Izmērs: px

Sākt seansu no lapas:

atšifrējums

2 Jekaterina Timofejevna Zaharova Sergejs Grigorjevičs Mamontovs Vladimirs Borisovičs Zaharovs Nikolajs Ivanovičs Sonins Bioloģija. Vispārējā bioloģija. profila līmenis. 11. klase Tekstu nodrošina autortiesību īpašnieks Bioloģija. Vispārējā bioloģija. profila līmenis. 11. klase: mācību grāmata. vispārējai izglītībai iestādes/in. B. Zaharovs, S. G. Mamontovs, N. I. Soņins, E. T. Zaharova: Bustards; Maskava; 2013 ISBN Abstract Mācību grāmata iepazīstina skolēnus ar svarīgākajiem dzīvās pasaules likumiem. Tas sniedz priekšstatu par organiskās pasaules evolūciju, organisma un vides attiecībām. Mācību grāmata adresēta izglītības iestāžu 11. klašu skolēniem.

3 Saturs Priekšvārds 1. sadaļa. Organiskās pasaules evolūcijas doktrīna 1. nodaļa. Dzīvās dabas attīstības modeļi. Evolūcijas doktrīna 1.1. Ideju vēsture par dzīvības attīstību uz Zemes Seno un viduslaiku priekšstati par dzīvības būtību un attīstību Organiskās dabas sistēma K. Linnejs Evolūcijas ideju attīstība. Evolūcijas teorija J.-B. Lamarks 1.2. Priekšnosacījumi Č.Darvina teorijas rašanās priekšnosacījumi Dabaszinātnes priekšnoteikumi Č.Darvina teorijai Č.Darvina ekspedīcijas materiāls 1.3. Ča Darvina evolūcijas teorija Ča Darvina mākslīgās atlases doktrīna Ča Darvina dabiskās atlases doktrīna 1.4. Mūsdienu idejas par evolūcijas mehānismiem un modeļiem. Mikroevolūcijas skats. Kritēriji un struktūra Mutāciju evolūcijas nozīme Populāciju ģenētiskā stabilitāte Ģenētiskie procesi populācijās Dabiskās atlases formas Organismu pielāgošanās vides apstākļiem dabiskās atlases rezultātā Ievadfragmenta beigas

4 V. B. Zaharovs, S. G. Mamontovs, N. I. Sonins, E. T. Zaharova Bioloģija. Vispārējā bioloģija. profila līmenis. 11 4. klase

5 Priekšvārds Dārgie draugi! Turpinām 10. klasē uzsākto vispārējo bioloģijas zināšanu pamatu apguvi. Mūsu uzmanības objekti būs dzīvās dabas vēsturiskās attīstības posmi, dzīvības evolūcija uz Zemes un ekoloģisko sistēmu veidošanās un attīstība. Lai pilnībā izpētītu šos svarīgos jautājumus, jums būs nepieciešamas pagājušajā gadā iegūtās zināšanas, jo attīstības procesu pamatā ir iedzimtības un mainīguma likumi. Īpaša uzmanība mācību grāmatā ir pievērsta organismu savstarpējo attiecību un ekoloģisko sistēmu ilgtspējas nosacījumu analīzei. Vairāku sadaļu izglītojošais materiāls ir ievērojami paplašināts, jo vispārīgie bioloģiskie modeļi tiek pasniegti kā visgrūtāk saprotamie. Citās sadaļās ir sniegta tikai pamatinformācija un jēdzieni. Problēmu loks, ar ko jūs saskarsities 11. klasē, ir ļoti plašs, taču ne visi no tiem ir detalizēti apskatīti mācību grāmatā. Detalizētākai iepazīšanai ar atsevišķiem bioloģijas jautājumiem mācību grāmatas beigās ir dots papildu literatūras saraksts. Turklāt ne visas likumsakarības ir zināmas vai līdz galam izprotamas, jo dzīves sarežģītība un daudzveidība ir tik liela, ka dažas tās parādības tikai sākam izprast, bet citas vēl tikai gaida izpēti. Mācību materiāls grāmatā strukturēts tāpat kā mācību grāmatā “Vispārīgā bioloģija. 10. klase” (V. B. Zaharovs, S. G. Mamontovs, N. I. Soņins). Autori ir pateicīgi M. T. Grigorjevai par teksta sagatavošanu angļu valodā, kā arī Ju. Krievijas Dabaszinātņu akadēmijas akadēmiķis, profesors V. B. Zaharovs 5

6 1. sadaļa. Organiskās pasaules evolūcijas doktrīna Dzīvo organismu pasaulei ir vairākas kopīgas iezīmes, kas cilvēkā vienmēr ir izraisījušas izbrīnu. Pirmkārt, tā ir organismu struktūras neparastā sarežģītība; otrkārt, daudzu zīmju acīmredzamā mērķtiecība jeb adaptīvā daba; kā arī milzīga dzīvības formu dažādība. Šo parādību radītie jautājumi ir diezgan acīmredzami. Kā radās sarežģīti organismi? Kādu spēku ietekmē veidojās viņu adaptīvās iezīmes? Kas ir organiskās pasaules daudzveidības izcelsme un kā tā tiek uzturēta? Kādu vietu organiskajā pasaulē ieņem cilvēks un kas ir viņa senči? Visos laikmetos cilvēce ir mēģinājusi rast atbildes uz šiem un daudziem citiem līdzīgiem jautājumiem. Pirmszinātniskās sabiedrībās skaidrojumu rezultātā radās leģendas un mīti, no kuriem daži kalpoja par pamatu dažādām reliģiskām mācībām. Zinātniskā interpretācija ir ietverta evolūcijas teorijā, kas ir šīs sadaļas priekšmets. Dzīvās pasaules evolūcija tiek saprasta kā dabisks dzīvās dabas vēsturiskās attīstības process no pašiem dzīves pirmsākumiem uz mūsu planētas līdz mūsdienām. Šī procesa būtība ir gan nepārtrauktā dzīvo būtņu pielāgošanās pastāvīgi mainīgajiem vides apstākļiem, gan arvien sarežģītāku dzīvo organismu formu rašanās. Bioloģiskās evolūcijas gaitā pre6

7 sugu veidošanās, uz tā pamata rodas jaunas sugas; nemitīgi notiek arī sugu izzušana, to izzušana. 7

8 1. nodaļa. Dzīvās dabas attīstības modeļi. Evolūcijas mācība Viss ir un nav, jo, lai gan pienāks brīdis, kad tas ir, bet šeit tas pārstāj būt Viens un tas pats un jauns un vecs, un miris un dzīvs, tad tas mainās par šo, tas, mainoties, kļūst atkal tēmas. Heraclitus Galvenais Čārlza Darvina darbs "Sugu izcelsme", kas radikāli mainīja priekšstatu par savvaļas dzīvi, parādījās 1859. gadā. Pirms šī notikuma notika vairāk nekā divdesmit gadu darbs pie savāktā bagātīgā faktu materiāla izpētes un izpratnes. gan pats Darvins, gan citi zinātnieki. Šajā nodaļā jūs iepazīsities ar evolūcijas ideju pamatprincipiem, pirmo evolūcijas teoriju J.-B. Lamarks; uzzināt par Č.Darvina mākslīgās un dabiskās atlases teoriju; par mūsdienu idejām par veidošanās mehānismiem un ātrumu. Šobrīd ir aprakstīti vairāk nekā 600 tūkstoši augu un vismaz 2,5 miljoni dzīvnieku sugu, aptuveni 100 tūkstoši sēņu sugu un vairāk nekā 8 tūkstoši prokariotu, kā arī līdz 800 vīrusu sugām. Pamatojoties uz aprakstīto un vēl neapzināto mūsdienu dzīvo organismu sugu attiecību, zinātnieki izdara pieņēmumu, ka mūsdienu faunu un floru pārstāv aptuveni 4,5 miljoni organismu sugu. Turklāt, izmantojot paleontoloģiskos un dažus citus datus, pētnieki aprēķināja, ka visā Zemes vēsturē uz tās dzīvoja vismaz 1 miljards dzīvo organismu sugu. Padomāsim, kā dažādos cilvēces vēstures posmos cilvēki iztēlojās dzīvības būtību, dzīvo būtņu daudzveidību un jaunu organismu formu rašanos Ideju vēsture par dzīvības attīstību uz Zemes AD), bet ilgi pirms viņa literārais dažādu senatnes tautu pieminekļos bija daudz interesantas informācijas par savvaļas dzīvnieku organizāciju, galvenokārt saistībā ar agronomiju, lopkopību un medicīnu. Bioloģiskās zināšanas pašas sakņojas senos laikos un balstās uz cilvēku tiešo praktisko darbību. Pēc kromanjonas cilvēka klinšu gleznojumiem (13 tūkstoši gadu pirms mūsu ēras) var konstatēt, ka jau tajā laikā cilvēki varēja labi atšķirt lielu skaitu dzīvnieku, kas kalpoja par viņu medību objektu.Antīkie un viduslaiku priekšstati par dzīvības būtība un attīstība Senajā Grieķijā VIII VI gs BC e. holistiskās dabas filozofijas iekšienē radās pirmie antīkās zinātnes pamati. Grieķu filozofijas pamatlicēji Talss, Anaksimandrs, Anaksimens un Heraklīts meklēja materiālo avotu, no kura dabiskās pašattīstības dēļ radās pasaule. Talesam šis pirmais princips bija ūdens. Dzīvās būtnes saskaņā ar Anaksimandra mācību tiek veidotas no nenoteiktās "apeirona" matērijas saskaņā ar tiem pašiem likumiem kā nedzīvās dabas objekti. Jonijas filozofs Anaksimēns 8

9 par pasaules materiālo principu uzskatīja gaisu, no kura viss rodas un kurā viss atgriežas. Viņš arī identificēja cilvēka dvēseli ar gaisu. Lielākais no sengrieķu filozofiem bija Efezas Herakleits. Viņa mācība nesaturēja īpašus nosacījumus par dzīvo dabu, bet tai bija liela nozīme gan visas dabaszinātnes attīstībā, gan priekšstatu veidošanā par dzīvo vielu. Heraklīts pirmo reizi ieviesa filozofijā un dabas zinātnē skaidru ideju par pastāvīgām izmaiņām. Zinātnieks uzskatīja uguni par pasaules sākumu; viņš mācīja, ka visas pārmaiņas ir cīņas rezultāts: "Viss rodas cīņā un no nepieciešamības." Ideju attīstību par savvaļas dabu lielā mērā ietekmēja citu senatnes zinātnieku pētījumi un spekulatīvie priekšstati: Pitagors, Empedokls, Demokrits, Hipokrāts un daudzi citi (sk. mācību grāmatas "Vispārīgā bioloģija. 10. klase" 2. nodaļu). Senajā pasaulē par to laiku tika savākta daudz informācijas par savvaļas dzīvniekiem. Aristotelis nodarbojās ar sistemātisku dzīvnieku izpēti, aprakstot vairāk nekā 500 dzīvnieku sugas un sakārtojot tās noteiktā secībā: no vienkārši sakārtotiem līdz arvien sarežģītākiem. Aristoteļa izklāstītā dabas ķermeņu secība sākas ar neorganiskiem ķermeņiem un caur augiem iet uz piesaistītajiem dzīvnieku sūkļiem un ascīdiem, un pēc tam uz mobilajiem jūras organismiem. Aristotelis un viņa skolēni pētīja arī augu uzbūvi. Visos dabas ķermeņos Aristotelis izšķīra divas puses: matēriju, kurai ir dažādas iespējas, un dvēseles formu, kuras ietekmē šī matērijas iespējamība tiek realizēta. Viņš izšķīra trīs veidu dvēseles: veģetatīvo jeb barojošo, kas piemīt augiem un dzīvniekiem; jūtīgs, raksturīgs dzīvniekiem, un prāts, kas papildus pirmajiem diviem ir apveltīts tikai ar cilvēku. Viduslaikos Aristoteļa darbi bija priekšstatu par savvaļas dzīvniekiem pamatā. Nodibinoties kristīgajai baznīcai Eiropā, izplatās oficiāls, uz Bībeles tekstiem balstīts uzskats: viss dzīvais ir Dieva radīts un paliek nemainīgs. Šo virzienu viduslaiku bioloģijas attīstībā sauc par kreacionismu (no latīņu creatio radīšana, radīšana). Raksturīga šī perioda iezīme ir esošo augu un dzīvnieku sugu apraksts, mēģinājumi tos klasificēt, kas lielākoties bija tīri formāli (alfabētiskā secībā) vai piemēroti. Ir izveidotas daudzas dzīvnieku un augu klasifikācijas sistēmas, kurās par pamatu patvaļīgi tiek ņemtas atsevišķas rakstzīmes. Interese par bioloģiju pieauga Lielo ģeogrāfisko atklājumu laikmetā (XV gs.) un preču ražošanas attīstībā. Intensīvā tirdzniecība un jaunu zemju atklāšana paplašināja informāciju par dzīvniekiem un augiem. No Indijas un Amerikas uz Eiropu tika ievesti jauni augi, piemēram, kanēlis, krustnagliņas, kartupeļi, kukurūza un tabaka. Botāniķi un zoologi aprakstīja daudzus jaunus, iepriekš neredzētus augus un dzīvniekus. Praktiskiem nolūkiem viņi norādīja, kādas labvēlīgas vai kaitīgas īpašības piemīt šiem organismiem Organiskās dabas sistēma K. Linnejs Nepieciešamība racionalizēt strauji uzkrājošās zināšanas radīja nepieciešamību tās sistematizēt. Tiek veidotas praktiskas sistēmas, kurās augi un dzīvnieki tiek apvienoti grupās atkarībā no to ieguvuma cilvēkiem vai nodarītā kaitējuma. Piemēram, izolēti ārstniecības augi, dārzkopības vai dārzkopības kultūras. Jēdzieni "mājlopi" vai "indīgi dzīvnieki" kalpoja, lai apzīmētu visdažādākos dzīvniekus pēc to struktūras un izcelsmes. Ērtības dēļ praktiskā sugu klasifikācija tiek izmantota arī mūsdienās. deviņi

10 Tomēr dzīvo organismu klasifikācija, pamatojoties uz lietderību, zinātniekus nevarēja apmierināt. Viņi meklēja īpašības, kas ļautu augus un dzīvniekus grupēt pēc struktūras un dzīves līdzībām. Sākotnēji par taksonomijas pamatu tika ņemta viena vai neliels skaits patvaļīgi izvēlētu pazīmju. Ir skaidrs, ka pilnīgi nesaistīti organismi iekļuva vienā grupā. 16. un 17. gadsimtā turpinājās darbs pie dzīvnieku un augu aprakstīšanas, to sistematizācijas. Lielu ieguldījumu dabas sistēmas izveidē sniedza izcilais zviedru dabaszinātnieks Karls Linnejs. Zinātnieks aprakstīja vairāk nekā 8000 augu sugu un vairāk nekā 4000 dzīvnieku sugu, izveidoja vienotu terminoloģiju un sugu aprakstīšanas kārtību. Viņš grupēja līdzīgas sugas ģintīs, līdzīgas ģintis – kārtās un kārtas – klasēs. Tādējādi viņš savu klasifikāciju balstīja uz taksonu hierarhijas (t.i., pakļautības) principu (no grieķu taksometru atrašanās vietas, secības; tā ir viena vai otra ranga sistemātiska vienība). Linnē sistēmā lielākais taksons bija klase, mazākā suga, šķirne. Tas bija ārkārtīgi svarīgs solis ceļā uz dabiskas sistēmas izveidi. Linnejs nostiprināja binārās (t.i., dubultās) nomenklatūras izmantošanu zinātnē, lai apzīmētu sugas. Kopš tā laika katra suga tiek saukta divos vārdos: pirmais vārds nozīmē ģints un ir kopīgs visām tajā iekļautajām sugām, otrais vārds ir pats konkrētais nosaukums. Attīstoties zinātnei, sistēmā tika ieviestas dažas papildu kategorijas: ģimene, apakšklase utt., Un tips kļuva par augstāko taksonu. Taču sistēmas izveides princips palika nemainīgs. Piemēram, mājas kaķa sistemātisko stāvokli var raksturot šādi. Mājas kaķis (lībijas) ir mazo kaķu ģints pārstāvis kaķu dzimtas plēsīgo zīdītāju kārtas mugurkaulnieku apakštipa hordatipa tipam. Līdzās mājas kaķim mazo kaķu ģintī ietilpst Eiropas savvaļas meža kaķis, Amūras meža kaķis, džungļu kaķis, lūsis un daži citi. Linnejs radīja tā laika ideālāko organiskās pasaules sistēmu, iekļaujot tajā visus tolaik zināmos dzīvniekus un visus zināmos augus. Būdams izcils zinātnieks, daudzos gadījumos viņš pareizi apvienoja organismu tipus pēc struktūras līdzības. Tomēr patvaļa klasifikācijas pazīmju izvēlē (augiem putekšņlapu un sēņu struktūra; dzīvniekiem putnu knābja struktūra; zīdītāju zobu struktūra) Linneju noveda pie vairākām kļūdām. Linnejs apzinājās savas sistēmas mākslīgumu un norādīja uz nepieciešamību attīstīt dabisku dabas sistēmu. Viņš rakstīja: "Mākslīgā sistēma kalpo tikai līdz brīdim, kad tiek atrasta dabiska." Tomēr, ko nozīmēja zinātnieks XVIII gs. jēdziens "dabiskā sistēma"? Kā tagad zināms, dabiskā sistēma atspoguļo dzīvnieku un augu izcelsmi un balstās uz to radniecību un līdzību būtisku struktūras pazīmju kopuma izteiksmē. Reliģisko ideju valdīšanas laikā zinātnieki uzskatīja, ka organismu tipus neatkarīgi viens no otra radījis Radītājs un tie ir nemainīgi. "Ir tik daudz sugu," sacīja Linnejs, tik daudz dažādu formu Visvarenais radīja pasaules sākumā. Tāpēc biologiem domātie dabiskās dabas sistēmas meklējumi mēģina iekļūt radīšanas plānā, kuru vadīja Dievs, radot visu dzīvību uz Zemes. Sugu uzbūves pilnība, iekšējo orgānu savstarpējā atbilstība, pielāgošanās eksistences apstākļiem tika skaidrota ar Radītāja gudrību. Tomēr starp filozofiem un dabas pētniekiem XVII XIX gs. Plaši bija izplatīta arī cita ideju sistēma par organismu mainīgumu, kas balstījās uz dažu seno zinātnieku uzskatiem. Šis virziens bioloģijas attīstībā tiek saukts par transformismu (no latīņu transformo I transformo, I transform). Transformisma atbalstītāji bija tādi ievērojami zinātnieki kā R. Hooke, J. La Mettrie, D. Diderot, J. Buffon, Erasmus 10

