пазухи таких чешуек, которые по мере роста превращаются в плоды.
Заключение
Эволюция является неоднородным процессом. На протяжении миллионов лет на нашей планете в неизмененном виде находятся кистеперые рыбы, саблехвост, гатттерия. Биологи именуют их «живыми ископаемыми». Есть и такие организмы, которые подвергаются многочисленным изменениям. На эволюцию не оказывают влияния астрономические часы. Появление нового вида связано с определенным количеством поколений, а также с их приспособленностью к новым условиям обитания.
Эволюция снижается и замедляется в стабильных условиях окружающей среды. В условиях интенсивного отбора наблюдается ускорение этого процесса.
К примеру, в начале прошлого века для борьбы с вредителями применялся препарат ДДТ. Спустя несколько лет возникли формы, которые обладали повышенной устойчивостью к данному средству. После разработки антибиотиков появились устойчивые к ним микроорганизмы.
Итак, дивергенция всегда связана с приспособлением организмов к экологическим и географическим условиям существования. Она представляет собой результат действия естественного отбора.
Презентация «Дивергенция вида в эволюции» 9-11 класс
«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
Описание слайда:
Дивергенция вида в эволюции
Описание слайда:
Диверге́нция (от средневекового лат. divergo — отклоняюсь) (в биологии) — расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного естественного отбора.
Описание слайда:
Понятие введено Чарльзом Дарвином для объяснения многообразия сортов культурных растений, пород домашних животных и биологических видов.
Описание слайда:
Описание слайда:
Описание слайда:
Дарвин использовал принцип дивергенции для объяснения видообразования в природе, где дивергенция:
Возникает: если вид занимает обширный ареал и приспосабливается к разным экологическим условиям.
Выражается: в появлении каких-либо различий между первоначально сходными популяциями.
Обусловлена: неодинаковым направлением естественного отбора в разных частях ареала вида.
Приводит: к возникновению разнообразных по строению и функциям организмов, что обеспечивает более полное использование условий среды, так как, по Дарвину, наибольшая «сумма жизни» осуществляется при наибольшем разнообразии строения.
Поддерживается: борьбой за существование.
Описание слайда:
Чем больше различаются живые организмы по строению, способу существования, тем больше расходятся они на более разнообразные пространства. Обычно одну область или участок занимают животные с одинаковой потребностью к качеству и запасу пищи. Через определенное время, когда запас пищи заканчивается, животные вынуждены поменять местообитание, переселяться на новые места. Если на одной территории обитают животные с различной потребностью к условиям среды, то конкуренция между ними ослабевает. Так, Ч. Дарвин определил, что в природе на участке в 1 м2 встречается до 20 видов растений, принадлежащих к 18 родам и 8 семействам.
Описание слайда:
В процессе дивергенции от зачинающейся популяции расходятся как бы ветви дерева нескольких форм. Например, можно назвать семь видов оленей, сформировавшихся в результате дивергенции: пятнистый олень, марал, северный олень, лось, косуля, лань, кабарга.
Описание слайда:
Дивергенция может возникать в любой группе родственных организмов. Чем больше количество имеющихся различий, тем больше расхождение. И таких примеров в природе существует великое множество, например, лисица.
Описание слайда:
Если ее местом обитания является пустыня, то и шерсть животного определенного цвета помогает замаскироваться от хищников. Рыжая лиса обитает в лесах, где «красное пальто» сочетается с местными пейзажами. В пустыне жара делает трудным теплообмен, поэтому уши у лисицы эволюционировали до больших размеров, таким образом организм избавляется от лишнего тепла.
Описание слайда:
Описание слайда:
На Галапагосских островах есть много видов вьюрков. Когда Чарльз Дарвин посетил эти места, он отметил, что эти животные и вправду похожи, но некоторые ключевые отличия у них все же имеются. Это размер и форма их клювов. Их общий предок претерпел адаптивную радиацию, способствуя, таким образом, развитию новых видов.
Описание слайда:
Например, на одном острове, где семена были в изобилии, клювы птиц как нельзя лучше подходили к поеданию такого вида пищи. На другом острове строение клюва помогало животному поедать насекомых. В конце концов, появилось много новых видов, и каждый имел свои уникальные особенности.
Описание слайда:
Описание слайда:
Наглядным примером дивергенции является вид конечностей у млекопитающих. У разных видов они отличаются в зависимости от способа жизни и среды обитания. Так, у кошачьих на лапах есть мягкие подушечки, а у приматов длинные и подвижные пальцы для захвата веток, у морского льва развились ласты, у коров – копыта и т.д.
Описание слайда:
Понять, что такое дивергенция в биологии, можно на примере белянок. Бабочки этого семейства питаются разной пищей на стадии гусеницы: одни едят капусту, другие – репу, третьи – свеклу и т. д.
Описание слайда:
У растений расхождение признаков проявляется в форме листьев. У кактусов они стали колючками, у барбариса развились иглы.
Описание слайда:
Также дивергенция прослеживается на уровне корневой системы. Некоторые растения имеют корни-присоски, у картофеля это клубни, у свеклы и моркови они прибавили толщины и превратились в корнеплоды.
Описание слайда:
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс повышения квалификации
Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Найдите материал к любому уроку, указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:
также Вы можете выбрать тип материала:
Общая информация
Похожие материалы
Презентация «Породы крупного рогатого скота и лошадей»
Презентация «Легенды о цветах. Эдельвейс»
Презентация «Интересные факты об орхидеях»
Презентация «Легенды о цветах. Камелия»
Презентация «Легенды о цветах. Бархатцы»
Презентация «Легенды о цветах. Аквилегия»
Презентация «Легенды о цветах. Наперстнянка»
Не нашли то что искали?