11 Darvins, J. V. Gēte un daudzi citi. Transformatori atzina organismu reakciju lietderību uz ārējo apstākļu izmaiņām, taču nepierādīja organismu evolucionārās pārvērtības. Zinātnisku interpretāciju par organiskās lietderības izcelsmi sniedza tikai Čārlzs Darvins Evolūcijas ideju attīstība. Evolūcijas teorija J.-B. Lamarks Neskatoties uz uzskatiem par dzīvās dabas nemainīgumu, biologi turpināja uzkrāt faktu materiālus, kas bija pretrunā ar šīm idejām. Mikroskopa atklāšana 17. gs un tā pielietojums bioloģiskajos pētījumos ievērojami paplašināja zinātnieku redzesloku. Embrioloģija veidojās kā zinātne, radās paleontoloģija. Zinātnieks, kurš radīja pirmo evolūcijas teoriju, bija izcilais franču dabaszinātnieks Žans Batists Lamarks. Atšķirībā no daudziem tā priekšgājējiem, Lamarka evolūcijas teorija balstījās uz faktiem. Ideja par sugu nekonsekvenci radās no zinātnieka dziļas augu un dzīvnieku struktūras izpētes rezultātā. Ar savu darbu Lamarks sniedza lielu ieguldījumu bioloģijā. Pats terminu "bioloģija" ieviesa viņš. Nodarbojies ar dzīvnieku taksonomiju, Lamarks vērsa uzmanību uz būtisku strukturālo pazīmju līdzību dzīvniekiem, kas nepieder vienai un tai pašai sugai. Pamatojoties uz līdzību, Lamarks Linneja divu šķiru (kukaiņu un tārpu) vietā izdalīja 10 bezmugurkaulnieku klases. To vidū līdz mūsdienām ir saglabājušās tādas grupas kā "Vēžveidīgie", "Zirnekļveidīgie", "Kukaiņi", citas grupas "Mīkstmieši", "Anneled tārpi" ir paaugstinātas tipa kārtā. Lamarka sistemātikas labi zināmā nepilnība tiek skaidrota ar tā laika zinātnes līmeni, taču tajā ir galvenā vēlme izvairīties no grupējumu samākslotības. Var teikt, ka Lamarks lika pamatus dabiskajai klasifikācijas sistēmai. Viņš bija pirmais, kurš izvirzīja jautājumu par dzīvnieku līdzību un atšķirību cēloņiem. "Vai es varētu apsvērt vairākus dzīvniekus no vispilnīgākajiem līdz visnepilnīgākajiem," rakstīja Lamarks, un nemēģināt noteikt, no kā varētu būt atkarīgs šis tik ievērojamais fakts? Vai man nevajadzēja uzskatīt, ka daba pēc kārtas radīja dažādus ķermeņus, no vienkāršākā uz sarežģītāko? Pievērsīsim uzmanību vārdiem "daba radīta". Pirmo reizi kopš Lukrēcija laikiem zinātnieks uzdrošinās apgalvot, ka dažādas sarežģītības pakāpes organismus radījis nevis Dievs, bet gan daba, pamatojoties uz dabas likumiem. Lamarks nāk klajā ar evolūcijas ideju. Viņa lielākais nopelns ir apstāklī, ka viņa evolūcijas ideja ir rūpīgi izstrādāta, pamatota ar daudziem faktiem un tāpēc pārvēršas teorijā. Tas ir balstīts uz attīstības ideju, pakāpenisku un lēnu, no vienkāršas līdz sarežģītai, un uz ārējās vides lomu organismu transformācijā. Savā pamatdarbā "Zooloģijas filozofija", kas publicēts 1809. gadā, Lamarks sniedz daudzus pierādījumus par sugu mainīgumu. Starp šādiem pierādījumiem Lamarks norāda uz izmaiņām dzīvnieku pieradināšanas un augu audzēšanas ietekmē organismu migrācijas laikā uz citiem biotopiem ar atšķirīgiem eksistences apstākļiem. Lamarka nozīmīgu lomu jaunu sugu rašanās procesā piešķir pakāpeniskām hidroģeoloģiskā režīma izmaiņām uz Zemes virsmas un klimatiskajiem apstākļiem. Tādējādi bioloģisko parādību analīzē Lamarks iekļauj divus jaunus faktorus – laika faktoru un vides apstākļus. Tas bija liels solis uz priekšu, salīdzinot ar sugu nemainīguma piekritēju mehāniskajām idejām. Tomēr kādi ir organismu mainīguma un jaunu sugu veidošanās mehānismi? vienpadsmit

12 Lamarks uzskatīja, ka tās ir divas: pirmkārt, organismu vēlme pilnveidoties un, otrkārt, ārējās vides tiešā ietekme un organisma dzīves laikā iegūto īpašību pārmantošana. Lamarka uzskati par evolūcijas mehānismu izrādījās kļūdaini. 50 gadus vēlāk dzīvo organismu pielāgošanās videi un veidošanās veidus atklāja Čārlzs Darvins. Lielais Lamarka nopelns slēpjas apstāklī, ka viņš radīja pirmo organiskās pasaules evolūcijas teoriju, ieviesa historisma principu kā nosacījumu bioloģisko parādību izpratnei un izvirzīja vides apstākļus kā galveno sugu mainīguma iemeslu. . Lamarka teorija nesaņēma laikabiedru atzinību. Viņa laikā zinātne nebija gatava pieņemt evolucionārās transformācijas ideju; laika rāmji, par kuriem runāja Lamarks, miljoniem gadu, šķita neiedomājami. Pierādījumi par sugu variācijas cēloņiem nav bijuši pietiekami spēcīgi. Piešķirot izšķirošu lomu evolūcijā ārējās vides tiešai ietekmei, orgānu vingrošanai un nevingrošanai un iegūto īpašību pārmantošanai, Lamarks nevarēja izskaidrot adaptāciju rašanos "mirušo" struktūru dēļ. Piemēram, putnu olu čaumalas krāsai ir nepārprotami adaptīvs raksturs, taču šo faktu nav iespējams izskaidrot no Lamarka teorijas viedokļa. Lamarka teorija balstījās uz sapludinātās iedzimtības koncepciju, kas raksturīga visam organismam un katrai tā daļai. Ideja, ka iedzimtība ir organisma īpašība kopumā, tika atdzīvināta T. D. Lisenko darbos. Tomēr DNS iedzimtības vielas un ģenētiskā koda atklāšana likvidēja pašu strīda punktu. Lamarkisms un neolamarkisms sabruka paši no sevis. Tādējādi, lai arī sugu nemainīguma jēdziens netika sašūpots, to atbalstītājiem kļuva arvien grūtāk izskaidrot biologu atklātos jaunos un jaunos faktus. XIX gadsimta pirmajā ceturksnī. lieli sasniegumi tika gūti salīdzinošajā anatomijā un paleontoloģijā. Lieli nopelni šo bioloģijas jomu attīstībā pieder franču zinātniekam J. Cuvier. Pētot mugurkaulnieku orgānu uzbūvi, viņš atklāja, ka visi dzīvnieka orgāni ir vienas neatņemamas sistēmas daļas. Tā rezultātā katra orgāna struktūra dabiski korelē ar visu pārējo struktūru. Neviena ķermeņa daļa nevar mainīties bez atbilstošas ​​​​izmaiņas citās daļās. Tas nozīmē, ka katra ķermeņa daļa atspoguļo visa organisma uzbūves principus. Tātad, ja dzīvniekam ir nagi, visa tā organizācija atspoguļo zālēdāja dzīvesveidu: zobi ir pielāgoti rupjas augu barības malšanai, žokļiem ir noteikta forma, kuņģis ir daudzkameru, zarnas ir ļoti garas utt. e. Ja dzīvnieka zarnas kalpo gaļas sagremošanai, arī citiem orgāniem ir atbilstoša uzbūve: asi zobi plēsšanai, žokļi medījuma satveršanai un turēšanai, nagi tā satveršanai, lokans mugurkauls, kas veicina lēkšanu u.c. dzīvnieku orgāni Kuvjē viens otru sauca par korelāciju (relativitātes) principu. Vadoties pēc korelāciju principa, Kuvjē pētīja izmirušo sugu kaulus un atjaunoja šo dzīvnieku izskatu un dzīvesveidu. Paleontoloģiskie dati neapgāžami liecināja par dzīvnieku formu izmaiņām uz Zemes. Fakti nonāca pretrunā ar Bībeles leģendu. Sākotnēji dzīvās dabas nemainīguma piekritēji šo pretrunu skaidroja ļoti vienkārši: tie dzīvnieki, kurus Noass plūdu laikā neieņēma savā šķirstā, izmira. Par šādu argumentāciju Darvins vēlāk savā dienasgrāmatā ar ironiju rakstīja: "Teorija, saskaņā ar kuru mastodons utt., izmira, jo Noasa šķirsta durvis bija pārāk šauras." Atsauču uz Bībeles plūdiem nezinātniskais raksturs kļuva acīmredzams, kad tika konstatētas dažādas izmirušo dzīvnieku senatnes pakāpes. Tad Cuvier izvirzīja katastrofu teoriju. Saskaņā ar šo teoriju, izzušanas cēlonis bija periodiski

13 notikušas lielas ģeoloģiskās katastrofas, kas iznīcināja dzīvniekus un veģetāciju lielās platībās. Tad šīs teritorijas apdzīvoja sugas, kas iekļuva no kaimiņu reģioniem. Dž.Kuvjē sekotāji un studenti, attīstot viņa mācību, apgalvoja, ka katastrofas aptvēra visu zemeslodi. Katrai katastrofai sekoja jauns radīšanas akts. Šādas katastrofas un līdz ar to arī radīšanas akti to skaitā bija 27. Katastrofu teorija ir kļuvusi plaši izplatīta. Tomēr bija zinātnieki, kuri apšaubīja teoriju, kas, pēc Engelsa domām, "viena dievišķās radīšanas akta vietā ielika veselu virkni atkārtotu radīšanas darbību un no brīnuma izveidoja būtisku dabas sviru". Šo zinātnieku vidū bija krievu biologi K. F. Rulje un N. A. Severtsovs. K. F. Rul'e ekoloģiskie pētījumi un N. A. Severtsova pētījumi par sugu ģeogrāfisko mainīgumu noveda viņus pie idejas par attiecību iespējamību starp sugām un vienas sugas izcelsmi no citas. N. A. Severtsova darbus augstu novērtēja Č.Darvins. Strīdiem starp sugu nemainīguma piekritējiem un spontānajiem evolūcijas piekritējiem pielika punktu dziļi pārdomātā un fundamentāli pamatotā Čārlza Darvina radītā specifikācijas teorija. Kopsavilkums Līdz 19. gadsimta sākumam bioloģijā galvenokārt tika izmantotas aprakstošās metodes. Vēlāk ievērojami sasniegumi dabas vēstures jomā ir noteikuši nepieciešamību pēc teorijām, skaidrojot dabā notiekošos procesus. Pirmo šādu mēģinājumu 1809. gadā paveica J.-B. Lamarks, kurš radīja dzīvo organismu evolūcijas teoriju. Viņa studiju lielais nopelns ir saistīts ar to, ka viņš ir izvirzījis vēsturisko principu kā pamatu visu bioloģisko parādību izpratnei un uzskatījis vides izmaiņas par galveno specifiskās variācijas iemeslu. Tomēr viņa idejas par evolūcijas procesu izrādījās kļūdainas. Pielāgošanās videi dzīvajos organismos mehānismus, kā arī sugu veidošanos Čārlzs Darvins noskaidroja tikai 50 gadus vēlāk. Atskaites punkti 1. Senatnē pastāvēja spontāni materiālistiski priekšstati par dzīvo dabu. 2. Viduslaikos dominēja priekšstati par Radītāja radīto pasauli un dzīvās dabas nemainīgumu. 3. Lamarks uzskatīja atsevišķu organismu par evolucionāru vienību. 4. Lamarks visu dzīvo dabu uzskatīja par nepārtrauktu gradāciju virkni, kas mainās no vienkāršām formām uz sarežģītām formām. 5. Paleontoloģijas sasniegumi ir devuši būtisku ieguldījumu evolūcijas ideju attīstībā. Pārskata jautājumi un uzdevumi 1. Kāda ir praktiskā dzīvo organismu klasifikācijas sistēma? 2. Kādu ieguldījumu bioloģijā sniedza K. Linnejs? 3. Kāpēc Linnē sistēmu sauc par mākslīgo? 4. Izklāstiet Lamarka evolūcijas teorijas galvenos nosacījumus. 5. Uz kādiem jautājumiem nav atbildēts Lamarka evolūcijas teorijā? 6. Kāda ir J. Cuvier korelāciju principa būtība? Sniedziet piemērus. trīspadsmit

14 7. Kāda ir atšķirība starp transformismu un evolūcijas teoriju? Izmantojot virsrakstu "Terminoloģija" un "Kopsavilkums" leksiku, tulkojiet angļu valodā sadaļas "Atsauces punkti" rindkopas. Terminoloģija Katram terminam, kas norādīts kreisajā kolonnā, atlasiet atbilstošo definīciju, kas norādīta labajā kolonnā krievu un angļu valodā. Atlasiet pareizo definīciju katram terminam kreisajā kolonnā no angļu un krievu valodas variantiem, kas norādīti labajā kolonnā. Diskusijas jautājumi Kas bija zināms par savvaļas dzīvniekiem senajā pasaulē? Kā izskaidrot priekšstatu dominēšanu par sugu nemainīgumu 18. gadsimtā? Kā Cuvier skaidroja paleontoloģiskos datus par dzīvnieku formu maiņu uz Zemes? Izskaidrojiet Kuvjē katastrofu teoriju. Kādu ieguldījumu bioloģijā sniedza Dž.-B. Lamarks? četrpadsmit

15 1.2. Čārlza Darvina teorijas rašanās priekšnoteikumi Lai pilnībā novērtētu Čārlza Darvina pastrādātās bioloģijas zinātnes revolūcijas nozīmi, pievērsīsim uzmanību zinātnes stāvoklim un 19. gadsimta pirmās puses sociāli ekonomiskajiem apstākļiem, kad tika izveidota dabiskās atlases teorija.bija Visuma pamatlikumu atklāšanas periods. Līdz gadsimta vidum dabaszinātnēs tika veikti daudzi nozīmīgi atklājumi. Franču zinātnieks P. Laplass matemātiski pamatoja I. Kanta Saules sistēmas attīstības teoriju (sk. mācību grāmatas "Vispārīgā bioloģija. 10. klase" 2. nodaļu). Attīstības ideju filozofijā ieviesa G. Hēgelis. A. I. Herzens savā “Vēstulēs par dabas izpēti”, kas publicēts gados, izklāstīja ideju par dabas vēsturisko attīstību no neorganiskiem ķermeņiem līdz cilvēkam. Viņš apgalvoja, ka dabaszinātnēs tikai tie, kas balstās uz vēsturiskās attīstības principu, var būt patiesi vispārinājumi. Tika atklāti enerģijas nezūdamības likumi, tika noteikts ķīmisko elementu atomu struktūras princips. 1861. gadā A. M. Butlerovs izveidoja teoriju par organisko savienojumu uzbūvi. Paies nedaudz laika, un D. I. Mendeļejevs publicēs (1869) savu slaveno periodisko elementu tabulu. Tāda bija zinātniskā vide, kurā strādāja Čārlzs Darvins. Apsveriet viņa mācību īpašās pamatnostādnes. Ģeoloģiskais fons. Angļu ģeologs K. Laiels pierādīja Kuvjē priekšstatu pretrunīgumu par pēkšņām katastrofām, kas maina Zemes virsmu, un pamatoja pretējo viedokli: planētas virsma mainās nepārtraukti un nevis kādu speciālu spēku ietekmē, bet gan zem. parasto ikdienas faktoru - temperatūras svārstību, vēja, lietus, sērfošanas un augu un dzīvnieku organismu dzīvības aktivitātes ietekme. Pie pastāvīgi iedarbojošiem dabas faktoriem Laiels piedēvēja zemestrīces, vulkānu izvirdumus. Līdzīgas domas ilgi pirms Laiela izteica M. V. Lomonosovs darbā “Par zemes slāņiem” un Lamarks. Bet Laiels atbalstīja savus uzskatus ar daudziem un stingriem pierādījumiem. Laiela teorijai bija liela ietekme uz Čārlza Darvina pasaules uzskatu veidošanos. Sasniegumi citoloģijas un embrioloģijas jomā. Bioloģijā tika veikti vairāki lieli atklājumi, kas izrādījās nesavienojami ar idejām par dabas nemainīgumu, attiecību neesamību starp sugām. T. Švana šūnu teorija parādīja, ka visu dzīvo organismu struktūra balstās uz vienotu šūnas struktūras elementu. Mugurkaulnieku embriju attīstības pētījumi ļāva atklāt žaunu lokus un žaunu cirkulāciju putnu un zīdītāju embrijos, kas lika domāt par zivju, putnu, zīdītāju attiecībām un sauszemes mugurkaulnieku izcelsmi no senčiem, kuri piekopa ūdens dzīvesveidu. . Krievu akadēmiķis K. Bērs parādīja, ka visu organismu attīstība sākas ar olšūnu un agrīnās attīstības stadijās ir sastopama pārsteidzoša līdzība dažādu šķiru dzīvnieku embriju struktūrā. Bioloģijas attīstībā liela nozīme bija Dž.Kivjē izstrādātajai tipu teorijai. Lai gan J. Kuvjē bija dedzīgs sugu nemainīguma piekritējs, viņa konstatētā dzīvnieku uzbūves līdzība tipa robežās objektīvi liecināja par to iespējamo radniecību un izcelsmi no vienas saknes. piecpadsmit

16 Tātad dažādās dabaszinātņu jomās (ģeoloģija, paleontoloģija, bioģeogrāfija, embrioloģija, salīdzinošā anatomija, organismu šūnu struktūras izpēte) zinātnieku savāktie materiāli bija pretrunā ar dabas dievišķās izcelsmes un nemainīguma idejām. Izcilais angļu zinātnieks K. Darvins spēja pareizi izskaidrot visus šos faktus, tos vispārināt un izveidot evolūcijas teoriju K. Darvina ekspedīcijas materiāls Izsekosim dzīves ceļa galvenajiem posmiem, Darvina pasaules uzskatu veidošanās un viņa sistēmas evolūcijas. pierādījumi. Čārlzs Roberts Darvins dzimis 1809. gada 12. februārī ārsta ģimenē. Universitātē viņš vispirms studēja medicīnas, pēc tam teoloģijas fakultātē un gatavojās kļūt par priesteri. Tajā pašā laikā viņš izrādīja lielu tieksmi uz dabaszinātnēm, viņam patika ģeoloģija, botānika un zooloģija. Pēc universitātes absolvēšanas (1831. gadā) Darvinam tika piedāvāts dabaszinātnieka amats uz kuģa Beagle, kas devās ceļojumā apkārt pasaulei, lai veiktu kartogrāfiskos pētījumus. Darvins pieņem uzaicinājumu, un pieci gadi, ko viņš pavadīja ekspedīcijā () kļuva par pagrieziena punktu viņa paša zinātniskajā liktenī un bioloģijas vēsturē. Vīģes Sliņķu skeleti Dienvidamerikā (mūsdienīgs skats pa labi, fosilija pa kreisi) Ceļojuma laikā ļoti precīzi un prasmīgi veiktie novērojumi lika Darvinam pārdomāt sugu līdzību un atšķirību iemeslus. Viņa galvenais atradums, kas atklāts Dienvidamerikas ģeoloģiskajos atradnēs, ir izmirušu milzu bezzobu skeleti, kas ir ļoti līdzīgi mūsdienu bruņnešiem un slinkajiem 16.

17 tsami (1.1. att.). Darvinu vēl lielāku iespaidu atstāja Galapagu salu dzīvnieku sugu sastāva izpēte. Šajās nesenas izcelsmes vulkāniskajās salās Darvins atklāja tuvas žubīšu sugas, līdzīgas kontinentālajām sugām, bet pielāgojušās dažādiem barības avotiem - cietām sēklām, kukaiņiem, augu ziedu nektāram (1.2. att.). Būtu absurdi pieņemt, ka katrai jaunizveidotajai vulkāniskajai salai Radītājs rada savu īpašo dzīvnieku sugu. Ir saprātīgāk izdarīt citu secinājumu: putni ieradās salā no cietzemes un mainījās, pielāgojoties jauniem dzīves apstākļiem. Tādējādi Darvins izvirza jautājumu par vides apstākļu lomu specifikācijā. Darvins novēroja līdzīgu ainu pie Āfrikas krastiem. Dzīvnieki, kas dzīvo Kaboverdes salās, neskatoties uz dažām līdzībām ar kontinentālajām sugām, joprojām atšķiras no tiem pēc būtiskām iezīmēm. No sugu radīšanas viedokļa Darvins nevarēja izskaidrot viņa aprakstītā tuko-tuko grauzēja attīstības iezīmes, kas dzīvo bedrēs pazemē un dzemdē redzīgus mazuļus, kuri pēc tam kļūst akli. Rīsi Darvina žubīšu šķirne Galapagu salās un apm. Kokosrieksts (atkarībā no ēdiena rakstura) Šie un daudzi citi fakti satricināja Darvina ticību sugu radīšanai. Atgriezies Anglijā, viņš izvirzīja sev uzdevumu atrisināt jautājumu par sugu izcelsmi. Atskaites punkti 1. Dabaszinātņu straujā attīstība 19. gs. sniedza arvien vairāk faktu, kas bija pretrunā priekšstatiem par dabas nemainīgumu. 2. Dienvidamerikas un Galapagu salu dabas izpēte ļāva Darvinam izdarīt pirmos pieņēmumus par sugu maiņas mehānismiem. Pārskata jautājumi un uzdevumi 1. Kādi ģeoloģijas dati kalpoja par priekšnoteikumu Darvina evolūcijas teorijai? 2. Aprakstiet dabaszinātņu priekšnoteikumus Č.Darvina evolūcijas uzskatu veidošanai. 3. Kādi Čārlza Darvina novērojumi satricināja viņa ticību sugu nemainīgumam? Izmantojot virsrakstu "Terminoloģija" un "Kopsavilkums" leksiku, tulkojiet angļu valodā sadaļas "Atsauces punkti" rindkopas. 17

18 1.3. Čārlza Darvina evolūcijas teorija Galvenais Čārlza Darvina darbs "Sugu izcelsme ar dabiskās atlases līdzekļiem jeb atlasīto šķirņu saglabāšana cīņā par dzīvību", kas radikāli mainīja priekšstatu par savvaļas dzīvi, parādījās 1859. Pirms šī notikuma bija vairāk nekā divdesmit gadu darbs, lai izpētītu un izprastu bagātīgo faktu materiālu, ko savācis gan pats Čārlzs Darvins, gan citi zinātnieki. Čārlza Darvina mākslīgās atlases doktrīna Darvins atgriezās Anglijā no ceļojuma apkārt pasaulei. pārliecināts piekritējs par sugu mainīgumu biotopu apstākļu ietekmē. Uz organiskās pasaules mainīgumu norādīja arī ģeoloģijas, paleontoloģijas, embrioloģijas un citu zinātņu dati. Tomēr lielākā daļa zinātnieku neatzina evolūciju: neviens nenovēroja vienas sugas pārvēršanos citā. Tāpēc Darvins koncentrēja savus spēkus uz evolūcijas procesa mehānisma atklāšanu. Šim nolūkam viņš pievērsās lauksaimniecības praksei Anglijā. Līdz tam laikam šajā valstī bija izaudzētas 150 baložu šķirnes, daudzas suņu šķirnes, liellopi, vistas u.c.. Intensīvi tika strādāts pie jaunu dzīvnieku šķirņu un kultivēto augu šķirņu selekcijas. Sugu pastāvības atbalstītāji apgalvoja, ka katrai šķirnei, katrai šķirnei ir īpašs savvaļas sencis. Darvins pierādīja, ka tas tā nav. Visas cāļu šķirnes ir cēlušās no savvaļas Banking cāļiem, mājas pīles no savvaļas meža pīlēm, trušu šķirnes no savvaļas Eiropas trušiem. Liellopu senči bija divu veidu savvaļas aurohi, un suņi bija vilks un dažām šķirnēm, iespējams, šakālis. Tajā pašā laikā dzīvnieku šķirnes un augu šķirnes var ļoti krasi atšķirties. Apsveriet 1.3. attēlu. Tas parāda dažas mājas baložu šķirnes. Viņiem ir nevienlīdzīgas ķermeņa proporcijas, izmēri, apspalvojums utt., lai gan tie visi nāk no viena savvaļas klinšu baloža priekšteča. Gaiļu galvas piedēkļi ir ārkārtīgi daudzveidīgi (1.4. att.), un tie ir raksturīgi katrai šķirnei. Līdzīga aina vērojama starp kultivēto augu šķirnēm. Ļoti dažādi savā starpā, piemēram, kāpostu šķirnes. No vienas savvaļas sugas cilvēks ieguva kāpostus, ziedkāpostus, kolrābjus, lopbarības kāpostus, kuru kāts pārsniedz cilvēka augumu u.c. (skatīt attēlu mācību grāmatā "Vispārīgā bioloģija. 10. klase"). Augu un dzīvnieku šķirņu šķirnes kalpo cilvēka materiālo vai estētisko vajadzību apmierināšanai. Tas vien pārliecinoši pierāda, ka tie ir cilvēku radīti. Kā cilvēks ieguva daudzas augu un dzīvnieku šķirņu šķirnes, uz kādiem modeļiem viņš paļaujas savā darbā? Darvins atrada atbildi uz šo jautājumu, pētot angļu zemnieku metodes. Viņu metodes balstījās uz vienu principu: audzējot dzīvniekus vai augus, viņi meklēja īpatņus starp indivīdiem, kuriem bija vēlamā pazīme visspilgtākajā izteiksmē, un atstāja tikai šādus organismus vairošanai. Ja, piemēram, uzdevums ir palielināt kviešu ražu, selekcionārs no milzīgas augu masas atlasa dažus labākos īpatņus ar lielāko vārpiņu skaitu. Nākamajā gadā tiek sēti tikai šo augu graudi, un starp tiem atkal tiek atrasti organismi, kuriem ir vislielākais vārpiņu skaits. Tas turpinās vairākus gadus, un rezultātā parādās jauna daudzausu kviešu šķirne. astoņpadsmit

19 rīsi Mājas baložu šķirnes: 1 ziņnesis, 2 savvaļas baloži, 3 jakobīni, 4 pūces baloži, 5 lāceņi, 6 baloži, 7 trompetes baloži, 8 cirtainu baložu pazīmes organismos un cilvēka veiktās izmaiņas, kas visvairāk novirzās virzienu, kādu viņš vēlas. Vairākās paaudzēs šādas izmaiņas uzkrājas un kļūst par stabilu šķirnes vai šķirnes pazīmi. Atlasei ir nozīme tikai individuālai, nenoteiktai (iedzimtai) mainīgumam. Tā kā mutācijas ir reti sastopamas, mākslīgā atlase var būt veiksmīga tikai tad, ja to veic liela skaita indivīdu vidū. Ir arī gadījumi, kad viena liela mutācija izraisa jaunas šķirnes parādīšanos. Tā radās Ankonas šķirnes īskāju aitas, taksis, pīle ar āķknābi un dažas augu šķirnes. Personas ar krasi mainītām iezīmēm tika saglabātas un izmantotas jaunas šķirnes izveidošanai. Līdz ar to mākslīgā selekcija tiek saprasta kā jaunu dzīvnieku šķirņu un kultivēto augu šķirņu radīšanas process, sistemātiski saglabājot un pavairojot indivīdus ar noteiktām iezīmēm un īpašībām, kas ir vērtīgas cilvēkiem vairākās paaudzēs. Darvins identificēja divus mākslīgās atlases veidus – apzinātu vai metodisku un neapzinātu. metodiskā atlase. Apzināta selekcija slēpjas tajā, ka selekcionārs izvirza sev konkrētu uzdevumu un selekcionē pēc vienas vai divām pazīmēm. Šī pieeja ļauj sasniegt lielus panākumus. Darvins sniedz piemēru jaunu šķirņu straujai audzēšanai. Kad tika izvirzīts uzdevums pagriezt spāņu piekārto cekuli 19

20 gaiļus stāvošā, tad pēc pieciem gadiem iegūta iecerētā forma. Vistas ar "bārdām" tika audzētas pēc sešiem gadiem. Mākslīgās atlases iespējas struktūras un īpašību mainīšanā un pārveidošanā ir ārkārtīgi augstas. Piemēram, daļēji savvaļas govs dod l piena gadā, bet atsevišķi mūsdienu piena šķirņu īpatņi līdz l. Merino apmatojuma skaits uz laukuma vienību ir gandrīz 10 reizes lielāks nekā ārpusšķirnes aitām. Ļoti lielas ķermeņa uzbūves atšķirības ir dažādu šķirņu suņiem – kurtam, buldogam, senbernāram, pūdelim vai špicam. Att. Galvas piedēkļi dažādu šķirņu gaiļiem Nosacījumi veiksmīgai metodiskai mākslīgai atlasei lielam sākotnējam īpatņu skaitam. Šāda atlase nav iespējama ar mazo (zemnieku) lauksaimniecisko ražošanu. Jaunu šķirni nevar audzēt, ja saimniecībā ir 1 2 zirgi vai vairākas aitas. Līdz ar to 19.gadsimta Anglijas liela mēroga kapitālistiskajā lauksaimniecībā izmantoto selekcijas metožu izpēte ļāva Darvinam formulēt mākslīgās atlases principu un ar šo principu izskaidrot ne tikai formu uzlabošanas iemeslu, bet arī to daudzveidību. . 20

21 Tomēr mājdzīvnieki, kas tik ļoti atšķiras no saviem savvaļas senčiem, datējami ar aizvēsturiskiem cilvēkiem, ilgi pirms apzinātas selektīvās audzēšanas. Kā tas notika? Pēc Darvina domām, savvaļas dzīvnieku pieradināšanas procesā cilvēks veica primitīvu mākslīgās atlases veidu, ko viņš sauca par bezsamaņu. neapzināta atlase. Šādu atlasi sauc par neapzinātu tādā nozīmē, ka cilvēks nav izvirzījis mērķi audzēt kādu konkrētu šķirni vai šķirni. Piemēram, vispirms nogalināja un apēda ļaunākos dzīvniekus, bet vērtīgākos saglabāja (pienāka govs, labi izgulēta vista utt.). Darvins min piemēru par Ugunszemes iemītniekiem, kuri bada laikā ēd suņus, kaķus, kas sliktāk ķer ūdrus, un cenšas par katru cenu paturēt labākos suņus. Zemnieku saimniecībā joprojām pastāv neapzināta selekcija, taču tās ietekme uz mājdzīvnieku un kultivēto augu daudzveidības pieaugumu izpaužas daudz lēnāk. C. Darvinam nebija iespējas sniegt piemērus par savvaļas dzīvnieku pieradināšanu, izmantojot eksperimentāli veiktu mākslīgo selekciju. Mūsdienās ir šādi piemēri. Krievu zinātnieks akadēmiķis D.K.Beļajevs, strādājot ar nebrīvē audzētām sudrabmelnajām lapsām (suņu dzimta), atklāja interesantu parādību. Dzīvnieki ļoti atšķīrās savā uzvedībā un reakcijā uz cilvēkiem. D.K.Beļajevs starp tiem identificēja trīs grupas: agresīvi, uzbrukt personai tiecas, gļēvi-agresīvi, baidās no cilvēka un vienlaikus vēlas viņam uzbrukt, un salīdzinoši mierīgi ar izteiktu pētniecisko instinktu. Starp šo pēdējo grupu zinātnieks veica atlasi pēc uzvedības reakcijām: viņš atstāja vaislai mierīgākus dzīvniekus, kuros interese par vidi dominēja pār baiļu un aizsardzības reakciju. Selekcijas rezultātā vairākās paaudzēs bija iespējams iegūt īpatņus, kas uzvedās kā mājas suņi: viegli kontaktējās ar cilvēkiem, baudīja pieķeršanos utt., aste bija saliekta āķī (kā Sibīrijas haskijiem), uz pieres parādījās zvaigznīte, kas tik raksturīga mājas (bezšķirnes) suņiem. Ja savvaļas lapsas vairojas reizi gadā, tad pieradinātās divas. Ir mainītas arī dažas citas funkcijas. Aprakstītajā piemērā tiek atrasta saistība starp izmaiņām dzīvnieku struktūrā un uzvedībā. Darvins pamanīja šādas attiecības un nosauca to par korelatīvu vai korelatīvu mainīgumu. Piemēram, ragu attīstība aitām un kazām tiek apvienota ar kažoka garumu. Aptaujātiem dzīvniekiem ir īsi mati. Bezspalvaino šķirņu suņiem parasti ir novirzes zobu struktūrā. Vistu un zosu galvas cekula attīstība tiek apvienota ar galvaskausa izmaiņām. Kaķiem kažokādas pigmentācija ir saistīta ar maņu darbību: balti, zilacaini kaķi vienmēr ir kurli. Korelatīvā mainīguma pamatā ir gēnu pleiotropā (vairākkārtēja) darbība. Atskaites punkti 1. Ch.Darvins izdalīja divus galvenos mākslīgās atlases veidus: metodisko un neapzināto. 2. Lauksaimniecības sasniegumi Anglijā XIX gs. selekcijas jomā daudzas mājdzīvnieku šķirnes un augu šķirnes kalpoja K. Darvinam kā dabā notiekošo procesu paraugs. 3. Liela mēroga lauksaimnieciskā ražošana Anglijā tiek uzskatīta par sociāli ekonomisko priekšnoteikumu Čārlza Darvina teorijai. 21

22 Pārskatīšanas un uzdevuma jautājumi 1. Kā Čārlzs Darvins atrisināja jautājumu par mājdzīvnieku priekštečiem? 2. Sniedziet piemērus par mājdzīvnieku šķirņu daudzveidību un kultivēto augu šķirnēm. Kas izskaidro šo dažādību? 3. Kāda ir galvenā jaunu šķirņu un šķirņu audzēšanas metode? 4. Kā pieradināšanas procesā mainās dzīvnieku struktūra un uzvedība? Sniedziet piemērus. Izmantojot virsrakstu "Terminoloģija" un "Kopsavilkums" leksiku, tulkojiet angļu valodā "Atsauces punktu" Č.Darvina doktrīnas par dabisko atlasi rindkopas Mākslīgā atlase, tas ir, tādu īpatņu saglabāšana, kurām ir vairošanai noderīgas īpašības un iznīcināšana. no visiem citiem, to veic persona, kas sev izvirza noteiktus uzdevumus. Mākslīgās atlases rezultātā uzkrātās īpašības ir labvēlīgas cilvēkiem, bet ne vienmēr labvēlīgas dzīvniekiem. Darvins ierosināja, ka dabā līdzīgi uzkrājas tikai organismiem un sugai kopumā noderīgas zīmes, kā rezultātā veidojas sugas un šķirnes. Šajā gadījumā bija jānosaka nenoteiktas savvaļas dzīvnieku un augu individuālās variabilitātes klātbūtne. Turklāt bija jāpierāda, ka dabā pastāv kaut kāds virzošais faktors, kas mākslīgās atlases procesā darbojas līdzīgi cilvēka gribai. Vispārējā individuālā mainīgums un pēcnācēju pārpalikums. Darvins parādīja, ka savvaļas dzīvnieku un augu sugu pārstāvjiem individuālā mainība ir ļoti plaši pārstāvēta. Individuālās novirzes var būt labvēlīgas, neitrālas vai kaitīgas organismam. Vai visi indivīdi atstāj pēcnācējus? Ja nē, kādi faktori saglabā indivīdus ar noderīgām iezīmēm un novērš visas pārējās? Darvins pievērsās organismu vairošanās analīzei. Visi organismi atstāj ievērojamus, dažreiz ļoti daudzus pēcnācējus. Viens siļķes indivīds nārsto vidēji ap 40 tūkstošiem olu, stores 2 miljonus, vardes līdz 10 tūkstošiem olu. Vienam magoņu augam gadā nogatavojas līdz tūkstotim sēklu. Pat lēnām vaislas dzīvniekiem ir iespēja atstāt milzīgu skaitu pēcnācēju. Ziloņu mātītēm piedzimst mazuļi vecumā no 30 līdz 90 gadiem. 60 gadu laikā viņiem piedzimst vidēji 6 ziloņi. Aprēķini liecina, ka pat ar tik zemu vairošanās ātrumu pēc 750 gadiem viena ziloņu pāra pēcnācēji būtu 19 miljoni īpatņu. Pamatojoties uz šiem un daudziem citiem piemēriem, Darvins secina, ka dabā jebkura veida dzīvnieki un augi mēdz vairoties eksponenciāli. Tajā pašā laikā katras sugas pieaugušo skaits saglabājas relatīvi nemainīgs. Katrs organismu pāris rada daudz vairāk pēcnācēju, nekā izdzīvo līdz pilngadībai. Tāpēc lielākā daļa dzimušo organismu mirst pirms dzimumbrieduma sasniegšanas. Nāves cēloņi ir dažādi: pārtikas trūkums konkurences dēļ ar savas sugas pārstāvjiem, ienaidnieku uzbrukumi, nelabvēlīgu sausuma fizisko vides faktoru darbība, bargs sals, augsta temperatūra utt. Tas nozīmē otro Darvina secinājumu. : dabā notiek nepārtraukta cīņa par esamību. Šis termins ir jāsaprot plašā nozīmē kā jebkura organismu atkarība no visa to aptverošās dzīvās dabas apstākļu kompleksa. Citiem vārdiem sakot, cīņa par eksistenci ir daudzveidīgu un sarežģītu attiecību kopums, kas pastāv starp organismiem un vides apstākļiem. Kad lauva paņem laupījumu no hiēnas, 22

24 tiek veidota sugas ģenētiskā struktūra, pateicoties vairošanai, tiek plaši izplatīti jauni raksturi, parādās jauna suga. Līdz ar to sugas mainās adaptācijas procesā vides apstākļiem. Sugu izmaiņu, t.i., evolūcijas, virzītājspēks ir dabiskā atlase. Atlases materiāls ir iedzimta (nenoteikta, individuāla, mutācijas) mainīgums. Mainīgumam, ko rada tieša ārējās vides ietekme uz organismiem (grupa, modifikācija), evolūcijai nav nozīmes, jo tā nav iedzimta. Jaunu sugu veidošanās. Jaunu sugu rašanos Darvins iztēlojās kā ilgstošu noderīgu individuālu izmaiņu uzkrāšanos procesu, kas pieaug no paaudzes paaudzē. Kāpēc tas notiek? Dzīvības resursi (pārtika, vairošanās vietas utt.) vienmēr ir ierobežoti. Tāpēc vissīvākā cīņa par eksistenci notiek starp līdzīgākajiem indivīdiem. Gluži pretēji, starp indivīdiem, kas atšķiras vienas sugas ietvaros, ir mazāk identisku vajadzību, un konkurence ir vājāka. Tāpēc atšķirīgām personām ir priekšrocības atstāt pēcnācējus. Ar katru paaudzi atšķirības kļūst arvien izteiktākas, un starpformas, kas ir līdzīgas viena otrai, izmirst. Tātad no vienas sugas veidojas divas vai vairākas. Rakstzīmju diverģences fenomenu, kas noved pie speciācijas, Darvins sauca par diverģenci (no latīņu valodas divergo es novirzos, es atkāpjos). Darvins ilustrē diverģences jēdzienu ar dabā sastopamiem piemēriem. Sacensība starp četrkājainajiem plēsējiem ir novedusi pie tā, ka daži no tiem pārgāja uz barību ar rupjiem dzīvniekiem, citi pārcēlās uz jauniem biotopiem, daži no tiem pat mainīja dzīvotni un sāka dzīvot ūdenī vai kokos utt. Atšķirības var būt arī ko izraisa nevienlīdzīgi vides apstākļi.vide dažādos sugas aizņemtās teritorijas reģionos. Piemēram, divas sugas indivīdu grupas tādējādi uzkrās dažādas izmaiņas. Notiek zīmju diverģences process. Pēc noteikta paaudžu skaita šādas grupas kļūst par šķirnēm un pēc tam par sugām. Eksperimentā var novērot dabiskās atlases darbību. Mūsu valstī parastais dievlūdzējs ir liels plēsīgs kukainis (ķermeņa garums mātītēm sasniedz mm), kas barojas ar dažādiem sīkiem kukaiņiem, laputīm, kukaiņiem, mušām. Dažādu šīs sugas indivīdu krāsa ir zaļa, dzeltena un brūna. Zaļi dievlūdzēji sastopami starp zāli un krūmiem, brūni augiem, kas izdeg no saules. To, ka šāds dzīvnieku sadalījums nav nejaušs, pierādīja zinātnieki, veicot eksperimentu uz izbalējušu brūnu laukumu, kas atbrīvots no zāles. Visu trīs krāsu dievlūdzēji tika piesieti pie platformas mietiņiem. Eksperimenta laikā putni iznīcināja 60% dzelteno, 55% zaļo un tikai 20% brūno dievlūdzēju, kuriem ķermeņa krāsa sakrita ar fona krāsu. Līdzīgi eksperimenti tika veikti ar stropu tauriņa kucēniem. Ja lācēnu krāsa nesakrita ar fona krāsu, putni iznīcināja daudz vairāk zīlīšu nekā tad, ja fons atbilstu krāsai. Ūdensputni baseinā galvenokārt ķer zivis, kuru krāsa neatbilst dibena krāsai. Ir svarīgi atzīmēt, ka izdzīvošanai ir svarīga nevis viena īpašība, bet gan īpašību komplekss. Tajā pašā eksperimentā ar dievlūdzējiem, kas ir ļoti vienkārši, salīdzinot ar reāliem dabas apstākļiem, starp brūniem indivīdiem, kurus aizsargā ķermeņa krāsa, putni knābāja nemierīgos, aktīvi kustīgos kukaiņus. Mierīgi, mazkustīgi dievlūdzēji no uzbrukuma izvairījās. Viena un tā pati zīme atkarībā no apkārtējiem apstākļiem var veicināt izdzīvošanu vai, gluži pretēji, piesaistīt ienaidnieku uzmanību. 1.5. attēlā parādītas divas bērzu kodes tauriņa formas. Uz gaišiem stumbriem un kokiem, kas klāti ar ķērpjiem, gaišā forma ir grūti pamanāma, savukārt mutanta forma ir tumša24