Воспользуйтесь поиском по нашей базе из
5431795 материалов.
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Названы главные риски для детей на зимних каникулах
Время чтения: 3 минуты
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Рособрнадзор разрешил провести ВПР по некоторым предметам на компьютерах
Время чтения: 0 минут
Итоговое сочинение успешно написали более 97% выпускников школ
Время чтения: 2 минуты
В Минпросвещения рассказали о формате обучения школьников после праздников
Время чтения: 1 минута
Ученые изучили проблемы родителей, чьи дети учатся в госпитальных школах
Время чтения: 5 минут
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Конвергенция и дивергенция в биологии: определение и смысл процессов
Конвергенция и дивергенция в биологии
Определение конвергенции и дивергенции
Что такое дивергенция?
Дивергенция — это определенный тип эволюционного развития, в ходе которого под влиянием разнообразных факторов у организмов развиваются отличные от предковой формы признаки.
Полное понимание и трактовка дивергенции в биологии невозможна без определения понятия конвергенции. Дивергенция и конвергенция всегда стоят рядом.
Что такое конвергенция?
Конвергенция — это такой тип эволюционного развития, в ходе которого биологически непохожие друг на друга организмы приобретают ряд общих признаков на основании их приспособления к общим условиям существования.
Согласно теории эволюции, развитие всех живых организмов на нашей планете происходило в направлении от более простого к более сложному. Возникает закономерный вопрос: если такое развитие продолжалось достаточно долго, то откуда сегодня в природе такое видовое разнообразие организмов? Большинство ученых для объяснения этого явления используют понятия конвергенции и дивергенции.
Эти понятия — отражение комплекса особенностей и закономерностей развития видов.
Теория эволюции говорит об естественном процессе изменения живых организмов до нового уровня — качественно, в первую очередь. Именно дивергенция с конвергенцией и приводят к такому результату.
В основе современной эволюционной теории лежит гипотеза Дарвина, указывающая на существование механизма естественного отбора и влияния определенных факторов — мутаций, дрейфа генов, смены частоты аллелей внутри популяции.
Большинство ученых убеждено, что возникновение эволюционных направлений связано с принадлежностью предковых форм организмов к различным родственным группам. Эволюционных механизмов существует огромное множество, но самыми главными считаются конвергенция с дивергенцией.
Дивергенция и конвергенция в биологии присутствуют в эволюции органического мира с равной степенью вероятности, нуждаются в продолжительном изучении и объяснении.
Смысл процессов и биологическое значение
Дивергенция в биологии как эволюционный процесс характеризуется некоторыми особенностями:
Дивергенция и физика в данном случае никак не связаны.
Примеров дивергенции в биологии полно. Все потому, что это явление проявляется в процессе борьбы за существование: с каждым новым приобретенным признаком острота конкурентной борьбы снижается. Образованные в результате популяции занимают специфические экологические ниши, что позволяет им не затрагивать других особей.
Также дивергенция в некоторых случаях является следствием изоляции.
Дивергенция как явление может происходить на разных таксономических уровнях: рода, вида, отряда. И отследить ее не составляет труда.
Примеры дивергенции можно наблюдать на разделении класса млекопитающих: на грызунов, хоботных, приматов, китообразных и т. д. А еще в качестве примеров можно привести изменение формы листьев, преобразование их в колючки (у суккулентов). И это далеко не все примеры дивергенции.
Конвергенци наблюдается при рассмотрении достаточно далеких друг от друга организмов. Она проявляется в схожести некоторых признаков у организмов, которые являются систематически разными. Этот вариант образования новых видов тоже связан с естественным отбором. Однако в результате представители разных классов, отрядов и видов получают похожие черты в строении. Чаще всего это объясняется одной и той же средой существования и похожим образом жизни.
Однако в результате конвергенции возникающая схожесть не распространяется на все тело. Речь может идти только о схожести органов, которые участвуют в процессе приспособления к условиям окружающей среды. Поэтому можно говорить об узком характере приспособленности — и очень конкретном.
Какие органы возникают в результате конвергенции?
Яркий пример — животные, которые передвигаются по воздуху. У них появляются видоизмененные конечности в виде крыльев. Тем не менее некоторые из этих животных принадлежат к позвоночным, а другие — к насекомым.
У животных, обитающих в воде, обычно обтекаемая форма тела. Из этого следует, что форма тела у дельфинов, китов и рыб — результат конвергенции. Кстати, внешнее сходство акул, китов и дельфинов было поводом причислять их к рыбам.
Крылья летучих мышей, птиц и насекомых — еще один пример конвергенции и результат их образа жизни.
Если сравнивать конвергенцию и дивергенцию в биологии, то прослеживаются определенные закономерности:
Борьба за существование поддерживает дивергенцию и гарантирует более полное использование условий окружающей среды. В случае с конвергенцией — это всего лишь отражение возможностей организмов адаптироваться в условиях среды, не обладающей разнообразием.
Благодаря дивергенции увеличивается разнообразие форм жизни, формируются гомологичные органы — у них одинаковое происхождение вне зависимости от выполняемых функций.
В отличие от дивергенции, конвергенция является причиной формирования аналогичных органов, выполняющих одни и те же функции и имеющие внешнее сходство. Однако происхождением они различаются.
Конвергенция и дивергенция происходят внутри эволюционного процесса, имеют разную степень вероятности и во всех случаях приводят к видовому изменению.