25 uz tiem skaidri redzama krāsotā forma (A). Tumšos tauriņus pārsvarā knābā putni. Rūpniecības uzņēmumu tuvumā situācija mainās: koku stumbrus klājošie sodrēji veido aizsargfonu mutantiem, savukārt labi redzams gaišs tauriņš (B). Mutācijas un seksuālais process rada ģenētisku neviendabīgumu sugā. Viņu darbība, kā redzams no iepriekš minētajiem piemēriem, nav virzīta. No otras puses, evolūcija ir virzīts process, kas saistīts ar adaptāciju attīstību, jo dzīvnieku un augu struktūra un funkcijas pakāpeniski kļūst sarežģītākas. Ir tikai viens virzīts evolūcijas faktors dabiskā atlase. Var tikt atlasītas atsevišķas personas vai visas grupas. Jebkurā gadījumā atlase saglabā konkrētajai videi visvairāk pielāgotos organismus. Diezgan bieži selekcija saglabā pazīmes un īpašības, kas ir nelabvēlīgas indivīdam, bet noderīgas indivīdu grupai vai sugai kopumā. Šādas ierīces piemērs ir bites zobainais dzelonis. Dzelojoša bite atstāj dzēlienu ienaidnieka ķermenī un iet bojā, bet indivīda nāve veicina bišu saimes saglabāšanos. Attēls Kodes formas Atlases faktori ir ārējās vides apstākļi, precīzāk, viss abiotisko un biotisko vides apstākļu komplekss. Atkarībā no šiem apstākļiem atlase darbojas dažādos virzienos un noved pie nevienlīdzīgiem evolūcijas rezultātiem. Pašlaik ir vairākas dabiskās atlases formas, no kurām tālāk tiks aplūkotas tikai galvenās. Darvins parādīja, ka dabiskās atlases princips izskaidro visu, bez izņēmuma, organiskās pasaules galveno īpašību rašanos: no pazīmēm, kas raksturīgas lielām sistemātiskām dzīvo organismu grupām, līdz mazām adaptācijām. Darvina teorija beidza ilgus dabaszinātnieku meklējumus, kuri mēģināja rast skaidrojumu daudzām līdzībām, kas novērotas organismos, kas pieder pie dažādām sugām. Darvins šo līdzību skaidroja ar radniecību un parādīja, kā notiek jaunu sugu veidošanās, kā notiek evolūcija. No vispārīgā teorētiskā viedokļa galvenais Darvina mācībā ir ideja par dzīvās dabas attīstību, kas iebilst pret ideju par sasalušu, nemainīgu pasauli. Darvina mācību atzīšana bija pagrieziena punkts bioloģijas zinātņu vēsturē. Bioloģijas attīstības pirmsdarvina periodā uzkrātie fakti saņēma jaunu gaismu. Bioloģijā parādījās jaunas tendences: evolucionārā embrioloģija, evolucionārā paleontoloģija utt. 25

26 Darvina doktrīna kalpo kā dabisks zinātnisks pamats, lai izprastu dzīvības attīstības bioloģiskos mehānismus uz Zemes. Zinātnē vispārpieņemts materiālistiskais skaidrojums par dzīvo organismu uzbūves lietderību, sugu izcelsmi un daudzveidību. Darvina darbs bija viens no lielākajiem dabaszinātņu sasniegumiem 19. gadsimtā. Atskaites punkti 1. Jebkuras sugas indivīdiem ir raksturīga universāla individuāla (iedzimta) mainība. 2. Katras organismu sugas ietvaros pēcnācēju skaits ir ļoti liels, un pārtikas resursi vienmēr ir ierobežoti. Pārskatīšanas jautājumi un uzdevumi 1. Kas ir dabiskā atlase? 2. Kas ir cīņa par eksistenci? Kādas ir tās formas? 3. Kāda cīņa par eksistenci ir visintensīvākā un kāpēc? Izmantojot virsrakstu "Terminoloģija" un "Kopsavilkums" leksiku, tulkojiet angļu valodā sadaļas "Atsauces punkti" rindkopas. Diskusijas jautājumi Atgādiniet materiālu no iepriekšējām nodaļām. Kādi dabā notiekošie procesi samazina intraspecifiskās cīņas par eksistenci intensitāti? Kāda ir šīs parādības bioloģiskā nozīme? Kādi, jūsuprāt, ir no vairošanās izslēgto īpatņu dzīvības saglabāšanas bioloģiskie iemesli? 1.4. Mūsdienu idejas par evolūcijas mehānismiem un modeļiem. Mikroevolūcija Č.Darvina evolūcijas teorijas pamatā ir ideja par sugu. Kas ir suga un cik reāla ir tās eksistence dabā? Skatīt. Kritēriji un uzbūve Suga ir pēc uzbūves līdzīgu īpatņu kopums, kuriem ir kopīga izcelsme, kas brīvi krustojas savā starpā un dod auglīgus pēcnācējus. Visiem vienas sugas indivīdiem ir vienāds kariotips, līdzīga uzvedība un tie aizņem noteiktu apgabalu (izplatības zonu). Viena no svarīgām sugas īpašībām ir tās reproduktīvā izolācija, tas ir, tādu mehānismu esamība, kas novērš gēnu pieplūdumu no ārpuses. Dotās sugas genofonda aizsardzība pret gēnu pieplūdumu no citām sugām, tostarp cieši radniecīgām, tiek panākta dažādos veidos. Vairošanās laiks cieši radniecīgām sugām var nesakrist. Ja datumi ir vienādi, tad vairošanās vietas nesakrīt. Piemēram, vienas sugas varžu mātītes nārsto gar upju krastiem, otras sugas – peļķēs. Šajā gadījumā ir izslēgta nejauša olu apsēklošana ar citas sugas tēviņiem. Daudzām dzīvnieku sugām ir stingrs pārošanās rituāls. Ja viens no potenciālajiem uzvedības rituāla šķērsošanas partneriem novirzās no sugas, pārošanās nenotiek. Ja pārošanās notiek, citas sugas tēviņa spermatozoīdi nespēs iekļūt olšūnā un olas netiks apaugļotas26.

27 skriešanās. Vēlamie barības avoti kalpo arī kā izolācijas faktors: indivīdi barojas dažādos biotopos, un to savstarpējās krustošanās iespējamība samazinās. Bet dažreiz (ar starpsugu krustošanu) notiek apaugļošanās. Šajā gadījumā iegūtajiem hibrīdiem ir raksturīga samazināta dzīvotspēja, vai arī tie ir neauglīgi un nerada pēcnācējus. Slavens mūļa piemērs ir zirga un ēzeļa hibrīds. Būdams diezgan dzīvotspējīgs, mūlis ir neauglīgs mejozes pārkāpuma dēļ: nehomologās hromosomas nekonjugējas. Uzskaitītie mehānismi, kas novērš gēnu apmaiņu starp sugām, nav vienlīdz efektīvi, taču kombinācijā dabiskos apstākļos tie rada necaurlaidīgu ģenētisko izolāciju starp sugām. Līdz ar to suga ir reāla, ģenētiski nedalāma organiskās pasaules vienība. Katra suga aizņem vairāk vai mazāk plašu areālu (no latīņu area area, space). Dažreiz tas ir salīdzinoši mazs: Baikālā dzīvojošajām sugām tas ir ierobežots ar šo ezeru. Citos gadījumos sugas areāls aptver plašas teritorijas. Tādējādi melnā vārna Rietumeiropā ir gandrīz visuresoša. Austrumeiropā un Rietumsibīrijā ir vēl viena pelēko vārnu suga. Noteiktu sugas izplatības robežu esamība nenozīmē, ka visi indivīdi brīvi pārvietojas areāla ietvaros. Indivīdu mobilitātes pakāpi izsaka attālums, kādā dzīvnieks var pārvietoties, t.i., individuālās aktivitātes rādiuss. Augos šo rādiusu nosaka attālums, kādā var izplatīties ziedputekšņi, sēklas vai veģetatīvās daļas, kas spēj radīt jaunu augu. Vīnogu gliemežam darbības rādiuss ir vairāki desmiti metru, ziemeļbriedim vairāk nekā simts kilometru, ondatrai vairāki simti metru. Ierobežotā darbības rādiusa dēļ vienā mežā mītošajiem meža spārniem ir maza iespēja ligzdošanas sezonā satikties ar kaimiņu mežā mītošajiem meža spārniem. Parastās vardes, kas nārsto vienā ezerā, ir izolētas no cita ezera vardēm, kas atrodas dažus kilometrus no pirmā. Abos gadījumos izolācija nav pilnīga, jo atsevišķi pīles un vardes var migrēt no vienas dzīvotnes uz citu. Jebkuras sugas indivīdi ir nevienmērīgi sadalīti sugu diapazonā. Teritorijas platības ar relatīvi augstu apdzīvotības blīvumu mijas ar teritorijām, kurās sugas sastopamība ir zema vai šīs sugas indivīdu nav vispār. Tāpēc suga tiek uzskatīta par atsevišķu organismu populāciju grupu kopumu. Populācija ir noteiktas sugas indivīdu kopums, kas aizņem noteiktu teritorijas apgabalu sugas areāla ietvaros, brīvi krustojas savā starpā un daļēji vai pilnībā izolēti no citām populācijām. Patiesībā suga pastāv populāciju veidā. Sugas genofondu pārstāv populāciju genofondi. Iedzīvotāji ir evolūcijas elementārā vienība. Atsauces punkti 1. Suga ir dzīvās dabas elementāra vienība. 2. Sugas kā dzīvās dabas ģenētiskās vienības pastāvēšanas pamats ir tās reproduktīvā izolācija. 3. Lielāko daļu dzīvo organismu sugu veido atsevišķas populācijas. 4. Iedzīvotāji, pēc mūsdienu koncepcijām, ir elementāra evolūcijas vienība. Pārskatīšanas jautājumi un uzdevumi 1. Definējiet sugu. 27

28 2. Aprakstiet, kādi bioloģiskie mehānismi kavē gēnu apmaiņu starp sugām. 3. Kāds ir starpsugu hibrīdu neauglības cēlonis? 4. Kāds ir sugu areāls? 5. Kāds ir organismu individuālās aktivitātes rādiuss? Sniedziet augu un dzīvnieku individuālās darbības rādiusa piemērus. 6. Kas ir populācija? Sniedziet definīciju. Izmantojot sadaļu "Terminoloģija" un "Kopsavilkums" leksiku, tulkojiet angļu valodā "Atsauces punktu" rindkopas. Mutāciju evolūcijas nozīme Pētot ģenētiskos procesus dzīvo organismu populācijā, evolūcijas teorija ir tālāk attīstīta. Lielu ieguldījumu populācijas ģenētikā sniedza krievu zinātnieks S. S. Četverikovs. Viņš vērsa uzmanību uz dabisko populāciju piesātinājumu ar recesīvām mutācijām, kā arī uz gēnu biežuma svārstībām populācijās atkarībā no vides faktoru darbības, un pamatoja apgalvojumu, ka šīs divas parādības ir atslēga evolūcijas procesu izpratnei. Patiešām, mutācijas process ir pastāvīgi iedarbīgs iedzimtas mainīguma avots. Gēni mutē noteiktā frekvencē. Tiek lēsts, ka vidēji viena gameta no 100 tūkstošiem 1 miljona dzimumšūnu satur jaunizveidotu mutāciju noteiktā lokusā. Tā kā vienlaikus mutē daudzi gēni, % gametu pārnēsā vienu vai otru mutantu alēli. Tāpēc dabiskās populācijas ir piesātinātas ar visdažādākajām mutācijām. Kombinatīvās mainīguma dēļ mutācijas var plaši izplatīties populācijās. Lielākā daļa organismu ir heterozigoti daudziem gēniem. Varētu pieņemt, ka seksuālās vairošanās rezultātā pēcnācēju vidū pastāvīgi vairosies homozigoti organismi, un heterozigotu īpatsvaram vajadzētu pastāvīgi samazināties. Tomēr tas nenotiek. Fakts ir tāds, ka vairumā gadījumu heterozigoti organismi ir labāk pielāgoti eksistences apstākļiem nekā homozigoti. Atgriezīsimies pie bērzu kodes tauriņa piemēra. Šķiet, ka gaišos tauriņus, kas ir homozigoti pret recesīvo alēli (aa), kas dzīvo mežā ar tumšiem koku stumbriem, ienaidniekiem ātri jāiznīcina, un tumšās krāsas tauriņiem, kas ir homozigoti pret dominējošo alēli (AA), jākļūst par paraugu. veidoties tikai šajos dzīves apstākļos. Taču ilgu laiku Dienvidanglijas dūmakainajos mežos nemitīgi sastopami gaišas krāsas kožu tauriņi. Izrādījās, ka dominējošajai alēlei homozigoti kāpuri nesagremo ar sodrējiem un sodrējiem klātās bērzu lapas, savukārt heterozigotie kāpuri uz šīs barības aug daudz labāk. Tāpēc heterozigotu organismu lielāka bioķīmiskā elastība nodrošina to labāku izdzīvošanu, un atlase darbojas par labu heterozigotiem. Tādējādi, lai gan lielākā daļa mutāciju šajos īpašajos apstākļos ir kaitīgas un homozigotā stāvoklī mutācijām ir tendence samazināt indivīdu dzīvotspēju, tās saglabājas populācijās atlases dēļ par labu heterozigotiem. Lai izprastu evolūcijas transformācijas, ir svarīgi atcerēties, ka mutācijas, kas ir kaitīgas vienā vidē, var palielināt dzīvotspēju citos vides apstākļos. Papildus iepriekš minētajiem piemēriem var norādīt uz sekojošo. Mutācija, kas izraisa kukaiņu spārnu nepietiekamu attīstību vai pilnīgu neesamību, normālos apstākļos noteikti ir kaitīga, un tai nav spārnu.

29 Gulošus cilvēkus ātri nomaina normāli. Bet okeāna salās un kalnu pārejās, kur pūš spēcīgi vēji, šādiem kukaiņiem ir priekšrocības salīdzinājumā ar indivīdiem ar normāli attīstītiem spārniem. Tādējādi mutācijas process ir populāciju iedzimtās mainīguma rezerves avots. Saglabājot augstu ģenētiskās daudzveidības pakāpi populācijās, tas nodrošina pamatu dabiskās atlases darbībai. Atsauces punkti 1. Reālās dzīves populācijās mutācijas process nepārtraukti norisinās, izraisot jaunu gēnu variantu un attiecīgi iezīmju rašanos. 2. Mutācijas ir pastāvīgs iedzimtas mainīguma avots. Jautājumi atkārtošanai un uzdevumi 1. Kādus populācijas ģenētiskos modeļus atklāja krievu biologs S. S. Četverikovs? 2. Kāds ir viena konkrēta gēna mutācijas biežums indivīdu dabiskajos eksistences apstākļos? Izmantojot rubriku "Terminoloģija" un "Kopsavilkums" leksiku, pārtulkot angļu valodā "Atsauces punktu" rindkopas Populāciju ģenētiskā stabilitāte Analizējot procesus, kas notiek brīvi krustojošā populācijā, angļu zinātnieks K. Pīrsons 1904. gadā konstatēja eksistenci. modeļus, kas raksturo tā ģenētisko struktūru. Šo vispārinājumu, ko sauc par stabilizējošās šķērsošanas likumu (Pīrsona likumu), var formulēt šādi: brīvas šķērsošanas apstākļos jebkurai sākotnējai homozigotu un heterozigotu vecāku formu skaita attiecībai pirmās šķērsošanas rezultātā izveidojas stāvoklis. Līdzsvars tiek noteikts populācijā, ja sākotnējās alēļu frekvences ir vienādas abos stāvos. Līdz ar to, lai kāda būtu populācijas genotipiskā struktūra, tas ir, neatkarīgi no sākuma stāvokļa, jau pirmajā paaudzē, kas iegūta no brīvas krustošanas, tiek izveidots populācijas līdzsvara stāvoklis, kas aprakstīts ar vienkāršu matemātisku formulu. Šo populācijas ģenētikai svarīgo likumu 1908. gadā neatkarīgi formulēja matemātiķis G. Hārdijs Anglijā un ārsts V. Veinbergs Vācijā. Saskaņā ar šo likumu homozigotu un heterozigotu organismu biežums brīvas krustošanās apstākļos, ja nav selekcijas spiediena un citu faktoru (mutācijas, migrācija, gēnu dreifs utt.), paliek nemainīgs, t.i., atrodas līdzsvara stāvoklī. Vienkāršākajā formā likumu apraksta ar formulu: p2aa + 2pqAa + q2aa \u003d I, kur p ir gēna A sastopamības biežums, q ir alēles a sastopamības biežums procentos. Jāatzīmē, ka Hārdija-Veinberga likums, tāpat kā citi ģenētiskie modeļi, kas balstīti uz Mendeļa nejaušās kombinācijas principu, matemātiski precīzi izpildās ar bezgalīgi lielu populāciju. Praksē tas nozīmē, ka populācijas, kuru skaits ir mazāks par noteiktu minimālo vērtību, neatbilst Hārdija-Veinberga likuma prasībām. 29

30 Krievu zinātnieks S. S. Četverikovs sniedza brīvās šķērsošanas novērtējumu, norādot, ka tajā pašā ir aparāts, kas stabilizē genotipu frekvences noteiktā populācijā. Brīvās šķērsošanas rezultātā populācijā pastāvīgi tiek uzturēts genotipisko frekvenču līdzsvars. Līdzsvara traucējumi parasti ir saistīti ar ārējo spēku darbību un tiek novēroti tikai tik ilgi, kamēr šie spēki iedarbojas. S. S. Četverikovs uzskatīja, ka suga, tāpat kā sūklis, bieži absorbē mutācijas heterozigotā stāvoklī, pati paliekot fenotipiski viendabīga. Ja genotipu biežums populācijā būtiski atšķiras no tiem, kas aprēķināti, izmantojot Hārdija-Veinberga formulu, var apgalvot, ka šī populācija neatrodas populācijas līdzsvara stāvoklī un ir iemesli, kas to neļauj. Pakavēsimies pie tiem sīkāk.Ģenētiskie procesi populācijās Vienas sugas dažādās populācijās mutantu gēnu biežums nav vienāds. Praktiski nav divu populāciju ar pilnīgi vienādu mutantu pazīmju sastopamības biežumu. Šīs atšķirības var būt saistītas ar to, ka populācijas dzīvo nevienlīdzīgos vides apstākļos. Mērķtiecīgas izmaiņas gēnu biežumā populācijās ir saistītas ar dabiskās atlases darbību. Bet pat tuvu, blakus esošās populācijas var atšķirties viena no otras tikpat būtiski kā attālinātas. Tas izskaidrojams ar to, ka populācijās vairāki procesi izraisa nevirzītas nejaušas izmaiņas gēnu biežumā jeb, citiem vārdiem sakot, to ģenētiskajā struktūrā. Piemēram, dzīvnieku vai augu migrācijas laikā nenozīmīga sākotnējās populācijas daļa apmetas jaunā biotopā. Jaunizveidotās populācijas genofonds neizbēgami ir mazāks par vecāku populācijas genofondu, un tajā esošo gēnu biežums būtiski atšķirsies no sākotnējās populācijas gēnu biežuma. Līdz šim reti sastopamie gēni seksuālās vairošanās ceļā strauji izplatās starp jaunas populācijas pārstāvjiem. Tajā pašā laikā plaši izplatītu gēnu var nebūt, ja tie neatradās jaunās populācijas dibinātāju genotipā. Vēl viens piemērs. Dabas katastrofas - mežu vai stepju ugunsgrēki, plūdi utt. - izraisa masīvu dzīvo organismu, īpaši neaktīvo formu (augu, mīkstmiešu, rāpuļu, abinieku uc) nejaušu nāvi. Personas, kas izbēgušas no nāves, paliek dzīvas tīras nejaušības dēļ. Populācijā, kas piedzīvojusi katastrofālu skaita samazināšanos, alēļu biežums atšķirsies no sākotnējās populācijas. Pēc skaita samazināšanās sākas masveida vairošanās, kuras sākumu dod atlikušā mazā grupa. Šīs grupas ģenētiskais sastāvs noteiks visas populācijas ģenētisko struktūru tās ziedu laikos. Šajā gadījumā dažas mutācijas var pilnībā izzust, savukārt citu koncentrācija var nejauši strauji pieaugt. Biocenozēs bieži tiek novērotas periodiskas populāciju skaita svārstības, kas saistītas ar tādām attiecībām kā "plēsējs-laupījums". Palielināta plēsēju laupījumu vairošanās, pamatojoties uz pārtikas resursu palielināšanos, savukārt noved pie palielinātas plēsēju vairošanās. Plēsēju skaita pieaugums izraisa to upuru masveida iznīcināšanu. Barības resursu trūkums izraisa plēsēju skaita samazināšanos (1.6. att.) un laupījumu populāciju lieluma atjaunošanos. Šīs populācijas svārstības (“populācijas viļņi”) maina gēnu biežumu populācijās, kas ir to evolucionārā nozīme. trīsdesmit

31 att. Plēsoņu un laupījumu populācijas īpatņu skaita svārstības. Pārtraukta līnija: A lūsis, B vilks, C lapsa; nepārtraukta līnija: kalnu zaķis Gēnu biežuma izmaiņas populācijās izraisa arī gēnu apmaiņas ierobežojums starp tām telpiskās (ģeogrāfiskās) izolācijas dēļ. Upes kalpo kā šķērslis sauszemes sugām, kalni un augstienes izolē zemienes populācijas. Katrai no izolētajām populācijām ir īpašas iezīmes, kas saistītas ar dzīves apstākļiem. Svarīgas izolācijas sekas ir cieši saistīta krustošana (inbrīdings). Inbrīdinga dēļ recesīvās alēles, izplatoties populācijā, parādās homozigotā stāvoklī, kas samazina organismu dzīvotspēju. Cilvēku populācijās izolāti ar augstu dzimstības pakāpi sastopami kalnu apvidos, salās. Atsevišķu iedzīvotāju grupu izolācija kastu, reliģisku, rasu un citu iemeslu dēļ joprojām saglabāja savu nozīmi. Dažādu izolācijas formu evolucionārā nozīme ir tāda, ka tā saglabā un pastiprina ģenētiskās atšķirības starp populācijām un ka sadalītās populācijas vai sugas daļas tiek pakļautas nevienlīdzīgam atlases spiedienam. Tādējādi dažādu vides faktoru izraisītas gēnu biežuma izmaiņas kalpo par pamatu atšķirību rašanās starp populācijām un pēc tam nosaka to transformāciju jaunās sugās. Tāpēc populāciju izmaiņas dabiskās atlases gaitā sauc par mikroevolūciju. Atsauces punkti 1. Dabā bieži vien ir vērojamas krasas īpatņu skaita svārstības, kas saistītas ar organismu masveida nekritisku nāvi. 2. Nejauši saglabāto īpatņu genotipi nosaka jaunas populācijas genofondu tās ziedu laikos. Pārskatīšanas jautājumi un uzdevumi 1. Formulējiet Hārdija-Veinberga likumu. 2. Kādi procesi izraisa izmaiņas gēnu sastopamības biežumā populācijās? 3. Kāpēc dažādas vienas sugas populācijas atšķiras pēc gēnu biežuma? 4. Kas ir mikroevolūcija? 31

33 fenotipi, t.i., viss pazīmju komplekss un līdz ar to noteiktas gēnu kombinācijas, kas raksturīgas konkrētam organismam. Izlase bieži tiek salīdzināta ar tēlnieka darbu. Kā tēlnieks no bezveidīga marmora bluķa rada darbu, kas pārsteidz ar visu tā daļu harmoniju, tā selekcija rada adaptācijas un sugas, izslēdzot no vairošanās mazāk veiksmīgus indivīdus jeb, citiem vārdiem sakot, mazāk veiksmīgas gēnu kombinācijas. Tāpēc viņi runā par dabiskās atlases radošo lomu, jo tās darbības rezultāts ir jauni organismu veidi, jaunas dzīvības formas. stabilizējoša atlase. Cits dabiskās atlases veids, stabilizējošā atlase, darbojas nemainīgos vides apstākļos. Uz šīs atlases formas nozīmi norādīja izcilais krievu zinātnieks I. I. Šmalgauzens. Stabilizējošā selekcija ir vērsta uz iepriekš noteiktas vidējās pazīmes vai īpašību saglabāšanu: ķermeņa vai tā atsevišķu daļu izmēru dzīvniekiem, zieda izmēru un formu augiem, hormonu vai glikozes koncentrāciju asinīs mugurkaulniekiem utt. Selekcijas stabilizēšana saglabā sugas piemērotību, novēršot krasas zīmes smaguma novirzes no vidējās normas. Tātad ar kukaiņu apputeksnētiem augiem ziedu izmērs un forma ir ļoti stabili. Tas izskaidrojams ar to, ka ziediem jāatbilst apputeksnējošo kukaiņu ķermeņa uzbūvei un izmēram. Kamene nespēj iekļūt pārāk šaurā zieda vainagā, taureņa proboscis nevar pieskarties pārāk īsiem putekšņlapām augos ar ļoti garu vainagu. Abos gadījumos ziedi, kas pilnībā neatbilst apputeksnētāju struktūrai, neveido sēklas. Līdz ar to gēni, kas izraisīja novirzi no normas, tiek izvadīti no sugas genofonda. Stabilizējošā dabiskās atlases forma aizsargā esošo genotipu no mutācijas procesa postošās ietekmes. Salīdzinoši nemainīgos vides apstākļos indivīdiem ar vidējo pazīmju smaguma pakāpi ir vislielākā pielāgošanās spēja, un krasas novirzes no vidējās normas tiek novērstas. Pateicoties stabilizējošai selekcijai, līdz mūsdienām ir saglabājušās “dzīvās fosilijas”: coelacanth coelacanth zivis, kuru senči bija plaši izplatīti paleozoja laikmetā; seno rāpuļu pārstāve hatterija, kas pēc izskata atgādina lielu ķirzaku, taču nav zaudējusi mezozoja laikmeta rāpuļu struktūras iezīmes; relikts tarakāns, kas ir maz mainījies kopš karbona perioda; ģimnosēklas augs Ginkgo, kas sniedz priekšstatu par senajām formām, kas izmira mezozoja laikmeta juras periodā (1.7. att.). Ziemeļamerikas oposums, kas attēlots tajā pašā attēlā, saglabā izskatu, kas raksturīgs dzīvniekiem, kas dzīvoja pirms desmitiem miljonu gadu. Rīsi Reliktu formu piemēri: A tuatara, B latimeria, C opossum, Ginkgo Seksuālā atlase. Divmāju dzīvnieki atšķiras pēc reproduktīvo orgānu struktūras. Tomēr atšķirība starp dzimumiem bieži attiecas uz ārējām pazīmēm, uzvedību33

34 nii. Var atsaukt atmiņā košu gaiļa spalvu tērpu, lielu ķemmi, spuras kājās, skaļu dziedāšanu. Fazānu tēviņi ir ļoti skaisti, salīdzinot ar daudz pieticīgākām vistām. Valzirgu tēviņiem īpaši spēcīgi aug ilkņu augšžokļu ilkņi. Daudzus dzimumu struktūras ārējo atšķirību piemērus sauc par seksuālo dimorfismu, un tie ir saistīti ar to lomu seksuālajā atlasē. Seksuālā atlase ir sacensība starp tēviņiem par iespēju vairoties. Šim mērķim kalpo dziedāšana, demonstratīva uzvedība, pieklājība. Bieži notiek cīņas starp tēviņiem (1.8. att.). Putniem pārošanos vairošanās sezonā pavada pārošanās spēles jeb pārošanās. Parādīšana izpaužas ar to, ka putns ieņem raksturīgu ķermeņa stāvokli, īpašās kustībās, apspalvojuma izvietošanā un pietūkumā, savdabīgu skaņu publicēšanā. Piemēram, rubeņi uz straumēm naktīs meža izcirtumos savāc vairākus desmitus. Straumes maksimums iekrīt agrā rītā. Starp tēviņiem izceļas vardarbīgas cīņas, savukārt mātītes šajā laikā sēž izcirtuma malās vai krūmos. Dzimumselekcijas rezultātā aktīvākie, veselākie un spēcīgākie tēviņi atstāj pēcnācējus, pārējie tiek izņemti no vairošanās un to genotipi pazūd no sugas genofonda. Vīģe Leking rubeņi Vīģe Dzimumdimorfisms primātu struktūrā: A tēviņa proboscis, B sieviešu dzimumloceklis 34

35 Dažreiz spilgta kāzu kleita dzīvniekiem parādās tikai vaislas sezonā. Purva varžu tēviņi ūdenī iegūst skaistu koši zilu krāsu. Tēviņu spilgtais krāsojums un demonstratīvā uzvedība atmasko tos plēsēju priekšā un palielina nāves iespējamību. Tomēr tas ir izdevīgi visai sugai, jo mātītes saglabājas drošākas vairošanās sezonā. Saikne starp putnu mātīšu diskrētu izskatu un rūpēm par pēcnācējiem ir skaidri redzama mūsu ziemeļu platuma grādos iemītnieka falaropes piemērā. Šajos putnos olas inkubē tikai tēviņš. Mātītei ir daudz spilgtāka krāsa. Dzimumdimorfisms un dzimumatlase dzīvnieku valstībā ir diezgan plaši izplatīta līdz pat primātiem (1.9. att.). Šī selekcijas forma būtu jāuzskata par īpašu intrasugas dabiskās atlases gadījumu. Atskaites punkti 1. Dabiskā atlase ir vienīgais faktors, kas virza gēnu biežumu populācijās. 2. Mainoties eksistences apstākļiem, dabiskās atlases virzošā forma izraisa diverģenci, kas vēlāk var izraisīt jaunu sugu rašanos. Pārskata jautājumi un uzdevumi 1. Kādas ir dabiskās atlases formas? 2. Kādos vides apstākļos darbojas katra dabiskās atlases forma? 3. Kāds ir mikroorganismu, lauksaimniecības kaitēkļu un citu organismu rezistences pret pesticīdiem rašanās iemesls? 4. Kas ir seksuālā atlase? Izmantojot virsrakstu "Terminoloģija" un "Kopsavilkums" leksiku, tulkojiet angļu valodā sadaļas "Atsauces punkti" rindkopas. Jautājumi diskusijai Kas, jūsuprāt, ir galvenais dzinējspēks knābja formas diverģences procesam Darvina žubēs? Vai viens un tas pats vides faktors dažādos biotopos var būt par cēloni selekcijas virzīšanai un stabilizēšanai? Izskaidrojiet savu atbildi ar piemēriem Organismu pielāgošanās vides apstākļiem dabiskās atlases rezultātā Augu un dzīvnieku sugas ir pārsteidzoši pielāgojušās vides apstākļiem, kādos tie dzīvo. Ir zināms milzīgs skaits visdažādāko struktūras iezīmju, kas nodrošina augstu sugas pielāgošanās spēju videi. Jēdziens “sugas piemērotība” ietver ne tikai ārējās pazīmes, bet arī iekšējo orgānu struktūras atbilstību to veiktajām funkcijām, piemēram, dzīvnieku (atgremotāju) garais un sarežģītais gremošanas trakts, kas ēd augu pārtiku. Fitnesa jēdzienā ietilpst arī organisma fizioloģisko funkciju atbilstība dzīves apstākļiem, to sarežģītība un daudzveidība. Dzīvnieku struktūras, ķermeņa krāsas un uzvedības adaptīvās iezīmes. Dzīvniekiem ķermeņa forma ir adaptīva. Ūdens zīdītāju forma ir labi zināma.

36 krāj delfīnus. Viņa kustības ir vieglas un precīzas. Neatkarīgs ātrums ūdenī sasniedz 40 km / h. Bieži tiek aprakstīti gadījumi, kā delfīni pavada ātrgaitas jūras kuģus, piemēram, iznīcinātājus, kas pārvietojas ar ātrumu 65 km/h. Tas izskaidrojams ar to, ka delfīni pieķeras kuģa priekšgalam un izmanto viļņu hidrodinamisko spēku, kas rodas kuģim kustoties. Bet tas nav viņu dabiskais ātrums. Ūdens blīvums ir 800 reizes lielāks par gaisa blīvumu. Kā delfīnam izdodas to pārvarēt? Papildus citām struktūras iezīmēm ideālu delfīna pielāgošanos videi un dzīvesveidam veicina ķermeņa forma. Torpēdas formas ķermeņa forma novērš ūdens plūsmu virpuļu veidošanos, kas ieskauj delfīnu. Racionalizētā ķermeņa forma veicina dzīvnieku ātru kustību gaisā. Lidojuma un kontūru spalvas, kas pārklāj putna ķermeni, pilnībā izlīdzina tā formu. Putniem nav izvirzītu ausīs, lidojuma laikā tie parasti ievelk kājas. Tā rezultātā putni ir daudz ātrāki par visiem citiem dzīvniekiem. Piemēram, lielais piekūns nirst uz sava upura ar ātrumu līdz 290 km/h. Putni ātri pārvietojas pat ūdenī. Pingvīns ar zoda siksnu ir novērots peldam zem ūdens ar aptuveni 35 km/h. Rīsu biezzivs: 1 lupatu zivs, 2 klaunzivs, 3 aluteri, 4 pīpes. Aļģu biezokņos dzīvojošo zivju dīvainā ķermeņa forma (1.10. att.) palīdz tām veiksmīgi paslēpties no ienaidniekiem. Līdzība ar vides objektiem ir plaši izplatīta kukaiņiem. Zināmas vaboles, to izskats atgādina ķērpjus; cikādes, līdzīgas to krūmu ērkšķiem, starp kuriem tās dzīvo. Nūjas kukaiņi izskatās pēc maza brūna vai zaļa zariņa (1.11. att.), bet ortopēdiskie kukaiņi atdarina lapu (1.12. att.). Plakans ķermenis ir zivis, kas vada bentisko dzīvesveidu. Aizsargkrāsas kalpo arī kā aizsardzības līdzeklis no ienaidniekiem. Putni, kas inkubē olas uz zemes, saplūst ar apkārtējo fonu (1.13. att.). Neuzkrītošs un ir 36 no tiem

37 olas ar pigmentētām čaumalām un no tām izšķilušies cāļi (1.14. att.). Olu pigmentācijas aizsargājošo raksturu apliecina fakts, ka sugām, kuru olas nav pieejamas lielo plēsoņu ienaidniekiem, vai putniem, kas dēj olas uz akmeņiem vai ierok tās zemē, čaumalas aizsargkrāsa neveidojas. Rice Stick kukainis ir tik līdzīgs zaram, ka tas ir gandrīz neredzams. Rīsu kukaiņi, ķermeņa forma līdzīga lapām. Aizsargājošs krāsojums ir plaši izplatīts dažādu dzīvnieku vidū. Tauriņu kāpuri bieži ir zaļi, lapu krāsā vai tumši, mizas vai zemes krāsā. Grunts zivis parasti tiek krāsotas, lai tās atbilstu smilšainā grunts krāsai (rajas un butes). Tajā pašā laikā plekstes joprojām spēj mainīt krāsu atkarībā no apkārtējā fona krāsas (1.15. att.). Spēja mainīt krāsu, pārdalot pigmentu ķermeņa daļā, ir zināma arī sauszemes dzīvniekiem (hameleoniem). Tuksneša dzīvnieki parasti ir dzeltenbrūnā vai smilšaini dzeltenā krāsā. Vienkrāsains aizsargkrāsojums ir raksturīgs gan kukaiņiem (siseņiem), gan mazajām ķirzakām, gan lielajiem nagaiņiem (antilopēm) un plēsējiem (lauva). 37

38 Rīsu eidra uz ligzdas Ja vides fons nepaliek nemainīgs atkarībā no gadalaika, daudzi dzīvnieki maina krāsu. Piemēram, vidējo un augsto platuma grādu iemītnieki (polārlapsa, zaķis, ermelīns, pērtiķis) ziemā ir balti, kas padara tos sniegā neredzamus. Tomēr bieži vien dzīvniekiem ir ķermeņa krāsa, kas neslēpj, bet, gluži pretēji, piesaista uzmanību, atmasko. Šāds krāsojums ir raksturīgs indīgiem, dedzinošiem vai dzelojošiem kukaiņiem: bitēm, lapsenēm, tulznu vabolēm. Mārīte, ļoti pamanāma, putni nekad nenoknābj kukaiņu izdalītā indīgā noslēpuma dēļ. Neēdamiem kāpuriem, daudzām indīgām čūskām ir spilgta brīdinājuma krāsa. Spilgta krāsa jau iepriekš brīdina plēsēju par uzbrukuma bezjēdzību un briesmām. Izmantojot izmēģinājumus un kļūdas, plēsēji ātri iemācās izvairīties no uzbrukuma medījumam ar brīdinājuma krāsu. Rīsi Putnu olu un cāļu aizsargkrāsošana, audzējot pēcnācējus uz zemes 38

40 atlikušie kalcijs, kas sakrājies dažu augu ērkšķos, pasargā tos no kāpurķēžu, gliemežu un pat grauzēju apēšanas. Veidojumi cieta hitīna seguma veidā posmkājiem (vabolēm, krabjiem), gliemjiem gliemežvākiem, krokodiliem zvīņas, bruņurupučiem un bruņurupučiem labi pasargā tos no daudziem ienaidniekiem. Tam pašam kalpo eža un dzeloņcūkas spalviņas. Visas šīs adaptācijas varēja rasties tikai dabiskās atlases rezultātā, t.i., vairāk aizsargātu indivīdu preferenciālas izdzīvošanas rezultātā. Fig Olu krāsas līdzība dažādās parastās dzeguzes un putnu saimnieku pasugās Pielāgošanās uzvedībai ir liela nozīme organismu izdzīvošanai cīņā par eksistenci. Papildus slēpšanai vai demonstratīvai, biedējošai uzvedībai, kad ienaidnieks tuvojas, ir arī daudzas citas adaptīvās uzvedības iespējas, kas nodrošina pieaugušo vai nepilngadīgo izdzīvošanu. Tas ietver pārtikas uzglabāšanu nelabvēlīgajai gada sezonai. Tas jo īpaši attiecas uz grauzējiem. Piemēram, taigas zonā izplatītā sakņu straume savāc labības graudus, sauso zāli, saknes kopā līdz 10 kg. Urbošie grauzēji (kurmju žurkas u.c.) uzkrāj ozola sakņu, zīļu, kartupeļu, stepju zirņu gabalus līdz 14 kg. Vidusāzijas tuksnešos dzīvojošs lielais smilšu smiltis vasaras sākumā nopļauj zāli un ievelk bedrēs vai atstāj uz virsmas kaudžu veidā. Šo barību lieto vasaras otrajā pusē, rudenī un ziemā. Upes bebrs savāc koku celmus, zarus u.c., ko ieliek ūdenī netālu no sava mājokļa. Šīs noliktavas var sasniegt 20 m3 tilpumu. Barības krājumus veido arī plēsīgi dzīvnieki. Ūdeles un daži seski glabā vardes, čūskas, mazus dzīvniekus utt. Adaptīvās uzvedības piemērs ir vislielākās aktivitātes laiks. Tuksnešos daudzi dzīvnieki iznāk medīt naktīs, kad karstums norimst. Atsauces punkti 1. Visa veida dzīvo organismu organizācija ir pielāgojama apstākļiem, kādos tie dzīvo. 2. Organismu pielāgošanās videi izpaužas visos organizācijas līmeņos: bioķīmiskajā, citoloģiskajā, histoloģiskajā un anatomiskajā. 3. Fizioloģiskās adaptācijas ir organizācijas strukturālo iezīmju atspoguļojuma piemērs dotajos pastāvēšanas apstākļos. Jautājumi atkārtošanai un uzdevumi 1. Sniedziet piemērus organismu pielāgošanās spējai eksistences apstākļiem. 40

41 2. Kāpēc dažām dzīvnieku sugām ir spilgta atmaskojoša krāsa? 3. Kāda ir mīmikas fenomena būtība? 4. Kā tiek uzturēts atdarinātāju sugu mazais daudzums? 5. Vai dabiskās atlases darbība attiecas arī uz dzīvnieku uzvedību? Sniedziet piemērus. Izmantojot virsrakstu "Terminoloģija" un "Kopsavilkums" leksiku, tulkojiet angļu valodā sadaļas "Atsauces punkti" rindkopas. Rīsi Asarim līdzīgas sugas tēviņš dēj olas mutē 41

• ZÁKLADNÉ ÚDAJE oblasť podnikania výroba organokremičitých prípravkov Evolūcijas doktrīna Evolūcija ir dzīvās dabas neatgriezeniska vēsturiska attīstība. Īsa bioloģijas attīstības vēsture pirmsdarvina periodā Galvenais jēdziens bioloģijā pirmsdarvinisma periodā bija kreacionisms

  MASKAVA D R O f a 2007 V. B. Zaharovs, S. G. MAMONTOV, N. I. SONIN, E. T. ZAKHAROVA BIOLOĢIJAS PROFILA LĪMEŅA KLASES MĀCĪBU GRĀMATA VISPĀRĒJĀM IZGLĪTĪBAS IESTĀDĒM Rediģēja Krievijas Dabaszinātņu akadēmijas akadēmiķis V.

  Paskaidrojuma piezīme. Pārbaudes uzdevums "Evolūcijas liecības" ir paredzēts, lai nostiprinātu nodarbībā esošo materiālu

Mācību grāmata iepazīstina skolēnus ar svarīgākajiem dzīvās pasaules likumiem. Tas sniedz priekšstatu par organiskās pasaules evolūciju, organisma un vides attiecībām.
Mācību grāmata adresēta izglītības iestāžu 11. klašu skolēniem.

Tiek prezentēts materiāls par dzīvības izcelsmi uz Zemes, šūnas uzbūvi, organismu vairošanos un individuālo attīstību, iedzimtības un mainīguma pamatiem. Atbilstoši zinātnes sasniegumiem tiek aplūkota organiskās pasaules evolucionārās attīstības doktrīna un sniegts materiāls par ekoloģijas pamatiem. Saistībā ar mūsdienu selekcijas metožu, biotehnoloģiju un vides aizsardzības pieaugošo nozīmi šo jautājumu izklāsts ir paplašināts. Sniegts faktiskais materiāls par antropogēnā vides piesārņojuma sekām. Atbilst pašreizējam federālajam jaunās paaudzes vidējās profesionālās izglītības standartam.
Izglītības iestāžu audzēkņiem, kuri īsteno vidējās profesionālās izglītības programmas.

Lejupielādējiet un lasiet Vispārīgās bioloģijas mācību grāmatu, Mamontovs S.G., Zaharovs V.B., 2015

Rokasgrāmatā ir atbildes uz jautājumiem uz V. B. Zaharova, S. G. Mamontova, N. I. Soņina mācību grāmatas “Vispārējā bioloģija. 11. klase".

Rokasgrāmata ir adresēta 11. klases skolēniem, kuri šajā mācību grāmatā apgūst vispārējās bioloģijas kursu.

Lejupielādējiet un izlasiet GDZ bioloģijā 2005. gada 11. klasei līdz “Mācību grāmata. Vispārējā bioloģija. 11. klase, Zaharovs V.B., Mamontovs S.G., Sonins N.I.

Rokasgrāmatā ir atbildes uz jautājumiem uz V.B. mācību grāmatas rindkopām. Zaharova, S.G. Mamontova, N.I. Sonins Vispārējā bioloģija. 10. klase".
Rokasgrāmata atvieglos mājasdarbu pildīšanu un mācību materiāla atkārtošanu, gatavojoties eksāmeniem, un piespiedu stundu kavējumu gadījumā palīdzēs patstāvīgi izprast mācību materiālu.

Lejupielādējiet un izlasiet GDZ bioloģijā, 10. klase, Zakharov V.B., Zakharova E.T., Petrov D.Yu., 2005, uz bioloģijas mācību grāmatu 10. klasei, Zakharov V.B., Mamontov S.G., Sonin N.I.

Dzīvi pārstāv neparasti daudzveidīgas formas, daudzi dzīvo organismu veidi. No Dzīvo organismu daudzveidības kursa jūs atceraties, ka pašlaik ir zināms, ka mūsu planēta apdzīvo apmēram 350 000 augu sugu un aptuveni 2 miljonus dzīvnieku sugu. Un tas neskaita sēnītes un baktērijas! Turklāt zinātnieki nemitīgi apraksta jaunas sugas – gan tādas, kas pastāv mūsdienās, gan ir izmirušas pagātnes ģeoloģiskajos laikmetos. Atklāt un izskaidrot dzīvo organismu daudzveidības kopīgās īpašības un cēloņus ir vispārējās bioloģijas uzdevums un šīs mācību grāmatas mērķis. Nozīmīgu vietu vispārējās bioloģijas aplūkoto problēmu vidū ieņem jautājumi par dzīvības izcelsmi uz Zemes un tās attīstības likumiem, kā arī dažādu dzīvo organismu grupu savstarpējo saistību un to mijiedarbību ar vidi.

Lejupielādējiet un lasiet Bioloģija, 9. klase, Vispārējie modeļi, Mamontovs S.G., Zakharovs V.B., Agafonova I.B., Sonin N.I.

Rokasgrāmatā ir atbildes uz jautājumiem uz V. B. Zaharova, S. G. Mamontova, N. I. Soņina mācību grāmatas “Vispārējā bioloģija. 10. klase".
Rokasgrāmata atvieglos mājasdarbu pildīšanu un mācību materiāla atkārtošanu, gatavojoties eksāmeniem, un piespiedu stundu kavējumu gadījumā palīdzēs patstāvīgi izprast mācību materiālu.
Rokasgrāmata ir adresēta 10. klases skolēniem, kuri šajā mācību grāmatā apgūst vispārējās bioloģijas kursu.

Lejupielādējiet un izlasiet GDZ bioloģijā, 10. klase, Zakharov V.B., Petrovs D.Yu., 2005, uz bioloģijas mācību grāmatu 10. klasei, Zakharov V.B., Sonin N.I., Mamontov S.G.

Darba burtnīca ir papildinājums V. B. Zaharova, S.G. Mamontova, N. I. Sonina, E. T. Zaharova “Bioloģija. Vispārējā bioloģija. Profila līmenis, 10. klase” un „Bioloģija, vispārējā bioloģija. profila līmenis. 11. klase".

Darba burtnīca ļaus labāk asimilēt, sistematizēt un nostiprināt zināšanas, kas iegūtas, apgūstot mācību grāmatas materiālu.

Piezīmju grāmatiņas beigās ir "Apmācību uzdevumi", kas sastādīti formā un ņemot vērā eksāmena prasības, kas palīdzēs studentiem labāk izprast kursa saturu.

Iegādājieties papīra vai e-grāmatu un lejupielādējiet un lasiet Bioloģija, Vispārējā bioloģija, Profila līmenis, 11. klase, Zakharov V.B., Mamontov S.G., Sonin N.I., 2010

Tiek rādīta 1. lapa no 2

Materiāls par dzīvības izcelsmi uz Zemes, šūnu uzbūvi, organismu vairošanos un individuālo attīstību, iedzimtības un mainīguma pamatiem. Saskaņā ar zinātnes sasniegumiem tiek aplūkota organiskās pasaules evolucionārās attīstības doktrīna, materiāls ir. prezentēts par ekoloģijas pamatiem Saistībā ar mūsdienu selekcijas metožu, biotehnoloģijas un vides aizsardzības pieaugošo nozīmi šo jautājumu izklāsts ir paplašināts. Sniegts faktiskais materiāls par antropogēnā vides piesārņojuma sekām Atbilst spēkā esošajam federālajam štata jaunās paaudzes vidējās profesionālās izglītības standartam Izglītības iestāžu audzēkņiem, kuri īsteno vidējās profesionālās izglītības programmas.

VISPĀRĒJĀ BIOLOĢIJA.

nodaļa. DZĪVES IZCELSMES UN SĀKOTNĒJIE ATTĪSTĪBAS POSMI UZ ZEMES

II sadaļa. MĀCĪBA PAR ŠŪNU

III sadaļa.ORGANISMU REPRODUKCIJA UN INDIVIDUĀLĀ ATTĪSTĪBA

IV sadaļa. ĢENĒTIKAS PAMATI UN ATLASES

V sadaļa. ORGĀNISKĀS PASAULES EVOLŪCIJAS DOKTRĪNA

V sadaļa. ORGANISMA UN VIDES ATTIECĪBAS. EKOLOĢIJAS PAMATI

Grāmatas un mācību grāmatas par disciplīnu Mācību grāmatas:

1. Koļesņikovs S.I. Vispārējā bioloģija: mācību grāmata / S.I. Koļesņikovs. - 5. izd., dzēsts. - M.: KNORUS, 2015. gads. - 288 lpp. - (Vidējā profesionālā izglītība) - 2015.g
2. Mamontovs S.G. Vispārīgās bioloģijas mācību grāmata /S. G. Mamontovs, V. B. Zaharovs - 11. augšā, dzēsts. - M.: KNORUS.2015. - 328 lpp. - (Vidējā profesionālā izglītība). - 2015. gads
3. Yakubchik, T.N. Klīniskā gastroenteroloģija: rokasgrāmata medicīnas, pediatrijas, medicīnas un psiholoģisko fakultāšu studentiem, praktikantiem, klīniskajiem rezidentiem, gastroenterologiem un terapeitiem / T.N. Jakubčiks. - 3. izdevums, pievienot. un pārstrādāts. - Grodņa: GrGMU, 2014. - 324 lpp. - 2014. gads
4. Ovsjaņņikovs V.G. Vispārējā patoloģija: patoloģiskā fizioloģija: mācību grāmata / V.G. Ovsjaņņikovs; Krievijas Veselības ministrijas GBOU VPO RostGMU. - 4. izd. - Rostova n / D .: Rostovas Valsts medicīnas universitātes izdevniecība, 2014 - I daļa. Vispārējā patofizioloģija - 2014
5. Autoru kolektīvs. Jaunu tehnoloģiju ieviešana medicīnas organizācijās. Ārvalstu pieredze un Krievijas prakse.2013 - 2013.g
6. Autoru kolektīvs. MODERNI ĶIRURGU ROKU APSTRĀDES VEIDI UN DARBĪBAS LAUKS / D. V. Balatsky, N. B. Davtanyan - Barnaul: izdevniecība "Concept" 2012 - 2012
7. Mamyrbaev A.A. Arodmedicīnas pamati: mācību rokasgrāmata. 2010 - 2010
8. Ivanovs D.D. Lekcijas par nefroloģiju. Diabēta nieru slimība. hipertensīvā nefropātija. Hroniska nieru mazspēja. - Doņecka: Izdevējs Zaslavsky A.Yu., 2010. - 200 s. - 2010. gads
9. Baranovs V.S. Ģenētiskā pase - individuālās un paredzamās medicīnas pamats / Red. V. S. Baranova. - Sanktpēterburga: Izdevniecība N-L, 2009. - 528 lpp.: ill. - 2009. gads
10. Nazarenko G.V. Medicīniska rakstura piespiedu līdzekļi: mācību grāmata, rokasgrāmata / G.V. Nazarenko. - M.: Flinta: MPSI, 2008. - 144 lpp. - 2008. gads
11. Mazurkevičs G.S., Bagņenko S.F.
12. Šmits I.R. Lietišķās kinezioloģijas pamati. Lekcijas vispārīgās un tematiskās pilnveides ciklu klausītājiem. Novokuzņecka - 2004 - 2004

Pašreizējā lapa: 1 (kopā grāmatā ir 18 lappuses) [pieejams lasīšanas fragments: 12 lpp.]

Fonts:

100% +

V. B. Zaharovs, S. G. Mamontovs, N. I. Sonins, E. T. Zaharova
Bioloģija. Vispārējā bioloģija. profila līmenis. 10. klase

Priekšvārds

Mūsu laiku raksturo arvien pieaugoša cilvēku savstarpējā atkarība. Cilvēka dzīvība, viņa veselība, darba un dzīves apstākļi gandrīz pilnībā ir atkarīgi no tik daudzu cilvēku pieņemto lēmumu pareizības. Savukārt indivīda darbība ietekmē arī daudzu likteņus. Tāpēc ir ļoti svarīgi, lai dzīves zinātne kļūtu par katra cilvēka pasaules uzskatu neatņemamu sastāvdaļu neatkarīgi no viņa specialitātes. Būvinženierim, procesu inženierim, meliorācijas inženierim bioloģijas zināšanas ir vajadzīgas tāpat kā ārstam vai agronomam, jo ​​tikai šajā gadījumā viņi attēlos savas ražošanas darbības sekas dabai un cilvēkam. Bioloģiskās zināšanas ir nepieciešamas arī humanitāro zinātņu pārstāvjiem kā nozīmīga universālā kultūras mantojuma sastāvdaļa. Patiešām, gadsimtiem ilgi strīdi starp filozofiem un teologiem, zinātniekiem un šarlatāniem apdziedāja zināšanas par savvaļas dzīvniekiem. Priekšstati par dzīves būtību kalpoja par pamatu daudzām pasaules uzskatu koncepcijām.

Šīs grāmatas autoru mērķis ir sniegt priekšstatu par dzīvās matērijas uzbūvi, tās vispārīgākajiem likumiem, iepazīstināt ar dzīvības daudzveidību un tās attīstības vēsturi uz Zemes. Īpaša uzmanība tiek pievērsta organismu savstarpējo attiecību un ekoloģisko sistēmu ilgtspējas nosacījumu analīzei. Liela vieta vairākās sadaļās atvēlēta vispārīgo bioloģisko likumu izklāstam kā visgrūtāk saprotamajam. Citās sadaļās sniegta tikai pati nepieciešamākā informācija un jēdzieni.

Ir plašs tēmu loks, ko jūs iepazīsiet, lasot šo grāmatu. Tomēr ne visus no tiem varēja pietiekami detalizēti apskatīt. Tas nav nejauši – dzīves sarežģītība un daudzveidība ir tik liela, ka mēs tikai sākam izprast dažas tās parādības, bet citas vēl tikai gaida izpēti. Šī grāmata skar tikai būtiskos dzīvo sistēmu organizācijas, to funkcionēšanas un attīstības jautājumus. Detalizētākai iepazīšanai ar atsevišķiem bioloģijas jautājumiem mācību grāmatas beigās ir dots papildu literatūras saraksts.

Mācību materiāls grāmatā sastāv no sadaļām, tajā skaitā nodaļām; lielākajā daļā nodaļu parasti ir vairākas rindkopas, kas attiecas uz noteiktām konkrētām tēmām. Kopsavilkums angļu valodā ir sniegts rindkopas beigās. Kā papildu izglītojošs materiāls rokasgrāmatas tekstā ir iekļautas nelielas bilingvālās vārdnīcas, kas ļauj apgūt bioloģisko terminoloģiju krievu un angļu valodā un atkārtot aplūkoto materiālu. Sadaļas "Atsauces punkti" un "Jautājumi pārskatīšanai" ļaus vēlreiz pievērst uzmanību aplūkotā materiāla svarīgākajiem noteikumiem. Izmantojot vārdnīcas vārdu krājumu un kopsavilkumu, jūs varat viegli pārtulkot atsauces punktu tekstu angļu valodā. Sadaļā "Jautājumi diskusijai" ir divi vai trīs jautājumi, uz kuru atbildēm atsevišķos gadījumos nepieciešams piesaistīt papildu literatūru. Tos var izmantot fakultatīvai vai padziļinātai tēmas izpētei. Tam pašam mērķim katras nodaļas beigās ir norādītas pētāmā mācību materiāla “Problēmas” un “Lietišķie aspekti”.

Katra nodaļa beidzas ar galveno iegaumēšanai nepieciešamo nosacījumu uzskaitījumu, kā arī uzdevumiem patstāvīgam darbam, pamatojoties uz iegūtajām zināšanām.

Autori izsaka pateicību M. T. Grigorjevai par angļu teksta sagatavošanu, kā arī Yu.

Krievijas Dabaszinātņu akadēmijas akadēmiķis, profesors V. B. Zaharovs

Ievads

Bioloģija ir dzīvības zinātne. Tās nosaukums cēlies no divu grieķu vārdu kombinācijas: bios (dzīve) un logos (vārds, mācība). Bioloģija pēta visu dzīvo organismu uzbūvi, dzīves izpausmes, dzīvotnes: baktērijas, sēnītes, augi, dzīvnieki, cilvēki.

Dzīvību uz Zemes pārstāv ārkārtīgi daudzveidīgas formas, daudzu veidu dzīvās būtnes. Šobrīd jau ir zināmi aptuveni 600 tūkstoši augu sugu, vairāk nekā 2,5 miljoni dzīvnieku sugu, liels skaits sēņu un prokariotu sugu, kas apdzīvo mūsu planētu. Zinātnieki nepārtraukti atklāj un apraksta jaunas sugas, kas pastāv gan mūsdienu apstākļos, gan ir izmirušas pagātnes ģeoloģiskajos laikmetos.

Dzīvo organismu vispārējo īpašību atklāšana un to daudzveidības iemeslu skaidrošana, struktūras un vides apstākļu sakarību noteikšana ir viens no galvenajiem bioloģijas uzdevumiem. Nozīmīgu vietu šajā zinātnē ieņem jautājumi par dzīvības izcelsmi un attīstības likumiem uz Zemes - evolūcijas doktrīna. Šo likumu izpratne ir zinātniskā pasaules skatījuma pamatā un nepieciešama praktisku problēmu risināšanai.

Bioloģija ir sadalīta atsevišķās zinātnēs atbilstoši mācību priekšmetam.

Tādējādi mikrobioloģija pēta baktēriju pasauli; botānika pēta augu valsts pārstāvju uzbūvi un dzīvi; zooloģija - dzīvnieku valstība utt. Vienlaikus attīstās bioloģijas jomas, kas pēta dzīvo organismu vispārējās īpašības: ģenētika - pazīmju pārmantošanas modeļi, bioķīmija - organisko molekulu transformācijas veidi, ekoloģija - populāciju attiecības ar vide. Fizioloģija pēta dzīvo organismu funkcijas.

Atbilstoši dzīvās vielas organizācijas līmenim tādas zinātnes disciplīnas kā molekulārā bioloģija, citoloģija - šūnu izpēte, histoloģija - audu izpēte utt.

Bioloģija izmanto dažādas metodes. Viens no svarīgākajiem ir vēsturiskais, kas kalpo par pamatu iegūto faktu izpratnei. Tradicionālā metode ir aprakstošā metode; plaši tiek izmantotas instrumentālās metodes: mikroskopija (gaismas optiskā un elektroniskā), elektrogrāfija, radars u.c.

Visdažādākajās bioloģijas jomās pieaug to robeždisciplīnu nozīme, kas saista bioloģiju ar citām zinātnēm - fiziku, ķīmiju, matemātiku, kibernētiku u.c.. Tā radās biofizika, bioķīmija, bionika.

Dzīvības rašanos un dzīvo organismu funkcionēšanu nosaka dabas likumi. Šo likumu zināšanas ļauj ne tikai izveidot precīzu pasaules priekšstatu, bet arī izmantot tos praktiskiem mērķiem.

Jaunākie sasniegumi bioloģijā ir noveduši pie fundamentāli jaunu zinātnes virzienu rašanās, kas kļuvuši par patstāvīgām sekcijām bioloģisko disciplīnu kompleksā. Tādējādi iedzimtības struktūrvienību (gēnu) molekulārās struktūras atklāšana kalpoja par pamatu gēnu inženierijas radīšanai. Ar tās metožu palīdzību tiek radīti organismi ar jaunām, arī dabā nesastopamām, iedzimtu pazīmju un īpašību kombinācijām. Mūsdienu bioloģijas sasniegumu praktiskā pielietošana jau šobrīd ļauj iegūt rūpnieciski nozīmīgu bioloģiski aktīvo vielu daudzumu.

Pamatojoties uz organismu savstarpējo attiecību izpēti, ir izveidotas bioloģiskās metodes lauksaimniecības kultūru kaitēkļu apkarošanai. Daudzi dzīvo organismu pielāgojumi ir bijuši paraugi efektīvu mākslīgo struktūru un mehānismu projektēšanai. Tajā pašā laikā bioloģijas likumu nezināšana vai nezināšana noved pie nopietnām sekām gan dabai, gan cilvēkam. Ir pienācis laiks, kad apkārtējās pasaules drošība ir atkarīga no katra no mums uzvedības. Pareizi regulēt automašīnas dzinēju, nepieļaut toksisko atkritumu novadīšanu upē, nodrošināt apvedceļus zivīm hidroelektrostacijas projektā, pretoties vēlmei savākt savvaļas ziedu pušķi - tas viss saudzējam vidi, mūsu dzīves vidi.

Dzīvās dabas izņēmuma spēja atjaunoties ir radījusi ilūziju par tās neievainojamību pret cilvēka postošo ietekmi, tās resursu neierobežotību. Tagad mēs zinām, ka tas tā nav. Tāpēc visa cilvēka saimnieciskā darbība tagad būtu jāveido, ņemot vērā biosfēras organizācijas principus.

Bioloģijas nozīme cilvēkiem ir milzīga. Vispārīgie bioloģiskie likumi tiek izmantoti dažādu jautājumu risināšanā daudzās tautsaimniecības nozarēs. Pateicoties iedzimtības un mainīguma likumu zināšanām, lauksaimniecībā gūti lieli panākumi jaunu augsti produktīvu mājdzīvnieku šķirņu un kultivēto augu šķirņu izveidē. Zinātnieki ir izaudzējuši simtiem graudaugu, pākšaugu, eļļas augu un citu kultūru šķirņu, kas atšķiras no saviem priekšgājējiem ar augstu produktivitāti un citām noderīgām īpašībām. Pamatojoties uz šīm zināšanām, tiek veikta mikroorganismu atlase, kas ražo antibiotikas.

Liela nozīme bioloģijā tiek piešķirta tādu problēmu risināšanai, kas saistītas ar proteīnu biosintēzes smalko mehānismu, fotosintēzes noslēpumu noskaidrošanu, kas pavērs ceļu organisko barības vielu sintēzei ārpus augu un dzīvnieku organismiem. Turklāt dzīvo būtņu organizācijas principu (bionikas) izmantošana rūpniecībā (celtniecībā, jaunu mašīnu un mehānismu izveidē) šobrīd nes un dos ievērojamu ekonomisko efektu.

Nākotnē bioloģijas praktiskā nozīme pieaugs vēl vairāk. Tas ir saistīts ar straujo pasaules iedzīvotāju skaita pieaugumu, kā arī arvien pieaugošo pilsētu iedzīvotāju skaitu, kas nav tieši iesaistīti lauksaimnieciskajā ražošanā. Šādā situācijā pamats pārtikas resursu apjoma palielināšanai var būt tikai lauksaimniecības intensifikācija. Būtiska loma šajā procesā būs jaunu augsti produktīvu mikroorganismu, augu un dzīvnieku formu audzēšanai, kā arī racionālai, zinātniski pamatotai dabas resursu izmantošanai.

1. sadaļa. Dzīvības izcelsme un attīstības sākumposmi uz Zemes

Cilvēks vienmēr ir centies iepazīt apkārtējo pasauli un noteikt vietu, kuru viņš tajā ieņem. Kā radās mūsdienu dzīvnieki un augi? Kas noveda pie viņu pārsteidzošās daudzveidības? Kādi ir tālo laiku faunas un floras izzušanas iemesli? Kādi ir turpmākie dzīvības attīstības veidi uz Zemes? Šeit ir tikai daži jautājumi no milzīgā daudzuma noslēpumu, kuru risinājums vienmēr ir satraucis cilvēci. Viens no tiem ir pats dzīves sākums. Jautājums par dzīvības izcelsmi visos laikos, visā cilvēces vēsturē, bija ne tikai kognitīvi interesants, bet arī ļoti svarīgs cilvēku pasaules uzskata veidošanā.

1. nodaļa. Dzīvās pasaules daudzveidība. Dzīvās vielas pamatīpašības

Pilna, pilna ar brīnumiem varena daba.

A. S. Puškins

Pirmās dzīvās būtnes uz mūsu planētas parādījās apmēram pirms 3 miljardiem gadu. No šīm agrīnajām formām radās neskaitāmas dzīvo organismu sugas, kuras, parādījušās, uzplauka vairāk vai mazāk ilgu laiku un pēc tam izmira. No jau pastāvošām formām radās arī mūsdienu organismi, veidojot četras savvaļas karaļvalstis: vairāk nekā 2,5 miljonus dzīvnieku sugu, 600 tūkstošus augu sugu, ievērojamu skaitu dažādu sēņu, kā arī daudzus prokariotiskus organismus.

Dzīvo būtņu pasauli, tajā skaitā cilvēku, pārstāv dažādas strukturālās organizācijas un dažādu pakārtotības jeb konsekvences līmeņu bioloģiskās sistēmas. Ir zināms, ka visi dzīvie organismi sastāv no šūnām. Šūna, piemēram, var būt gan atsevišķs organisms, gan daļa no daudzšūnu auga vai dzīvnieka. Tas var būt diezgan vienkārši sakārtots, piemēram, baktēriju, vai daudz sarežģītāks, piemēram, vienšūnu dzīvnieku - vienšūņu - šūnas. Gan baktēriju šūna, gan vienšūņa šūna ir vesels organisms, kas spēj veikt visas dzīvības nodrošināšanai nepieciešamās funkcijas. Bet šūnas, kas veido daudzšūnu organismu, ir specializētas, tas ir, tās var veikt tikai vienu funkciju un nespēj patstāvīgi pastāvēt ārpus ķermeņa. Daudzšūnu organismos daudzu šūnu savstarpējā saistība un savstarpējā atkarība noved pie jaunas kvalitātes radīšanas, kas nav līdzvērtīga to vienkāršajai summai. Ķermeņa elementi – šūnas, audi un orgāni – kopumā vēl nepārstāv holistisku organismu. Tikai to kombinācija vēsturiski evolūcijas procesā iedibinātajā kārtībā, to mijiedarbība veido vienotu organismu, kuram piemīt noteiktas īpašības.

1.1. Dzīvās vielas organizācijas līmeņi

Savvaļas dzīvnieki ir sarežģīti organizēta hierarhiska sistēma (1.1. att.). Biologi, pamatojoties uz dzīvo būtņu īpašību izpausmes pazīmēm, izšķir vairākus dzīvās vielas organizācijas līmeņus.

1. Molekulārais

Jebkura dzīvā sistēma neatkarīgi no tā, cik sarežģīta tā būtu sakārtota, darbojas bioloģisko makromolekulu mijiedarbības līmenī: nukleīnskābju, olbaltumvielu, polisaharīdu un citu svarīgu organisko vielu. No šī līmeņa sākas svarīgākie organisma vitālās darbības procesi: vielmaiņa un enerģijas pārvēršana, iedzimtības informācijas nodošana u.c.

2. Šūnu

Šūna ir strukturāla un funkcionāla vienība, kā arī visu uz Zemes dzīvojošo dzīvo organismu vairošanās un attīstības vienība. Nav ne-šūnu dzīvības formu, un vīrusu esamība tikai apstiprina šo noteikumu, jo tie var parādīt dzīvo sistēmu īpašības tikai šūnās.

Rīsi. 1.1. Dzīvās vielas organizācijas līmeņi (pēc atsevišķa organisma piemēra). Ķermenis, tāpat kā visa dzīvā daba, ir veidots pēc hierarhijas principa.

3. Audums

Audi ir līdzīgu šūnu un starpšūnu vielu kopums, ko vieno kopīgas funkcijas veikšana.

4. Ērģeles

Lielākajā daļā dzīvnieku orgāns ir vairāku veidu audu strukturāla un funkcionāla kombinācija. Piemēram, cilvēka āda kā orgāns ietver epitēliju un saistaudi, kas kopā veic vairākas funkcijas. Starp tiem vissvarīgākā ir aizsardzība.

5. Organisms

Organisms ir neatņemama vienšūnu vai daudzšūnu dzīva sistēma, kas spēj pastāvēt neatkarīgi. Daudzšūnu organismu veido audu un orgānu kombinācija, kas specializējas dažādu funkciju veikšanā.

6. Populācija-sugas

Vienas sugas organismu kopums, ko vieno kopīgs biotops, veido populāciju kā supraorganismu sakārtotības sistēmu. Šajā sistēmā tiek veiktas vienkāršākās, elementārās evolūcijas transformācijas.

7. Bioģeocenotisks

Biogeocenoze ir dažādu sugu un dažādas sarežģītības organizācijas organismu kopums ar visiem to specifiskās dzīvotnes faktoriem - atmosfēras, hidrosfēras un litosfēras sastāvdaļām. Tajā ietilpst: neorganiskas un organiskas vielas, autotrofi un heterotrofi organismi. Galvenās biogeocenozes funkcijas ir enerģijas uzkrāšana un pārdale.

8. Biosfērisks

Biosfēra ir augstākais dzīves organizācijas līmenis uz mūsu planētas. Tas atšķir dzīvā matērija- visu dzīvo organismu kopums, nedzīvs, vai inerts, viela un biomateriāls. Pēc provizoriskām aplēsēm dzīvās vielas biomasa ir aptuveni 2,5 × 10 12 tonnas, turklāt uz sauszemes dzīvojošo organismu biomasu 99,2% veido zaļie augi. Biosfēras līmenī notiek vielu cirkulācija un enerģijas pārveide, kas saistīta ar visu uz Zemes dzīvojošo dzīvo organismu vitālo darbību.

Katrs dzīvs organisms pārstāv daudzlīmeņu sistēmu ar atšķirīgu sarežģītības un koordinācijas ātrumu. Visas dzīvībai svarīgās aktivitātes pazīmes – vielmaiņa, enerģijas transformācija un ģenētiskās informācijas pārnese – sākas ar makromolekulu mijiedarbību. Taču tikai šūnu, kurā molekulu mijiedarbības procesi ir telpiskā kārtībā, var uzskatīt par strukturālu un funkcionēt kā dzīvo organismu vienību. Daudzšūnu ķermeņos daudzu šūnu koordinēta darbība ļauj veidoties kvalitatīvi jauniem veidojumiem – audi un orgāni, kas specializēti noteiktām organisma funkcijām.

Enkura punkti

1. Organiskās molekulas veido lielāko daļu šūnas sausnas.

2. Nukleīnskābes nodrošina iedzimtas informācijas uzglabāšanu un pārraidi visās šūnās.

3. Vielmaiņas procesu centrā ir organisko molekulu savstarpējā mijiedarbība.

4. Šūna ir dzīvo organismu organizācijas mazākā strukturālā un funkcionālā vienība.

5. Audu un orgānu rašanās daudzšūnu dzīvniekiem un augiem iezīmēja ķermeņa daļu specializāciju atbilstoši to funkcijām.

6. Orgānu integrācija sistēmās ir izraisījusi vēl lielāku ķermeņa funkciju nostiprināšanos.

Pārskatiet jautājumus un uzdevumus

1. Kas ir organiskās molekulas un kāda ir to nozīme vielmaiņas procesu nodrošināšanā dzīvos organismos?

2. Kādas ir būtiskas atšķirības starp dažādām dabas valstībām piederošo dzīvo organismu šūnām?

3. Kāda ir dzīvās vielas pētīšanas citoloģisko, histoloģisko un anatomisko metožu būtība?

4. Ko sauc par biogeocenozi?

5. Kā var raksturot Zemes biosfēru?

6. Kādi vielmaiņas procesi notiek biosfēras līmenī? Kāda ir to būtiskā nozīme dzīvajiem organismiem, kas dzīvo uz mūsu planētas?

Izmantojot virsrakstu "Terminoloģija" un "Kopsavilkums" leksiku, tulkojiet angļu valodā sadaļas "Atsauces punkti" rindkopas.

Terminoloģija

Katram terminam, kas norādīts kreisajā kolonnā, atlasiet atbilstošo definīciju, kas norādīta labajā kolonnā krievu un angļu valodā.

Atlasiet pareizo definīciju katram terminam kreisajā kolonnā no angļu un krievu valodas variantiem, kas norādīti labajā kolonnā.

Jautājumi diskusijai

Kā, jūsuprāt, ir jānošķir dažādi dzīvās matērijas organizācijas līmeņi?

Norādiet kritērijus dažādu dzīvās vielas organizācijas līmeņu nošķiršanai.

Kāda ir dzīvo būtņu pamatīpašību būtība dažādos organizācijas līmeņos?

Kā bioloģiskās sistēmas atšķiras no nedzīviem objektiem?

1.2. Dzīvu sistēmu kritēriji

Ļaujiet mums sīkāk apsvērt kritērijus, kas atšķir dzīvās sistēmas no nedzīvas dabas objektiem, un galvenās dzīvības procesu īpašības, kas atšķir dzīvo vielu īpašā matērijas eksistences formā.

Ķīmiskā sastāva iezīmes. Dzīvo organismu sastāvā ir tie paši ķīmiskie elementi kā nedzīvās dabas objektos. Tomēr dažādu elementu attiecība dzīvajā un nedzīvajā nav vienāda. Nedzīvās dabas elementāro sastāvu kopā ar skābekli galvenokārt pārstāv silīcijs, dzelzs, magnijs, alumīnijs uc Dzīvos organismos 98% ķīmiskā sastāva krīt uz četriem elementiem - oglekli, skābekli, slāpekli un ūdeņradi. Taču dzīvos ķermeņos šie elementi piedalās sarežģītu organisko molekulu veidošanā, kuru izplatība nedzīvajā dabā ir principiāli atšķirīga gan kvantitātē, gan pēc būtības. Lielākā daļa organisko molekulu vidē ir organismu atkritumi.

Dzīvā viela satur vairākas galvenās organisko molekulu grupas, kurām ir raksturīgas noteiktas specifiskas funkcijas un kuras lielākoties ir neregulāri polimēri. Pirmkārt, tās ir nukleīnskābes - DNS un RNS, kuru īpašības nodrošina iedzimtības un mainīguma parādības, kā arī pašvairošanos. Otrkārt, tie ir olbaltumvielas - galvenie strukturālie komponenti un bioloģiskie katalizatori. Treškārt, ogļhidrāti un tauki ir bioloģisko membrānu un šūnu sieniņu strukturālās sastāvdaļas, galvenie enerģijas avoti, kas nepieciešami dzīvībai svarīgu procesu nodrošināšanai. Un visbeidzot milzīga dažādu tā saukto "mazo molekulu" grupa, kas piedalās daudzos un dažādos vielmaiņas procesos dzīvos organismos.

Vielmaiņa. Visi dzīvie organismi spēj apmainīties ar vielām ar vidi, uzsūkt no tās uzturā nepieciešamās vielas un izdalīt atkritumus.

Nedzīvajā dabā notiek arī vielu apmaiņa, tomēr vielu nebioloģiskajā ciklā tās galvenokārt vienkārši tiek pārvietotas no vienas vietas uz otru vai mainās to agregācijas stāvoklis: piemēram, tiek izskalota augsne, ūdens griežas. tvaikā vai ledū.

Atšķirībā no vielmaiņas procesiem nedzīvajā dabā, dzīvajos organismos tiem ir kvalitatīvi atšķirīgs līmenis. Organisko vielu apritē nozīmīgākie ir vielu transformācijas procesi - sintēzes un sabrukšanas procesi.

Dzīvie organismi absorbē dažādas vielas no vides. Vairāku sarežģītu ķīmisku pārvērtību rezultātā vielas no vides tiek pārkārtotas konkrētam dzīvam organismam raksturīgās vielās. Šos procesus sauc asimilācija vai plastmasas apmaiņa.

Rīsi. 1.2. Metabolisms un enerģijas pārveide ķermeņa līmenī

Otra vielmaiņas puse – procesi disimilācija, kā rezultātā sarežģītie organiskie savienojumi sadalās vienkāršos, savukārt zūd to līdzība ar organisma vielām un atbrīvojas biosintēzes reakcijām nepieciešamā enerģija. Tāpēc tiek saukta par disimilāciju enerģijas apmaiņa(1.2. att.).

Metabolisms nodrošina homeostāze organisms, t.i., visu ķermeņa daļu ķīmiskā sastāva un struktūras nemainīgums un rezultātā to funkcionēšanas noturība nepārtraukti mainīgos vides apstākļos.

Vienots strukturālās organizācijas princips. Visiem dzīviem organismiem, neatkarīgi no tā, kurai sistemātiskajai grupai tie pieder, ir šūnu struktūra.Šūna, kā jau minēts iepriekš, ir vienota strukturāla un funkcionāla vienība, kā arī attīstības vienība visiem Zemes iedzīvotājiem.

Pavairošana. Organiskā līmenī pašvarošanās vai vairošanās izpaužas kā indivīdu aseksuāla vai seksuāla vairošanās. Dzīviem organismiem vairojoties, pēcnācēji parasti atgādina savus vecākus: kaķi vairo kaķēnus, suņi vairo kucēnus. No papeļu sēklām atkal izaug papele. Vienšūnas organisma – amēbas – dalīšanās noved pie divu amēbu veidošanās, kas ir pilnīgi līdzīgas mātes šūnai.

Tādējādi pavairošana – Tā ir organismu īpašība vairoties pašiem sava veida.

Pateicoties reprodukcijai, ne tikai veseli organismi, bet arī šūnas, šūnu organoīdi (mitohondriji, plastidi u.c.) pēc dalīšanās ir līdzīgi saviem priekšgājējiem. No vienas DNS molekulas, to dubultojot, veidojas divas meitas molekulas, pilnībā atkārtojot sākotnējo.

Pašreprodukcijas pamatā ir matricas sintēzes reakcijas, t.i., jaunu molekulu un struktūru veidošanās, pamatojoties uz informāciju, kas ietverta DNS nukleotīdu secībā. Līdz ar to pašvairošanās ir viena no galvenajām dzīvo īpašībām, kas cieši saistīta ar iedzimtības fenomenu.

Iedzimtība. Iedzimtība ir organismu spēja nodot savas īpašības, īpašības un attīstības iezīmes no paaudzes paaudzē. Zīme ir jebkura struktūras iezīme dažādos dzīvās vielas organizācijas līmeņos, un īpašības tiek saprastas kā funkcionālas pazīmes, kuru pamatā ir noteiktas struktūras. Iedzimtība ir saistīta ar ģenētiskās vielas īpašo organizāciju (ģenētiskais aparāts) – ģenētiskais kods. Ar ģenētisko kodu saprot tādu DNS molekulu organizāciju, kurā tajā esošā nukleotīdu secība nosaka aminoskābju secību proteīna molekulā. Iedzimtības fenomenu nodrošina DNS molekulu stabilitāte un tās ķīmiskās struktūras atveidošana (replikācija) ar augstu precizitāti. Iedzimtība nodrošina materiālo nepārtrauktību (informācijas plūsmu) starp organismiem vairākās paaudzēs.

Mainīgums.Šī īpašība it kā ir pretstats iedzimtībai, bet tajā pašā laikā tas ir cieši saistīts ar to, jo šajā gadījumā mainās iedzimtas tieksmes - gēni, kas nosaka noteiktu īpašību attīstību. Ja matricu - DNS molekulu - vairošanās vienmēr notiktu ar absolūtu precizitāti, tad organismu vairošanās laikā tiktu pārmantotas tikai tās pazīmes, kas pastāvēja iepriekš, un sugu pielāgošanās mainīgajiem vides apstākļiem nebūtu iespējama. Tāpēc mainīgums – Tā ir organismu spēja iegūt jaunas pazīmes un īpašības iedzimtā materiāla struktūras izmaiņu vai jaunu gēnu kombināciju rašanās rezultātā.

Mainīgums rada daudzveidīgu materiālu dabiskajai atlasei, t.i., īpašiem eksistences apstākļiem dabiskos apstākļos vispiemērotāko indivīdu atlasei. Un tas, savukārt, noved pie jaunu dzīvības formu, jaunu organismu veidu rašanās.

Izaugsme un attīstība. Spēja attīstīties ir matērijas universāla īpašība. Attīstība tiek saprasta kā neatgriezeniskas virzītas regulāras izmaiņas dzīvās un nedzīvās dabas objektos. Attīstības rezultātā rodas jauns objekta kvalitatīvais stāvoklis, kā rezultātā mainās tā sastāvs vai struktūra. Tiek attēlota matērijas eksistences dzīvās formas attīstība individuālā attīstība, vai ontoģenēze, un vēsturiskā attīstība, vai filoģenēze.

Ontoģenēzes laikā pakāpeniski un konsekventi izpaužas organismu individuālās īpašības. Tas ir balstīts uz pakāpenisku iedzimtības programmu ieviešanu. Attīstību pavada izaugsme. Neatkarīgi no vairošanās metodes visi meitas indivīdi, kas veidojas no vienas zigotas vai sporas, nieres vai šūnas, manto tikai ģenētisko informāciju, tas ir, spēju parādīt noteiktas pazīmes. Attīstības procesā veidojas specifiska indivīda strukturālā organizācija, un tās masas pieaugums ir saistīts ar makromolekulu, šūnu elementāro struktūru un pašu šūnu reprodukciju.

Filoģenēze jeb evolūcija ir dzīvās dabas neatgriezeniska un virzīta attīstība, ko pavada jaunu sugu veidošanās un progresējoša dzīvības komplikācija. Evolūcijas rezultāts ir dzīvo organismu daudzveidība uz Zemes.

Aizkaitināmība. Jebkurš organisms ir nesaraujami saistīts ar vidi: tas iegūst no tās barības vielas, ir pakļauts nelabvēlīgiem vides faktoriem, mijiedarbojas ar citiem organismiem utt.. Evolūcijas procesā dzīvie organismi ir attīstījuši un nostiprinājuši spēju selektīvi reaģēt uz ārējām ietekmēm. Šo īpašumu sauc aizkaitināmība. Jebkuras izmaiņas vides apstākļos, kas ieskauj organismu, ir kairinājums attiecībā pret to, un tā reakcija uz ārējiem stimuliem kalpo kā jutīguma indikators un aizkaitināmības izpausme.

Daudzšūnu dzīvnieku reakcija uz kairinājumu tiek veikta caur nervu sistēmu un tiek saukta reflekss.

Arī organismiem, kuriem nav nervu sistēmas, piemēram, vienšūņiem vai augiem, trūkst refleksu. Viņu reakcijas, kas izpaužas kā kustības vai augšanas rakstura izmaiņas, parasti sauc taksometri vai tropisms, pievienojot to apzīmējumam stimula nosaukumu. Piemēram, fototakss ir kustība pret gaismu; ķemotakss ir organisma kustība saistībā ar ķīmisko vielu koncentrāciju. Katrs taksometru veids var būt pozitīvs vai negatīvs atkarībā no tā, vai stimuls iedarbojas uz organismu pievilcīgi vai atbaidoši.

Saskaņā ar tropismiem saprot augšanas specifiku, kas raksturīga augiem. Tātad heliotropisms (no grieķu val. helios — Saule) nozīmē augu zemes daļu (stumbra, lapu) augšanu pretī Saulei, bet ģeotropisms (no grieķu val. geo — Zeme) — pazemes daļu (sakņu) augšanu. ) virzienā uz Zemes centru.

Tiek raksturoti arī augi nastia- augu organisma daļu kustības, piemēram, lapu kustība diennakts gaišajā laikā atkarībā no Saules stāvokļa debesīs, zieda vainaga atvēršanās un aizvēršanās u.c.

diskrētums. Pats vārds diskrēts cēlies no latīņu vārda discretus, kas nozīmē intermitējoša, sadalīta. Diskrētība ir matērijas universāla īpašība. Tātad no fizikas un vispārējās ķīmijas kursa ir zināms, ka katrs atoms sastāv no elementārdaļiņām, ka atomi veido molekulu. Vienkāršas molekulas ir daļa no sarežģītiem savienojumiem vai kristāliem utt.

Dzīvība uz Zemes izpaužas arī atsevišķās formās. Tas nozīmē, ka atsevišķs organisms vai cita bioloģiskā sistēma (suga, biocenoze u.c.) sastāv no atsevišķām izolētām, t.i., izolētām vai telpā ierobežotām, bet tomēr cieši saistītām un savstarpēji mijiedarbīgām daļām, kas veido strukturālu un funkcionālu vienotību . Piemēram, jebkura veida organismi ietver atsevišķus indivīdus. Augsti organizēta indivīda ķermenis veido telpiski ierobežotus orgānus, kas, savukārt, sastāv no atsevišķām šūnām. Šūnas enerģētisko aparātu pārstāv atsevišķi mitohondriji, proteīnu sintēzes aparātu - ribosomas utt., līdz pat makromolekulām, no kurām katra savu funkciju spēj pildīt tikai telpiski izolēta no citām.

Ķermeņa uzbūves diskrētums ir tās strukturālās kārtības pamatā. Tas rada tā pastāvīgās pašatjaunošanās iespēju, nomainot "nolietotos" strukturālos elementus (molekulas, fermentus, šūnu organellus, veselas šūnas), nepārtraucot veikto funkciju. Sugas diskrētums nosaka tās evolūcijas iespēju, mirstot vai izslēdzot no reprodukcijas nepielāgotus indivīdus un saglabājot indivīdus ar izdzīvošanai noderīgām iezīmēm.

Autoregulācija. Tā ir dzīvo organismu, kas dzīvo nepārtraukti mainīgos vides apstākļos, spēja saglabāt sava ķīmiskā sastāva noturību un fizioloģisko procesu norises intensitāti - homeostāze. Tajā pašā laikā jebkādu uzturvielu trūkums no vides mobilizē organisma iekšējos resursus, un pārpalikums izraisa šo vielu uzkrāšanos. Šādas reakcijas tiek veiktas dažādos veidos regulējošo sistēmu darbības dēļ - nervu, endokrīno un dažu citu. Signāls vienas vai otras regulēšanas sistēmas ieslēgšanai var būt vielas koncentrācijas vai sistēmas stāvokļa izmaiņas.

Ritms. Periodiskas izmaiņas vidē dziļi ietekmē savvaļas dzīvniekus un dzīvo organismu ritmus.

Bioloģijā ar ritmu saprot periodiskas fizioloģisko funkciju intensitātes izmaiņas un veidošanās procesus ar dažādiem svārstību periodiem (no dažām sekundēm līdz gadam un gadsimtam). Dienas miega un nomoda ritmi cilvēkiem ir labi zināmi; sezonas aktivitātes un ziemas miega ritmi dažiem zīdītājiem (zemes vāveres, eži, lāči) un daudziem citiem (1.3. att.).

Ritms ir vērsts uz organisma funkciju saskaņošanu ar vidi, tas ir, uz pielāgošanos periodiski mainīgiem eksistences apstākļiem.

Enerģijas atkarība. Dzīvie ķermeņi ir "atvērtas" sistēmas enerģijas ievadīšanai. Šis jēdziens ir aizgūts no fizikas. Ar "atvērtām" sistēmām mēs saprotam dinamiskas, t.i., sistēmas, kas nav miera stāvoklī, stabilas tikai ar nosacījumu, ka tām nepārtraukti piekļūst enerģija un matērija no ārpuses. Tādējādi dzīvie organismi pastāv tik ilgi, kamēr tie saņem vielu pārtikas veidā no vides un enerģijas. Jāņem vērā, ka dzīvos organismus, atšķirībā no nedzīvas dabas objektiem, no apkārtējās vides ierobežo čaumalas (vienšūnu organismu ārējā šūnu membrāna, daudzšūnu organismos – iekšaudi). Šīs čaulas kavē vielu apmaiņu starp organismu un ārējo vidi, samazina vielas zudumus un uztur sistēmas telpisko vienotību.

V. B. Zaharovs, S. G. Mamontovs, N. I. Sonins, E. T. Zaharova

Bioloģija. Vispārējā bioloģija. Dziļš līmenis. 11. klase

Priekšvārds

Dārgie draugi!

Turpinām 10. klasē aizsākto vispārējo bioloģijas zināšanu pamatu apguvi. Mūsu uzmanības objekti būs savvaļas dzīvnieku vēsturiskās attīstības posmi - dzīvības evolūcija uz Zemes un ekoloģisko sistēmu veidošanās un attīstība. Lai pilnībā izpētītu šos svarīgos jautājumus, jums būs nepieciešamas pagājušajā gadā iegūtās zināšanas, jo attīstības procesu pamatā ir iedzimtības un mainīguma likumi. Īpaša uzmanība mācību grāmatā ir pievērsta evolūcijas ģenētiskajiem mehānismiem, organismu attiecību analīzei un ekoloģisko sistēmu ilgtspējas nosacījumiem.

Nebūtu pārspīlēts teikt, ka pēdējo piecdesmit gadu laikā bioloģija ir attīstījusies ievērojami ātrāk nekā visas citas zinātnes. Revolūcija bioloģijā sākās 1950. gados un 1960. gadu sākumā. XX gadsimts, kad pēc ilgiem pūliņiem zinātniekiem beidzot izdevās izprast iedzimtības materiālo dabu. DNS struktūras un ģenētiskā koda atšifrēšana sākotnēji tika uztverta kā galvenā dzīves noslēpuma risinājums. Taču vēsture ir parādījusi, ka pagājušā gadsimta vidus lielie atklājumi nepavisam nesniedza galīgas atbildes uz visiem bioloģijas jautājumiem. Viņi, pēc pazīstama zinātnieka un zinātnes popularizētāja vārdiem, dzim. n. A. V. Markovs, kļuva drīzāk par maģisku "zelta atslēgu", kas atvēra noslēpumainās durvis, aiz kurām tika atklāti jauni nezināmā labirinti.

Jaunatklājumu plūsma neizžūst arī šodien. Jaunu zināšanu ir tik daudz, ka gandrīz visas darba hipotēzes, vispārinājumi, noteikumi, likumi nemitīgi ir jāpārskata un jāuzlabo. Tomēr klasiskās koncepcijas reti tiek pilnībā izmestas. Parasti mēs runājam par to piemērošanas robežu paplašināšanu un precizēšanu; tāpat, piemēram, fizikā relativitātes teorija nemaz neatcēla Ņūtona pasaules ainu, bet gan precizēja, papildināja un paplašināja.

Evolūcija ir zinātnisks fakts. Šajā ziņā biologi ir diezgan vienisprātis; turklāt tiek uzskatīts par nepieciešamu jebkādus bioloģiskus jautājumus dažādās zināšanu jomās aplūkot caur evolūcijas mācību prizmu. Tas, ka evolūcija norit spontāni, bez saprātīgu spēku kontroles dabisku iemeslu dēļ, ir vispārpieņemta, perfekti funkcionējoša hipotēze, kuras noraidīšana ir ļoti nevēlama, jo tā padarītu savvaļas dzīvniekus lielākoties neizzināmus. Detaļas, mehānismi, dzinējspēki, modeļi, evolūcijas ceļi - tas ir galvenais biologu pētījumu priekšmets mūsdienās.

Kāds ir mūsdienu zinātnieku aprindu pieņemto evolūcijas ideju kopums? Bieži to sauc par "darvinismu", taču Darvina oriģinālajai mācībai jau ir uzlikts tik daudz precizējumu, papildinājumu un pārdomu, ka šāds nosaukums tikai mulsina. Dažreiz viņi mēģina šo kopu pielīdzināt sintētiskajai evolūcijas teorijai (STE). Evolūcijas bioloģijas tālākā attīstība neatspēkoja pagātnes sasniegumus, nebija “darvinisma sabrukuma”, par ko ļoti patīk runāt žurnālistiem un rakstniekiem, kas ir tālu no bioloģijas, tomēr turpmākie atklājumi būtiski mainīja mūsu izpratni par evolūcijas procesu. Tas ir normāls zinātnes attīstības process, kā tam vajadzētu būt.

Problēmu loks, ar ko jūs saskarsities 11. klasē, ir ļoti plašs, taču ne visi no tiem ir detalizēti apskatīti mācību grāmatā. Atsevišķu bioloģijas jautājumu rūpīgākai izpētei grāmatas beigās ir sniegts papildu literatūras saraksts. Turklāt ne visas likumsakarības ir zināmas vai līdz galam izprotamas, jo dzīves sarežģītība un daudzveidība ir tik liela, ka dažas tās parādības tikai sākam izprast, bet citas vēl tikai gaida izpēti.

Strādājot ar mācību grāmatu, pastāvīgi novērtējiet savu progresu. Vai esat ar viņiem apmierināts? Ko jaunu uzzini, studējot jaunu tēmu? Kā šīs zināšanas tev var noderēt ikdienā? Ja kāds materiāls jums šķiet sarežģīts, lūdziet palīdzību skolotājam vai izmantojiet uzziņu grāmatas un interneta resursus. Apmācības beigās atradīsit ieteicamo interneta vietņu sarakstu.

Autori izsaka pateicību Krievijas Medicīnas zinātņu akadēmijas akadēmiķim profesoram V.N. Jariginam par atbalstu viņu radošajiem centieniem, Ju.P.Daškevičam un profesoram A.G.Mustafinam par vērtīgajiem komentāriem, ko viņi izteikuši šī mācību grāmatas izdevuma sagatavošanas laikā.

Krievijas Federācijas prezidenta balvas izglītības jomā laureāts, Krievijas Dabaszinātņu akadēmijas akadēmiķis, profesors V. B. Zaharovs

1. sadaļa. Organiskās pasaules evolūcijas doktrīna

Dzīvo organismu pasaulei ir vairākas kopīgas iezīmes, kas cilvēkā vienmēr ir izraisījušas izbrīna sajūtu. Pirmkārt, tā ir organismu struktūras neparastā sarežģītība, otrkārt, daudzo pazīmju acīmredzamā mērķtiecība jeb adaptīvā daba un, treškārt, dzīvības formu milzīgā daudzveidība. Šo parādību radītie jautājumi ir diezgan acīmredzami. Kā radās sarežģīti organismi? Kādu spēku ietekmē veidojās viņu adaptīvās iezīmes? Kas ir organiskās pasaules daudzveidības izcelsme un kā tā tiek uzturēta? Kādu vietu organiskajā pasaulē ieņem cilvēks un kas ir viņa senči?

Visos laikmetos cilvēce ir mēģinājusi rast atbildes uz šiem un daudziem citiem līdzīgiem jautājumiem. Pirmszinātniskās sabiedrībās skaidrojumu rezultātā radās leģendas un mīti, no kuriem daži kalpoja par pamatu dažādām reliģiskām mācībām. Zinātniskā interpretācija ir ietverta evolūcijas teorijā, kas ir šīs sadaļas priekšmets.

1. nodaļa evolūcijas doktrīna

Viss ir un nav, jo, lai gan pienāks brīdis, kad būs, tas uzreiz pārstāj būt... Tas pats ir gan jauns, gan vecs, gan miris un dzīvs, tad pārvēršas par šo, šo, mainoties, kļūst atkal tēmas.

Hēraklīts

Čārlza Darvina galvenais darbs "Sugu izcelsme", kas radikāli mainīja priekšstatu par savvaļas dzīvi, parādījās 1859. gadā. Pirms šī notikuma notika vairāk nekā divdesmit gadu darbs pie bagātīgā savāktā faktu materiāla izpētes un izpratnes. Pats Darvins un citi zinātnieki. Šajā nodaļā jūs iepazīsities ar evolūcijas ideju pamatprincipiem un J. B. Lamarka pirmo evolūcijas teoriju; uzzināt par Č.Darvina mākslīgās un dabiskās atlases teoriju, kā arī mūsdienu priekšstatiem par veidošanās mehānismiem un ātrumu.

Šobrīd ir aprakstīti vairāk nekā 600 tūkstoši augu un vismaz 2,5 miljoni dzīvnieku sugu, aptuveni 100 tūkstoši sēņu sugu un vairāk nekā 8 tūkstoši prokariotu, kā arī līdz 800 vīrusu sugām. Pamatojoties uz aprakstīto un vēl neapzināto mūsdienu dzīvo organismu sugu attiecību, zinātnieki izdara pieņēmumu, ka mūsdienu florā un faunā ir pārstāvēti aptuveni 4,5 miljoni organismu sugu. Turklāt, izmantojot paleontoloģiskos un dažus citus datus, pētnieki aprēķināja, ka visā Zemes vēsturē uz tās dzīvoja vismaz 1 miljards dzīvo organismu sugu.

Padomāsim, kā dažādos cilvēces vēstures periodos cilvēki iztēlojās dzīves būtību, dzīvo būtņu daudzveidību un jaunu organismu formu rašanos.

1.1. Ideju vēsture par dzīvības attīstību uz Zemes

Pirmo mēģinājumu sistematizēt un vispārināt uzkrātās zināšanas par augiem un dzīvniekiem un to dzīves aktivitāti veica Aristotelis (4. gs. p.m.ē.), bet jau ilgi pirms viņa daudz interesantas informācijas par dzīvās dabas organizāciju tika prezentētas gada literatūras pieminekļos. dažādas senatnes tautas, galvenokārt saistītas ar agronomiju, lopkopību un medicīnu. Bioloģiskās zināšanas pašas sakņojas senos laikos un balstās uz cilvēku tiešo praktisko darbību. Pēc kromanjonas vīrieša (13 tūkstoši gadu pirms mūsu ēras) klinšu gleznojumiem var konstatēt, ka jau tajā laikā cilvēki varēja labi atšķirt lielu skaitu dzīvnieku, kas kalpoja par medību objektu.

1.1.1. Seno un viduslaiku priekšstati par dzīves būtību un attīstību

Senajā Grieķijā VIII-VI gs. BC e. holistiskās dabas filozofijas iekšienē radās pirmie antīkās zinātnes pamati. Grieķu filozofijas pamatlicēji Talss, Anaksimandrs, Anaksimens un Heraklīts meklēja materiālo avotu, no kura dabiskās pašattīstības dēļ radās pasaule. Talesam šis pirmais princips bija ūdens. Dzīvās būtnes, pēc Anaksimandera mācības, veidojas no nenoteiktas matērijas – “apeirona” pēc tādiem pašiem likumiem kā nedzīvās dabas objekti. Trešais joniešu filozofs Anaksimenes materiālo pasaules principu uzskatīja par gaisu, no kura viss rodas un kurā viss atgriežas. Viņš arī identificēja cilvēka dvēseli ar gaisu.

Lielākais no sengrieķu filozofiem bija Efezas Herakleits. Viņa mācība nesatur īpašus nosacījumus par dzīvo dabu, taču tai bija liela nozīme gan visas dabaszinātnes attīstībā, gan priekšstatu veidošanā par dzīvo vielu. Heraklīts pirmo reizi ieviesa filozofijā un dabas zinātnē skaidru ideju par pastāvīgām izmaiņām. Zinātnieks uzskatīja uguni par pasaules sākumu. Viņš mācīja, ka visas pārmaiņas ir cīņas rezultāts: "Viss rodas cīņā un no nepieciešamības."